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WO2012039526A1 - 과전류 보호 방법 및 그 장치 - Google Patents

과전류 보호 방법 및 그 장치 Download PDF

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Publication number
WO2012039526A1
WO2012039526A1 PCT/KR2010/007349 KR2010007349W WO2012039526A1 WO 2012039526 A1 WO2012039526 A1 WO 2012039526A1 KR 2010007349 W KR2010007349 W KR 2010007349W WO 2012039526 A1 WO2012039526 A1 WO 2012039526A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
failure
current
determining
reverse phase
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2010/007349
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정원욱
이학주
권성철
채우규
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Electric Power Corp
Original Assignee
Korea Electric Power Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Electric Power Corp filed Critical Korea Electric Power Corp
Publication of WO2012039526A1 publication Critical patent/WO2012039526A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/16—Measuring asymmetry of polyphase networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/081—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current and depending on the direction

Definitions

  • the present invention relates to an overcurrent protection method and apparatus thereof. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for protecting overcurrent generated in a distribution system to which distributed power supplies are linked.
  • the protection of the distribution system has basically adopted an overcurrent relay method which does not consider directionality.
  • the fault current supply source includes a distributed power supply in addition to the substation, and the distribution of the fault current is also distributed in both directions, which causes problems in the existing overcurrent protection system.
  • the most frequent accidents in distribution systems with distributed power sources are malfunctions of protective equipment in the power line with distributed power sources in addition to the accident line.
  • the transformer for the connection of distributed power supplies uses the Grounded Y-Delta wiring method corresponding to the effective grounding standard specified in KEPCO's distributed power system linkage standards. Therefore, if the linkage transformer is connected to the system regardless of power generation in case of ground fault, the primary ground of the transformer provides the passage of ground fault current.
  • the direction determination method determines the direction on the basis of two components consisting of a reference amount and an operating amount and the angle between these two components.
  • the directional determination method does not reflect the failure characteristics of the distributed power supply, and when applied to the distribution system to which the distributed power supply is linked, accurate direction determination may fail according to a failure condition.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems, to provide a method and apparatus for protecting overcurrent generated in a distribution system in which distributed power supplies are linked.
  • the apparatus for protecting the overcurrent generated in the distribution system is connected to the distributed power supply is
  • a measuring unit measuring voltage and current for each phase;
  • a failure detector for detecting a failure based on a comparison result by comparing the current with a set current;
  • a direction determination unit for determining a type of failure and determining whether the failure direction is in the forward direction or the reverse direction by using the reverse phase direction determination element and the normal direction direction determination element for each of the determined failure types;
  • a breaker that protects the overcurrent by operating the breaker when the failure direction is the forward direction.
  • a method for protecting overcurrent generated in the distribution system is connected to the distributed power supply is
  • Measuring voltage and current for each phase in the distribution system by an overcurrent protection device Comparing the current with a set current to detect a failure based on a comparison result; Determining a failure type and determining a failure direction by using a reverse phase direction determination element and a normal direction direction determination element for each of the determined failure types; And protecting the overcurrent by operating the circuit breaker when the failure direction is the forward direction.
  • the overcurrent protection device and its method are added to the operation method of the conventional protection equipment and automatic switchgear, and by applying the direction determination method reflecting the failure characteristics of the distributed power supply, Even if distributed power is additionally connected to the system, the malfunction of the protective device can be prevented.
  • overcurrent protection device and the method are applied to an automatic switchgear, and further provides the operator with fault indicator (FI) information and fault direction information, so that the operator can determine the exact fault location.
  • FI fault indicator
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a distribution of fault currents in a distribution system in which distributed power supplies are linked when an accident occurs on another line.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an overcurrent protection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a direction determining unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a vector diagram for determining a reverse phase direction according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a vector diagram for determining a normal division direction according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an overcurrent protection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of determining a failure direction according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing the configuration and operation of the overcurrent protection method according to an embodiment of the present invention and the protection device to which the device is applied.
  • FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a distribution of fault currents when a distribution automation automation switch is operated in a distribution system in which distributed power supplies are linked.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of generating a failure indicator to which a method of determining a failure direction is added according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a distribution of fault currents in a distribution system in which distributed power supplies are linked when an accident occurs on another line.
  • the recloser (RC1) 10 operates unnecessarily in the first distribution line without a failure, and a power failure occurs in the section below the recloser (RC1) 10 of the first distribution line.
  • the recloser (RC1) 10 trips so that the system below the recloser (RC1) 10 experiences single operation and the distributed power supply is also dropped out of the system.
  • the recloser RC1 10 may be removed from the first distribution line. Unnecessary power failure can be prevented.
  • the recloser which can be called a potential protection device for protection coordination in a distribution system
  • a substation breaker which is a post-protection device. Therefore, the malfunction of the protection equipment in the power line connected with the distributed power supply due to other line accidents supplied by the substation transformer of the substation of the line to which the distributed power is connected cannot be solved only by correction of protection coordination. You need to give it a function.
  • an overcurrent protection device for selectively applying the direction discrimination method according to the type of failure in the distribution system to which the distributed power supply is connected will be described in detail with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an overcurrent protection device according to an embodiment of the present invention.
  • the overcurrent protection device includes a measurement unit 100, a failure detection unit 200, a direction determination unit 300, and a blocking unit 400.
  • the measuring unit 100 measures the phase voltage and current.
