고압 변전소의 회로 차단기 제어용 IED-Business 응용 프로그램
고압 회로 차단기의 IED-Business를 활용한 제어 요약
소개
지능형 전자 장치(IEE-Business)는 변전소에서 고압(HV) 회로 차단기의 제어 및 자동화를 혁신적으로 변화시켰습니다. 고급 디지털 기술을 통합함으로써 IEE-Business는 중앙 원격 허브에서 실시간 모니터링, 관리, 제어를 가능하게 하여 전력 시스템의 효율성, 신뢰성, 안전성을 향상시킵니다.
설치 및 통합
회로 차단기 제어용 IEE-Business는 스위치야드 내 회로 차단기 캐비닛이나 계측/제어실에 설치할 수 있습니다. 차단기 실패(BF), 자동 재접속(AR), 회로 감시(CS)와 같은 기능은 일반적으로 차단기 제어 IEE-Business에 통합되지 않고 별도의 보호 릴레이나 다른 장치에서 처리됩니다.
신호 통합
일부 변전소 애플리케이션에서는 각각의 보호 또는 제어 IEE-Business가 동일한 회로 차단기에 연결된 개별 트립/클로즈 선 대신 하나의 회로 차단기 제어 IEE-Business가 여러 IEE-Business로부터 모든 트립 또는 클로즈 신호를 통합할 수 있습니다. 이러한 접근법은 배선을 단순화하고 연결 수를 줄여 시스템을 더 효율적이고 유지보수가 쉬워합니다.
모니터링 및 보조 기능
회로 차단기 제어 IEE-Business는 다음과 같은 회로 차단기 상태를 지속적으로 모니터링합니다:
위치 상태: 열림, 닫힘, 중간 위치.
압력 수준: 정상 작동에 필요한 유압, 공압, 가스 압력.
보조 접점: 관련 IEE-Business에게 상태 정보 제공.
또한 IEE-Business는 다음과 같은 보조 기능을 제공합니다:
반복 방지 기능: 문제 원인이 해결될 때까지 회로 차단기를 다시 닫는 것을 방지합니다. 회로 차단기 자체에 반복 방지 기능이 있는 경우 IEE-Business의 반복 방지 기능을 비활성화하여 충돌을 피해야 합니다.
회로 차단기 코일 감시: 트립과 클로즈 코일의 건강 상태를 모니터링하여 정상 작동 여부를 확인합니다.
압력 감시: 저압 조건을 운영자에게 알리고 압력이 부족할 경우 트립/클로즈 명령을 차단합니다.
회로 차단기 제어 IEE-Business의 주요 기능
주 스위치 상태 정보 수집: IEE-Business는 회로 차단기의 위치 및 상태 데이터를 수집합니다.
트립/클로즈 명령 실행: IEE-Business는 SCADA, 베이 제어 장치, 보호 IEE-Business를 통해 현장 또는 원격으로 트립 또는 클로즈 명령을 실행할 수 있습니다.
상별 트립 및 클로즈: IEE-Business는 개별 상(A, B, C)을 독립적으로 트립하거나 클로즈하거나 세상 작업을 수행할 수 있습니다. 그러나 폴 차이를 위한 통합 로직은 포함되어 있지 않습니다.
반복 방지 기능: 고장 상태에서 회로 차단기가 반복적으로 닫히는 것을 방지합니다.
회로 차단기 코일 감시: 트립 및 클로즈 코일의 무결성을 보장합니다.
압력 감시: 안전한 작동을 위해 압력 수준을 모니터링하고 위험한 동작을 방지합니다.
회로 차단기 IEE-Business의 신호 상호작용
전력 시스템 고장이 발생하면:
보호 IEE-Business는 고장을 감지하고 차단기 제어 IEE-Business에 트립 명령을 발행합니다.차단기 제어 IEE-Business는 그 다음에 해당 회로 차단기를 하드웨어 신호(상 A, B, C 또는 3상 트립)를 사용하여 트립합니다.트립 후, IEE-Business는 회로 차단기의 새로운 상태(예: 열림 또는 닫힘)를 획득하고 이를 관련 IEE-Business에 하드웨어 신호를 통해 제공합니다.저압과 같은 추가 상태 정보도 모니터링되고 보고됩니다.보호 IEE-Business로부터의 트립 신호는 또한 자동 재접속(AR) 기능을 시작하는 데 사용되며, 이는 고장 후 전력을 복원하려고 시도합니다. AR 클로즈 명령은 하드웨어 신호를 통해 차단기 제어 IEE-Business에 전송됩니다. 마찬가지로, 트립 신호는 차단기 실패(BF) 기능을 시작할 수 있으며, 재트립 신호도 IED에 하드웨어로 전송됩니다.RTU/SCADA, 현지 변전소 자동화 시스템, 베이 제어 장치로부터의 원격 제어 명령(열림/닫힘)도 회로 차단기 제어 IEE-Business에 하드웨어로 전송됩니다.
