모터보호계전기 알고리즘 개발 및모터보호계전기 알고리즘 개발 및모터보호계전기 알고리즘 개발 및모터보호계전기 알고리즘 개발 및 EMCEMCEMCEMC

대책설계 기술지원대책설계 기술지원대책설계 기술지원대책설계 기술지원

2006. 012006. 012006. 012006. 01

지원기관 한국전기연구원지원기관 한국전기연구원지원기관 한국전기연구원지원기관 한국전기연구원::::

지원기업 한양전공 주지원기업 한양전공 주지원기업 한양전공 주지원기업 한양전공 주: ( ): ( ): ( ): ( )

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

- 2 -

주 의주 의주 의주 의

이 보고서는 산업자원부에서 시행한 부품 소재종합기술지원사업의 기술지원이 보고서는 산업자원부에서 시행한 부품 소재종합기술지원사업의 기술지원이 보고서는 산업자원부에서 시행한 부품 소재종합기술지원사업의 기술지원이 보고서는 산업자원부에서 시행한 부품 소재종합기술지원사업의 기술지원1. ·1. ·1. ·1. ·

보고서이다보고서이다보고서이다보고서이다....

이 기술지원내용을 대외적으로 발표할 때에는 반드시 산업자원부에서 시행한이 기술지원내용을 대외적으로 발표할 때에는 반드시 산업자원부에서 시행한이 기술지원내용을 대외적으로 발표할 때에는 반드시 산업자원부에서 시행한이 기술지원내용을 대외적으로 발표할 때에는 반드시 산업자원부에서 시행한2.2.2.2.

부품 소재종합기술지원사업의 기술지원결과임을 밝혀야 한다부품 소재종합기술지원사업의 기술지원결과임을 밝혀야 한다부품 소재종합기술지원사업의 기술지원결과임을 밝혀야 한다부품 소재종합기술지원사업의 기술지원결과임을 밝혀야 한다· .· .· .· .

- 3 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산업자원부장관 귀하산업자원부장관 귀하산업자원부장관 귀하산업자원부장관 귀하

본 보고서를 모터보호계전기 알고리즘 개발 및 대책설계 기술지원 지원기간“ EMC ”(

과제의 기술지원성과보고서로 제출합니다: 2004. 11. ~ 2005. 12.) .

2006. 01.2006. 01.2006. 01.2006. 01.

지원기관 한국전기연구원지원기관 한국전기연구원지원기관 한국전기연구원지원기관 한국전기연구원::::

대표자대표자대표자대표자( )( )( )( ) 박 동 욱박 동 욱박 동 욱박 동 욱

지원기업 한양전공 주지원기업 한양전공 주지원기업 한양전공 주지원기업 한양전공 주: ( ): ( ): ( ): ( )

대표자대표자대표자대표자( )( )( )( ) 양 규 현양 규 현양 규 현양 규 현

지원책임자지원책임자지원책임자지원책임자 김 언 석김 언 석김 언 석김 언 석::::

참여연구원참여연구원참여연구원참여연구원 안 상 필안 상 필안 상 필안 상 필::::

〃〃〃〃 정 중 일정 중 일정 중 일정 중 일::::

〃〃〃〃 김 종 형김 종 형김 종 형김 종 형::::

〃〃〃〃 이 희 상이 희 상이 희 상이 희 상::::

〃〃〃〃 김 치 훈김 치 훈김 치 훈김 치 훈::::

〃〃〃〃 권 용 기권 용 기권 용 기권 용 기::::

- 4 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

본 지원과제의 최종목표는 디지털형 모터보호계전기를 개발하는데 있다 제품개.

발을 위하여 한국전기연구원에서는 전자기기의 취약점인 전자기적합성(EMC)

관련 평가기술 규격동향 및 대책기술 등을 지원한다 한양전공 주 은 디지털 미, . ( )

터 선로보호용 디지털 계전기 개발 및 제조기술 등 기존의 경험과 전기연구원,

에서 제공한 관련 기술을 종합하여 최종제품을 개발한다 개발된 제품은 국내.

및 국외 경쟁력을 갖기 위하여 각종 분석기능 등 디지털 보호기기의 장점을 충

분히 살리도록 한다.

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

보호계전기 기술 설계 및 대책기술 자료제공1) EMC ,

평가기술 수행 및 자료제공2) EMC

대책 부품 특성 자료제공3) EMC

모터보호계전기 알고리즘 자료 제공4)

과도서지 고조파 과도전압 수명평가기술 자료제공5) , ,

보호계전기 및 국제규격 동향 자료제공6) EMC

보호계전기 성능평가 기술 자료제공7)

보호계전기 자기진단기법 자료제공8)

보호계전기 고조파 및 관련 오동작 기술정보 제공9) EMC

디지털 미터 기술자료 제공10)

태양광 인버터 기술자료 제공11) (PCS)

- 5 -

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목지원내용

비고기술지원 전 기술지원 후

EMC

설계 및

대책 기술

ESD 6kV/8kV 16kV/8kV

EFT/Burst 2kV/5㎑ 4kV/2.5㎑

RS 5V/m 10V/m

Surge 4kV 4kV 최적설계

CS - 10V

Interruption

& Sag0-30-70% 0-30-80%

Ring Wave - 2kV

Oscillatory Wave 2.5kV 3kV

Emission - Class B

보호계전기

알고리즘

결상보호 정지형 디지털연산형

역상보호 - 기능구현

접지보호 정지형 디지털연산형

단락보호 정지형 디지털연산형

열과부하보호 - 기능구현

보호계전기 규격 미보유 보유

계전기 절연성능 평가기술 70% 100%

계전기 특성평가기술 80% 100%

계전기 수명평가기술 - 기술보유

자기진단기능 - 기능내장

- 6 -

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명 모터보호계전기:◦

모 델 명 : EMPC200◦

정 격 :◦

입력정격

CT: 05A 500A～

ZCT: 1.5mA

Aux Power: AC 220V

제어전원 DC110V

차단기 출력ON/OFF DC110V

적용제품명 디지털 미터:◦

모 델 명 : HYCOS-DM200◦

정 격 :◦

TYPE HYCOS-DM200

정격입력전압 및 전류 110 Vac 5A

주파수 50 60HZ～

출력 DO(Pulse) 점1

표시요소

상전압 선간전압 상전류 주파수 역률, , , ,

피상전력 유효전력 무효전력, ,

피상전력량 유효전력량 무효전력량, ,

THD

Demand

Peak Hold

Minimum

C-factor

제어전원 AC85 250V～

- 7 -

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구분 경쟁제품해당기술 적용제품

비고지원 전 지원 후

경쟁제품대비 품질

그래픽 분석기능 - 보유

온도검출기능 내장 - 구현RTD

통신방식 - MODBUS

경쟁제품대비 가격 - - 미 책정 경쟁가능

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절감금액 비 고

원부자재 절감 20,000 내장칩 외A/D

인건비 절감 7,000 인 부품산업 시간기준1

계 27,000

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분 당해연도 매출차년도

예상매출

전년대비

증가비율비 고

내 수 억1 억25 100 % 신제품

수 출 - 억15 100%

계 억1 억40 -

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

모델명당해연도

수입액차년도수입액 수입대체금액 비 고

모터보호장치 - - - -

계

- 8 -

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

전자기적합성 설계기술 기본기술 확보전자기적합성 설계기술 기본기술 확보전자기적합성 설계기술 기본기술 확보전자기적합성 설계기술 기본기술 확보(1) (EMC)(1) (EMC)(1) (EMC)(1) (EMC)

모터보호계전기가 설치되는 산업현장에는 각종 서지가 존재하며 오동작 및 고장

을 일으킨다 지금까지는 경험에 의한 제품개발을 하였으나 이번 기술지원을 체.

계적인 설계 및 대책이 가능하게 되었다 특히 보호계전기 관련 규격 및. EMC

현장 오동작 정보를 제공하여 실질적인 설계에 적용하였다.

기술 경쟁력 확보기술 경쟁력 확보기술 경쟁력 확보기술 경쟁력 확보(2)(2)(2)(2)

디지털 모터보호계전기는 가장 어려운 기술 중의 하나이다 기존에 개발한 모터.

보호계전기는 단순연산 정지형 타입이었다 이번 디지털 타입의 모터 보호계전.

기는 디지털 연산형으로 높은 설계기술을 필요로 한다 이러한 디지털 타입 모.

터보호계전기를 개발하는데 알고리즘 자료제공 및 기술제공이 기반이 되었EMC

다.

제품품질과 신뢰성 향상제품품질과 신뢰성 향상제품품질과 신뢰성 향상제품품질과 신뢰성 향상(3)(3)(3)(3)

모터보호계전기의 고장 및 오동작은 대부분 서지에 의한 것으로 알려져 있다.

본 기술지원을 통하여 전자기적합성 현상의 이해 국제규격 이해 평가기술 이, ,

해 대책부품의 이해를 통하여 제품을 개발하게 되어 품질향상과 신뢰성향상을,

확보하게 되었다.

유사제품의 개발가능유사제품의 개발가능유사제품의 개발가능유사제품의 개발가능(4)(4)(4)(4)

전자기적합성 기술은 디지털 모터보호계전기 뿐만 아니고 디지털 파워미(EMC)

터 태양광발전용 인버터 집중표시제어장치 및 각종 응용 전자기기 등, (PCS), IT

에 필수적으로 활용된다 한양전공 주 에서 개발하고자 하는 디지털 전력기기 및. ( )

전력기기를 개발하는데 모두 활용할 수 있다IT .

- 9 -

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

한양전공 주 은 지금까지 수배전반 및 정류기 고전적인 제품개발이 주력이었(1) ( )

다 최근 디지털 전력기기의 대표적인 모터보호계전기를 비롯하여 디지털 미터. ,

태양광발전용 인버터 등 신규 품목을 개발하게 되어 부가가치 제품 제조기업체

로 업종 전환이 가능하게 되었다.

기존의 정지형 모터보호계전기는 단순한 저가형 타입이었다 이번에 개발된(2) .

제품은 디지털 연산형 모터보호계전기로 자체진단기능 및 고장분석 기능 등이

내장되어 있어 지능형 배전반 등에 설치하기 적합하다 계전기는 배전반에 설치.

되므로 경쟁력 향상을 위해서는 최적설계가 필요하며 오동작하지 않아야 한다.

전자기적합성 기술을 적용한 최척화된 제품이 개발되어 가정용의 전자화(EMC)

전력량계 대처로 이 분야의 사업성장이 예상된다.

또한 한양전공 주 은 디지털 미터는 물론이고 태양광발전용 인버터를 개발하(3) ( )

여 전력사업으로 기술이 전환하고 있다 배전반도 디지털 보호계전기를 활용IT .

하여 지능형으로 개발하고 있어 디지털 사업 전환에 따른 사업경쟁력이 예상된

다.

한양전공 은 개발된 디지털 모터보호계전기를 국내용은 물론이고 중국시장(4) ( )

진출을 준비 중 이다 만약 중국 수출이 가능하게 된다면 국내의 치열한 경쟁력.

을 벗어나게 된다 이러한 모든 부가가치 제품생산 사업전환은 디지털 기술의.

전력기기 접목이 중요하며 여기에는 기술이 기본을 차지하고 있다EMC .

