特許 5941102 保護装置及びその動作検証方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5941102

(24)【登録日】2016年5月27日

(45)【発行日】2016年6月29日

(54)【発明の名称】保護装置及びその動作検証方法

(51)【国際特許分類】

   H02H 3/05 20060101AFI20160616BHJP

【ＦＩ】

   H02H3/05 P

   H02H3/05 B

【請求項の数】12

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-137794(P2014-137794)

(22)【出願日】2014年7月3日

(65)【公開番号】特開2015-15889(P2015-15889A)

(43)【公開日】2015年1月22日

【審査請求日】2014年7月3日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0077655

(32)【優先日】2013年7月3日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】593121379

【氏名又は名称】エルエス産電株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＬＳＩＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】チェ ホ ソク

(72)【発明者】

【氏名】チェ ヨン キル

【審査官】 松尾 俊介

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００１９９６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０１−２８６７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第７８０９５１（ＥＰ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｈ ３／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高圧直流送電システムで使用されるＡＣフィルタ又は変換用変圧器を保護するための保護装置の動作検証方法において、
前記保護装置にテスト電流を印加して前記保護装置の内部回路の結線状態を確認するステップと、
確認した結果、前記保護装置の内部回路に誤結線が存在しない場合には前記保護装置の異常状態を感知するための複数の継電要素を設定するステップと、
前記設定された複数の継電要素それぞれを試験するための試験情報に関する入力を受信するステップと、
前記試験情報に関する入力の受信に応じて前記複数の継電要素のうち異常状態が発生した継電要素がある場合、前記保護装置が異常状態感知信号を生成したかを確認するステップと、を含み、
前記複数の継電要素は、過電流継電要素、地絡過電流継電要素、不平衡電流継電要素及び割合差動継電要素を含む、動作検証方法。

【請求項2】

前記異常状態感知信号は、
前記ＡＣフィルタ又は前記変換用変圧器の動作を遮断するトリップ信号及び前記異常状態を知らせるためのアラーム信号のうち少なくとも一つの信号を含む、請求項１に記載の動作検証方法。

【請求項3】

前記保護装置が前記ＡＣフィルタを保護する保護装置である場合、
前記複数の継電要素は、
高調波過電流継電要素をさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の動作検証方法。

【請求項4】

前記保護装置が前記変換用変圧器を保護する保護装置である場合、
前記複数の継電要素は、
過電圧継電要素と、過励磁電流継電要素をさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の動作検証方法。

【請求項5】

前記確認された結線状態に応じて、前記内部回路に誤結線が存在する場合には誤結線が存在する地点を確認するステップを更に含む、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の動作検証方法。

【請求項6】

前記設定するステップは、
各継電要素別に前記異常状態が発生するために必要な最小限の予め設定された値を設定するステップを含む、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の動作検証方法。

【請求項7】

高圧直流送電システムで使用されるＡＣフィルタ又は変換用変圧器を保護するための保護装置において、
保護装置にテスト電流を印加して前記保護装置の内部回路の結線状態を確認し、
確認した結果、前記保護装置の内部回路に誤結線が存在しない場合には前記保護装置の異常状態を感知するための複数の継電要素を設定し、前記設定された複数の継電要素それぞれを試験するための試験情報に関する入力を受信し、
前記試験情報に関する入力の受信に応じて前記複数の継電要素のうち異常状態が発生した継電要素がある場合、前記保護装置が異常状態感知信号を生成したかを確認し、
前記複数の継電要素は、過電流継電要素、地絡過電流継電要素、不平衡電流継電要素及び割合差動継電要素を含む、保護装置。

【請求項8】

前記異常状態感知信号は、
前記ＡＣフィルタ又は変換用変圧器の動作を遮断するトリップ信号及び前記異常状態を知らせるためのアラーム信号のうち少なくとも一つの信号を含む、請求項７に記載の保護装置。

【請求項9】

前記保護装置が前記ＡＣフィルタを保護する保護装置である場合、
前記複数の継電要素は、
高調波過電流継電要素をさらに含む、請求項７又は請求項８に記載の保護装置。

【請求項10】

前記保護装置が前記変換用変圧器を保護する保護装置である場合、
前記複数の継電要素は、
過電圧継電要素と、過励磁電流継電要素をさらに含む、請求項７又は請求項８に記載の保護装置。

【請求項11】

前記保護装置は、
前記確認された結線状態に応じて前記内部回路に誤結線が存在する場合には誤結線が存在する地点を確認する、請求項７乃至請求項１０のいずれか一項に記載の保護装置。

【請求項12】

前記保護装置は、
各継電要素別に前記異常状態が発生するために必要な最小限の予め設定された値を設定する、請求項７乃至請求項１１のいずれか一項に記載の保護装置。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

本発明は保護装置及びその動作検証方法に関するものであり、より詳しくは、ＨＶＤＣシステムで使用されるＡＣフィルタ又は変換用変圧器のための保護装置の動作を検証するための方法に関するものである。

【0002】

ＨＶＤＣ（高圧直流送電、Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）システムは、長距離送電及び海底ケーブルを利用して電力を伝達する際に使用される。ＨＶＤＣシステムはコンバータを利用して電力を変換する際に無効電力と高調波を発生するため、ＡＣフィルタを必要とする。

【0003】

ＡＣフィルタの場合、多様な要因によって損傷され得るＡＣフィルタの動作を最適化するためにＡＣフィルタを保護する目的で特定の継電器及び保護盤を含む保護装置が具現されている。