  • the failure detection unit 200 detects a failure based on a comparison result by comparing the measured current with a previously set current (hereinafter, referred to as "set current").
  • set current corresponds to the minimum operating current of the protection device, but is not limited thereto.
  • the failure detection unit 200 detects a failure when the measured current is greater than or equal to the set current.
  • the direction determining unit 300 determines the type of failure by using the reverse phase current, and determines whether the failure direction is in the forward direction or the reverse direction by using a specific determination element for each type of the determined failure.
  • the failure type includes an unbalance failure such as a ground fault and an equilibrium failure such as a three-phase short circuit failure
  • the specific discrimination element includes an inverse normal direction determination element corresponding to an unbalanced failure and a normal direction determination element corresponding to an equilibrium failure.
  • the breaker 400 When the failure direction is in the forward direction, the breaker 400 sends a trip signal to the breaker and operates the breaker. In the reverse direction, the breaker 400 controls the measurement unit 100 to measure voltage and current again without operating the protection device. In addition, the blocker 400 forcibly trips the circuit breaker when the number of times determined by the direction determiner 300 as the reverse failure continuously occurs for a specific number of times or more.
  • the overcurrent protection device can be implemented in the control device of the protection device, that is, the terminal to prevent unnecessary malfunction of the protection device due to the reverse fault current contributed by the distributed power supply.
  • the overcurrent protection device can ensure safety even in a state where the reliability of operation of the protection device is not secured, such as when the protection device to be operated is not operated.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a direction determining unit according to an embodiment of the present invention.
  • the direction determiner 300 includes a fundamental wave calculator 310, a calculator 320, a failure type determiner 330, and a direction determiner 340.
  • the fundamental wave calculator 310 extracts the fundamental wave voltage and the fundamental wave current by removing harmonics of the measured voltage and current.
  • the calculation unit 320 calculates the normal voltage (3V 1 ), the normal voltage (3I 1 ), the reverse phase voltage (3V 2 ), and the reverse phase current (3I 2 ) using the extracted fundamental wave voltage and the fundamental wave current. do.
  • the normal voltage 3V 1 , the normal voltage 3I 1 , the reverse phase voltage 3V 2 , and the reverse phase current 3I 2 are represented by Equation 1.
  • the failure type determination unit 330 determines whether the failure type is an unbalanced or an equilibrium failure by using the reverse phase current 3I 2 .
  • the failure type determination unit 330 determines that an unbalance failure occurs when the reverse phase current 3I 2 is greater than or equal to a set value, and determines that the balance type failure is less than the set value.
  • the set value is a value corresponding to the reverse phase current when the unbalanced current occurs before failure in the distribution system, but is not limited thereto.
  • the direction determining unit 340 determines whether the failure direction is the forward direction or the reverse direction by using the reverse phase direction determining element when the type of the failure is determined to be an unbalanced failure and the normal direction direction determining element when the balance type is determined to be the balanced failure.
  • the negative sequence direction control element is negative sequence voltage (3V 2)
  • the negative sequence current (3I 2) and the maximum sensitivity phase comprises a respective (MTA 2)
  • normal minutes direction control element is a normal-minute voltage (3V 1) and Normal current 3I 1 and maximum sensitivity phase angle MTA 1 .
  • the direction determining unit 340 determines the direction as shown in FIG. 4 by using the reverse phase direction determining element. Specifically, the direction determination unit 340 determines that the direction discrimination reference angle T 2 generated by using the reverse phase direction determination element is in the forward direction when the direction angle reference angle T 2 is within a setting angle (eg, ⁇ 90 °), and the setting angle range. If it is outside, it is determined in the reverse direction. At this time, the direction discrimination reference angle T 2 is obtained as shown in Equation 2 by using an inverse phase direction determination element.
  • a setting angle eg, ⁇ 90 °
  • the direction determining unit 340 determines the direction as shown in FIG. 5 using the normal direction direction determining element. In detail, the direction determining unit 340 determines that the direction discrimination reference angle T 1 generated by using the normal part direction determining element is in the positive direction when it is within a setting angle (for example, ⁇ 90 °), and sets the range of the setting angle. If it is outside, it is determined in the reverse direction. At this time, the direction determination reference angle (T 1 ) is obtained as shown in Equation 3 by using the phase discrimination element.
  • a setting angle for example, ⁇ 90 °
  • the failure type determining unit 330 may determine whether the failure type is an unbalanced or an equilibrium failure by using the image current 3I 0 other than the reverse phase current 3I 2 .
  • the image split current 3I 0 is expressed as in Equation 4.
  • the image split current 3I 0 is not used in the direction determining unit 340, it is more efficient to calculate the type of fault by calculating the reverse phase current used as the reverse phase direction determining element.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an overcurrent protection method according to an embodiment of the present invention.
  • 7 is a flowchart illustrating a method of determining a failure direction according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the overcurrent protection device measures voltage and current for each phase (S100). Next, the overcurrent protection device compares the measured current and the set current corresponding to the minimum operating current of the protection device (S200). At this time, the overcurrent protection device detects a failure when the measured current is more than the set current.
  • the overcurrent protection device determines the failure type by using the reverse phase current, and determines whether the failure direction is the forward direction or the reverse direction by using a specific determination element corresponding to the determined failure type (S300).
  • the failure type includes an unbalance failure and an equilibrium failure
  • the specific determination element includes an inverse normal direction determination element corresponding to an unbalance failure and a normal direction direction determination element corresponding to an equilibrium failure.