- 10 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) ,1) ,1) ,1) ,

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

개발시험 모터보호계전기 - KERI 진행 중

개발시험 디지털 미터 - KERI 진행 중

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자 비고

디자인등록디지털

계측기

30-2005-0042246한양전공 주 양 규 현( )

출원

30-2005-0042247 출원

- 11 -

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

항목지원

건수지원성과

기술정보제공 53

기술능력 향상- EMC

보호계전기 알고리즘 개발능력 향상-

특성평가기술능력 향상-

전자식변성기 기술정보 보유-

태양광 발전 인버터 기술향상- EMC

전자기기 신뢰성평가기술 도입-

시험절차서 보유- EMC

시제품제작 6 시제품 개발 성공적 완료-

양산화개발 - -

공정개선 - -

품질향상 - -

시험분석 9설계 및 대책기술 향상 성능향상- EMC ,

계전기 특성평가기술 향상-

수출 및 해외

바이어 발굴- -

교육훈련 4

전자식변성기 응용기술 교육-

계전기시험방법 교육-

시험방법 교육- EMC

기술마케팅

경영자문/- -

정책자금알선 - -

논문게재 및

학술발표- -

기타 2 시험방법 기술지도로 성능평가기술 향상-

사업관리시스템

지원실적업로드

회수

20각종 기술문서 보유로 기술력 증대-

시제품 개발 성공적 완료-

지원기업

방문회수5 기술 및 알고리즘 개발능력 향상- EMC

- 12 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

본 과제는 한양전공 주 에 모터보호계전기 알고리즘 및 전자기적합성 기술( ) (EMC)

을 지원하며 제품개발을 지원하는 데 목적이 있다 한양전공 주 에서는 자체 보. ( )

유기술 및 전기연구원의 기술지원을 통하여 디지털 모터보호계전기 개발을 성공

적으로 완료하고 현재 개발시험을 진행 중에 있다 또한 지원된 기술을 디지털.

파워미터에 적용하여 제품개발을 완료하고 현재 전기연구원에서 개발시험을 진

행 중에 있다.

한양전공 주 에서는 본 과제에서 개발된 모터보호계전기를 국내는 물론이고 중( )

국에 수출하려고 추진 중에 있다 당사는 배전반제조회사로써 디지털 모터보호.

계전기 및 디지털 파워미터를 바로 적용할 수 있어 기술경쟁력 향상에 도움이

될 것으로 생각한다 특히 기술은 전력 기기 등 차기 개발제품 개발에. EMC IT

필수요소이기 때문에 장기적으로도 도움이 될 것으로 생각한다 또한 이번 지원.

자금을 이용하여 계전기 디지인을 고급화하여 시장에서 반응이 매우 좋을 것으

로 생각한다.

- 13 -

세부지원실적 증빙내용세부지원실적 증빙내용세부지원실적 증빙내용세부지원실적 증빙내용□□□□

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1. : 531. : 531. : 531. : 53

No. 일자 구체적 내용 증빙유무

1~90 2004. 11. 14

보호계전기 특성곡선 자료 건IEC 1

보호계전기 절연 임펄스 내전압 자료 건( , ) 1

보호계전기 일반특성 규격자료 건1

열동형 보호계전기 규격자료 건1

보호계전기 순간정전 규격자료 건1

비율차동계전기 규격자료 건1

계전기 접점내구성 규격자료 건1

임피던스 계전기 규격자료 건1

계전기 전자기적합성 통합규격 자료 건1

유

10~11 2004. 11. 25모터보호계전기 규격자료 건IEEE 1

과전류 계전기 특성곡선 규격자료 건IEEE 1유

12 2004. 12. 20 모터보호계전기 기술자료 건GE 1 유

13~15 2005. 01. 17태양광발전 인버터 기술자문 회1

보호계전기 교재 권 복사제본 제공 건2 2유

16~19 2005. 2. 25

전자식변성기의 전력기기 응용 기술자료 건1

전자식 변성기를 이용한 계전기 규격자료 건1

전자식 변성기의 기술동향 자료 건1

전자식변성기의 계전기 활용 자료 건IEEE 1

유

20 2005. 3. 15 보호계전기 디자인 설계 건1 유

21 2005. 4. 13 을 이용반 보호계전기 개발 보고서 건ASIC 1 유

22 2005. 4. 15 태양광발전용 인버터 논문 편 제공(PCS) 17 유

23~26 2005. 5. 11

산업현장 등 건축물에서의 기술자료 건EMC 1

계전기 특성 및 동향 논문 건EMC 1

계전기의 고주파방사 내성 논문 건1

배전자동화 기술자료 건EMC 1

유

- 14 -

NO. 일자 구체적 내용 증빙유무

27~28 2005. 5. 30디지털 미터 시험성적서 자료 건KEMA 1

디지털 미터 시험절차서 자료 건EMC 1유

29~32 2005. 6. 16

변전소자동화기기 기술자료 건EMC 1

보호 및 제어기기 기술자료 건EMC 1

보호 및 제어기기의 논문 건EMC 1

전자부품의 신뢰성 정보 건1

저압차단기류 기술자료 건EMC 1

유

33~35 2005. 6. 29

전자식변류기와 철심변류기 논문 건1

타입 로고스키코일 기술자료 건PCB 1

로고스키 코일을 이용한 계전기 자료 건1

유

36 2005. 7. 11 전력계통에서의 고조파 및 플리커 자료 건1 유

37~40 2005. 7. 27

미터류 신뢰성 평가 필요서 자료 건1

전력량계 신뢰성 기술자료 건1

전력량계 기술논문 건EMC 1

한전의 신뢰성 관련 기술자료 건1

유

41~42 2005. 8. 24전자파장해 기초이론 건1

전자파장해 대책 기초이론 건1유

43~44 2005. 8. 29디지털 미터 기술자료 건ANSI EMC 1

계측기 및 제어장치 기술자료 건IEC EMC 1유

45~47 2005. 9. 6

누전차단기 논문 자료 건EMC 1

전력기기와 자료 건EMC 1

기본기술 자료 건EMC 1

유

48 2005. 9. 9 계전기 성적서 표준 양식 건EMC 1 유

49~51 2005. 10. 18

고주파 방사내성지시서 건(IEC 61000-4-3) 1

고주파 방사내성지시서 건(IEC 61000-4-4) 1

고주파 방사내성지시서 건(IEC 61000-4-5) 1

유

52~53 2005. 10. 31고주파 전도내성지시서 건(IEC 61000-4-6) 1

상용주파자계내성지시서 건(IEC 61000-4-8) 1유

- 15 -

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2. : 62. : 62. : 62. : 6

No. 일자 구체적 내용 증빙유무

1 2005. 05. 2 보호계전기 디자인 및 기구 설계 금형

2 2005. 09. 5보호계전기 본체 및 커버 성형장치 설계

(back unit)금형

3 2005. 09. 5보호계전기 본체 및 커버 성형장치 설계

(fron & back unit)금형

4 2005. 10. 2 계전기 본체 및 성형장치 설계(Button) 금형

5 2005. 8. 13보호계전기 WORKING MOCKUP

(back unit)금형

6 2005. 8. 13보호계전기 WORKING MOCKUP

(Front & back unit)금형

시험분석 건시험분석 건시험분석 건시험분석 건3. : 93. : 93. : 93. : 9

No. 일자 구체적 내용 증빙유무

1 2005. 10. 29 및 성능100kHz 1MHz Oscillating Wave 유

2 2005. 11. 03 고주파방사 및 고주파 전도내성 성능 유

3 2005. 11.8~10 수명성능Surge, Fast transient, Ring wave 유

4 2005.11.15~18 고조파 내성 및 순시정전 성능 유

5 2005. 12. 2 서지제한전압 측정 유

6 2005.12.8~9 계전기 전자회로 과도 분석 유

7 2005.12.14~15 계전기 특성평가 유

8 2005. 8~11 수명시험 및 성능 참고시험 회 이상10 유

9 2005. 10~12 및 특성 성능시험 회 이상EMC 10 유

- 16 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

최종 목표최종 목표최종 목표최종 목표1.1.1.1.

세부기술지원 목표세부기술지원 목표세부기술지원 목표세부기술지원 목표2.2.2.2.

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

모터보호 알고리즘 구현 기술모터보호 알고리즘 구현 기술모터보호 알고리즘 구현 기술모터보호 알고리즘 구현 기술1.1.1.1.

전자기적합성 설계 대책 성능향상 및 평가기술전자기적합성 설계 대책 성능향상 및 평가기술전자기적합성 설계 대책 성능향상 및 평가기술전자기적합성 설계 대책 성능향상 및 평가기술2. (EMC) , ,2. (EMC) , ,2. (EMC) , ,2. (EMC) , ,

보호계전기의 자기진단 및 자동점검 기능보호계전기의 자기진단 및 자동점검 기능보호계전기의 자기진단 및 자동점검 기능보호계전기의 자기진단 및 자동점검 기능3.3.3.3.

서지 및 과도전압 수명성능 향상 및 평가기술서지 및 과도전압 수명성능 향상 및 평가기술서지 및 과도전압 수명성능 향상 및 평가기술서지 및 과도전압 수명성능 향상 및 평가기술4.4.4.4.

신뢰성 평가절차 기술자료 제공신뢰성 평가절차 기술자료 제공신뢰성 평가절차 기술자료 제공신뢰성 평가절차 기술자료 제공5.5.5.5.

모터보호계전기 규격 관련 기술자료모터보호계전기 규격 관련 기술자료모터보호계전기 규격 관련 기술자료모터보호계전기 규격 관련 기술자료6.6.6.6.

보호계전기 성능 평가기술보호계전기 성능 평가기술보호계전기 성능 평가기술보호계전기 성능 평가기술7.7.7.7.

로고스키 코일 응용기술로고스키 코일 응용기술로고스키 코일 응용기술로고스키 코일 응용기술8.8.8.8.

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

기술지원 달성도기술지원 달성도기술지원 달성도기술지원 달성도1.1.1.1.

수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용2.2.2.2.

최종 개발제품최종 개발제품최종 개발제품최종 개발제품3.3.3.3.

지원내용의 기업전략에 대한 기여지원내용의 기업전략에 대한 기여지원내용의 기업전략에 대한 기여지원내용의 기업전략에 대한 기여4.4.4.4.

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

추진체계 및 일정추진체계 및 일정추진체계 및 일정추진체계 및 일정1.1.1.1.

추진방법 및 분담추진방법 및 분담추진방법 및 분담추진방법 및 분담2.2.2.2.

보유기자재를 활용한 성능평가보유기자재를 활용한 성능평가보유기자재를 활용한 성능평가보유기자재를 활용한 성능평가3.3.3.3.

- 17 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 활용방안제 절 활용방안제 절 활용방안제 절 활용방안2222

제 절 기대효과제 절 기대효과제 절 기대효과제 절 기대효과3333

부 록부 록부 록부 록

기술지원 수행일지기술지원 수행일지기술지원 수행일지기술지원 수행일지A.A.A.A.

장비사용 일지장비사용 일지장비사용 일지장비사용 일지B.B.B.B.

성능확인 시험성적서성능확인 시험성적서성능확인 시험성적서성능확인 시험성적서C.C.C.C.

시험지시서시험지시서시험지시서시험지시서D. EMCD. EMCD. EMCD. EMC

발표자료 기준발표자료 기준발표자료 기준발표자료 기준E. Motor Protection (GE-M60 )E. Motor Protection (GE-M60 )E. Motor Protection (GE-M60 )E. Motor Protection (GE-M60 )

모터 보호 및 모니터링 논문모터 보호 및 모니터링 논문모터 보호 및 모니터링 논문모터 보호 및 모니터링 논문F. lEEEF. lEEEF. lEEEF. lEEE

모터 열 과부하 보호에 대한 기본 이론 논문모터 열 과부하 보호에 대한 기본 이론 논문모터 열 과부하 보호에 대한 기본 이론 논문모터 열 과부하 보호에 대한 기본 이론 논문G. lEEEG. lEEEG. lEEEG. lEEE

모터 열 과부하 모델 비교 논문모터 열 과부하 모델 비교 논문모터 열 과부하 모델 비교 논문모터 열 과부하 모델 비교 논문I.I.I.I.