【0004】

特に、継電器（Ｒｅｌａｙ）は電圧、電流、電力、周波数などの電気信号を初め温度、光など様々な入力信号に応じて電気回路を開けるか閉める役割をする機器であって、一般制御用を初め広い用途を有する。このような継電器は高信頼度、長寿命、高感度などの条件を満足する必要があり、そのために適用対象に応じた動作特性を検証するための試験が要求される。

【0005】

保護装置は割合差動、不平衡電流、高調波の過負荷、過電流及び地絡過電流などの継電要素の検証を介してＡＣフィルタ又は変換用変圧器バンクの内部回路を保護することでＨＶＤＣシステムの高い信頼性を具現する。よって、ＡＣフィルタ又は変換用変圧器の保護用継電器及び保護盤の性能を検証するための試験は必需的であり、重要な事案である。

【0006】

それに関する先行技術文献としては、特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】大韓民国特許公開公報 第１０−２０１２−００５８０１０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明はＨＶＤＣシステムでＡＣフィルタ又は変換用変圧器バンクを保護するための複雑な試験手順を簡素化すると共に、信頼性を向上させることができる保護装置及びその動作検証方法を提供するためのものである。

【0009】

また、本発明は保護装置の複雑な試験手順を簡素化して試験に投入される時間、コストなどの経済性を向上させ、訂正試験の容易性を増大させることができる保護装置及びその動作検証方法を提供するためのものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の実施例による保護装置の動作検証方法は、保護装置の異常状態を感知するための複数の継電要素を設定するステップ、前記設定された複数の継電要素それぞれを試験するための試験情報に関する入力を受信するステップ及び前記試験情報に関する入力の受信に応じて前記複数の継電要素のうち異常状態が発生した継電要素がある場合、前記保護装置が異常状態感知信号を生成したのかを確認するステップを含む。

【発明の効果】

【0011】

本発明の多様な実施例によると、保護装置の複雑な試験手順を簡素化すると共に信頼性を向上させることができる。

【0012】

また、本発明の多様な実施例によると、保護装置の複雑な試験手順を簡素化して試験に投入される時間、コストなどの経済性を向上させ、訂正試験の容易性を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施例に関する保護装置のブロック構成図（ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ）である。

【図2】本発明の一実施例による保護装置の構成図である。

【図3】本発明の一実施例による複同調フィルタの構成図である。

【図4】本発明の一実施例による高域通過フィルタの構成図である。

【図5】本発明の他の実施例による保護装置を説明するためのブロック図である。

【図6】本発明の他の実施例による保護装置の構成を説明するための図である。

【図7】本発明の他の実施例による保護装置に含まれた変換用変圧器の構成を説明するための図である。

【図8】本発明の一実施例による保護装置の動作検証方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に関する実施例について図面を参照してより詳しく説明する。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾語である「モジュール」及び「部」は明細書を容易に作成するためにのみ付与されるか混用されるものであり、それ自体で互いに区別される意味又は役割を有するものではない。

【0015】

以下、図1を参照して本発明の一実施例による保護装置の構造を説明する。
図１は、本発明の一実施例に関する保護装置のブロック構成図である。

【0016】

図１を参照すると、保護装置１０はＡＣ母線１００、複同調フィルタ（ＤＴＦ，Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｕｎｅｄ Ｆｉｌｔｅｒ）２００、高域通過フィルタ（ＨＰＦ，Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）３００、フィルタ保護部４００及び制御部５００を含む。図１に示した構成要素は必須的ではなく、それより多い構成要素を有するか少ない構成要素を有する保護装置１０が具現されてもよい。また、一実施例において制御部５００はフィルタ保護部４００に含まれてもよい。

【0017】

以下、前記構成要素について順番に説明する。

【0018】

ＡＣ母線１００は交流電源から供給された交流電力を複同調フィルタ２００又は高域通過フィルタ３００に伝達する。

【0019】

複同調フィルタ２００はＡＣ母線１００から入力された交流電力の信号から２つの周波数に同調した帯域特性を有するフィルタである。

【0020】

高域通過フィルタ３００は入力された交流電力の信号のうちいずれか特定の周波数より高い周波数の信号のみを通過させるフィルタである。

【0021】

フィルタ保護部４００は複同調フィルタ２００及び高域通過フィルタ３００から伝達された電流に対する情報を介して異常状態感知信号を生成する。フィルタ保護部４００は複同調フィルタ保護部４１０及び高域通過フィルタ４３０及び動作検証部４５０を含む。特に、複同調フィルタ保護部４１０は及び複同調フィルタ２００から伝達された電流に対する情報を介して異常状態感知信号を生成する。高域通過フィルタ保護部４３０は高域通過フィルタ３００から伝達された電流に対する情報を介して異常状態感知信号を生成する。

【0022】

一実施例において、異常動作感知信号は保護装置１０の構成要素のうちいずれか一つに異常状態が発生した場合、異常状態の発生を知らせる信号である。異常動作感知信号はトリップ（Ｔｒｉｐ）信号及びアラーム（Ａｌａｒｍ）信号を含む。トリップ信号は保護装置１０の構成要素に異常状態が発生した場合、保護装置１０の構成要素の動作を遮断するための遮断信号である。アラーム信号は保護装置１０の構成要素に異常状態が発生した場合、異常状態を知らせるための信号である。

