보호계전의 목적은 인명의 보호는 물론 전기설비나 계통의 사고를 조기에 검출, 사고구간을 분리하므로써 전력설비 자체의 손상을 경감시키고 생산설비의 가동중단이 없도록 신뢰성을 높이는 것이다. 본고에서는 산업용 수배전설비의 보호를 위한 보호계전기가 적정하게 동작하도록 입력요소를 제공하는 변류기 및 계기용 변압기 선정에 대한 고려사항과 수배전계통을 구성하는 중요설비의 보호를 위해 세심한 주의가 요구되는 사항에 대해 기술한다.
신에너지원의 도입증가에 따라 수 배전설비에서도 각종 계전기의 보호협조 및 기기의 구성이 필요하고, 또한 사고에 따른 문제점 및 배전계통에서 수용가에 이르기까지의 설비들의 용량의 변화가 시급한 상황이다. 이에 따라 본 논문에서 제시한 신에너지용 수배전반 시뮬레이터는 사용 용량에 맞는 수배전반을 구성, 계통에 필요한 보호 지점과 보호 방식을 구성하는 등 수배전 계통의 구성를 편리하게 시뮬레이션 할 수 있도록 하였다. 그리고 기기의 정격전류, 사고전류를 계산하여 동작 특성에 따른 보호방식을 선택하여 수배전 기기를 선정할 수 있도록 제작하였다.
최근 통신 및 컴퓨터 기술이 급속하게 발달되고 전기설비의 계측 및 보호계전기의 디지털화가 본격적으로 진행됨에 따라 수배전 설비분야에서도 고 신뢰도 및 고품질의 전력을 공급하기 위한 많은 기술들이 개발되고 있다 그에 따라 기존 아날로그 방식의 유도형 수배전반의 단점을 보완하기 위한 디지털 보호계전기 기반의 전자화 및 일체형 수배전반의 수요가 점차 증가하고 있다. 본 논문에서는 수배전반의 구성과 부하설비에 관한 정보를 기반으로 실비 및 부하운영상태의 이상 유무를 판단하고 대처할 수 있는 지능 시스템 구현의 기초가 되는 지식기반 추론기법의 접근방법을 논하고자 한다.
최근에는 설비의 이상징후를 포착함으로써 사고를 예지하고 치명적인 상태로 진전되기 전에 보완하는 이른바 예측 보전(또는 예지보전) 기술을 중심으로 하는 사고 예방 방향으로 변화되어 가고 있다. 이 예측보전기술은 기기의 상태를 정량적으로 파악하여 이상징후를 초기단계에서 검지하는 이상예지진단과 기기성능의 경년적인 변화에 착안한 노화진단 등을 중심으로 하고 있다. 이글에서는 변압기, 차단기, 단로기, 전력용 콘덴서, 피뢰기 등 수배전설비 진단 및 보수점검에 대해서 설명하고자 한다.
생에너지(에너지절약/이용합리화)를 실시하기 위해서는 환경국제규격 ISO14001에 기초한 환경매니지먼트 시스템에 따라 적극적인 추진이 필요하며, ''생에너지의 목표설정(P)'', ''감시 및 측정과 기록(c)'', ''개선(A)''의 P-D-C-A사이클에 대한 지속적인 활동이 중요하다. 전기량의 감시 및 측정과 기록(c)에 대해서도 전기설비 전체를 대상으로 해서는 개선점을 발견하기 힘들며, 보다 세밀한 피더별 관리의 경우가 효과를 거두기 쉽다. 그래서, 분기마다 부하설비별로 전기량을 감시, 측정하고 저코스트로 간단하게 기록할 수 있는 생에너지 지원기기가 필요하다. 그 하나가 ''MDU브레이커''로서 배선용차단기에 계측용 VT''CT와 계측표시유닛MDU(Measuring Display Unit)를 일체화한 제품이다. 대전류가 흐르는 배선용차단기와 서지$\cdot$노이즈를 싫어하는 계측기기인, 언뜻 보아 어울리지 않는 조합이지만 지난 20년 동안의 전자식차단기에 있어서 대전류에 가까운 과전류 검출회로를 정확하게 동작시켜온 경험을 살린 제품이다. 그 MDU브레이커를 사용한 전로감시시스템의 구성예로서 (1)퍼스텀과 시퀀서를 컨트롤러로 하여 MDU 브레이커가 100대 이상인 본격적인 것에서부터 (2)조작표시기로 간단하게 계측할 수 있는, MDU브레이커가 8대 전후인 소규모시스템까지 각종 방법에 대해 소개한다.