보호계전기와 전자기적합성보호계전기와 전자기적합성보호계전기와 전자기적합성보호계전기와 전자기적합성J. (EMC)J. (EMC)J. (EMC)J. (EMC)

보호계전기의 국제규격 동향보호계전기의 국제규격 동향보호계전기의 국제규격 동향보호계전기의 국제규격 동향K. IECK. IECK. IECK. IEC

보호 및 제어기기의 전자기적합성보호 및 제어기기의 전자기적합성보호 및 제어기기의 전자기적합성보호 및 제어기기의 전자기적합성L. (EMC)L. (EMC)L. (EMC)L. (EMC)

측정 및 제어기기의 요구사항측정 및 제어기기의 요구사항측정 및 제어기기의 요구사항측정 및 제어기기의 요구사항M. EMCM. EMCM. EMCM. EMC

변전소자동화화 전자기적합성변전소자동화화 전자기적합성변전소자동화화 전자기적합성변전소자동화화 전자기적합성N. (EMC)N. (EMC)N. (EMC)N. (EMC)

산업기기의 전자파장해산업기기의 전자파장해산업기기의 전자파장해산업기기의 전자파장해O.O.O.O.

부품의 신뢰성부품의 신뢰성부품의 신뢰성부품의 신뢰성P.P.P.P.

모터보호계전기 디자인 설계 기본 개념모터보호계전기 디자인 설계 기본 개념모터보호계전기 디자인 설계 기본 개념모터보호계전기 디자인 설계 기본 개념Q.Q.Q.Q.

개발된 모터보호계전기 브로셔개발된 모터보호계전기 브로셔개발된 모터보호계전기 브로셔개발된 모터보호계전기 브로셔R.R.R.R.

- 18 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

한양전공 주 은 배전반 및 직류전원장치를 주로 생산하고 보호계전기 및 미터를 부( )

가적으로 생산하는 전통적인 중전기기 제조기업체이다 중전기기 제조회사들의 무.

한 경쟁으로 지원기업체도 어려움을 겪고 있어 고부가가치 제품을 생산하는 업종전

환을 고려하고 있는 중이다 그 중 하나의 전략제품이 디지털 모터보호계전기 및.

디지털 파워 미터이다 기존 생산하던 품목은 정지형 타입으로 형태는 전자식이나.

구현 방식은 전통적인 것이다 이번 개발 제품 종류는 디지털 연산형으로 기술적으.

로 혁신적인 제품이다.

디지털 타입 전력기기는 여러 가지 장점에도 불구하고 서지와 같은 노이즈에 취약

하다는 단점이 있다 디지털 계전기의 고장원인은 대부분이 문제인 것으로 알. EMC

려져 있을 정도로 문제가 심각하다 또한 서지종류는 다양할 뿐만 아니고 평가 설.

비도 매우 고가여서 중소기업체는 보유하기 힘든 설비이다 중소기업체의 한. EMC

정된 인력으로는 최적으로 설계하기가 힘들다 이번 과제에서는 이러한 중소기업체.

가 갖추기 힘든 고가의 설비들의 이용하고 에 대한 각종 정보를 제공하여 디지EMC

털 알고리즘 종류도 다양하고 내용도 복잡하다 규격 또한 등 종류가 다. IEC, IEEE

양하며 모터 종류도 다양하여 알고리즘 구성이 어렵다 한국전기연구원에서 보유한.

각종 규격정보 및 기술정보를 제공하여 기업체 스스로 개발하는 능력을 향상하는

것이 이번 과제의 또 다른 목적이다.

결론적으로 모터보호계전기는 디지털 파워미터와 같은 디지털 전력기기는 문EMC

제가 중요하고 심각한데 중소기업체의 한정된 인력으로는 해결이 어렵다 그러므로.

고가의 성능평가 장비 및 각종 기술 자료를 보유한 전기연구원에서 각종 정보를 제

공하여 한양전공 주 자체적으로 개발할 능력을 보유하게 할 필요가 있다( ) .

- 19 -

자체 설계능력을 보유하여야 나중에 현장에서 발생하는 각종 문제점을 해결할 수

있다 또한 다른 전력기기의 개발에도 적용할 수 있어 고부가가치 제품을 개발. IT

할 수 있는 능력을 보유하게 된다.

한양전공 주 에서 필요로 하는 지원 사항은 다음과 같다( ) .

모터보호 알고리즘 구현 기술모터보호 알고리즘 구현 기술모터보호 알고리즘 구현 기술모터보호 알고리즘 구현 기술(1)(1)(1)(1)

모터보호는 보호대상 종류가 많고 다양하여 알고리즘이 매우 까다롭다 특히 국내.

규격에서는 간단한 성능만 제시하고 있어 나머지는 기업체가 알아서 개발하여야 한

다 그래서 알고리즘 분야에 대한 지원이 필요하다. .

기술 대책부품 설계기술 및 평가기술기술 대책부품 설계기술 및 평가기술기술 대책부품 설계기술 및 평가기술기술 대책부품 설계기술 및 평가기술(2) EMC , ,(2) EMC , ,(2) EMC , ,(2) EMC , ,

한전계통에는 낙뢰와 같은 과도서지 종류가 다양하고 빈번하게 발생하므로

모터보호계전기 설계는 최적으로 실시 되어야 한다 기술은 고전압과 전자회. EMC

로 설계능력 대책부품 국제규격에 의한 평가기법이 복합적으로 필요하여 중소기업, ,

체에 가장 어려움을 겪는 분야이다 또한 현장에서 고장발생요인 중 가장 큰 것으.

로 판단되어 이에 대한 설계능력 향상이 필요하다.

자기진단기법 및 구현방법자기진단기법 및 구현방법자기진단기법 및 구현방법자기진단기법 및 구현방법(3)(3)(3)(3)

모터보호계전기 신뢰성을 올리기 위하여 각종 부품이나 소프트웨어의 고장을 사전

에 감지하여야 하는데 이는 현장경험 및 고장 알고리즘이 필요하다 이를 위해서는.

수학적인 분석을 필요로 하는데 중소기업체에서는 구현하기 힘들다.

전자회로부의 과도서지 과도전압 및 고조파 수명평가전자회로부의 과도서지 과도전압 및 고조파 수명평가전자회로부의 과도서지 과도전압 및 고조파 수명평가전자회로부의 과도서지 과도전압 및 고조파 수명평가(4) EMC, ,(4) EMC, ,(4) EMC, ,(4) EMC, ,

한전계통에는 낙뢰서지가 빈번하게 발생되며 전자회로로 구성된 전원회로를 가장

많이 파괴시킨다 또한 계통의 고조파가 수명을 단축시킨다 이런 성능평가기술은. .

필요함에도 불구하고 연구가 이루어지지 않아 설계반영이 어려웠다.

- 20 -

이번 개발제품에는 과도서지 및 고조파 과도전압 등에 대한 수명평가를 실시하여,

신뢰성을 높이고자 한다.

현장설치를 대비한 신뢰성평가 향상 대책 지원현장설치를 대비한 신뢰성평가 향상 대책 지원현장설치를 대비한 신뢰성평가 향상 대책 지원현장설치를 대비한 신뢰성평가 향상 대책 지원(5)(5)(5)(5)

보호계전기는 평상시에 동작하지 않고 있다가 고장 시 한번 동작 한다 그래서 높.

은 부품관련 높은 신뢰성을 요구한다 이를 위해서는 계전기의 부품별 고장모드를.

파악하여 현장 설치 후에도 고장이 발생하지 않도록 설계하여야 한다 이를 대비한.

제품의 설계 및 사전평가기법을 개발하여야 한다.

모터보호계전기 관련 최근기술동향모터보호계전기 관련 최근기술동향모터보호계전기 관련 최근기술동향모터보호계전기 관련 최근기술동향(6)(6)(6)(6)

국제적인 논문 및 최선기술들은 그 자체로 중소기업이 구하기도 힘들고 이해IEEE

하기도 힘들다 최신기술 분야에 대한 분석 및 해석을 필요로 한다. .

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

최종 목표최종 목표최종 목표최종 목표1.1.1.1.

디지털 모터보호계전기 개발 지원디지털 모터보호계전기 개발 지원디지털 모터보호계전기 개발 지원디지털 모터보호계전기 개발 지원◦◦◦◦

- 21 -

세부기술지원 목표세부기술지원 목표세부기술지원 목표세부기술지원 목표2.2.2.2.

- 22 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

모터보호 알고리즘 구현 기술모터보호 알고리즘 구현 기술모터보호 알고리즘 구현 기술모터보호 알고리즘 구현 기술1.1.1.1.

과전류 계전기◦

지락 과전류 계전기◦

역상 계전기◦

결상 계전기◦

회전자 구속◦

베어링 온도상승◦

보호Thermal◦

전자기적합성 설계 대책 성능향상 및 평가기술전자기적합성 설계 대책 성능향상 및 평가기술전자기적합성 설계 대책 성능향상 및 평가기술전자기적합성 설계 대책 성능향상 및 평가기술2. (EMC) , ,2. (EMC) , ,2. (EMC) , ,2. (EMC) , ,

진동서지 내성1MHz : IEC 60255-22-1◦

정전기 내성 : IEC 60255-22-2◦

고주파방사내성 : IEC 60255-22-3◦

급과도 버스트내성 : IEC 60255-22-4◦

서지내성 : IEC 60255-22-5◦

고주파전도 내성 : IEC 60255-22-6◦

상용주파수내성 : IEC 60255-22-7◦

순간정전 내성 : IEC 60255-11◦

전자파장해 : IEC 60255-25◦

보호계전기의 자기진단 및 자동점검 기능보호계전기의 자기진단 및 자동점검 기능보호계전기의 자기진단 및 자동점검 기능보호계전기의 자기진단 및 자동점검 기능3.3.3.3.

제어전원◦

출력접점◦

마이크로프로세서◦

ROM◦

RAM◦

- 23 -

서지 및 과도전압 수명성능 향상 및 평가기술서지 및 과도전압 수명성능 향상 및 평가기술서지 및 과도전압 수명성능 향상 및 평가기술서지 및 과도전압 수명성능 향상 및 평가기술4.4.4.4.

과도서지 자문 및 기술 자료제공:◦

과도전압 자문 및 기술 자료제공:◦

고조파 전압 자문 및 기술 자료제공:◦

신뢰성 평가절차 기술자료 제공신뢰성 평가절차 기술자료 제공신뢰성 평가절차 기술자료 제공신뢰성 평가절차 기술자료 제공5.5.5.5.

서지 신뢰성 평가절차서 기술자료 제공◦

모터보호계전기 규격 관련 기술자료모터보호계전기 규격 관련 기술자료모터보호계전기 규격 관련 기술자료모터보호계전기 규격 관련 기술자료6.6.6.6.

모터보호 계전기 규격: IEEE◦

과전류 특성곡선 규격IEEE◦

시리즈 규격IEC 60255◦

보호계전기 성능 평가기술보호계전기 성능 평가기술보호계전기 성능 평가기술보호계전기 성능 평가기술7.7.7.7.

절연저항 : IEC 62052-11◦

상용주파내전압 : IEC 62052-11◦

임펄스내전압 : IEC 62052-11◦

진동 및 충격성능 : IEC 62052-11◦

온도성능 : IEC 62052-11◦

로고스키 코일 응용기술로고스키 코일 응용기술로고스키 코일 응용기술로고스키 코일 응용기술8.8.8.8.

논문 규격 등 기술자료 제공,◦

- 24 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

기술지원달성도기술지원달성도기술지원달성도기술지원달성도1.1.1.1.

- 25 -

수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용2.2.2.2.

가 모터보호 알고리즘 기술자문 첨부참조가 모터보호 알고리즘 기술자문 첨부참조가 모터보호 알고리즘 기술자문 첨부참조가 모터보호 알고리즘 기술자문 첨부참조. [ ]. [ ]. [ ]. [ ]

1) Thermal Overload Protection1) Thermal Overload Protection1) Thermal Overload Protection1) Thermal Overload Protection

∙ ln∙

∙

∙

min

t trip time in minutes

ι Temperature rise time constant

I Load current

Pre-load current

K setting factor per VDE 0435 Part 3011

and IEC 60255-8

Nominal current of the device

- 26 -

과전류 및 지락과전류 보호과전류 및 지락과전류 보호과전류 및 지락과전류 보호과전류 및 지락과전류 보호2)2)2)2)

특성 곡선 및 지수특성 곡선 및 지수특성 곡선 및 지수특성 곡선 및 지수[ ][ ][ ][ ]

나 전자기적합성 기술 분류 대한 기술자문나 전자기적합성 기술 분류 대한 기술자문나 전자기적합성 기술 분류 대한 기술자문나 전자기적합성 기술 분류 대한 기술자문. (EMC). (EMC). (EMC). (EMC)

전력량계가 설치되는 전력계통 관련 종류는 크게 가지로 분류 할 수 있다EMC 3 .