【0023】

動作検証部４５０は保護装置１０の内部結線状態を確認し、複数の継電要素を設定して保護装置１０の各構成要素に異常状態が発生するのかを確認する。また、動作検証部４５０は異常状態の発生可否に応じてフィルタ保護部４００が異常状態感知信号を正しく生成するのかを確認する。動作検証部４５０に対する詳細な説明は後述する。

【0024】

制御部５００は保護装置１０の全般的な動作を制御する。制御部５００の具体的な動作は詳しく後述する。

【0025】

次に、図２乃至図４を参照して本発明の一実施例による保護装置の構成についてより詳しく説明する。

【0026】

図２は本発明の一実施例による保護装置の構成図であり、図３は本発明の一実施例による複同調フィルタの構成図であり、図４は本発明の一実施例による高域通過フィルタの構成図である。

【0027】

図２を参照すると、保護装置１０は図１で説明したようにＡＣ母線１００、複同調フィルタ２００、高域通過フィルタ３００、フィルタ保護部４００及び制御部５００を含む。

【0028】

複同調フィルタ２００と高域通過フィルタ３００はＡＣ母線１００によって連結される。詳しくは、ＡＣ母線１００は複同調フィルタ２００の入力端と高域通過フィルタ３００の入力端を互いに連結し、交流電源から提供された交流電力を複同調フィルタ２００及び高域通過フィルタ３００に伝達する。

【0029】

複同調フィルタ２００はフィルタ保護部４００の複同調フィルタ保護部４１０に連結され、高域通過フィルタ３００はフィルタ保護部４００の高域通過フィルタ保護部４３０に連結される。複同調フィルタ保護部４１０は複同調フィルタ２００から伝達された電流に対する情報を利用して異常状態感知信号を生成する。

【0030】

次に、図３を参照して複同調フィルタ２００の構成について詳しく説明する。

【0031】

図３を参照すると、複同調フィルタ２００は遮断器２１０、キャパシタバンク２２０、リアクタ２３０、アレスタ２４０、リアクタ変流器２５０及び接地変流器２６０を含む。

【0032】

遮断器２１０は過電流測定部２１１及びガス絶縁開閉器（ＧＩＳ，Ｇａｓ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ）２１３を含む。遮断器２１０はＡＣ母線１００から入力される送電電流を連結又は遮断する。

【0033】

過電流測定部２１１はＡＣ母線１００から複同調フィルタ２００に入力される電流が過電流又は地絡過電流に当たるのかを確認するために、ＡＣ母線１００から複同調フィルタ２００に入力される電流を測定する。一実施例において、過電流測定部２１１としては変流器（ＣＴ，Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）が使用される。

【0034】

過電流測定部２１１はＡＣ母線１００から複同調フィルタ２００に入力される電流の大きさに比例する小さい大きさを有する電流に変換される。過電流測定部２１１として使用される変流器は電流の測定範囲を拡大するために使用する機器であって、回路に流れる高い電流を必要な低い値に変換して変換された電流を測定する。

【0035】

過電流測定部２１１は測定された電流に対する情報をフィルタ保護部４００の複同調フィルタ保護部４１０に伝達する。複同調フィルタ保護部４１０は過電流測定部２１１で測定された電流を介してガス絶縁開閉器２１３を活性化又は不活性化させる異常状態感知信号を生成する。詳しくは、複同調フィルタ保護部４１０は過電流測定部２１１で測定された電流が予め設定された値を超過する過電流に当たる場合、異常動作感知信号を生成して生成された異常動作感知信号を制御部５００に伝達する。制御部５００は伝達された異常動作感知信号を介して複同調フィルタ２００に過電流が入力されていることを確認してガス絶縁開閉器２１３を活性化させ、活性化されたガス絶縁開閉器２１３はＡＣ母線１００から入力される電流を遮断する。一方、複同調フィルタ保護部４１０は過電流測定部２１１で測定された電流が予め設定された値を超過しない場合には異常動作感知信号を生成しなくてもよく、制御部５００はガス絶縁開閉器２１３を非活性化させてＡＣ母線１００から複同調フィルタ２００に電流が持続的に入力されるようにする。

【0036】

ガス絶縁開閉器２１３は過電流測定部２１１で測定された電流を利用し、測定された電流が過電流又は地絡過電流に当たる場合に活性化されてＡＣ母線１００から複同調フィルタ２００に入力される電流を遮断する。

【0037】

キャパシタバンク２２０、リアクタ２３０、アレスタ２４０及びリアクタ変流器２５０はＡＣ母線１００から入力される交流電流から高調波成分の電流を除去するための役割をする。

【0038】

キャパシタバンク２２０は遮断器２１０から出力された電流の不平衡可否を確認する。キャパシタバンク２２０は第１キャパシタバンク２２１、第２キャパシタバンク２２３及び不平衡電流測定部２２５を含む。第１キャパシタバンク２２１及び第２キャパシタバンク２２３それぞれは複数の容量性素子を含む。前記容量性素子はキャパシタである。不平衡電流測定部２２５は第１キャパシタバンク２２１のａ地点と第２キャパシタバンク２２３のｂ地点の電流を測定し、測定されたそれぞれの電流に対する情報を複同調フィルタ保護部４１０に伝達する。複同調フィルタ保護部４１０は不平衡電流測定部２２５から伝達された電流に対する情報を介してａ地点から流れる電流とｂ地点から流れる電流間の不平衡可否を確認し、確認された結果に応じて異常状態感知信号を生成する。詳しくは、複同調フィルタ保護部４１０は前記ａ地点に流れる電流とｂ地点に流れる電流との間に不平衡が発生したと確認した場合には異常状態感知信号を生成して生成した異常状態感知信号を制御部５００に伝送し、制御部５００は伝送された異常状態感知信号を介してキャパシタバンク２２０に不平衡電流が流れていることを確認して第１キャパシタバンク２２１と第２キャパシタバンク２２３に平衡電流が流れるように制御する。