  • the overcurrent protection device extracts the fundamental wave voltage and the fundamental wave current by removing harmonics of the measured voltage and current (S301).
  • the overcurrent protection device calculates the normal voltage (3V 1 ), the normal voltage (3I 1 ), the reverse phase voltage (3V 2 ) and the reverse phase current (3I 2 ) using the extracted fundamental wave voltage and the fundamental wave current ( S302).
  • the overcurrent protection device determines whether the reverse phase current 3I 2 is greater than or equal to the set value (S303). In this case, the overcurrent protection device determines that an unbalance failure occurs when the reverse phase current 3I 2 is greater than or equal to a set value, and determines that an equilibrium failure is less than the set value.
  • the overcurrent protection device When the reverse phase current 3I 2 is greater than or equal to the set value, the overcurrent protection device generates the direction discrimination reference angle T 2 using the reverse phase direction discrimination element corresponding to the unbalance failure (S304). The overcurrent protection device determines whether the generated direction determination reference angle T 2 is located within a set angle (eg, ⁇ 90 °) (S305). Next, the overcurrent protection device determines that the direction discrimination reference angle T 2 is within the set angle (for example, ⁇ 90 °) in the forward direction (S306), and in the reverse direction if it is outside the set angle range (S307).
  • a set angle eg, ⁇ 90 °
  • the overcurrent protection device When the reverse phase current 3I 2 is smaller than the set value, the overcurrent protection device generates the direction determination reference angle T 1 using the normal direction direction determining element corresponding to the balanced fault failure (S308). The overcurrent protection device determines whether the generated direction determination reference angle T 1 is located within a set angle (eg, ⁇ 90 °) (S309). Next, the overcurrent protection device determines that the direction discrimination reference angle T1 is within the set angle (for example, ⁇ 90 °) in the forward direction (S310), and if it is outside the set angle range, determines the reverse direction (S311).
  • a set angle eg, ⁇ 90 °
  • the overcurrent protection device operates the breaker when the failure direction is in the forward direction (S400).
  • the overcurrent protection device When the failure direction is in the reverse direction, the overcurrent protection device counts the number of times that the failure direction is determined as the reverse failure (S500). Next, the overcurrent protection device determines whether the number of times determined as a reverse failure continuously occurs for a specific number or more (S600).
  • the overcurrent protection device operates the breaker as in the case where the failure direction is the forward direction when the number of times determined to be the reverse failure continuously occurs for a predetermined number or more.
  • FIG. 8 is a view showing the configuration and operation of the overcurrent protection method according to an embodiment of the present invention and the protection device to which the device is applied.
  • an overcurrent protection method and apparatus may be implemented in a control device (terminal device) 820 of a circuit breaker (line recloser or substation CB) 810.
  • the control device 820 receives a voltage and a current from the instrument current transformer CT and the instrument transformer PT of the circuit breaker 810 to determine the direction of the failure.
  • the controller 820 does not send a trip signal to the breaker when the failure direction is determined to be reverse, and transmits a trip signal to the breaker only when it is determined to be in the forward direction so that the breaker operates.
  • the protection device when the overcurrent protection method and the device are installed in the dendritic distribution system to which the distributed power supply is connected, the protection device operates only in the self-protection section (load side based on the installation point of the protection device). In case of failure, unnecessary malfunction can be prevented.
  • the method for determining the fault direction of a protective device applied to a distribution system to which a distributed power source is connected is applied to an automatic switchgear for distribution automation operated in a distribution system to which a distributed power source is linked. I can tell you.
  • FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a distribution of fault currents when a distribution automation automation switch is operated in a distribution system in which distributed power supplies are linked.
  • the automation equipment When a line fault occurs, the automation equipment detects a line fault and displays fault information (Fault Indication (FI)) on the human machine linkage system (HMI) of the distribution automation system to inform the operator of the fault. The operator then operates the switch remotely to recover from the fault.
  • FI fault Indication
  • HMI human machine linkage system
  • Automated equipment displays a fault indicator (FI) when both line no-voltage and fault currents are detected. That is, the automatic switch detects a fault current when a line break occurs and detects no voltage when there is a trip or re-closing operation of the line protection device and sends a failure indicator (FI) to the human machine linkage system of the distribution automation system. Will be displayed.
  • FI failure indicator
  • the automatic switchgear GA 910 detects a failure by a reverse failure current on the distributed power supply side, and the first recloser RC1 920 or When the first breaker (CB1) 930 operates, it detects no voltage and displays the failure indicator (FI) information on the distribution automation system.
  • the distribution automation operator in the dendritic distribution system without the distributed power supply determines the failure in the load stage of the automation switch in which the failure indicator (FI) is displayed based on the failure indicator (FI) information of the automation switch.
  • FI failure indicator
  • a failure occurs at the (CB1) 930 and the first recloser (RC1) 920 points, there is a high possibility that a failure occurs in the load stage below the automatic switchgear (GA) 910. In this case, failure to accurately determine the point of failure occurs a problem that is likely to prolong the failure recovery failure and power outage time.
  • the failure indicator (FI) generation method of the automatic switchgear in the distribution system connected with the distributed power source adds a method of determining the direction of the failure in the method of displaying the failure indicator (FI) by detecting the fault current and no voltage.
  • FI failure indicator
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of generating a failure indicator to which a method of determining a failure direction is added according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the automated switch measures voltage and current for each phase (S11).