고조파 방출 및 전압변동 제한고조파 방출 및 전압변동 제한고조파 방출 및 전압변동 제한고조파 방출 및 전압변동 제한1)1)1)1)

전력용 반도체를 사용한 전원장치는 모두 고조파를 발생시킨다 컴퓨터의 전원공급.

장치에서부터 무정전전원장치 정류기나 충전기 인버터 등 다양하다고 조파는 전력, ,

품질 을 떨어뜨리는 요인이며 근처기기에 영향을 준다 전원용 변압(power quality) .

기 용량이 작은 경우 부하변동에 따라 전압이 변동된다 전압변동이 반복적으로 발.

생하면 형광등을 깜박거리게 한다.

- 27 -

이 깜박거림을 플리커 라고 한다 시리즈는 이런 현상들에 대(flicker) . IEC 61000-3

한 규제치를 제시한다 부하전류의 크기에 따라 여러 가지 규격이 있다 고조파 및. .

플리커 관련 규격을 정리하면 아래 표와 같다.

고조파 및 전압변동 규격고조파 및 전압변동 규격고조파 및 전압변동 규격고조파 및 전압변동 규격[ ][ ][ ][ ]

전자파 방출 제한전자파 방출 제한전자파 방출 제한전자파 방출 제한2)2)2)2)

보통 로 알려져 있으며 근처 전자기기에 영향EMI(electromagnetic emission, EMI)

을 주므로 규제할 필요가 있다 는 전기제품 케이스를 통하여 방출하는 방사장. EMI

해 와 교류 제어전원을 따라 방출하는 전도장해(radiated emission, RE)

가 있다 규격에서는 전자파만 다루는 특별소위원회(conducted emission, CE) . IEC

를 구성하였으며 여기에서 관련규격을 다룬다 이것이 시리즈 규격이EMI . CISPR

다 에 대한 규제치는 국가마다 모두 규격을 따라야 한다 즉 특정 국가. EMI CISPR . ,

나 단체 특정 제품의 규제치를 임의로 변경하여 적용하는 것은 적합하지 않다 규, .

제치는 사용 장소에 따라 달라진다 주거지역이나 상업지역에서 사용하는 가전제품.

등은 규제치가 엄격하고 배전반과 같이 산업현장에서 사용하는 전자기기에 대한,

규제치는 상대적으로 느슨하다 전력기기에서는 주로 을 적용하고 모뎀과. CISPR 11

같은 통신장치가 있는 경우에는 를 적용한다 그러므로 변전소자동화용CISPR 22 .

전력기기는 모두 를 적용한다고 생각하면 된다CISPR 22 .

- 28 -

규격을 제품별로 구분하면 표와 같다CISPR .

전자파장해 규격전자파장해 규격전자파장해 규격전자파장해 규격[ ][ ][ ][ ]

전자기 내성전자기 내성전자기 내성전자기 내성3)3)3)3)

전자식 전력량계는 마이크로프로세서 나 디지털회로와 같은 전자회(microprocessor)

로를 기본으로 사용한다 디지털 회로를 사용하는 기기들은 기존 유도형 등 기계식.

에서 갖지 않은 많은 장점을 가지고 있다 반대로 단점도 있는데 대표적인 것이 일.

반적으로 이야기하는 서지와 같은 과도전압 에 약하다는 것이다(transient voltage) .

특히 전력계통의 차단기의 스위칭 서지나 낙뢰와 같은 과도전압이 항상 발생할 수

있는 장소이므로 여기에서 사용하는 기기는 더욱 취약하다고 할 수 있다 전력계통.

의 신뢰도 향상을 위해서는 전자기 내성 이 중요하다 전자기내성 기본규(immunity) .

격을 정리하면 아래 표와 같다.

- 29 -

전자기내성 규격전자기내성 규격전자기내성 규격전자기내성 규격[ ][ ][ ][ ]

다 전자장해의 결합다 전자장해의 결합다 전자장해의 결합다 전자장해의 결합....

계통에서 발생한 전자장해는 다음과 같은 결합모드에 의해 전자기기의 제어 케이블

로 유입되어 기기를 파손하거나 오동작을 일으킨다 개폐기의 제어함 및 등. FRTU

전자기기를 설계할 경우 이틀을 고려하여 설계를 하여야 한다.

- 30 -

공통 임피던스결합공통 임피던스결합공통 임피던스결합공통 임피던스결합1)1)1)1)

만약 두 회로가 공통 임피던스를 공유할 경우 한 회로의 과도는 공통 임피던스를

통하여 다른 회로로 전달될 수 있다 이 결합 메커니즘은 두 회로가 공유한 임피던.

스 정도에 의해 크기가 결정된다 공유 임피던스는 일반적으로 전달 임피던스.

로 알려져 있다 아래그림은 공통 임피던스에 의한 장해결합(Transfer Impedance) .

을 설명하는 것으로 귀환 회로가 두 회로의 공통이므로 한 회로의 전류가 다른 회

로의 부하에 영향을 준다.

공통임피던스 결합 예공통임피던스 결합 예공통임피던스 결합 예공통임피던스 결합 예[ ][ ][ ][ ]

유도결합유도결합유도결합유도결합2)2)2)2)

만약 두 회로가 공통 자속을 가로지르는 경우 이들 회로는 유도 적으로(Inductive)

결합되었다고 한다 한 회로의 장해는 이 자계 결합에 의해 다른 회로로 전달된다. .

아래 그림은 두 회로가 근접해 있는 상태에서 한 한 회로의 전류에 의한 자속이 다

른 회로에 중첩되어 장해가 결합되는 것을 볼 수 있다 그림에서 안쪽 빗금 친 회.

로의 면적을 줄이면 장해결합을 줄일 수 있다.

- 31 -

유도결합 예유도결합 예유도결합 예유도결합 예[ ][ ][ ][ ]

정전결합정전결합정전결합정전결합3)3)3)3)

만약 두 회로가 서로 근접하는 부품을 가진 경우 또는 피해 받는 회로가 매우 높은

임피던스를 가진 경우 장해 발생회로 와 피해회로 사이의 정전용량(Source) (Victim)

에 의해 장해가 전달된다 아래 그림은 회로 사이의 정전용량에 의한 장해결합을.

나타내고 있다 첫 번째 그림은 부유 용량에 의해 다른 회로에 영향을 주는 것을.

보여주고 있다 두 번째 그림은 차폐에 의해 장해결합을 줄일 수 있는 것을 보여준.

다.

정전결합 예정전결합 예정전결합 예정전결합 예[ ][ ][ ][ ]

- 32 -

방사결합방사결합방사결합방사결합4)4)4)4)

만약 장해 발생회로와 피해회로의 크기가 방해 장 의 파장에 비해 작으면 결(Field)

합모드 결과는 방사장해라고 한다.

라 전자장해 모드라 전자장해 모드라 전자장해 모드라 전자장해 모드....

서지와 같은 노이즈가 의도된 신호에 장해를 주는 다양한 방식에 대해 논한다.

공통모드 장해공통모드 장해공통모드 장해공통모드 장해1)1)1)1)

공통모드 장해 는 적합한 신호 채널이 아닌 최소한(Common Mode Interference)

한 터미널을 가진 어떤 소스 로부터 신호 채널로 유도된다 기기 샤시(Source) .

는 이것이 만약 회로망으로부터 분리되지 않았다면 항상 하나의 터미널(Chassis) , ,

로 간주한다 공통모드 전류의 대부분 공통적으로 접지 사이의 전위차 혹은 도체들.

쌍에서 전기적 검출 에 의해 야기된다 공통모드 장해는 수신 장치(Pickup) .

에 간접적으로 영향을 준다 그러므로 신호 오차는 공통모드에서 차동모(Receiver) .

드 장해로의 변환에 의해 주도된다 불 평형 회로에 인가된 순수한 공통모드 서지.

는 차동모드 서지를 발생시킨다 회로 라인에서 각 와이어에 유기된 공통모드 노. 2 ,

이즈 전류는 거의 동일한 크기 및 동일 위상이다 라인 크기 균형의 정도. (Degree)

는 일반적으로 주파수와 함께 증가한다 공통모드 과도는 차동모드 과도보다 절연.

고장을 더 일으킨다.

- 33 -

공통 및 차동모드 장해 예공통 및 차동모드 장해 예공통 및 차동모드 장해 예공통 및 차동모드 장해 예[ ][ ][ ][ ]

위의 그림은 공통모드 및 차동모드 장해를 설명하고 있다 회로에서 차동모드는 전.

류크기는 같고 방향은 반대임을 볼 수 있다 공통모드 전류는 전류 크기도 같고 방.

향도 같음을 알 수 있다.

차동모드 장해차동모드 장해차동모드 장해차동모드 장해2)2)2)2)

이 장해는 실제 신호처럼 동일 통로를 통하여 신호 채널로 유도된다 신호 채널 자.

체를 제외하고 장해 전류에 대한 전류 통로는 없다 위의 그림 참조 장해는 공통모( ).

드 전류가 차동모드 전류로 변환되어 발생할 수 있다 장해의 모든 크기는 시스템.

에 직접적으로 결합된다 차동모드 장해는 가끔 원하는 신호와 구별되는 주파수 특.

성을 가지고 있다 회로 라인에서 각 와이어에 유기된 차동모드 노이즈 전류는. 2 ,

거의 동일한 크기 및 반대 위상이다 또한 차동모드 장해 전류는 동일하고 반대방.

향이다 라인 크기 균형의 정도 는 일반적으로 주파수와 함께 증가한다 차. (Degree) .

동모드 타입의 장해는 주로 동일 전력 라인의 다른 사용자에 의해 발생한다 차동.

모드 과도는 차동모드 과도보다 기기의 오동작을 더 일으킨다.

- 34 -

간섭간섭간섭간섭3)3)3)3)

교류 또는 펄스 형 직류 신호를 멀티 쌍 케이블의 한 쌍에 전송할 때 유도 또는- ,

정전결합에 의해 근처 쌍에서 전송되는 신호에 중첩될 수 있다 이것을 간섭.

이라고 한다 이러한 결합방법은 신호의 주파수에 직접적으로 비례한(Cross-talk) .

다 선호 통로의 임피던스를 변동함에 따라 유도 결합 크기는 반비례하는 반면 정. , ,

전결합 크기의 변동은 직접적으로 비례한다 그러므로 간섭의 총 크기에 영향을 주. ,

는 회로 임피던스의 변화 방식은 정전결합이든 유도결합이든 더 큰 요소에 의존한

다 만약 이러한 두 양이 동일하다면 임피던스 변화가 있을 때 간섭의 크기는 실질. ,

적으로 변하지 않는다.

마 종류와 보호계전기 관계 기술자문마 종류와 보호계전기 관계 기술자문마 종류와 보호계전기 관계 기술자문마 종류와 보호계전기 관계 기술자문. IEC 61000-4 EMC. IEC 61000-4 EMC. IEC 61000-4 EMC. IEC 61000-4 EMC

디지털 보호계전기의 일반적인 요인을 시리즈 및 규격EMC IEC 61000-4 CISPR

을 기준으로 정리하면 다음과 같다.