【0039】

リアクタ（ｒｅａｃｔｏｒ）２３０はキャパシタバンク２２０から出力された電流から高調波成分の電流を除去する。リアクタ２３０は一つのインダクタを含む。

【0040】

アレスタ（ａｒｒｅｓｔｅｒ）２４０はリアクタ２３０に瞬間的な過電圧やインパルス電圧が印加されることを防止する。アレスタ２４０はリアクタ２３０に瞬間的な過電圧やインパルス電圧が印加される場合、それを除去してリアクタ２３０を保護する。

【0041】

リアクタ変流器２５０はリアクタ２３０から出力される交流電流から高調波成分の電流を除去する。

【0042】

リアクタ変流器２５０は容量性受動素子２５１、誘導性受動素子２５３、アレスタ２５５及び高調波過電流測定部２５７を含む。容量性受動素子２５１としてはキャパシタが使用され、誘導性受動素子２５３はインダクタを含む。アレスタ２５５は誘導性素子２５３に瞬間的な過電圧やインパルス電圧がかかることを防止する。高調波過電流測定部２５７は誘導性素子２５３から出力された電流から高調波成分の電流を除去するために誘導性素子２５３から出力された電流に対する情報をフィルタ保護部４００の複同調フィルタ保護部４１０に伝達する。複同調フィルタ保護部４１０は高調波過電流測定部２５７から伝達された電流に対する情報を介してリアクタ変流器２５０から高調波成分の電流がきちんと除去されているのかを確認し、確認した状態に応じて異常状態感知信号を生成する。詳しくは、複同調フィルタ保護部４１０はリアクタ変流器２５０から高調波成分の電流がきちんと除去されていないと確認される場合、異常状態感知信号を生成して生成された異常状態感知信号を制御部５００に伝達する。制御部５００は伝送された異常状態感知信号を介してリアクタ変流器２５０の出力から高調波成分の電流が除去されていないことを確認し、リアクタ変流器２５０の出力から高調波成分の電流を除去するように複同調フィルタ２００を制御する。

【0043】

接地変流器２６０は複同調フィルタ２００から出力される電流を測定する。前記過電流測定部２１１はＡＣ母線１００から複同調フィルタ２００に入力される電流に対する情報を複同調フィルタ保護部４１０に伝達し、接地変流器２６０は複同調フィルタ２００から出力される電流を測定して測定された電流に対する情報を複同調フィルタ保護部４１０に伝達する。複同調フィルタ保護部４１０は過電流測定部２１１及び接地変流器２６０から伝達された電流に対する情報を利用して複同調フィルタ２００に入力される電流と複同調フィルタ２００から出力される電流を比較する。複同調フィルタ保護部４１０は複同調フィルタ２００に入力される電流と複同調フィルタ２００から出力される電流を比較し、その差が予め設定された差の内にあるのかを確認する。もし、前記差が予め設定された差を超過する場合、複同調フィルタ保護部４１０は異常状態感知信号を生成して生成された異常状態感知信号を制御部５００に伝達する。一実施例において、予め設定された差はユーザの設定に応じて異なり得る。

【0044】

次に、図４を参照して高域通過フィルタ３００の構成について詳しく説明する。

【0045】

図４を参照すると、高域通過フィルタ３００は遮断器３１０、キャパシタバンク３２０、リアクタ３３０及び接地変流器３４０を含む。

【0046】

遮断器３１０は過電流測定部３１１及びガス絶縁開閉器３１３を含む。遮断器３１０はＡＣ母線１００から入力される送電電流を連結又は遮断する。

【0047】

過電流測定部３１１はＡＣ母線１００から高域通過フィルタ３００に入力される電流が過電流又は地絡過電流に当たるのかを確認するために、ＡＣ母線１００から高域通過フィルタ３００に入力される電流を測定する。一実施例において、過電流測定部３１１としては変流器が使用される。

【0048】

過電流測定部３１１はＡＣ母線１００から高域通過フィルタ３００に入力される電流の大きさに比例する小さい大きさを有する電流に変換する。過電流測定部３１１として使用される変流器は電流の測定範囲を拡大するために使用する機器であって、回路に流れる高い電流を必要な低い値に変換して変換された電流を測定する。

【0049】

過電流測定部３１１は測定された電流に対する情報をフィルタ保護部４００の高域通過フィルタ保護部４３０に伝達する。高域通過フィルタ保護部４３０は過電流測定部３１１で測定された電流を介してガス絶縁開閉器３１３を活性化又は非活性化させる異常状態感知信号を生成する。詳しくは、高域通過フィルタ保護部４３０は過電流測定部３１１で測定された電流が予め設定された値を超過する過電流に当たる場合、異常動作感知信号を生成して生成された異常動作感知信号を制御部５００に伝達する。制御部５００は伝達された異常動作感知信号を介して高域通過フィルタ３００に過電流が入力されていることを確認してガス絶縁開閉器３１３を活性化させ、活性化されたガス絶縁開閉器３１３はＡＣ母線１００から入力される電流を遮断する。一方、高域通過フィルタ保護部４３０は過電流測定部３１１で測定された電流が予め設定された値を超過しない場合には異常動作感知信号を生成しなくてもよく、制御部５００はガス絶縁開閉器３１３を非活性化させてＡＣ母線１００から高域通過フィルタ３００に電流が持続的に入力されるようにする。

