원격 보호 계전기는 어떻게 고전압 송전선을 보호합니까?

06 11, 2025

현대 전력망은 엔지니어링의 걸작으로, 발전원에서 최종 사용자에게 놀라운 신뢰성으로 전력을 공급하도록 설계된 방대하고 상호 연결된 네트워크입니다. 이 시스템의 중심에는 광대한 거리에 걸쳐 엄청난 양의 에너지를 운반하는 근육 동맥인 고전압 송전선이 있습니다. 이러한 중요한 경로의 보안과 안정성은 가장 중요하며 이를 보호하는 것은 정교한 규율입니다. 이 보호 체계에서 가장 중요한 구성 요소 중에는 원격 보호 계전기로 알려진 특수 장치가 있습니다.

그리드의 취약성과 속도의 필요성 이해

고전압 송전선로는 낙뢰, 장비 고장, 이물질과의 접촉 등 다양한 잠재적인 결함에 노출되어 있습니다. 오류가 발생하면 대규모 전류 서지가 발생하고 변압기, 회로 차단기 등 고가의 장비가 손상되고 광범위한 정전이 발생할 수 있습니다. 모든 보호 시스템의 주요 목표는 손상을 최소화하고 전반적인 시스템 안정성을 유지하기 위해 가능한 한 빨리 결함을 식별하고 격리하는 것입니다.

로컬 보호 계전기는 이러한 이상 현상을 감지하기 위해 전송선의 각 끝에 배치됩니다. 지정된 구역 내에서 직접 발생하는 결함을 제거하는 데 매우 효과적입니다. 그러나 긴 전송선에서 발생하는 오류로 인해 심각한 문제가 발생합니다. 라인의 한쪽 끝에 있는 단일 릴레이의 관점에서 보면 맨 끝의 오류는 일반적인 고부하 조건이나 인접 섹션의 오류와 구별하기 어려울 수 있습니다. 이러한 불확실성으로 인해 트리핑이 지연될 수 있으며 이는 시스템 안정성을 위해 허용되지 않습니다.

이곳이 바로 개념이 있는 곳이다. 원격 보호 중요해집니다. 이 용어 자체는 "통신"과 "보호"의 합성어로 그 기능을 정확하게 설명합니다. 에이 원격 보호 relay 독립형 장치가 아니라 보호 계전기를 통신 채널과 통합하여 전송선 양단의 계전기가 실시간으로 중요 상태 및 오류 정보를 교환할 수 있도록 하는 시스템입니다. 이러한 시스템의 핵심 가치 제안은 다음과 같습니다. 속도와 선택성 . 릴레이가 통신할 수 있게 함으로써 지역화된 보호 체계가 독립적으로 달성할 수 있는 것보다 훨씬 빠른 속도로 밀리초 내에 결함을 격리하는 더 많은 정보를 바탕으로 조정된 결정을 내릴 수 있습니다.

핵심 원칙: 통신 가속 오류 해결

A의 기본 작동 원격 보호 system 간단한 2단자 전송선을 살펴보면 이해할 수 있습니다. 각 터미널(변전소 A와 변전소 B)에는 로컬 보호 계전기에 의해 제어되는 회로 차단기가 있습니다. 각 릴레이는 다음과 같이 연결됩니다. 원격 보호 relay .

주요 역할은 원격 보호 relay 트립신호나 차단신호를 원격단과 주고받는 것입니다. 릴레이가 오류를 감지하면 자체 측정에만 기초하여 로컬 회로 차단기를 즉시 트립하지 않습니다. 대신 통신 채널을 사용하여 반대쪽 릴레이와 관점을 공유합니다.

예를 들어, 변전소 A와 변전소 B 사이의 전송선에서 직접 발생하는 내부 오류를 생각해 보세요. 변전소 A의 릴레이는 오류를 감지하고 즉시 트립 신호를 통해 전송합니다. 원격 보호 relay 동시에 변전소 B의 계전기도 오류를 감지하고 변전소 A에 트립 신호를 보냅니다. 신호를 수신하면 각 터미널의 원격 보호 relay 로컬 회로 차단기를 열도록 명령하여 거의 동시에 양쪽 끝에서 결함이 있는 라인을 분리합니다. 이러한 협력적 조치를 통해 결함의 전원이 최대한 신속하게 완전히 차단됩니다.

이 프로세스는 변전소 B에 연결된 다른 회선의 오류와 같은 외부 오류에 대해 크게 다릅니다. 이 시나리오에서 변전소 A의 계전기는 교란을 볼 수 있지만 변전소 B의 계전기는 이를 외부 이벤트로 인식하고 변전소 A에 차단 신호를 보냅니다. 이 블록을 수신하면, 원격 보호 relay 변전소 A에서는 로컬 차단기가 트립되는 것을 방지하여 정상 회선의 불필요한 정전을 방지합니다. 이러한 선택성은 네트워크의 전반적인 신뢰성을 향상시키는 주요 이점입니다.

원격 보호 시스템의 구조: 주요 구성 요소

완전한 원격 보호 scheme 조화롭게 작동하는 여러 통합 구성 요소로 구성됩니다. 시스템의 신뢰성을 평가하려면 이러한 해부학적 구조를 이해하는 것이 중요합니다.

보호 계전기: 전류, 전압, 주파수 등 전기적 매개변수를 지속적으로 모니터링하는 지능형 장치입니다. 이 데이터를 사용하여 결함 상태가 존재하는지 확인합니다. 최신 수치 계전기는 오류 감지 및 방향성을 위한 정교한 논리를 갖추고 있습니다.