정전기내성정전기내성정전기내성정전기내성1) : IEC 61000-4-21) : IEC 61000-4-21) : IEC 61000-4-21) : IEC 61000-4-2

운영자 또는 유지보수자의 몸에 대전된 전하가 보호계전기 전자회로을 통하여 방출

할 때 전자 부품파괴 데이터 삭제 또는 변경 오차의 변경 오동작 등을 유발한다, , , .

고주파 방사 전자계고주파 방사 전자계고주파 방사 전자계고주파 방사 전자계2) : IEC 61000-4-32) : IEC 61000-4-32) : IEC 61000-4-32) : IEC 61000-4-3

보호계전기 주변에서 사용하는 무전기 레이더나 방송국 송신 안테나 및 내부, GIS

의 스위치 동작시 발생하는 고주파가 공기 중을 통하여 전달되어 오동작을 일으킨

다 주로 오차에 영향을 준다. .

- 35 -

급과도 서지급과도 서지급과도 서지급과도 서지3) : IEC 61000-4-43) : IEC 61000-4-43) : IEC 61000-4-43) : IEC 61000-4-4

내의 동작시 상승시간이 빠르고 반복적인 서지를 발GIS DS(disconnector switch)

생하며 주로 보호계전기의 전원장치나 마이크로프로세서를 교란시킨다 보호계전, .

기 오동작 원인 중 가장 큰 요인으로 생각한다 에너지는 작아 부품파괴 형상은 없.

어 리셋을 시키면 정상으로 동작한다 주로 오차에 영향을 준다. .

서지서지서지서지4) : IEC 61000-4-54) : IEC 61000-4-54) : IEC 61000-4-54) : IEC 61000-4-5

낙뢰나 스위치의 개방 또는 투입 시 발생하는 서지로 에너지가 가장 큰 편이다 에.

너지가 큰 관계로 서지보호소자가 정상적으로 동작하지 않으면 큰 파괴가 일어난

다.

고주파 전도 전자계고주파 전도 전자계고주파 전도 전자계고주파 전도 전자계5) : IEC 61000-4-65) : IEC 61000-4-65) : IEC 61000-4-65) : IEC 61000-4-6

고주파 방사 전자계와 유사한 계념이지만 상대적으로 낮은 주파수 대역의 과도전,

압이 도체를 따라 보호계전기로 유입되며 주로 오차에 영향을 준다 마이크로프로, .

세서에 문제를 일으키기도 한다.

자계 내성자계 내성자계 내성자계 내성6) : IEC 61000-4-8, 9 & 106) : IEC 61000-4-8, 9 & 106) : IEC 61000-4-8, 9 & 106) : IEC 61000-4-8, 9 & 10

보호계전기 주변의 도체에 상용주파수 단락 또는 지락전류 서지전류, (IEC

및 진동성 서지전류 가 존재할 때 전력량계에 미치61000-4-5) (IEC 61000-4-12)

는 영향을 평가한다 디지털 보호계전기는 전자부품으로 구성되어 있어 이 영향은.

적을 것으로 판단된다 특히 서지전류는 단락이나 지락전류에 비해 매우 작으므로.

나 규격에서는 상용주파 자계내성만 실시하고 있다IEC ANSI .

순간 전압강하 및 순간정전순간 전압강하 및 순간정전순간 전압강하 및 순간정전순간 전압강하 및 순간정전7) : IEC 61000-4-117) : IEC 61000-4-117) : IEC 61000-4-117) : IEC 61000-4-11

보호계전기는 보통 전압변성기 로부터 전원을 공급받는다 제어전원이 비정상일(PT) .

때 전자회로는 비정상적으로 동작할 수 있다.

- 36 -

진동성 서지진동성 서지진동성 서지진동성 서지8) : IEC 61000-4-128) : IEC 61000-4-128) : IEC 61000-4-128) : IEC 61000-4-12

각종 스위치의 동작이나 유도성 부하를 차단할 때 발생하는 서지가 보호계전기 전

자부품의 파괴 마이크로프로세서의 오동작 데이터 삭제 등을 유발 할수 있다, , .

고조파내성고조파내성고조파내성고조파내성9) : IEC 61000-4-139) : IEC 61000-4-139) : IEC 61000-4-139) : IEC 61000-4-13

보호계전기는 보통 전압변성기 로부터 전원을 공급받는다 계통에는 항상 고조(PT) .

파가 존재하는 관계로 전원장치나 전압변성기가 영향을 받을 수 있다 수명에 영향.

을 줄 수 있다.

전압변동내성전압변동내성전압변동내성전압변동내성10) : IEC 61000-4-1410) : IEC 61000-4-1410) : IEC 61000-4-1410) : IEC 61000-4-14

보호계전기는 보통 전압변성기 로부터 전원을 공급받기 때문에 계통 전압이 변(PT)

동할 경우 비정상적으로 동작할 수 있다 오차에도 영향을 준다 일반적으로 오차시. .

험에서 확인한다.

주파수 변동 내성주파수 변동 내성주파수 변동 내성주파수 변동 내성11) : IEC 61000-4-2711) : IEC 61000-4-2711) : IEC 61000-4-2711) : IEC 61000-4-27

디지털 보호계전기에서 주파수 영향은 없다고 본다 제어전원은 스위칭 전원을 사.

용하기 때문이다 다만 주파수 계전기의 경우는 특성시험에서 주파수 영향 시험을.

실시한다.

위상 변동 내성위상 변동 내성위상 변동 내성위상 변동 내성12) : IEC 61000-4-2812) : IEC 61000-4-2812) : IEC 61000-4-2812) : IEC 61000-4-28

디지털 보호계전기에서 주파수 영향은 없다고 본다 제어전원은 스위칭 전원을 사.

용하기 때문이다.

전자파장해 또는전자파장해 또는전자파장해 또는전자파장해 또는13) (EMI) : CISPR 22 FCC13) (EMI) : CISPR 22 FCC13) (EMI) : CISPR 22 FCC13) (EMI) : CISPR 22 FCC

외부로 전자파 노이즈의 유출량을 제한하는 것으로 미국 의 그리FCC, IEC CISPR

고 우리나라의 전파법에 따라 규제 대상이다 앞으로 상용화될. PLC(power line

와도 밀접한 관계가 있다communication) .

- 37 -

바 규격에 따바 규격에 따바 규격에 따바 규격에 따른른른른 성능평가 기술자문 첨부참조성능평가 기술자문 첨부참조성능평가 기술자문 첨부참조성능평가 기술자문 첨부참조. IEC 60255-22 EMC [ ]. IEC 60255-22 EMC [ ]. IEC 60255-22 EMC [ ]. IEC 60255-22 EMC [ ]

진동서지 내성1MHz : IEC 60255-22-1◦

정전기 내성 : IEC 60255-22-2◦

고주파방사내성 : IEC 60255-22-3◦

급과도 버스트내성 : IEC 60255-22-4◦

서지내성 : IEC 60255-22-5◦

고주파전도 내성 : IEC 60255-22-6◦

상용주파수내성 : IEC 60255-22-7◦

순간정전 내성 : IEC 60255-11◦

전자파장해 : IEC 60255-25◦

사 서지보호소자의 서지대책 및 설계활용 기술자문사 서지보호소자의 서지대책 및 설계활용 기술자문사 서지보호소자의 서지대책 및 설계활용 기술자문사 서지보호소자의 서지대책 및 설계활용 기술자문....

전압제한 소자전압제한 소자전압제한 소자전압제한 소자1)1)1)1)

가 전압가 전압가 전압가 전압클램핑클램핑클램핑클램핑 소자소자소자소자))))

이 소자들은 병렬로 연결하는 비선형소자이다 이들은 규정된 전압이상의 과도전압.

을 제한한다 종류는 배리스터와 실리콘반도체가 있다 동작개념은 아래와 같다. . .

전압전압전압전압클램핑클램핑클램핑클램핑 소자 회로소자 회로소자 회로소자 회로[ ][ ][ ][ ]

- 38 -

배배배배리스터리스터리스터리스터(MO(MO(MO(MOVVVV))))①①①①

배리스터는 금속산화물로 만들어진 비선형소자이다 배리스터의 제한전압. (UC 은 약)

부터 가능하며 허용오차는 이다 큰 임펄스 전류에서 배리스터의 제한전압5V ±10% .

은 크게 증가할 수 있다 배리스터의 응답시간은 매우 작아 과도전압을 제한하는데.

적합하다 또한 큰 열적용량을 가지고 있어 상당히 큰 에너지를 흡수할 수 있다 배. .

리스터는 정격 임펄스전류에 많이 노출되거나 소자정격을 조금이라도 초과하는 것

이 반복되면 성능이 저하된다 성능 저하는 제한전압. (UC 감소로 나타난다 배리스터) .

부품은 매우 큰 정전용량을 가지고 있으며 정전용량 때문에 고주파 회로에 사용하,

는데 제한이 있다.

실리실리실리실리콘콘콘콘 반도체반도체반도체반도체(Silicon(Silicon(Silicon(Silicon ssssemicondemicondemicondemiconduuuuctor)ctor)ctor)ctor)②②②②

이들 보호소자는 단일 또는 다중 접합으로 구성되었다 일반적으로 이 소자는PN .

에너지 처리 용량은 상대적으로 작으며 온도에 민감하다 이 소자는 매우 빠른 전.

압제한 성능이 필요한 경우 사용한다 제한전압은 약 부터 가능하다. 1V .

ForForForForwwwwardardardard bbbbiaiaiaiassssed PNed PNed PNed PN jujujujunctionnctionnctionnctionㆍㆍㆍㆍ

순방향 바이어스 은 약 의 순방향전압PN 0.5V (Vf 을 가진다 대부분의 전압제한 영) .

역에서 인가전압이 증가할 때 다이오드 전류는 급작스럽게 증가한다 매우 큰 전류.

에서 순방향 전압은 이상까지 올라간다10V .

Avalanche BreaAvalanche BreaAvalanche BreaAvalanche Breakkkkdodododowwwwn device(ABD)n device(ABD)n device(ABD)n device(ABD)ㆍㆍㆍㆍ

는 역 바이어스 접합이며 한계 또는 파괴전압은 약 이상이다 대부분의ABD PN 7V .

전류동작범위에서 의 단자전압은 거의 일정하다 는 매우 빠른 응답시간을ABD . ABD

가져 급작스럽게 변화하는 과도전압을 제한하는데 적합하다.

제제제제너너너너 다이다이다이다이오오오오드드드드((((zzzzener diode)ener diode)ener diode)ener diode)ㆍㆍㆍㆍ

- 39 -

제너 다이오드는 약 에서 의 파괴전압을 가진다 와는 달리 제너 다이오2.5V 5V . ABD

드의 단자전압은 전류가 증가함에 따라 크게 증가한다 어떤 경우 파괴전압의 배. 2

까지 도달한다.

PPPPuuuunch -thronch -thronch -thronch -througugugugh diodeh diodeh diodeh diode••••

다이오드는 또는 접합구조이다 파괴전압은 도 가능할Punch-through NPN PNP . 1V

정도로 낮다 이것은 낮은 전압 및 작은 정전용량을 가져 제너 다이오드 대체용으.

로 사용할 수 있다.

나 전압스위나 전압스위나 전압스위나 전압스위칭칭칭칭 소자소자소자소자))))

전압스위칭 소자들은 병렬로 연결하는 비선형소자이다 이들은 규정된 전압 이상의.

과도전압을 제한한다 종류는 가스방전관 에어갭 및 가 있다 동작개념은 아래. , TSS .

그림과 같다.

전압스위전압스위전압스위전압스위칭칭칭칭 소자 회로소자 회로소자 회로소자 회로[ ][ ][ ][ ]

가스방전관가스방전관가스방전관가스방전관(GDT)(GDT)(GDT)(GDT)①①①①

가스방전관은 개 또는 그 이상의 금속전극으로 구성되었다 금속전극은 약2 . 1mm

정도의 간극을 가지고 있으며 세라믹 등으로 지지한다 갭 사이에 천천히 상승하는.

전압이 규정 전압에 도달하면 이온화 과정이 일어난다.