【0050】

ガス絶縁開閉器３１３は過電流測定部３１１で測定された電流を利用し、測定された電流が過電流又は地絡過電流に当たる場合に活性化されてＡＣ母線１００から高域通過フィルタ３００に入力される電流を遮断する。

【0051】

キャパシタバンク３２０、リアクタ変流器３３０及び設置変流器３４０はＡＣ母線１００から入力される交流電流から高調波成分の電流を除去するための役割をする。

【0052】

キャパシタバンク３２０は遮断器３１０から出力された電流の不平衡であるか否かを確認する。キャパシタバンク３２０は第１キャパシタバンク３２１、第２キャパシタバンク３２３及び不平衡電流測定部３２５を含む。第１キャパシタバンク３２１及び第２キャパシタバンク３２３それぞれは複数の容量性素子を含む。前記容量性素子はキャパシタである。不平衡電流測定部３２５は第１キャパシタバンク３２１のｃ地点と第２キャパシタバンク３２３のｄ地点の電流を測定し、測定されたそれぞれの電流に対する情報を高域通過フィルタ保護部４３０に伝達する。高域通過フィルタ保護部４３０は不平衡電流測定部３２５から伝達された電流に対する情報を介してｃ地点から流れる電流とｄ地点から流れる電流間の不平衡であるか否かを確認し、確認した結果に応じて異常状態感知信号を生成する。詳しくは、高域通過フィルタ保護部４３０は前記ｃ地点に流れる電流とｄ地点に流れる電流との間に不平衡が発生したと確認した場合には異常状態感知信号を生成して生成した異常状態感知信号を制御部５００に伝送し、制御部５００は伝送された異常状態感知信号を介してキャパシタバンク３２０に不平衡電流が流れていることを確認して第１キャパシタバンク３２１と第２キャパシタバンク３２３に平衡電流が流れるように制御する。

【0053】

リアクタ変流器３３０はキャパシタバンク３２０から出力される交流電流から高調波成分の電流を除去する。

【0054】

リアクタ変流器３３０は受動素子３３１、誘導性受動素子３３３、アレスタ３３５及び高調波過電流測定部３３７を含む。受動素子３３１としては抵抗が使用され、誘導性受動素子３３３はインダクタを含む。アレスタ３３５は誘導性素子３３３に瞬間的な過電圧やインパルス電圧がかかることを防止する。高調波過電流測定部３３７は誘導性素子３３３から出力された電流から高調波成分の電流を除去するために、誘導性素子３３３から出力された電流に対する情報をフィルタ保護部４００の高域通過フィルタ保護部４３０に伝達する。高域通過フィルタ保護部４３０は高調波過電流測定部３３７から伝達された電流に対する情報を介してリアクタ変流器３３０から高調波成分の電流がきちんと除去されているのかを確認し、確認した状態に応じて異常状態感知信号を生成する。詳しくは、高域通過フィルタ保護部４３０はリアクタ変流器３３０から高調波成分の電流がきちんと除去されていないと確認される場合、異常状態感知信号を生成して生成された異常動作感知信号を制御部５００に伝達する。制御部５００は伝送された異常状態感知信号を介してリアクタ変流器３３０の出力から高調波成分の電流が除去されていないことを確認し、リアクタ変流器３３０の出力から高調波成分の電流を除去するように高域通過フィルタ３００を制御する。

【0055】

接地変流器３４０は高域通過フィルタ３００から出力される電流を測定する。前記過電流測定部３１１はＡＣ母線１００から高域通過フィルタ３００に入力される電流に対する情報を高域通過フィルタ保護部４３０に伝達し、接地変流器３４０は高域通過フィルタ３００から出力される電流を測定して測定された電流に対する情報を高域通過フィルタ保護部４３０に伝達する。高域通過フィルタ保護部４３０は過電流測定部３１１及び接地変流器３４０から伝達された電流に対する情報を利用して高域通過フィルタ３００に入力される電流と高域通過フィルタ３００から出力される電流を比較する。高域通過フィルタ保護部４３０は高域通過フィルタ３００に入力される電流と高域通過フィルタ３００から出力される電流を比較し、その差が予め設定された差の内にあるのかを確認する。もし、前記差が予め設定された差を超過する場合、高域通過フィルタ保護部４３０は異常状態感知信号を生成して生成された異常動作感知信号を制御部５００に伝達する。一実施例において、予め設定された差はユーザの設定に応じて異なり得る。

【0056】

次に、図５乃至図７を参照して本発明の他の実施例による保護装置及びその動作検証方法を説明する。

【0057】

図５は本発明の他の実施例による保護装置を説明するためのブロック図であり、図６は本発明の他の実施例による保護装置の構成を説明するための図であり、図７は本発明の他の実施例による保護装置に含まれた変換用変圧器の構成を説明するための図である。

【0058】

まず、図５を参照すると、本発明の他の実施例による保護装置２０はＡＣ母線６００、変換用変圧器バンク（ＣＴ Ｂａｎｋ，Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｂａｎｋ）７００、バルブ８００、変圧器保護部９００、制御部１０００を含む。図５に示した構成要素は必須ではなく、それより多い構成要素を有するか少ない構成要素を有する保護装置２０が具現されてもよい。また、一実施例において制御部１０００は変圧器保護部９００に含まれてもよい。