  • the automatic switch detects a failure by comparing the measured current with a set current corresponding to the minimum operating current of the protection device (S12).
  • the automatic switch detects a failure when the measured current is greater than or equal to the set current.
  • the automatic switch detects no voltage (S13).
  • the automatic switch determines whether the failure direction is forward or reverse (S14). Specifically, the automatic switch determines the type of failure by using the reverse phase current, and determines whether the failure direction is in the forward direction or the reverse direction by using a specific determination element corresponding to the determined failure type.
  • the failure type includes an unbalance failure and an equilibrium failure
  • the specific determination element includes an inverse phase direction determination element corresponding to an unbalance failure and a normal direction direction determination element corresponding to an equilibrium failure.
  • the automatic switchgear When the failure direction is in the forward direction, the automatic switchgear provides the failure indicator (FI) information and the forward information to the human machine linkage device (HMI) of the distribution automation system (S15).
  • FI failure indicator
  • HMI human machine linkage device
  • the automatic switchgear When the failure direction is in the reverse direction, the automatic switchgear provides the failure indicator (FI) information and the reverse information to the human machine linkage device (HMI) of the distribution automation system (S16).
  • FI failure indicator
  • HMI human machine linkage device
  • a method of determining a failure direction may be applied.
  • a method of generating a failure indicator of the distribution automation switch may be implemented in the distribution automation switch control device (terminal device).

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Abstract

분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 장치는 상별로 전압과 전류를 계측하는 계측부, 전류를 설정 전류와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지하는 고장 감지부, 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 역상분 방향 판별 요소와 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별하는 방향 판별부 및 고장 방향이 정방향인 경우 차단기를 동작시켜 과전류를 보호하는 차단부를 포함한다.

Description

과전류 보호 방법 및 그 장치
본 발명은 과전류 보호 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 분산전원이 연계된 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
배전계통에서 고장이 발생하는 경우 고장전류를 공급하는 전원은 오직 변전소 측의 전원이였으며, 변전소부터 고장점까지 단방향으로 고장전류가 공급되었다. 때문에, 배전계통의 보호는 기본적으로 방향성을 고려하지 않는 과전류 계전방식을 채택해왔다.
그러나, 분산전원이 연계된 배전계통에서의 고장전류 공급원은 변전소 이외에도 분산전원이 추가되며, 고장전류의 분포 또한 양방향으로 분포하게 되어 기존 과전류 보호체계에 문제점이 발생한다. 분산전원이 연계된 배전계통에서 가장 빈번하게 발생하는 사고는 사고선로 이외에 분산전원이 연계된 건전선로에서의 보호기기의 오동작이다.
분산전원의 연계용 변압기는 한전의 분산전원 계통 연계 기준에서 명시하는 유효접지 기준에 해당하는 Grounded Y-Delta 결선 방식을 사용하고 있다. 때문에, 지락고장시 발전 유무에 관계없이 연계용 변압기가 계통에 연계되어 있으면, 변압기의 1차측 접지가 지락고장전류의 통로를 제공하게 된다
분산전원이 연계되어 있는 선로의 변전소 주변압기에서 공급하는 타선로 사고로 인한 분산전원이 연계된 건전선로에서의 보호기기의 오동작을 보호협조 정정만으로 해결할 수 없으므로, 배전용 보호기기에 방향 판별 기능을 부여해야 할 필요가 있다. 여기서, 방향성 판별 방법은 기준량과 작동량으로 구성되는 두개의 성분과 이 두성분이 이루는 각을 기준으로 방향을 판별한다.
이러한, 방향성 판별 방법은 분산전원의 고장 특성을 반영하지 않은 방법으로, 분산전원이 연계된 배전계통에 적용시 고장조건에 따라 정확한 방향판별에 실패할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 분산전원이 연계된 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른, 분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 장치는
상별로 전압과 전류를 계측하는 계측부; 상기 전류를 설정 전류와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지하는 고장 감지부; 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 역상분 방향 판별 요소와 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별하는 방향 판별부; 및 상기 고장 방향이 정방향인 경우 차단기를 동작시켜 과전류를 보호하는 차단부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른, 분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 방법은
과전류 보호 장치에 의해 상기 배전계통에서 상별로 전압과 전류를 계측하는 단계; 상기 전류를 설정 전류와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지하는 단계; 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 역상분 방향 판별 요소와 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 고장 방향을 판별하는 단계; 및 상기 고장 방향이 정방향인 경우 차단기를 동작시켜 과전류를 보호하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 과전류 보호 장치 및 그 방법은 종래의 보호기기 및 자동화개폐기의 동작 방법에 고장 방향을 판별하는 방법을 추가하고 분산전원의 고장 특성을 반영한 방향 판별방법을 적용하여, 배전계통에 분산전원이 추가 연계되는 경우에도 보호기기의 오동작을 방지할 수 있다.
또한, 과전류 보호 장치 및 그 방법은 자동화개폐기에 적용되어, 고장표시기(FI) 정보와 고장방향 정보를 추가로 운영자에게 제공함으로써, 운영자가 정확한 고장 위치를 파악할 수 있다.
도 1은 타선로 사고시 분산전원이 연계된 배전계통의 고장전류 분포를 나타내는 회로도이다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방향 판별부를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 역상분 방향을 판별하는 벡터도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정상분 방향을 판별하는 벡터도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법 및 그 장치를 적용한 보호기기의 구성 및 동작을 나타내는 도면이다.