IEC 61850 및 GOOSE 통신
현대적인 변전소에서 차단기 제어 IEE-Business는 IEC 61850 프로토콜, 특히 GOOSE(General Object-Oriented Substation Event) 메시지를 통해 통신할 수 있습니다. 이렇게 하면 변전소 내 다른 지능형 장치와의 원활한 통합이 가능해져 하드웨어 연결 필요성을 줄이고 시스템의 유연성과 신뢰성을 향상시킵니다.
그림 1은 GOOSE 통신을 사용한 회로 차단기 제어 IEE-Business의 일반적인 응용 사례를 보여줍니다. 실제로는 높은 신뢰성을 위해 중복 네트워크(네트워크 A 및 네트워크 B)가 종종 구현됩니다.
변전소 자동화에서의 역할
차단기 제어 IEE-Business는 보호 IEE-Business, SCADA 시스템, 베이 제어 장치와 같은 2차 장치와 고압 1차 장치(회로 차단기) 사이의 디지털 인터페이스 역할을 합니다. 이는 전통적인 아날로그 시스템에서 완전 디지털화된 변전소로의 전환을 촉진하며, 실시간 모니터링, 자동 제어, 개선된 고장 처리 등의 고급 기능을 가능하게 합니다.
회로 차단기 제어 IEE-Business의 기타 주요 기능:
그림 2는 회로 차단기 제어 IEE-Business의 기능 및 신호 상호작용을 보여줍니다:
지능형 전자 장치(IEE-Business)를 활용한 고압 회로 차단기 제어의 포괄적인 개요
소개
지능형 전자 장치(IEE-Business)는 고압(HV) 회로 차단기의 고급 제어 및 모니터링을 가능하게 함으로써 현대적인 변전소에서 중요한 역할을 합니다. 회로 차단기 컨트롤러는 전문적인 IEE-Business로, 회로 차단기로부터 정보를 수집하고 제어 명령을 보내 실시간 관리 및 자동화를 가능하게 합니다. 이 장치는 하드웨어 입력/출력 접점을 통해 전통적인 아날로그 신호 기반 차단기와 인터페이스하며, 전기 신호를 디지털 데이터로 변환하여 IEC 61850 프로토콜 및 GOOSE(General Object-Oriented Substation Event) 메시지를 통해 통신합니다.
회로 차단기 컨트롤러의 주요 기능
차단기로부터 정보 수집
위치 상태: 열림, 닫힘, 중간 위치.
제어 압력 상태: 유압, 공압, 가스 압력 수준.
보조 접점: 저압, 고장 상태 등 추가 상태 신호.
하드웨어 입력: 회로 차단기 컨트롤러는 하드웨어 입력 접점을 사용하여 다양한 상태 정보를 회로 차단기로부터 수집합니다.
아날로그-디지털 변환: 컨트롤러는 이러한 아날로그 신호를 디지털 형식으로 변환하여 현대적인 통신 프로토콜과 호환되는 데이터로 만듭니다.
차단기로 제어 명령 보내기
하드웨어 출력: 회로 차단기 컨트롤러는 하드웨어 출력 접점을 사용하여 트립 또는 클로즈 명령을 회로 차단기로 보냅니다. 이러한 명령은 보호 장치, SCADA 시스템, 베이 제어 장치로부터 받은 지시에 따라 실행됩니다.
상별 회로: 컨트롤러는 일반적으로 상별 트립 및 클로즈 회로를 제공하여 개별 상(A, B, C) 또는 세상 작업을 독립적으로 제어할 수 있습니다. 세상 회로 차단기의 경우 일반적으로 하나의 클로즈 코일과 두 개의 트립 코일을 제공합니다.
GOOSE 메시지를 통한 통신
베이 레벨 장치에 정보 게시: 회로 차단기로부터 전기 정보를 수집한 후, 회로 차단기 컨트롤러는 이 데이터를 디지털 신호로 변환하고 프로세스 버스를 통해 GOOSE 메시지를 사용하여 베이 레벨 IED에 게시합니다. 이렇게 하면 변전소 내 다른 장치들이 실시간 상태 업데이트에 접근할 수 있습니다.