【0059】

以下、前記構成要素について順番に説明する。

【0060】

ＡＣ母線６００は交流電源から供給された交流電力を変換用変圧器バンク７００に伝達する。

【0061】

変換用変圧器縛バンク７００はＡＣ母線６００とバルブ８００と連結される。

【0062】

バルブ８００は交流電力を直流電力に変換又は直流電力を交流電力に変換する。即ち、バルブ８００は交流電圧を直流電圧に、直流電圧を交流電圧に変換する電力電子用素子である。

【0063】

変圧器保護部９００は変換用変圧器バンク７００から伝達された電流に対する情報を介して異常状態感知信号を生成する。一実施例において、異常動作感知信号は保護装置２０の構成要素のうちいずれか一つに異常状態が発生した場合、異常状態の発生を知らせる信号である。異常動作感知信号はトリップ信号及びアラーム信号を含む。トリップ信号は保護装置２０の構成要素に異常状態が発生した場合、保護装置２０の構成要素の動作を遮断するための遮断信号である。アラーム信号は保護装置２０の構成要素に異常状態が発生した場合、異常状態を知らせるための信号である。

【0064】

変圧器保護部９００は第１変圧器保護部９１０、第２変圧器保護部９３０及び動作検証部９５０を含む。

【0065】

第１変圧器保護部９１０は普段変換用変圧器バンク７００から伝達された電流に対する情報を介して異常状態感知信号を生成する。

【0066】

第２変圧器保護部９３０は第１変圧器保護部９１０に問題が生じた際に動作し、第１変圧器保護部９１０と同じ役割をする。

【0067】

動作検証部９５０は保護装置２０の内部結線状態を確認し、複数の継電要素を設定して保護装置２０の各構成要素に異常状態が発生するのかを確認する。また、動作検証部９５０は異常状態の発生したか否かに応じて変圧器保護部９００が異常状態感知信号を正しく生成するのかを確認する。

【0068】

制御部１０００は保護装置２０の全体的な動作を制御する。

【0069】

次に、図６を参照して本発明の他の実施例による保護装置２０の構成を説明する。

【0070】

図６を参照すると、保護装置２０は図５で説明したようにＡＣ母線６００、変換用変圧器バンク７００、バルブ８００、変圧器保護部９００、制御部１０００を含む。

【0071】

変換用変圧器バンク７００はＡＣ母線６００に連結されてＡＣ母線６００から交流電力を提供され、バルブ８００と連結される。

【0072】

変換用変圧器バンク７００の各構成要素の入力又は出力は変圧器保護部９００に連結される。

【0073】

変圧器保護部９００は変換用変圧器バンク７００から伝達された電流に対する情報を利用して異常状態感知信号を生成する。

【0074】

次に、図７を参照して変換用変圧器バンク７００の構成について詳しく説明する。

【0075】

図７を参照すると、変換用変圧器バンク７００は遮断器７１０、母線電圧測定部７３０及び変換用変圧器７５０を含む。

【0076】

遮断器７１０は過電流測定部７１１及びガス絶縁開閉器７１３を含む。遮断器７１０はＡＣ母線１００から入力される送電電流を連結又は遮断する。

【0077】

母線電圧測定部７３０は遮断器７１０から出力されたＡＣ母線６００から提供された母線電圧を測定する。一実施例において、母線電圧測定部７３０はＰＴ（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を含む。母線電圧測定部７３０は過電圧継電要素及び過励磁電流継電要素を確認するための構成である。過電圧継電要素は変換用変圧器７５０に印加される電圧が予め設定された電圧を超過するか否かを確認するための継電要素であり、過励磁電流継電要素は変換用変圧器７５０に電圧が印加されていない状態で電圧が印加される場合に発生する突入電流を確認するための継電要素である。

【0078】

変換用変圧器７５０は三相電源を介して入力される交流電力を一定の大きさを有する交流電圧に変換する。

【0079】

変換用変圧器７５０は２つのＹ電源、一つのデルタ電源三相電源それぞれに連結された変流器を含む。

【0080】

次に、図８を参照して本発明の一実施例による保護装置の動作検証方法を説明する。

【0081】

図８は、本発明の一実施例による保護装置の動作検証方法を示すフローチャートである。図８の実施例を説明するために図１乃至図７の内容を斟酌する。また、以下の実施例において各ステップは本発明の一実施例による保護装置１０の場合を仮定して説明するが、本発明の他の実施例による保護装置２０にも適用可能であるため、それに対する説明は各ステップの末尾に説明する。

【0082】

図８を参照すると、フィルタ保護部４００の動作検証部４５０は保護装置１０の内部回路の結線状態を確認する（Ｓ１０１）。フィルタ保護部４００は別途に複同調フィルタ２００、高域通過フィルタ３００及びフィルタ保護部４００が連結されている結線状態に対する情報を予め記憶していてもよく、動作検証部４５０はＡＣ母線１００に一定の大きさを有するテスト電流を入力して複同調フィルタ２００及び高域通過フィルタ３００から出力された電流を介して保護装置１０の結線状態を確認する。詳しくは、動作検証部４５０は前記入力した一定の大きさを有する電流に対する複同調フィルタ２００及び高域通過フィルタ３００の出力電流が０である場合には保護装置１０に誤結線が存在しないことを確認し、０ではない場合には保護装置１０に誤結線が存在することを確認する。