도 9는 분산전원이 연계된 배전계통에서 운영되는 배전자동화용 자동화개폐기를 포함하는 경우의 고장전류 분포를 나타내는 회로도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법이 추가된 고장표시기 발생 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법 및 그 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 타선로 사고시 분산전원이 연계된 배전계통의 고장전류 분포를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참고하면, 고장점(F1)에서 지락고장이 발생하는 경우에는 분산전원이 연계되어 있는 제1 배전선로에서 영상회로가 형성되어 분산전원이 공급되는 역방향 고장전류가 리클로져(RC1)(10)에서 감지된다. 이때, 고장전류의 크기가 리클로져의 정정치(최소동작전류) 이상인 경우에는 보호협조 시간차에 의해 리클로져(RC1) (10)가 트립하게 된다.
결과적으로, 고장이 없는 제1 배전선로에서는 리클로져(RC1)(10)가 불필요하게 동작하여 제1 배전선로의 리클로져(RC1)(10) 이하의 구간은 정전이 발생한다. 동시에, 리클로져(RC1)(10)가 트립하여 리클로져(RC1)(10) 이하 계통은 단독운전을 경험하여 분산전원도 계통에서 탈락된다.
만약, 사고선로의 보호기기에 해당하는 제2 차단기(CB2)(20)가 리클로져(RC1) (10)보다 먼저 고장을 제거하게 되면 제1 배전선로에서 리클로져(RC1)(10)에 의한 불필요한 정전을 막을 수 있다.
하지만, 배전계통에서 보호협조를 위해 전위보호기기라 할 수 있는 리클로져는 후비보호기기인 변전소 차단기보다 동작시간을 빠르게 설정하는 것이 일반적이다. 따라서, 분산전원이 연계되어 있는 선로의 변전소 주변압기에서 공급하는 타선로 사고로 인한 분산전원이 연계된 건전선로에서의 보호기기의 오동작을 보호협조 정정만으로 해결할 수 없으며, 배전용 보호기기에 방향성 판별 기능을 부여해야 한다.
다음, 분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 고장의 종류에 따라 방향판별 방법을 선택적으로 적용하는 과전류 보호 장치를 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2를 참고하면, 과전류 보호 장치는 계측부(100), 고장 감지부(200), 방향 판별부(300) 및 차단부(400)를 포함한다.
계측부(100)는 상별 전압과 전류를 계측한다.
고장 감지부(200)는 계측한 전류를 이전에 설정한 전류(이하 "설정 전류"라고 함)와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지한다. 여기서, 설정 전류는 보호기기의 최소동작전류에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 고장 감지부(200)는 계측한 전류가 설정 전류 이상인 경우에 고장을 감지한다.
방향 판별부(300)는 역상분 전류를 이용하여 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 특정 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별한다. 여기서, 고장 종류는 지락고장과 같은 불평형 고장과 3상 단락고장과 같은 평형 고장을 포함하며, 특정 판별 요소는 불평형 고장에 해당하는 역상분 방향 판별 요소와 평형 고장에 해당하는 정상분 방향 판별 요소를 포함한다.
차단부(400)는 고장 방향이 정방향인 경우, 차단기에 트립 신호를 보내 동작시키고, 역방향인 경우 보호기기를 동작시키지 않고 전압 및 전류를 다시 계측하도록 계측부(100)를 제어한다. 또한, 차단부(400)는 방향 판별부(300)에서 역방향 고장으로 판단하는 횟수가 특정 횟수 이상 동안 연속적으로 발생하는 경우, 차단기를 강제 트립 시킨다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 장치는 보호기기의 제어장치 즉, 단말에 구현하여 분산전원에서 기여하는 역방향 고장 전류에 의한 보호기기의 불필요한 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 과전류 보호 장치는 동작해야 할 보호기기가 동작하지 않는 경우와 같이 보호기기의 동작 신뢰도가 확보되지 않은 상태에서도 안전을 확보할 수 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 방향 판별부(300)를 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방향 판별부를 나타내는 구성도이다.
도 3을 참고하면, 방향 판별부(300)는 기본파 계산부(310), 산출부(320), 고장 종류 판단부(330) 및 방향 판정부(340)를 포함한다.
기본파 계산부(310)는 계측한 전압 및 전류의 고조파를 제거하여 기본파 전압 및 기본파 전류를 추출한다.
산출부(320)는 추출한 기본파 전압 및 기본파 전류를 이용하여 정상분 전압 (3V1), 정상분 전류(3I1), 역상분 전압(3V2) 및 역상분 전류(3I2)를 산출한다. 이때, 정상분 전압 (3V1), 정상분 전류(3I1), 역상분 전압(3V2) 및 역상분 전류(3I2)는 수학식 1과 같이 나타낸다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2010007349-appb-I000001
Figure PCTKR2010007349-appb-I000002
Figure PCTKR2010007349-appb-I000003
Figure PCTKR2010007349-appb-I000004
Figure PCTKR2010007349-appb-I000005
고장 종류 판단부(330)는 역상분 전류(3I2)를 이용하여 고장 종류가 불평형 고장인지 평형 고장인지를 판단한다. 구체적으로, 고장 종류 판단부(330)는 역상분 전류(3I2)가 설정값 이상인 경우 불평형 고장으로 판단하고, 설정값보다 작은 경우 평형 고장으로 판단한다. 여기서, 설정값은 배전계통에서 고장전 불평형 전류가 최대로 발생하는 경우의 역상분 전류에 해당하는 값이며, 이에 한정되지 않는다.
