[논문]IEC61850 기반 과전류 계전 IED 개발

김해누리; 박동호; 임성정; 이승재

[국내논문] IEC61850 기반 과전류 계전 IED 개발
Development of Overcurrent Relaying IED based on IEC61850 원문보기

김해누리 (명지대학교 차세대 전력기술연구센터) , 박동호 ((주)현대중공업) , 임성정 (명지대학교 차세대 전력기술연구센터) , 이승재 (명지대학교 차세대 전력기술연구센터)

최근 변전소 자동화 시스템에서 가장 큰 관심사는 종래의 인간의 개입을 최소화 할 수 있는 통합화, 자동화, 원격 감시화이다. 즉 변전소를 구성하는 장비들은 서로 다른 구조와 통신방식에서 벗어나 IEC61850 표준규격에서 제안하는 객체 모델링 및 통신프로토콜을 이용한 마이크로프로세서 기반의 IED를 개발하여 상호운용성을 확보하는 것이다. 본 연구에서는 IEC61850기반의 간단한 과전류 계전 IED(OCR)를 개발하고 그 구현방법을 설명하였다. 구현을 위해 상용보드인 MVME5100에 실시간 운영체제인 VxWorks를 포팅하여 MMS(Manufacturing Message Specification), SMV(Sampled multicast value) GOOSE(Generic object oriented substation event) 통신모듈을 탑재하였고 과전류 계전 요소들을 논리장치 및 논리노드로 구현하였다. 또한 전력계통 시뮬레이터인 Hypersim을 이용하여 IEC61850기반의 리클로저, 액츄에이터, 병합장치를 구현하고 과전류 계전 IED의 성능을 검증하였다.

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문제 정의

본 논문에서는 IEC61850꾹제 표준 규젹 및 자동화 통신 구조를 분석하여 이를 바탕으로 상호운용성과 상호 교환성을 위혜서 실제 변전소 내에 사용되는 다양한 형식의 데이비들로부티 변전소 내의 기능을 표현하고 전달하기 위한 가장 작은 단위인 논리노드로 뎨이터 모델랑을 하였고 IEC₆₁850 통신모듈을 통하여 과전류 계전 IED를 구현하였다. 또한 구현된 과전류 계전 IED의 검증을 위한 변천소 자동화 시스템을 구축하여 상호 운용성을 검증하였다.
본 논문은 IEC61850기반 과전류 계전 IED의 계통 보호의 상호운용성을 검증하기 위하여 변전소 자동화 시스템을 구현하여와 같은 시꿘스로 테스트를 하였다.
본 논문에서는 EC₆₁850 국제 표준 규격을 통하여 IEC₆₁850 기반의 변전소 자동화 통신 구조, 데이터 모델링 방법, 상호운용 방법을 연구하였고, 이를 바탕으로 IEC₆₁850 기반의 과전류 계전 IED를 구현하였다.
검증 시스템 또한 구성하였다. 또한 각각의 IED내에서 상호운용성을 제공하는 논리적인 디바이스의 관계를 설계하여 IEO₆₁850기반의 과전류 계천 IED의 통신을 통한 보호 시스템의 상호운용성을 검증해 보았다.

제안 방법

통하여 과전류 계전 IED를 구현하였다. 또한 구현된 과전류 계전 IED의 검증을 위한 변천소 자동화 시스템을 구축하여 상호 운용성을 검증하였다.
본 논문에서 제시하는 IEC61850 기반 과전류 계전 IED는 와 같이 물리장치와 논리장치, 논리노드의 구성을 통하여 IED의 객체 모델링을 하였다, 보호 기능 논리노드인 PTOC(한시).
IEC61850기반 변전소에 적용할 과전류 계전 IED뉸 표준 데이터 모델과 통신 프로토콜을 이용하여 구성하였다. 또한 IED의 푈요한 성능과 작동을 위해 실시간 운영체제인 VxWorks와 산업용 보드인 MVME5100를 이용하였다.
본 논문에서 구현한 ied는 과전류 계전 알고리즘 및 통신 서비스의 작동을 위한 다중 태스크로 이루어져야 하모로 산업용 보드인 MV ME5100을 이용하여 실시간 운영체제얀 VxWorks를 탑재하였다,
PIOC (순시), PTRC(트립 컨디셔딩), 측정 논리노드인 MMXU(측정)로 구성하였다. [2-7]
각 IED돌은 IEC₆₁850 기반의 표준 인터페이스인 논리노드듈을가지고 있다. 논리노뜨들을 통하여 각 IED의 기능에 핯게 논리장치를 구성하였고, 이 논리창치는 같흔 레밸의 ED 혹은 타 레벨의 IED들과 계측, 상태,이벤트 정보 등을 송, 수선한다. OCR IED는 한사 요소와 순시 요소를 가지고 있는 논리노두인 PTOC와 PIOC를 가지고 있으며 고장 감지 시 이 논리 노드들의 정보.
구현된 과전류 계전 IED의 통신 서비스를 통한 상호 운용성의 검증을 위하여 Recloser IED, Actuator IED 등으로 구성된 네트워크 기반의 변전소 자동화 검증 시스템 또한 구성하였다. 또한 각각의 IED내에서 상호운용성을 제공하는 논리적인 디바이스의 관계를 설계하여 IEO₆₁850기반의 과전류 계천 IED의 통신을 통한 보호 시스템의 상호운용성을 검증해 보았다.

대상 데이터

3333px;">61850기반 변전소에 적용할 과전류 계전 IED뉸 표준 데이터 모델과 통신 프로토콜을 이용하여 구성하였다. 또한 IED의 푈요한 성능과 작동을 위해 실시간 운영체제인 VxWorks와 산업용 보드인 MVME5100를 이용하였다.
볘이 레벨은 본 논문에서의 검증 대상인 OCR IED화 Recloser IED로 구성되었다. 각 IED돌은 IEC₆₁850 기반의 표준 인터페이스인 논리노드듈을가지고 있다.
변전소 자동화 시스템이다. 보호대상인 계통은 실시간 시뮬레이터인 Hypmrsim을 이용하여 154kV 변전소를 모의하였다.

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