- 40 -

이온화 과정은 전극사이에 아크형성을 유도하며 이때 전극사이의 잔류전압은 약

정도이다 이 과정이 발생하는 전압을 스파크오버 파괴 전압이라고 한다30V . ( ) .

만약 인가전압이 빠르게 상승하면 이온화 및 아크형성 시간은 스파크오버 과정에

소요된 시간을 초과한다 이 전압을 임펄스 파괴전압이라고 정의하며 인가전압의. ,

상승시간에 비례한다 가스방전관은 다른 소자보다 전류용량이 크다 대부분의 가스. .

방전관은 서지를 쉽게 다룬다 가스방전관은 매우 낮은 정전용량을10kA 8/20 s .μ

가지며 일반적으로 이하이다 이 특성 때문에 고주파회로에 응용가능하다 가2pF . .

스방전관이 동작할 때 고주파를 방사하며 이것은 민감한 전자회로에 영향을 줄 수

있다 그러므로 가스방전관은 민감한 전자회로에 멀리 설치한다. .

에어에어에어에어 갭갭갭갭(Air(Air(Air(Air ggggaaaapppp))))②②②②

동작원리는 가스방전관과 유사하다 다만 가스 대선에 공기가 들어 있다 파괴전압. .

은 최저 약 정도이다 가스방전관의 약 와 비교하여 큰 편이다350V . 70V .

TSS(thTSS(thTSS(thTSS(thyyyyririririsssstortortortor susususurrrrggggeeee suppsuppsuppsupprerereressssssssor)or)or)or)③③③③

고정전압 는 한계전압을 설정하기 위하여 접합 내부의 파괴전압을 이용한TSS NP

다 특정 파괴전류 이상에서 구조는 재 발호되고 저 전압 상태로 전환된다. NPNP - - .

파괴전압의 피크를 파괴전압(VBO 이라고 부른다 를 소호시키기 위해서는 보호) . TSS

시스템에서 인가하는 전류를 유지전류보다 작게 한다 보통 유지전류는 수TSS .

이다 의 정전용량은 수 에서 수100mA . TSS 10 100 P 이다 파라미터는 온도F . TSS

에 민감하다.

- 41 -

전류제한 소자전류제한 소자전류제한 소자전류제한 소자2)2)2)2)

가 전류차단 소자가 전류차단 소자가 전류차단 소자가 전류차단 소자))))

이 소자는 회로의 전류를 통전하는 직렬요소이다 이 소자는 과전류 조건에서 회로.

를 개방하여 차단한다 일반적으로 이 소자들은 리셋이 불가능하다 종류는 융단저. .

항 퓨즈 및 열 퓨즈가 있다 동작개념은 아래 그림과 같다, . .

전류차단 소자 회로전류차단 소자 회로전류차단 소자 회로전류차단 소자 회로[ ][ ][ ][ ]

용단용단용단용단저저저저항항항항①①①①

이 소자는 과전류에서 용단하는 기능을 포함한 선형저항이다 대표적인 종류로는.

후막 저항 및 권선 용단저항이 있다(thick film) (wire-wound) .

퓨즈퓨즈퓨즈퓨즈②②②②

이 소자는 과전류에서 전기회로를 보호하는 자체동작 차단요소이다 이것은 퓨즈.

배선을 용단시켜 전류흐름을 차단한다.

- 42 -

열열열열퓨즈퓨즈퓨즈퓨즈③③③③

이런 소자는 열 차단소자로 알려져 있다 주위온도가 상승함에 따라 전류를 차단하.

여 과부하로부터 보호한다.

나 전류감소소자나 전류감소소자나 전류감소소자나 전류감소소자))))

이 소자는 회로전류를 통전하는 직렬 요소이다 과전류 조건은 소자의 저항을 증가.

시켜 전류 흐름을 감소시킨다 일반적으로 정 온도계수 서미스터 를 전류 감. - (PTC) -

소 소자를 사용한다 는 저항 소자이며 지정된 몸체의 온도가 트립 온도 전형적. PTC (

으로 를 넘으면 저항이 크게 증가한다 임펄스 전류에 의한 열은 매우 작아130 ) .℃

를 동작시키지 못한다 기준온도 보통 로 냉각되면 의 저항은 트립 되PTC . ( 25 ) PTC℃

기 전의 저항 값으로 감소한다 일반적으로 폴리머 는 도전성 폴리머를 도전성. PTC

재료와 혼합하여 제조한다 저항은 전형적으로 에서 사이이다 폴리머. 0.01 10 .Ω Ω

는 세라믹 보다 열적 용량이 적다 세라믹 는 강유전성 반도체 재료로PTC PTC . PTC

만들며 저항은 에서 사이이다 동작개념은 아래 그림과 같다10 50 . .Ω Ω

전류감소 소자 회로전류감소 소자 회로전류감소 소자 회로전류감소 소자 회로[ ][ ][ ][ ]

- 43 -

다 전류전다 전류전다 전류전다 전류전환환환환 소자소자소자소자))))

전류전환은 실질적으로 부하 양단을 단락시키는 것이다 소자의 온도상승이나 부하.

전류감지로 동작한다 대표적인 소자는 히트코일이다 히트코일은 보호회로 양단에. .

위치하는 열적으로 동작하는 기계적인 소자이다 이 소자의 기능은 전류를 접지로.

전환시켜 보호대상기기로 유입되는 것을 방지한다 열을 발생시키는 요인은 저항배.

선의 코일을 통하여 흐르는 원하지 않는 전류이다 통신형식 히트코일의 저항은 일.

반적으로 이지만 및 도 사용한다 히트코일은 일반적으로 한번만 동작4 21 0.4 .Ω Ω Ω

하는 소자이다 그러므로 동작 후에는 교체하여야 한다 동작개념은 아래 그림과 같. .

다.

전류분로 소자 회로전류분로 소자 회로전류분로 소자 회로전류분로 소자 회로[ ][ ][ ][ ]

아아아아 전자전자전자전자식식식식변성기 로고스키 코일 기술자문변성기 로고스키 코일 기술자문변성기 로고스키 코일 기술자문변성기 로고스키 코일 기술자문. ( ). ( ). ( ). ( )

전자전자전자전자식식식식 변성기 기본 개념변성기 기본 개념변성기 기본 개념변성기 기본 개념1)1)1)1)

전자식 변성기는 기존의 코어 타입의 변성기와 상대적인 개념이다 코어타입의 기.

존 변성기와 전자식변성기의 큰 차이점은 부담과 출력신호 크기이다.

- 44 -

코어타입 전류변성기의 출력은 보통 또는 이며 부담은 또는5[A] 1[A] 15[VA]

이다 코어타입 전압변성기의 출력전압은 보통 또는 이며40[VA] . 110[V] 63.5[V] ,

부담은 또는 이다 전자식 전류변성기의 출력은 전압이며 대표100[VA] 200[VA] . , ,

적으로 및 이다 부담은 단위가 아니고 저22.5mV, 150mV, 200mV, 225mV 4V . VA

항 단위로 표현된다 전자식 전압변성기의 출력도 전압이지만 매우 작으며 대[ ] . ,Ω

표적으로 및 이다 코어타입에서 부담 은 변성기가1.625V, 2V, 3.25V, 4V 6V . [VA]

출력할 수 있는 용량을 의미한다 전류식 변류기에서 부담과 같은 개념인 저항은.

연결할 전기기기의 최저 입력임피딘스를 의미한다 예를 들어 전자식변성기의 출력. ,

저항이 이면 여기에 연결하는 전자기기의 입력 임피던스는 최소 이10[k ] , 10[k ]Ω Ω

상이어야 한다.

전자식 변성기의 출력은 크게 아날로그와 디지털이 있다 아날로그는 특별한 변환.

장치를 사용하지 않는 것이다 출력을 그대로 활용한 경우와 약간의 전자회로를 포.

함한 경우가 있다 디지털은 광케이블 등을 사용하여 통신으로 원격기기로 데이터.

를 송신한다 디지털 방식을 사용하기 위해서는 전자식 변성기 차 측에 통신회로. 2

를 구성한다 특히 상을 구성하여 전력을 측정하는 경우 먼저 전압 및 전류 변성. 3 ,

기에 각각에 대하여 상을 구성하여야 한다 그런 다음 의 합병유3 . IEC Merging Unit(

닛 등을 이용하여 한 개의 신호원으로 통일시킨다 이 정보는 프로토콜을 이용하) .

여 전력기기로 보내야 한다 통신 프로토콜은 전자식 변성기 규격에 나와 있으므로.

활용하면 된다.

전자전자전자전자식식식식 변성기 종류변성기 종류변성기 종류변성기 종류2)2)2)2)

전자식 전압변성기는 주로 분압기와 분압기이다 이들 기기는 전압 측정용으R- RC- .

로 기존부터 사용하여 왔으며 이번에 국제규격으로 표준화한 것이다 전자식 전류.

변성기는 주로 공심코일 로고스키 코일 과 저 전력코어타입 변류기이다( ) - .

- 45 -

공심코일 변류기는 기존 변류기에서 코어를 제거한 것이며 최초 개발자의 이름을,

따서 로고스키 코일 이라고도 부른다 저 전력 코어타입 변류기는 변류기 차 측“ ” . - 2

에 저항을 연결하여 전압을 출력하며 출력부담이 작아 저 전력이라는 단어가 따른, -

다 전자식 변성기는 기본적으로 부담이 작다 코어타입의 변성기는 일반적인 변압. .

이 구조이므로 부담으로 표현되며 용량 개념이 들어간다 그러나 대표적인 전자식.

변류기는 로고스키 코일로 코어가 들어있지 않는 형식이다 즉 일반 변류기에서 코. ,

어를 제거한 형식이다 이때 출력신호는 코어가 없으므로 우리가 알고 있는 전압.

정현 파형이 아니다 그래서 로고스키 형식의 전자식 변류기에는 코어기능을 대신.

하는 적분기가 필요하다 적분기는 능동소자와 수동소자가 있다 능동소자는 앰. . OP

프 등을 활용하여 적분기능을 구현한다 수동소자는 소자를 활용하여 적분회. R-C

로를 구성한다 주파수 대역과 선형성 측면에서 서로 장단점이 있다 만약 보호계. .

전기와 같이 마이크로프로세서를 사용하는 기기에서는 하드웨어적인 적분기를 구현

할 필요가 없다 마이크로프로세서에서 신호처리기법으로 적분기능을 구현하면 되.

기 때문이다.

전자전자전자전자식식식식 변성기 장단점변성기 장단점변성기 장단점변성기 장단점3)3)3)3)

일반적으로 코어타입의 기존 변성기는 포화문제가 있고 중량이 크며 제품 사이즈가

큰것이 단점이다 또한 대의 변성기에 대의 전력기기만 연결 할 수 있다 장점으. 1 1 .

로는 출력전압이나 전류가 단순하기 때문에 표준화가 쉬우며 전자회로가 없어 서지

와 같은 노이즈에 강하다 전자식변성기의 장점은 많다 코어타입과 비교하여 가벼. .

우며 제품크기도 작다 통신장치를 연결하면 원거리로 신호전송이 가능하고 여러대.

의 전기기기에 동시에 연결할 수 있다 전자식 변성기의 단점으로는 연결기기의 표.

준화가 어렵다는 것이다 부담 및 출력전압 레벨 통신 방식이나 프로토콜 다양 연. , ,

결 커넥터의 필수 사용 등이 저해 요소이다 또한 전자회로가 들어가는 경우 각종.

필터링 문제나 주파수 응답 문제등 통일하여야 할 사항이 많다.

- 46 -

이러한 문제점들은 조만간 표준화를 통하여 해결되리라 생각한다 전자식 변성기는.

마이크로프로세서를 사용하는 전자식 전력기기에 적합하다 디지털 보호계전기는.

먼저 부담이 작다 보통 미만이다 그러므로 부담이 작은 전자식 변성기가. 1.0[VA] .