방향 판정부(340)는 고장의 종류가 불평형 고장으로 판단되는 경우 역상분 방향 판별 요소를, 평형 고장으로 판단되는 경우 정상분 방향 판별 요소를 이용하여, 고장 방향이 정방향인지 역방향인지 판정한다. 여기서, 역상분 방향 판별 요소는 역상분 전압(3V2)과 역상분 전류(3I2) 및 최대감도 위상각(MTA2)을 포함하며, 정상분 방향 판별 요소는 정상분 전압(3V1)과 정상분 전류(3I1) 및 최대감도 위상각(MTA1)을 포함한다.
불평형 고장인 경우, 방향 판정부(340)는 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 도 4와 같이 방향을 판별한다. 구체적으로, 방향 판정부(340)는 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 생성한 방향판별 기준각(T2)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내 이면 정방향으로 판단하고, 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정한다. 이때, 방향판별 기준각(T2)은 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 수학식 2와 같이 구한다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2010007349-appb-I000006
평형 고장인 경우, 방향 판정부(340)는 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 도 5와 같이 방향을 판별한다. 구체적으로, 방향 판정부(340)는 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 생성한 방향판별 기준각(T1)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내 이면 정방향으로 판단하고, 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정한다. 이때, 방향판별 기준각(T1)은 상분 방향 판별 요소를 이용하여 수학식 3과 같이 구한다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2010007349-appb-I000007
본 발명의 실시예에 따른, 고장 종류 판단부(330)에서 역상분 전류(3I2) 이외의 영상분 전류(3I0)를 이용하여 고장 종류가 불평형 고장인지 평형 고장인지를 판단할 수 있다. 이때, 영상분 전류(3I0)는 수학식 4와 같이 나타낸다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2010007349-appb-I000008
그러나, 방향 판정부(340)에서 영상분 전류(3I0)가 사용되지 않기 때문에 역상분 방향 판별 요소로 사용되는 역상분 전류를 산출하여 고장의 종류를 판별하는 것이 더 효율적이다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법을 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 과전류 보호 장치는 상별로 전압과 전류를 계측한다(S100). 다음, 과전류 보호 장치는 계측한 전류와 보호기기의 최소동작전류에 해당하는 설정 전류를 비교한다(S200). 이때, 과전류 보호 장치는 계측한 전류가 설정 전류 이상인 경우에 고장을 감지한다.
고장을 감지한 경우, 과전류 보호 장치는 역상분 전류를 이용하여 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류에 해당하는 특정 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별한다(S300). 여기서, 고장 종류는 불평형 고장과 평형 고장을 포함하며, 특정 판별 요소는 불평형 고장에 해당하는 역상분 방향 판별 요소와 평형 고장에 해당하는 정상분 방향 판별 요소를 포함한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법을 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7을 참고하면, 과전류 보호 장치는 계측한 전압 및 전류의 고조파를 제거하여 기본파 전압 및 기본파 전류를 추출한다(S301).
과전류 보호 장치는 추출한 기본파 전압 및 기본파 전류를 이용하여 정상분 전압 (3V1), 정상분 전류(3I1), 역상분 전압(3V2) 및 역상분 전류(3I2)를 산출한다(S302).
과전류 보호 장치는 역상분 전류(3I2)가 설정값 이상인지를 판단한다(S303). 이때, 과전류 보호 장치는 역상분 전류(3I2)가 설정값 이상인 경우 불평형 고장으로 판단하고, 설정값보다 작은 경우 평형 고장으로 판단한다.
역상분 전류(3I2)가 설정값 이상인 경우, 과전류 보호 장치는 불평형 고장에 해당하는 역상분 방향 판별요소를 이용하여 방향판별 기준각(T2)을 생성한다(S304). 과전류 보호 장치는 생성한 방향판별 기준각(T2)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내에 위치하는지 판단한다(S305). 다음, 과전류 보호 장치는 방향판별 기준각(T2)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내 이면 정방향으로 판단하고(S306), 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정한다(S307).
역상분 전류(3I2)가 설정값보다 작은 경우, 과전류 보호 장치는 평형 고장 고장에 해당하는 정상분 방향 판별요소를 이용하여 방향판별 기준각(T1)을 생성한다(S308). 과전류 보호 장치는 생성한 방향판별 기준각(T1)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내에 위치하는지 판단한다(S309). 다음, 과전류 보호 장치는 방향판별 기준각(T1)이 설정각(예를 들어, ±90°) 이내 이면 정방향으로 판단하고(S310), 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정한다(S311).
다시 도 6을 참고하면, 과전류 보호 장치는 고장 방향이 정방향인 경우, 차단기를 동작시킨다(S400).
고장 방향이 역방향인 경우, 과전류 보호 장치는 고장 방향이 역방향 고장으로 판단하는 횟수를 카운터한다(S500). 다음, 과전류 보호 장치는 역방향 고장으로 판단하는 횟수가 특정 횟수 이상 동안 연속적으로 발생하는지를 판단한다(S600).
과전류 보호 장치는 역방향 고장으로 판단하는 횟수가 특정 횟수 이상 동안 연속적으로 발생하는 경우, 고장 방향이 정방향인 경우와 마찬가지로 차단기를 동작시킨다.