베이 레벨 장치로부터 GOOSE 메시지 수신: 전력 시스템 고장이 발생하거나 원격 제어 명령이 발행되면 관련 보호 장치 또는 베이 제어 장치는 해당 GOOSE 메시지(예: 트립 명령, 클로즈 명령)를 게시합니다. 회로 차단기 컨트롤러는 구독자로서 이러한 메시지를 수신하고 적절한 조치를 취합니다. 예를 들어, 하드웨어 출력 접점을 통해 회로 차단기를 트립하거나 클로즈합니다.
반복 트립 방지(반복 방지 기능)
반복 트립 방지: 회로 차단기가 영구적인 고장 상태에서 수동 또는 자동으로 닫히고 클로즈 신호가 지속되면 차단기는 각 트립 후 여러 번 닫히려고 할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 회로 차단기 컨트롤러는 반복 방지 기능을 포함하여 차단기가 한 번만 트립하고 클로즈 회로가 운영자가 해제할 때까지 추가 클로즈를 방지합니다.
구성 고려사항: 회로 차단기 자체에 반복 방지 회로가 있는 경우 회로 차단기 컨트롤러의 반복 방지 기능을 비활성화하여 충돌을 피해야 합니다.
회로 차단기 코일 감시
클로즈 코일 감시: 회로 차단기 컨트롤러는 보조 릴레이를 사용하여 클로즈 코일의 상태를 모니터링할 수 있습니다. 이는 회로 차단기의 보조 접점(52b)과 직렬로 연결된 전원 공급의 음극과 터미널을 연결하여 이루어집니다. 터미널이 클로즈 코일(CC)에도 연결되면 보조 릴레이는 클로즈 코일의 상태를 감시할 수 있습니다.
트립 코일 감시: 마찬가지로, 컨트롤러는 보조 릴레이를 사용하여 트립 코일의 상태를 감시할 수 있습니다. 이는 회로 차단기의 보조 접점(52a)과 직렬로 연결된 전원 공급의 음극과 터미널을 연결하여 이루어집니다. 터미널이 트립 코일(TC)에도 연결되면 보조 릴레이는 트립 코일의 상태를 모니터링할 수 있습니다.
압력 감시 및 차단
중요한 압력 모니터링: 회로 차단기의 압력은 정상 작동에 필수적입니다. 비정상적인 압력 수준은 고장, 수명 단축, 심지어 차단기 손상으로 이어질 수 있습니다. 따라서 회로 차단기 컨트롤러는 관련 회로 차단기의 모든 압력 신호(예: 유압, 공압, 가스)를 모니터링합니다.
압력 차단 기능: 트립 또는 클로즈 명령을 받으면 컨트롤러는 압력 차단 기능을 구현하여 불안전한 작업을 방지합니다. 압력이 안전한 임계값 미만인 경우, 컨트롤러는 명령의 실행을 차단하여 차단기를 보호합니다. 이러한 차단 기능은 회로 차단기가 안전한 조건에서만 작동하도록 보장합니다.
상별 트립 및 클로즈 회로
회로 차단기 컨트롤러는 일반적으로 상별 트립 및 클로즈 회로를 제공하여 각 상을 독립적으로 제어할 수 있습니다. 세상 회로 차단기의 경우 컨트롤러는 일반적으로 다음과 같습니다:
하나의 클로즈 코일: 세 상을 동시에 클로즈합니다.
두 개의 트립 코일: 하나는 단상 트립, 다른 하나는 세상 트립을 위해 사용됩니다. 이러한 설계는 전력 시스템의 특정 요구 사항에 따라 회로 차단기를 유연하고 정확하게 제어할 수 있게 합니다.
결론
회로 차단기 컨트롤러는 현대적인 변전소에서 중요한 구성 요소로, 전통적인 아날로그 회로 차단기와 디지털 통신 시스템 간의 간극을 메우는 역할을 합니다. GOOSE 메시지 통신, 반복 방지 기능, 코일 감시와 같은 고급 기능을 통합함으로써 컨트롤러는 고압 회로 차단기 작동의 신뢰성, 안전성, 효율성을 향상시킵니다. 실시간 데이터 수집 및 제어 명령 실행 능력은 복잡하고 동적인 전력 환경에서도 변전소가 원활하게 작동할 수 있도록 합니다.