【0083】

他の実施例において、動作検証部４５０は複同調フィルタ２００及び高域通過フィルタ３００それぞれに含まれた変流器から測定された電流を介してどの地点に結線が発生したのかを確認する。

【0084】

一方、Ｓ１０１を図５乃至図７に適用して説明すると、変圧器保護部９００の動作検証部９５０は保護装置２０の内部回路の結線状態を確認する（Ｓ１０１）。変圧器保護部９００は別途に変換用変圧器バンク７００及びバルブ８００が連結されている結線状態に対する情報を予め記憶していてもよく、動作検証部９５０はＡＣ母線１００に一定の大きさを有する電流を入力して変換用変圧器バンク７００及びバルブ８００から出力された電流を介して保護装置２０の結線状態を確認する。詳しくは、動作検証部９５０は前記入力した一定の大きさを有する電流に対する変換用変圧器バンク７００及びバルブ８００の出力電流が０である場合には保護装置２０に誤結線が存在しないことを確認し、０ではない場合には保護装置２０に誤結線が存在することを確認する。

【0085】

他の実施例において、動作検証部４５０は複同調フィルタ２００及び高域通過フィルタ３００それぞれに含まれた変流器から測定された電流を介してどの地点に結線が発生したのかを確認する。

【0086】

もし、保護装置１０に内部結線が存在すると確認された場合（Ｓ１０３）、動作検証部４５０は保護装置１０のどの地点に結線が発生したのかを確認する（Ｓ１０５）。一方、Ｓ１０３及びＳ１０５を図５乃至図７に適用して説明すると、もし保護装置２０に内部結線が存在すると確認された場合（Ｓ１０３）、動作検証部９５０は保護装置２０のどの地点に結線が発生したのかを確認する（Ｓ１０５）。

【0087】

もし、保護装置１０に内部結線が存在しないと確認された場合（Ｓ１０３）、動作検証部４５０は保護装置１０の異常状態を感知するために複数の継電要素それぞれを設定する（Ｓ１０７）。一実施例において、複数の継電要素は過電流継電要素、地絡過電流継電要素、不平衡電流継電要素、高調波過電流継電要素及び割合差動継電要素を含む。

【0088】

過電流継電要素は、ＡＣ母線１００から複同調フィルタ２００又は高域通過フィルタ３００に入力される電流が予め設定された電流を超過するのか否かを判断するための継電要素である。動作検証部４５０は複同調フィルタ２００及び高域通過フィルタ３００に入力される電流が過電流であるのかを確認するために予め設定された値を設定する。

【0089】

地絡過電流継電要素は、ＡＣ母線１００から複同調フィルタ２００又は高域通過フィルタ３００に入力される電流が予め設定された地絡電流を超過するのか否かを判断するための継電要素である。動作検証部４５０は複同調フィルタ２００及び高域通過フィルタ３００に入力される電流が過地絡電流であるのかを確認するために予め設定された地絡電流値を設定する。

【0090】

不平衡電流継電要素は、複同調フィルタ２００のキャパシタバンク２２０又は高域通過フィルタ３００のキャパシタバンク３２０から測定された電流が不平衡状態を有するのかを確認するための継電要素である。

【0091】

高調波過電流継電要素は、複同調フィルタ２００のリアクタ変流器２５０又は高域通過フィルタ３００のリアクタ変流器３３０から出力される交流電流から高調波成分の電流を除去されたのかを確認するための継電要素である。

【0092】

割合差動継電要素は、複同調フィルタ２００の入出力電流の差と高域通過フィルタ３００の入出力電流の差が予め設定された差を超過するのかを確認するための継電要素である。

【0093】

一方、Ｓ１０７を図５乃至図７に適用して説明する。もし、保護装置２０に内部結線が存在しないと確認された場合（Ｓ１０３）、動作検証部９５０は保護装置２０の異常状態を感知するために複数の継電要素それぞれを設定する（Ｓ１０７）。一実施例において、複数の継電要素は過電流継電要素、地絡過電流継電要素、過電圧継電要素、過励磁電流継電要素及び割合差動継電要素を含む。

【0094】

過電流継電要素は、ＡＣ母線６００から変換用変圧器バンク７００に入力される電流が予め設定された電流を超過するのか否かを判断するための継電要素である。動作検証部９５０は変換用変圧器バンク７００に入力される電流が過電流であるのかを確認するために予め設定された値を設定する。

【0095】

地絡過電流継電要素は、ＡＣ母線６００から変換用変圧器バンク７００に入力される電流が予め設定された地絡電流を超過するのか否かを判断するための継電要素である。動作検証部９５０は変換用変圧器バンク７００に入力される電流が過地絡電流であるのかを確認するために予め設定された地絡電流値を設定する。

【0096】

割合差動継電要素は、変換用変圧器バンク７００の入出力電流の差が予め設定された差を超過するのかを確認するための継電要素である。

【0097】

動作検証部４５０は設定された複数の継電要素それぞれを試験するための試験情報に関する入力を受信する（Ｓ１０９）。一実施例において、試験情報は複数の継電要素のうちいずれか一つの継電要素に問題があるのかを確認するために複同調フィルタ２００及び高域通過フィルタ３００に入力される情報である。例えば、複同調フィルタ２００の割合差動継電要素を試験する場合を仮定する。この場合、試験情報は複同調フィルタ２００に入力される微小電流であってもよく、動作検証部４５０は複同調フィルタ２００に入力される微小電流の大きさと複同調フィルタ２００から出力される電流の大きさを比較してその差が予め設定された差を超過するのかを確認する。