적합하다 마이크로프로세서를 사용하므로 로고스키 코일 전자식 변류기의 경우 적.

분기가 필요 없다 마이크로프로세서는 적분기능을 소프트웨어로 쉽게 구현하기 때.

문이다 코어가 없으므로 주파수 대역이 크다 그러므로 고조파등 전력품질 측정에. .

적합하다 코어가 없으므로 포화특성이 없다 보호계전기 내부에서 전류변성기. . (CT)

및 전압변성기 를 사용할 필요가 없다 전자식 변성기의 출력이 수(PT) .

이기 때문에 나 를 거치지 않고 바로 변환기로 입력가능하10~100[mV] CT PT A/D

다 전자식변류기 출력이 이고 보호계전기의 변환기 입력 레인지가. 225[mV] A/D

인 경우를 가정해 보았을 때 정격전류의 배 전류가 흘렀을 때 출력은0~10[V] , 40

이므로 변환기 입력 레인지 범위를 초과하지 않는다 제조자 및 사용자측9[V] A/D .

면에서 전자식 변류기는 여러 가지 이득을 가져다준다 먼저 포하특성이 없으므로.

정격전류 범위가 매우 크다 한 개의 제품으로 넓은 범위의 변류기 생산이 가능하.

므로 경쟁력이 높아진다 코어가 없으므로 작은 전류부터 큰 전류까지 선형성이 좋.

다 그러므로 오차특성이 좋다 다만 코일의 구성에 따라 달라지므로 이에 대한 연. .

구가 이루어져야 한다 전자식변성기의 단점으로는 보호계전기와 같이 전자회로를.

설계할 때 완충역할이 없으므로 정밀한 설계가 필요하다 이것은 절연성능 상용주. (

파내전압 임펄스내전압 및 전자기적합성 성능에 큰 영향을 미칠 수 있다, ) (EMC) .

전자식 변성기의 연결은 일반 케이블을 사용하기 힘들다 출력 신호가 미약하고 또.

한 전압선호이기 때문이다 그래서 차폐 케이블을 사용하며 커넥터도 이중 차폐된.

것을 사용하여야 한다 또한 신호가 약하므로 각종 접지 등 대책이나 설치기. EMC

술이 필요하다 전자식 변성기에서 차 회로에 전자회로를 사용하는 경우 문제점은. 2

전자기적합성 이다 변성기는 전력량계에 사용하는 경우 전력요금과 관계되고(EMC) .

보호계전기나 차단기 등에 활용되는 경우 사고파급과 관계되기 때문이다.

- 47 -

그래서 규격에서는 많은 평가항목을 규정하고 있다 또한 평가 중IEC EMC . EMC

에도 오차를 유지하여야 한다 이에 대한 성능평가 방법은 에서 활발히 논의. CIGRE

중 이다.

전자전자전자전자식식식식변류기 로고스키 코일의 장점변류기 로고스키 코일의 장점변류기 로고스키 코일의 장점변류기 로고스키 코일의 장점4) -4) -4) -4) -

전자식 변류기 중 로고스키 코일은 기존의 변류기와 비교하여 많은 장점을 가지고

있다.

가 매우 높은 측정 정밀도를 가지고 있다 급 이상으로 설계가능하다 일반적) : 0.1 .

으로는 급 정도이다1-3 .

나 측정 범위가 매우 넓다 동일 코일로 수 에서 수백 까지 측정가능하다 로) . A kA .

고스키 코일은 직류 전류를 측정하지는 않지만 일반 와 달리 포화시키는 철심, CT ,

코어가 없기 때문에 매우 큰 직류 성분이 포함된 전류를 측정하게 측정 할 수 있

다.

다 주파수 범위가 넓다 설계에 따라 다르지만 전형적으로 에서 까지) . 0.1Hz 1MHz

가능하다 특별히 설계된 코일은 까지 측정가능하다. 200MHz .

라 단락전류에 무한정 견딜 수 있다) .

마 다른 측정기술로는 어려운 제한된 환경에서 측정 가능하도록 작게 제작할 수)

있다.

바 적용기법에 따라 매우 유연하게 또는 매우 단단하게 만들 수 있다) .

사 매우 작은 임피던스를 가진 회로에서 회로에 영향을 주지 않으면서 전류 분포)

를 측정 할 수 있다.

아 차도체로부터 완전 절연된 구조이다) 1 .

자 디지털 보호계전기나 볼트미터 오실로스코프 과도기록장치나 데이터 기록장치) , ,

와 같은 측정 장치를 구동할 수 있다.

차 제품단가가 저렴하다) .

- 48 -

전자전자전자전자식식식식변류기 로고스키 코일 응용변류기 로고스키 코일 응용변류기 로고스키 코일 응용변류기 로고스키 코일 응용5) -5) -5) -5) -

로고스키 코일은 년부터 자계 를 측정하는데 활용되었다 그1912 (magnetic field) .

당시 로고스키 코일은 잔류를 측정하는 용도로는 생각하지 않았다 코일의 출력전, .

압 및 전력이 아날로그 기기들을 구동하기에는 너무 작았기 때문이다 최근 마이크.

로프로세서를 사용하는 보호계전기 및 전자식 기기들은 로고스키 코일을 사용하기

매우 적합하다 로고스키 코일은 차단기나 보호계전기 등에 가장 많이 활용되. GIS,

고 있다 이 외에 전류를 측정하는 분야에 많이 활용되고 있다 주요 분야로는 전력. .

량계 데이터 로거 고장기록장치 통신 철탑이나 송전철탑에서의 낙뢰전류 측정 장, , ,

치 전기로의 전류 측정 외함의 유도전류 측정 발전기 특성 측정 디지털 미, , GIS , ,

터 등이다.

자 보호계전기의 회로보호 기술자문자 보호계전기의 회로보호 기술자문자 보호계전기의 회로보호 기술자문자 보호계전기의 회로보호 기술자문....

스위스위스위스위칭칭칭칭모드 파모드 파모드 파모드 파워워워워서서서서플플플플라이 회로라이 회로라이 회로라이 회로1) (SMPS)1) (SMPS)1) (SMPS)1) (SMPS)

각각의 제어부별로 따로 전원을 구현하여 에 대한 상호 독립성을 확보 한다EMC .◦

- 49 -

전원- MAIN : 5V -> 3.3V

- Temperature : 3.3V

- Relay control 15V

- 485 Communication : 5V

을 직렬로 구성하고 과 필터를 구현하여R66, R220 10 Ohm C223, C126 RC◦

문제에 대응한다EMC .

은 일반적 동작 상태에서는 의미를 갖지 못하지만 외부전자장해 입력R66, R220◦

이 발생 될 때 의 안정적 동작을 유지할 수 있게 한다power .

을 구성 할 때 일반적인 회로 에서는 통신 선호 전달부에서485 Communication◦

를 사용하여 절연을 확보하지만 금번 과제에서는 전원1:1 transformer transformer

를 함께 사용하므로 부피와 원가를 절감하는 효과를 얻을 수 있게 설계한다.

을 이용하여 입력전원의 서지 발생 및 입력에 대해 보호회로R222, C125, D113◦

를 구현한다.

회로회로회로회로2) A2) A2) A2) A////D ReD ReD ReD Refffferenceerenceerenceerence

- 50 -

노이즈에 의한 계측오차로 계전기의 오동작을 줄이기 위한EMC A/D reference◦

회로를 구성한다.

전원과 회로 전원간의 간에 비드 대신R42, R43, R44 : Main A/D Vcc 10 Ohm◦

저항을 통한 고주파 노이즈 필터 기능을 구현한다.

와 사이에 을 통한 회로를 구분한다R46 : A/D GND DC GND R46 .◦

의 장착하여 의 회로 안정을 향상시킨다C14, ...C19 Bypass Capacitor IC Chip .◦

각각 회로의 모전원부에 비드저항을 통해 스위칭 노이즈와 잡음으로부터 장애가◦

절감되도록 설계한다.

간의 회로간의 회로간의 회로간의 회로3) Di3) Di3) Di3) Dispspspsplalalalay <y <y <y <-------->>>> CPCPCPCPUUUU ConnectorConnectorConnectorConnector

제너 다이오드를 이용한 보호- Surge

와 간의 신호전달이 고속 방식을 적용하였으나 속도만큼Main CPU Display SPI◦

영향에 민감 할 수밖에 없다 따라서 과 같은 제너 다이오드를 장착시켜EMC . U21

을 이용하여 서지보호를 구현한다Brea down .

신호라인에 직렬로 연결하여 비드 역할 수행R94...R97 :◦

본 제품에서 에 가장 많이 노출될 수 있는 부분이면서 신호 속도가 매우 빠EMC◦

르기 때문에 대책이 필요하다 따라서 제품 구현할 때 특별히 차폐 된 케이블을 사.

용한다.

- 51 -

차폐 케이블을 적용 할 경우 차폐라인을 와 등전위로 처리하여DC Ground EMC◦

방전 에너지를 흡수할 수 있도록 한다.

연결 케이블의 내부 형태는 상대적 극성을 갖는 라인들을 트위스트 케이블 처리◦

하여 사용한다.

아날아날아날아날로로로로그그그그 입력회로입력회로입력회로입력회로4)4)4)4)

는 로써 그이상의 와 같은 과도성 신호가 입력될A/D Converter Range 3.3V Surge◦

경우 대비 의 제너 다이오드 특성을 이용한 보호를 구현U15, U16

를 통해 입력을 을 보완한다K1 Reed relay Gain .◦

과도한 보호를 위한 를 적요할 경우 파형의 왜곡에 의한 검출 대역EMC Capacitor◦

이 생길 수가 있어 이 부분의 보호는 절연거리를 확보하여 서지방전에 의한EMC

에러를 줄인다A/D Converter .

회로회로회로회로5) Comm5) Comm5) Comm5) Commuuuunicationnicationnicationnication

- 52 -

외부 통신 라인의 서지 흡수용 다이오드를 구성하여 보호한다TVS .◦

대지간의 노이즈에 대한 회로를 구성한다.◦

이미 전원구성부에서 독립적으로 절연이 되었기 때문에 별도의 절연은 하지 않아◦

도 된다.

에 실장을 할 때 이 커넥터는 를 적용하고 그 케이스의 점을PCB R-45 Ground◦

와 연결한다Frame Ground .

지나친 용량성 소자를 부착 할 경우 신호파형의 왜곡가능성이 있으므로 적용 전◦

에 시정수의 계산을 확인하여 설계한다.

회로회로회로회로6) Po6) Po6) Po6) Powwwwer Iner Iner Iner Inpupupuputttt

는 열 특성을 갖는 저항 퓨즈로 과도전압에 의한 과도전류를 보호한다F19, F29 .◦

상황 후에 다시 정상상태를 유지한다Event .◦

저항성을 갖는 퓨즈를 적용하므로 비드 장착 효과를 함께 얻는 회로로 설계한다.◦

실장 할 때에는 특히 절연을 충분히 확보는 설계가 필요하다PCB .◦

- 53 -

출력회로출력회로출력회로출력회로7)7)7)7)

접점 회로 간 서지흡수를 위한 보호요소이다F10, F11 : .◦

다이오드 적용한다TVS .◦

릴레이 제어 신호 입력부에는 기존에는 다이오드를 장착하여 코일의 여자시 발생◦

하는 연기전력을 하는 회로를 구성 하였지만 본 과제에서는 절연성과 신Feedback

호의 안정성을 함께 갖는 를 적용한다OPTO FET .

신호를 릴레이 입력부와 릴레이 출력 접점부에 충분한 절연확보로 상Signal EMC◦

황에서의 에너지 유도를 방지한다.

접점 양단간에 의 절연을 확보 하기위한 개발을 고려한다1KV PCB .◦

통신통신통신통신8) SPI8) SPI8) SPI8) SPI

- 54 -

통신은 속도가 빠른 만큼 노이즈에 대한 전송 오류율이 높아지기 때문에 본SPI◦

과제 에서는 를 이용하여 슈미트트리거 회로를 적용하여 오류율을 감소시74HC14

킨다.