원격 보호 터미널(또는 릴레이): 이것은 전문적인 통신 인터페이스입니다. 이는 보호 계전기(예: "트립" 또는 "차단")로부터 명령을 받아 통신 채널을 통해 전송할 수 있도록 보안 메시지 형식으로 변환합니다. 수신 측에서는 들어오는 메시지를 디코딩하고 로컬 보호 릴레이에 검증된 명령을 제공합니다. 이 단자는 최고의 속도와 높은 노이즈 내성을 위해 설계되었습니다.

커뮤니케이션 채널: 이는 두 끝 사이에 신호를 전달하는 물리적 또는 논리적 매체입니다. 채널 선택은 시스템의 성능, 비용 및 신뢰성에 중요한 영향을 미칩니다. 원격 보호 system .

표: 원격 보호 시스템의 공통 통신 채널

인터페이스 장비: 여기에는 전기 신호를 광 펄스로 변환하는 등 특정 채널을 통한 전송을 위해 신호를 조절하는 모뎀, 멀티플렉서 및 기타 장치가 포함됩니다. 광섬유 통신 .

기본 원격 보호 체계: 직접 전송 트립 및 허용 범위 초과

방법을 지배하는 논리 원격 보호 relays 상호작용은 계획을 정의합니다. 가장 일반적인 두 가지 계획은 직접 전송 트립과 허용 범위 초과 전송 트립입니다.

직접 환승 여행(DTT) 특정 애플리케이션에 대한 가장 간단하고 안전한 방식입니다. DTT 체계에서 한쪽 끝의 계전기가 자체 변전소 내의 버스바 결함과 같이 확실하게 식별된 결함으로 인해 로컬 차단기를 트립하기로 결정하면 동시에 원격 종단에 직접적이고 무조건적인 트립 명령을 보냅니다. 이렇게 하면 원격 차단기도 열리므로 반대편에서 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. DTT는 종종 백업으로 사용되거나 로컬 트립 로직이 원격 트립을 시작하는 데 절대적으로 신뢰할 수 있는 것으로 간주되는 특정 시나리오에 사용됩니다. 보안은 다음을 통해 유지됩니다. 신호 보안 조치 가짜 신호로 인한 잘못된 트립을 방지합니다.

POTT(허용적 초과 이동 여행) 가장 널리 사용되는 것 중 하나이다 원격 보호 schemes 라인 보호를 위해. 속도와 보안의 탁월한 균형을 제공합니다. 이 구성표에서 각 계전기에는 라인의 원격 끝을 넘어 확장되는 설정인 초과 영역이 장착되어 있습니다. 계전기가 초과 영역에서 오류를 감지하면 원격 측에 "허가" 신호를 보냅니다. 두 가지 조건이 동시에 충족되는 경우에만 자체 로컬 차단기를 트립합니다. 1) 초과 영역에서 오류를 감지하고 2) 원격 끝에서 허용 신호를 수신합니다. 이 "2개 중 2개" 논리는 잘못된 트립에 대해 높은 보안을 제공합니다. 허용 신호를 수신하면 원격 계전기도 오류를 확인하여 해당 오류가 보호 라인 섹션 내에 있음을 확인합니다.

통신 보호 계전기의 주요 성능 특성

평가할 때 통신 보호 계전기 , 여러 성능 매개변수가 가장 중요합니다. 이러한 사양은 보호 시스템의 보안과 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다.

운영 시간: 보호계전기가 명령을 내리는 순간부터 원격지에서 명령을 내리는 순간까지의 총 시간입니다. 원격 보호 relay 출력을 제시합니다. 이 시간은 최신 디지털 장치의 경우 일반적으로 8~15밀리초 범위로 지속적으로 초고속이어야 합니다. 여기에는 회로 차단기 자체 작동 시간이 포함되지 않습니다.

보안: 보호 용어에서 보안은 오류가 없는 상태에서 잘못된 작동을 방지하는 시스템 기능을 의미합니다. 매우 안전한 원격 보호 relay 잡음, 간섭 또는 전력 시스템 과도 현상으로 인해 발생할 수 있는 잘못된 명령을 거부하는 강력한 기능으로 설계되었습니다. 보안이 가장 중요합니다 잘못된 트립은 트립 실패만큼이나 전력망을 불안정하게 만들 수 있기 때문입니다.

신뢰성: 이는 실제 오류 조건이 존재할 때 시스템이 올바르게 작동하는 능력입니다. 신뢰할 수 있는 시스템은 불리한 채널 조건에서도 실제 트립 명령이 성공적으로 전송 및 수신되도록 보장합니다. 디자이너는 종종 구현 중복된 통신 채널 신뢰성을 높이기 위해.

가용성: 이는 해당 기능을 수행하기 위한 시스템 준비 상태를 전반적으로 측정한 것입니다. 이는 보안과 신뢰성을 모두 갖춘 기능이며 신뢰성이 높은 구성 요소, 이중 전원 공급 장치 및 강력한 통신 경로 관리를 통해 향상됩니다.

채널 모니터링 및 진단: 현대 원격 보호 relays 고급 자가진단 및 채널 모니터링 기능을 갖추고 있습니다. 통신 링크의 상태와 무결성을 지속적으로 평가하여 성능 저하 또는 오류에 대한 경보를 제공할 수 있습니다. 이를 통해 사전 유지 관리가 가능하고 보호 시스템이 손상된 상태에서 작동하는 것을 방지할 수 있습니다.