【0098】

一方、Ｓ１０９を図５乃至図７に適用して説明する。

【0099】

動作検証部９５０は設定された複数の継電要素それぞれを試験するための試験情報に関する入力を受信する（Ｓ１０９）。一実施例において、試験情報は複数の継電要素のうちいずれか一つの継電要素に問題があるのかを確認するために変換用変圧器バンク７００に入力される情報である。例えば、変換用変圧器バンク７００の割合差動継電要素を試験する場合を仮定する。この場合、試験情報は変換用変圧器バンク７００に入力される微小電流であってもよく、動作検証部９５０は変換用変圧器バンク７００に入力される微小電流の大きさと変換用変圧器バンク７００から出力される電流の大きさを比較してその差が予め設定された差を超過するのか否かを確認する。

【0100】

次に、動作検証部４５０は入力された試験情報に応じて複数の継電要素のうちどの継電要素に異常状態が発生したのか否かを確認する（Ｓ１１１）。前記複同調フィルタ２００の割合差動継電要素を試験する場合を例に挙げると、動作検証部４５０は複同調フィルタ２００に入力される微小電流の大きさと複同調フィルタ２００から出力される電流の大きさを比較してその差が予め設定された差を超過する場合には異常状態が発生したと確認する。もし、複同調フィルタ２００に入力される微小電流の大きさと複同調フィルタ２００から出力される電流の大きさを比較してその差が予め設定された差を超過しない場合、動作検証部４５０は異常状態が発生しないと確認する。

【0101】

一方、Ｓ１１１を図５乃至図７に適用して説明する。

【0102】

次に、動作検証部９５０は入力された試験情報に応じて複数の継電要素のうちどの継電要素に異常状態が発生したかを確認する（Ｓ１１１）。前記変換用変圧器バンク７００の割合差動継電要素を試験する場合を例に挙げると、動作検証部９５０は変換用変圧器バンク７００に入力される微小電流の大きさと変換用変圧器バンク７００から出力される電流の大きさを比較してその差が予め設定された差を超過する場合には異常状態が発生したと確認する。もし、変換用変圧器バンク７００に入力される微小電流の大きさと変換用変圧器バンク７００から出力される電流の大きさを比較してその差が予め設定された差を超過しない場合、動作検証部９５０は異常状態が発生しないと確認する。

【0103】

もし、複数の継電要素のうちいずれか一つの継電要素に異常状態が発生したと確認された場合、動作検証部４５０はフィルタ保護部４００が異常状態感知信号を生成したかを確認する（Ｓ１１３）。前記複同調フィルタ２００の割合差動継電要素を試験する場合を例に挙げると、動作検証部４５０は複同調フィルタ２００に入力される微小電流の大きさと複同調フィルタ２００から出力される電流の大きさを比較してその差が予め設定された差を超過する場合、複同調フィルタ保護部４１０が異常状態感知信号を正しく生成したかを確認する。

【0104】

一方、Ｓ１１３を図５乃至図７に適用して説明する。

【0105】

もし、複数の継電要素のうちいずれか一つの継電要素に異常状態が発生したと確認された場合、動作検証部９５０は変圧器保護部９００が異常状態感知信号を正しく生成したかを確認する（Ｓ１１３）。変換用変圧器バンク７００の割合差動継電要素を試験する場合を例に挙げると、動作検証部４５０は変換用変圧器バンク７００に入力される微小電流の大きさと変換用変圧器バンク７００から出力される電流の大きさを比較してその差が予め設定された差を超過する場合、変圧器保護部９００が異常状態感知信号を正しく発生したかを確認する。

【0106】

動作検証部４５０は生成された異常状態感知信号を介して複数の継電要素のうち異常状態が発生した継電要素をディスプレー部（図示せず）に出力する（Ｓ１１５）。

【0107】

一方、複数の継電要素のうちいずれか一つの継電要素に異常状態が発生していないと確認された場合にはＳ１０９に戻る。前記試験情報入力ステップ（Ｓ１０９）は周期的に行われる。

【0108】

一方、Ｓ１１３を図５乃至図７に適用して説明する。

【0109】

動作検証部９５０は生成された異常状態感知信号を介して複数の継電要素のうち異常状態が発生した継電要素にディスプレー部（図示せず）に出力する（Ｓ１１５）。

【0110】

一方、複数の継電要素のうちいずれか一つの継電要素に異常状態が発生していないと確認された場合にはＳ１０９に戻る。前記試験情報入力ステップ（Ｓ１０９）は周期的に行われる。

【0111】

本発明の一実施例によると、上述した方法はプログラムが記録された媒体にプロセッサが読み込めるコードとして具現することができる。プロセッサが読み込める媒体の例としてはＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＤ−ＲＯＭ，磁気テープ、フロッピディスク、光データ記憶装置などがあり、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した伝送）の形で具現されることも含む。

【符号の説明】

【0112】

１０、２０ 保護装置
１００ ＡＣ母線
２００ 複同調フィルタ
２１０ 遮断器
２１１ 過電流測定部
２１３ ガス絶縁開閉器
２２０ キャパシタバンク
２２５ 不均衡電流測定部
２３０ リアクタ
２４０ アレスタ
２５０ リアクタ変流器
２５１ 容量性受動素子
２５３ 誘導性受動素子
２６０ 接地変流器
３００ 高域通過フィルタ
４００ フィルタ保護部
４１０ 複同調保護フィルタ
４３０ 高域通過保護フィルタ
４５０ 動作検証部
５００ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】