지금까지 수전설비의 역률조정에는 진상콘덴서가 사용되었고 콘덴서뱅크의 투입-해별에 따라 Step 모양으로 제어하여, 역률 개선효과는 0.98$\~$0.97정도가 일반적이었다.그러나 자에너지(에너지 절약$\cdot$이용합리화)에 대한 관심이 높아지는 가운데, 부하기기에 대해서는 파워일렉트로닉스 기술을 이용한 인버터화 등에 의하여 자에너지화가 도모되고 있다. 또한 코제너레이션의 설치에 의한 설비 전체로서의 에너지의 유효활동도 이루어져, 역률조정에서도 변동이 적고 가능한 한 고역률을 유지할 것을 요망하고 있다. 또 자에너지화에 크게 기여하고 있는 인버터 등에서 발생하는 전기공해라고도 할 수 있는 고조파전류가 많이 발생하고, 이 고조파전류의 유입으로 진상콘덴서의 과열$\cdot$이음발생 등의 이상을 일으키는 경우가 최근에 많이 발생하고 있다. 이와 같은 배경에서 액티브필터 제어기술을 적용하여 전력용콘덴서를 사용하지 않는 무효전력보상장치인 액티브 콘덴서(active condenser)를 제품화하여 시장에 내놓았다. 액티브 콘덴서는-무효전류 연속제어에 의하여 전원역률을 1.0으로 유지 -고속응답성 -대용량 IGBT(Insulted Gate Bipolar transistor)소자의 채용에 의한 소형화 -고조파의 영향을 받지 않음 등 지금까지의 진상콘덴서에는 없는 우수한 장점이 있어, 자에너지와 고조파문제에 유효한 수단이 되고 있다.
최근에는 설비의 이상징후를 포착함으로써 사고를 예지하고 치명적인 상태로 진전되기 전에 보완하는 이른바 예측보전 기술을 중심으로 하는 사고예방 방향으로 변화되어 가고 있다. 이 예측보전기술은 기기의 상태를 정량적으로 파악하여 이상징후를 초기단계에서 검지하는 이상예지진단과 기기성능의 경녕적인 변화에 착안한 노화진단 등을 중심으로 하고 있다.
This paper describes an IoT-based electrical safety management system for managing the electrical power distribution systems in factories or buildings and for managing private electrical devices in apartment complex. The IoT-based electrical safety management system collects IoT data from the electrical facilities or devices to provide various electrical safety services. In some cases, it uses an IoT adaptor to collect data from legacy facilities. By monitoring and analyzing the IoT data, it is possible to provide protection from and prevent electrical hazards. In addition, an IoT-based electrical safety management system can benefit from using the IoT identification system and standardized data model of the electrical facilities and devices. An IoT identification system is used to increase manageability of large-scale electrical facilities which consists of numerous IoT devices. A standardized data model is used to support interoperability. This paper also explores some international and Korean standards related to IoT-based electrical safety management.
기존의 전력 시스템 보호 장치는 아날로그 방식으로 고성능, 고기능화를 지향하는 전력 설비의 장치로는 동자의 신뢰도를 높일 수 없으며, 또한 배전용 전력 시스템의 중앙감시 및 제어 장치로 표준화시키지 못한 문제점이 있다. 수배전 보호장치와 비상용 발전 설비의 제어장치를 디지털 방식으로 전환시켜 집약적이고, 고성능의 전력 시스템 감시 및 제어 기능을 갖도록 한다. 전력 시스템의 동작 및 상태(전압, 전류, 전력, 위상 및 주파수)를 실시간 디지털 방식으로 계측하고 통신방식을 사용하여 감시하고 제어하는 통합 중앙 감시 및 제어장치 개발을 목적으로 한다. 이러한 전력 감시 설비를 마이컴 방식[1,2]을 채택하여 디지털 제어가 가능하며 집약적이고 고성능의 감시 및 제어기능[3]을 갖도록 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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