다음, 과전류 보호 방법 및 그 장치를 차단기의 제어장치에 적용하는 방법을 도 8을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법 및 그 장치를 적용한 보호기기의 구성 및 동작을 나타내는 도면이다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 과전류 보호 방법 및 그 장치는 차단기(선로 리클로져 혹은 변전소 CB)(810)의 제어장치(단말장치)(820)에 구현될 수 있다.
제어장치(820)는 차단기(810)의 계기용 변류기(CT)와 계기용 변압기(PT)로부터 전압과 전류를 전달받아 고장의 방향을 판단한다.
제어장치(820)는 고장의 방향이 역방향으로 판정되는 경우 차단기에 트립 신호를 보내지 않고, 정방향으로 판정되는 경우에만 차단기에 트립(Trip) 신호를 전송하여 차단기가 동작하도록 한다.
이처럼, 과전류 보호 방법 및 그 장치를 분산전원이 연계되어 있는 수지상 배전계통에 설치하는 경우에는 보호기기가 자기 보호구간(보호기기 설치점을 기준으로 부하측)에서만 동작하게 하여 자기 보호구간 이외 구간에 대한 고장에 대해서는 불필요한 오동작을 막을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 분산전원이 연계된 배전계통에 적용되는 보호기기의 고장 방향을 판별하는 방법은 분산전원이 연계된 배전계통에서 운영되는 배전자동화용 자동화개폐기에도 적용하여 고장 방향을 운영자에게 알려줄 수 있다.
다음, 분산전원이 연계된 배전선로에서 고장 발생시 배전자동화 개폐기의 고장표시기의 오동작을 도 9를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 9는 분산전원이 연계된 배전계통에서 운영되는 배전자동화용 자동화개폐기를 포함하는 경우의 고장전류 분포를 나타내는 회로도이다.
선로 고장발생시 자동화기기는 선로 고장을 감지하여 고장정보인 고장표시기(Fault Indication, FI)를 배전자동화 시스템의 인간기계연계장치(HMI)에 표시하여 운영자에게 고장 발생을 알려준다. 그러면, 운영자는 원격으로 개폐기를 조작하여 고장을 복구한다.
자동화기기는 선로 무전압과 고장전류를 모두 감지하는 경우에 고장표시기(FI)를 표시한다. 즉, 자동화개폐기는 선로 고장이 발생하면 고장전류를 감지하고 선로 보호기기의 트립 또는 재폐로 동작이 있는 경우 무전압을 감지하여 고장표시기(FI)를 배전자동화시스템의 인간기계연계장치(HMI)에 표시하게 된다.
도 9를 참고하면 특정 지점(F2)에서 고장이 발생하는 경우, 분산전원측의 역방향 고장전류에 의해 자동화개폐기(GA)(910)는 고장을 감지하고, 제1 리클로져(RC1)(920) 또는 제1 차단기(CB1)(930)가 동작하게 되면 무전압을 감지하여 고장표시기(FI) 정보를 배전자동화시스템에 표시한다.
통상적으로, 분산전원이 없는 수지상 배전계통에서 배전자동화 운영자는 자동화개폐기의 고장 표시기(FI) 정보를 보고 고장표시기(FI)가 표시된 자동화개폐기의 부하단에서 고장이 발생한 것으로 판단하게 되어 실제 제1 차단기(CB1)(930)와 제1 리클로져(RC1)(920) 지점에서 고장이 발생했음에도 불구하고 자동화개폐기(GA)(910) 이하 부하단에서 고장이 발생한 것으로 잘못 판단할 가능성이 크다. 이와 같은 경우에는 고장점을 정확히 판단하지 못하여 고장복구 실패 및 정전 시간이 장기화될 가능성이 큰 문제점이 발생한다.
분산전원이 연계된 배전계통에서 자동화개폐기의 고장표시기(FI) 발생 방법은 고장전류와 무전압을 감지하여 고장표시기(FI)를 표시하는 방법에서 고장의 방향을 판별하는 방법을 추가하여 고장표시기(FI) 정보와 고장 방향 정보를 함께 제공함으로써, 배전자동화 운영자가 고장 위치를 정확하게 파악할 수 있게 한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법을 적용하여 고장표시기를 표시하는 방법을 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법이 추가된 고장표시기 발생 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10을 참고하면, 자동화개폐기는 상별로 전압과 전류를 계측한다(S11). 다음, 자동화개폐기는 계측한 전류와 보호기기의 최소동작전류에 해당하는 설정 전류를 비교하여 고장을 감지한다(S12). 여기서, 자동화개폐기는 계측한 전류가 설정 전류 이상인 경우에 고장을 감지한다. 고장을 감지한 경우, 자동화개폐기는 무전압을 감지한다(S13).
무전압을 감지한 경우, 자동화개폐기는 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별한다(S14). 구체적으로, 자동화개폐기는 역상분 전류를 이용하여 고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류에 해당하는 특정 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별한다. 여기서, 여기서, 고장 종류는 불평형 고장과 평형 고장을 포함하며, 특정 판별 요소는 불평형 고장에 해당하는 역상분 방향 판별 요소와 평형 고장에 해당하는 정상분 방향 판별 요소를 포함한다.
고장 방향이 정방향인 경우, 자동화개폐기는 고장표시기(FI) 정보와 정방향 정보를 배전자동화시스템의 인간기계연계장치(HMI)에 제공한다(S15).
고장 방향이 역방향인 경우, 자동화개폐기는 고장표시기(FI) 정보와 역방향 정보를 배전자동화시스템의 인간기계연계장치(HMI)에제공한다(S16).
이와 같이, 고장표시기(FI) 정보와 고장 방향 정보를 배전자동화개폐기에서 함께 제공하는 방법을 구현하는데 있어서 본 발명의 실시예에 따른 고장 방향을 판별하는 방법을 적용할 수 있다. 또한, 배전자동화 개폐기의 고장표시기 발생 방법은 배전자동화 개폐기 제어장치(단말장치)에 구현될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 장치에 있어서,
    상별로 전압과 전류를 계측하는 계측부;
    상기 전류를 설정 전류와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지하는 고장 감지부;
    고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 역상분 방향 판별 요소와 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 고장 방향이 정방향인지 역방향인지를 판별하는 방향 판별부; 및
    상기 고장 방향이 정방향인 경우 차단기를 동작시켜 과전류를 보호하는 차단부
    를 포함하는 과전류 보호 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방향 판별부는
    상기 전압 및 전류의 고조파를 제거하여 기본파 전압 및 기본파 전류를 추출하는 기본파 계산부;
    상기 기본파 전압 및 기본파 전류를 이용하여 정상분 전압, 정상분 전류, 역상분 전압 및 역상분 전류를 산출하는 산출부;
    상기 역상분 전류를 이용하여 고장 종류가 불평형 고장인지 평형 고장인지를 판단하는 고장 종류 판단부; 및
    상기 불평형 고장으로 판단되는 경우 상기 역상분 방향 판별 요소를, 상기 평형 고장으로 판단되는 경우 상기 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 상기 고장 방향을 판별하는 방향 판정부
    를 포함하는 과전류 보호 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 고장 종류 판단부는
    상기 역상분 전류가 설정값 이상인 경우 불평형 고장으로 판단하고, 상기 역상분 전류가 설정값보다 작은 경우 평형 고장으로 판단하는 과전류 보호 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 설정값은 배전계통에서 고장전 불평형 전류가 최대로 발생하는 경우의 역상분 전류에 해당하는 과전류 보호 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 역상분 방향 판별 요소는 역상분 전압, 역상분 전류 및 최대감도 위상각을 포함하며,
    상기 정상분 방향 판별 요소는 정상분 전압, 정상분 전류 및 최대감도 위상각을 포함하는 과전류 보호 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 방향 판정부는
    상기 불평형 고장으로 판단되는 경우, 상기 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 생성한 방향판별 기준각이 설정각 범위 내에 있으면 정방향으로 판정하고, 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정하는 과전류 보호 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 방향 판정부는
    상기 평형 고장으로 판단되는 경우, 상기 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 생성한 방향판별 기준각이 설정각 이내이면 정방향으로 판정하고, 설정각 범위 밖에 있으면 역방향으로 판정하는 과전류 보호 장치.
  8. 분산전원이 연계되어 있는 배전계통에서 발생하는 과전류를 보호하는 방법에 있어서,
    과전류 보호 장치에 의해 상기 배전계통에서 상별로 전압과 전류를 계측하는 단계;
    상기 전류를 설정 전류와 비교하여, 비교 결과를 토대로 고장을 감지하는 단계;
    고장 종류를 판단하고, 판단한 고장 종류 별로 역상분 방향 판별 요소와 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 고장 방향을 판별하는 단계; 및
    상기 고장 방향이 정방향인 경우 차단기를 동작시켜 과전류를 보호하는 단계
    를 포함하는 과전류 보호 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 고장 방향을 판별하는 단계는
    상기 전압 및 전류의 고조파를 제거하여 기본파 전압 및 기본파 전류를 추출하는 단계;
    상기 기본파 전압 및 기본파 전류를 이용하여 정상분 전압, 정상분 전류, 역상분 전압 및 역상분 전류를 산출하는 단계;
    상기 역상분 전류가 설정값 이상인 경우 불평형 고장으로 판단하고, 상기 역상분 전류가 설정값보다 작은 경우 평형 고장으로 판단하는 단계; 및
    상기 불평형 고장으로 판단되는 경우 상기 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 상기 고장 방향을 판별하하고, 상기 평형 고장으로 판단되는 경우 상기 정상분 판별 요소를 이용하여 상기 고장 방향을 판별하는 단계
    를 포함하는 과전류 보호 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 고장 방향을 판별하는 단계는
    상기 불평형 고장으로 판단되는 경우, 상기 역상분 방향 판별 요소를 이용하여 방향판별 기준각을 생성하는 단계;
    상기 방향판별 기준각이 설정각 범위 내에 있으면 정방향으로 판정하는 단계; 및
    상기 방향판별 기준각이 설정각 범위 밖에 있으면, 역방향으로 판정하는 단계
    를 포함하는 과전류 보호 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 고장 방향을 판별하는 단계는
    상기 평형 고장으로 판단되는 경우, 상기 정상분 방향 판별 요소를 이용하여 방향판별 기준각을 생성하는 단계;
    상기 방향판별 기준각이 설정각 범위 내에 있으면 정방향으로 판정하는 단계; 및
    상기 방향판별 기준각이 설정각 범위 밖에 있으면, 역방향으로 판정하는 단계
    를 포함하는 과전류 보호 방법.
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