여기서 통신은 네트워크 통신을 의미하는 것은 아니고 주변 회로 간SPI CPU◦

전송으로 사용된다Signal .

슈미트트리거를 적용할 경우 노이즈와 같은 요소로부터 신호의EFT Burst EMC◦

채터링 노이즈를 필터링 할 수 있게 된다.

은 특별히 입력 라인에 추가하여 기준 클럭의 왜곡에 의한R1, C1 CLOCK DATA◦

오류를 줄이도록 설계한다.

비드를 추가하여 방사노이즈를 감소하도록 설계한다B1 EMI .◦

차 서지 및 과도전압 수명평가 기술자문차 서지 및 과도전압 수명평가 기술자문차 서지 및 과도전압 수명평가 기술자문차 서지 및 과도전압 수명평가 기술자문....

신뢰성 평가 시험신뢰성 평가 시험신뢰성 평가 시험신뢰성 평가 시험1)1)1)1)

가 시료 성능평가시험을 한 시료와는 별도의 시료를 이용하여 시험한다) .

나 고장률 보증시험)

샘플링 방법 및 시료 수 성능평가시험을 정상적으로 완료한 제품과 동일한 형식-

의 신품 대로 한다5 .

서지 발생 빈도에 따른 시험조건 신뢰성인증을 위한 시험 조건은 아래- (surge)

표와 같이 가지로 구분한다 저빈도지역 급 은 일 동안 이내의 서지2 . (B ) 7 2 KV

가 회 발생하는 것을 정상사용 상태로 규정한 것이며 다빈도지역 급 은(surge) 3 (A )

이내의 서지 가 시간당 회 발생하는 것을 정상사용 상태로 규정한2 kV (surge) 10 1

것이다.

- 55 -

고장고장고장고장률 등률 등률 등률 등급급급급[ ][ ][ ][ ]

급 대상 시험 시험- A

시험포트 전압회로 이고 시험 중 전압회로에는 정격전압을 입력한다a) (power) , .

시료 결선 및 인가방법 시료의 전압회로는 결선 된 것으로 하고 차동 모드b) Y

의 서지 를 인간한다(differential mode) (surge) .

서지 의 종류 및 크기c) (surge)

서지) Combined (surge)(KS C IEC 61000-4-5) :ㄱ

각 2 kV, 1 kV, 0.5 kV

L) EFT burst(KS C IEC 61000-4-4) :

각 2 kV(5 kHz, 1 s), 1 kV(5 kHz, 1 s)

) Oscillatory wave(KS C IEC 61000-4-12) :ㄷ

각 2 kV(2 s), 1 kV(2 s)

시험시간 및 인가방법 위 항 의 총 종의d) c) ), ), e) 7ㄱ ㄴ

서지 를 순서대로 분 간격으로 총 시간 동안 인가 한 후 아래 항의(surge) 3 200 , 2)

시험을 하여 정상동작을 확인한다.

시험 중 시료가 정상동작 됨을 모니터링 한다e) .

급 대상 시험- B

시험포트 전압회로 이고 시험 중 전압회로 정격 전압을 입력한다a) (power) , .

시료 결선 및 인가방법 시료의 전압회로는 결선 된 것으로 하고 차동 모드b) Y

서지 를 인가한다(differential mode) (surge) .

- 56 -

서지 의 종류 및 크기c) (surge)

) Combined surge(KS C IEC 61000-4-5) :ㄱ

각 2kV, 1 kV, 0.5 kV

L) EFT burst(KS C IEC 61000-4-4) :

각 2 kV(5 kHz, 1 s), 1 kV(5 kHz, 1 s)

) Oscillatory wave(S C IEC 61000-4-12) :ㄷ

각 2 kV(2 s), 1 kV(2 s)

시험시간 및 인가방법 위의 항 의 총 종의 서지 를 순서d) c) ), ), ) 7 (surge)ㄱ ㄴ ㄷ

대로 분 간격으로 총 시간 동안 인가한 후 아래 의 시험을 하여 정상동작을3 36 , 2)

확인한다.

시험 중 시료가 정상동작 됨을 모니터링 한다e) .

신뢰성시험 전 및신뢰성시험 전 및신뢰성시험 전 및신뢰성시험 전 및 후후후후 정상동작 확인시험정상동작 확인시험정상동작 확인시험정상동작 확인시험2)2)2)2)

가 절연성능 시험)

임펄스내전압시험- : IEC 60255-5

상용주파 내전압시험- : IEC 60255-5

나 정밀도시험 해당규격 적용) : IEC 60255

동작치 시험-

동작시간 시험-

카카카카 보호계전기 절연성능 평가기술보호계전기 절연성능 평가기술보호계전기 절연성능 평가기술보호계전기 절연성능 평가기술....

임임임임펄펄펄펄스 내전압스 내전압스 내전압스 내전압1)1)1)1)

가 시험절차)

임펄스 시험전압을 외부에서 접근 가능한 적절한 시험 점에 인가한다 다른 모a) .

든 회로들과 노출된 도전성 파트는 함께 묶어 접지시킨다.

각 극성에 대하여 회씩 인가한다 이때 시험파형을 기록한다b) 5 . .

- 57 -

시험전압 레벨은 시료에 연결하기 전 파형발생장치의 개방회로 전압이다c) .

세부적인 사항은 를 참조한다d) KSC IEC 60255-5 .

나 시험파형 및 시험장치)

파두 장a) : 12 s± 30%μ

파미 장b) : 50 S± 20%μ

출력 임피던스c) : 500 ± 10%Ω

출력 에너지d) : 0.5J± 10%

다 시험전압)

전기회로 전압에 따른 임펄스 시험전압은 아래 표와 같다.

임임임임펄펄펄펄스 시험전압스 시험전압스 시험전압스 시험전압[ ][ ][ ][ ]

라 시험 실시)

다른 특별한 언급이 없으면 임펄스 전압 시험은 다음과 같이 실시한다, .

각 회로 또는 동일 임펄스 전압으로 규정된 각 회로의 그룹 와 노출된 도전파트a) ( )

사이 시험전압은 이 회로 또는 이 회로들의 그룹 에 규정된 임펄스 시험전압으로, ( )

한다.

각 독립회로 사이 이때 각 독립 회로의 터미널은 서로 묶는다b) , .

만약 제조자와 사용자가 동의하였다면 주어진 회로의 터미널 사이c) , .

- 58 -

시험에 포함되지 않은 회로들은 서로 묶어서 접지시킨다 케이스가 절연체인 경우. ,

도전성 파트는 절연체 전체를 감싼 알루미늄 호일과 같은 금속호일로 대체한다 다.

른 규정이 없다면 두 독립된 회로 사이의 시험은 두 회로에 규정된 더 높은 임펄,

스 전압으로 실시한다.

마 판정조건)

시험 중 파괴적인 방전 스파크오버 플래시오버 또는 뚫림 이 없어야 한다 절연파( , ) .

괴가 발생하지 않은 틈새에서의 부분방전 현상은 무시한다 시험 후 역률오차 성능. ,

을 만족하여야 한다.

상용주파내전압상용주파내전압상용주파내전압상용주파내전압2)2)2)2)

가 시험실시)

각 회로와 노출된 도전파트 사이 이때 각 독립 회로의 터미널은 서로 묶는다a) , .

각 독립회로 사이 이때 각 독립 회로의 터미널은 서로 묶는다 시험에 포함되지b) , .

않은 회로들은 서로 묶어서 접지시킨다 도전파트에 대한 시험을 할 때 동일한 정. ,

격 절연 전압을 가진 회로들은 같이 묶을 수 있다 케이스가 절연체인 경우 도전성. ,

파트는 절연체 전체를 감싼 알루미늄 호일과 같은 금속호일로 대체한다.

나 시험전압)

전기회로 전압에 따른 임펄스 시험전압은 아래 표와 같다.

- 59 -

상용주파내전압 시험전압상용주파내전압 시험전압상용주파내전압 시험전압상용주파내전압 시험전압[ ][ ][ ][ ]

계기용변성기로부터 입력을 받는 회로에 대한 시험전압은 최소 로 한다 출력접2kV .

점의 개방 단자사이 시험은 제조자와 협의하여 실시한다.

다 시험전압 장치)

시험전압의 전압을 인가 조정한 상태에서 역률제어장치에 인가하였을 때 전압50%

감소가 이상 발생하지 않아야 한다10% .

라 시험방법)

시험전압의 약 로 출력 전압을 조정한 상태에서 시료에 인가한다 이 상태에서50% .

천천히 시험전압까지 상승시켜 분간 유지한다 시험 완료 후 가능한 한 빨리 제로1 .

전압으로 낮춘다(0) .

마 판정조건)

시험기간 동안 절연파괴나 플래시오버가 발생되지 않아야 한다, .

- 60 -

타타타타 보호계전기 규격 동향 첨부참조보호계전기 규격 동향 첨부참조보호계전기 규격 동향 첨부참조보호계전기 규격 동향 첨부참조. [ ]. [ ]. [ ]. [ ]

보호계전기 특성곡선IEC60255-3◦

이 규격은 년도 버전으로 주요 내용은 보호 계전기의 시간 특성에 관한 것이1989

다 이 규격은 현재 개정 작업 중이며 주요 개정 내용은. , IEEE Std C37.112-1996

을 많이 참조한 것으로 보인다 주요 개정 방향을 정리하여 보면 다음과 같다. .

특성곡선 변경 및 추가(1)

주요 변경 내용은 특성 방정식의 형태를 명확히 하고 특성곡선 수를 늘렸다는 것이

다 개정 전후를 비교해 보면 표 과 같다 또한 특성 곡선 종류 는. 1 . D, E, F IEEE

규격을 그대로 인용한 것이다Std C37.112-1996 .

동적 특성 추가(2)

계통에서 사고가 발생하면 계통상에 설치된 계전기에 계 변화하는 전기량이 입력된

다 이때 한시 계전기가 정확히 보호 협조를 이루기 위해서 다음 식과 같은 동적.

특성을 만족하여야 한다.

tG

dt

* T0 : Predicted operating time where G varies with time

복귀특성 추가(3)

복귀 특성은 간헐성 혹은 연속적인 사고 발생시 계전기의 동작 특성을 결정하는 것

이다 복귀특성은 현재 규격에서는 국가 규격에 따른다고만 되어 있다가 이번 개정. ,

예정 버전에서 처음으로 수식적으로 도입 되었으며 규격을 많이 따르고 있다IEEE .

- 61 -

보호계전기 일반IEC 60255-6◦

최근 위원회에서 규격 개정을 시도하였다 개정 내용은 우리나라의IEC TC 95 . KS

규격처럼 모든 특성을 이 규격에서 언급하는 것이다 또한 최근 전력 통신프로. IT

토콜인 또는 을 기본으로 포함한다고 하였다 그러나 투표결IEC 61850 IEC 60870 .

과 부결되었다 대신 새로운 규격유지 보수 팀이 만들어져 처음부터 다시 검토하기.

로 하였다.

전자기적합성통칙IEC 60255-26◦

보호계전기의 규격은 시리즈이다 이것은 각 규격에서IEC EMC IEC 60255-22 .

항목을 자세히 언급하고 있다 은 모든 시험레벨을 한 규EMC . IEC 60255-26 EMC

격에서 일괄 정리한 것이다 이렇게 하는 이유는 규격으로 적용하기 위함이. IECEE

다 참고로 강제규격으로 본 규격이 추가되었다 인증제도는 우리나. IECEE . IECEE

라 안전인증제도와 유사하며 강제사항이다.

보호계전기 안전IEC 60255-27 (safety)◦

최근 가장 논란이 많은 규격이 년 월에 제정되었다 내용은 보호계전기가2005 11 .

우리나라 안전인증제도에 해당하는 규격에 포함되었다는 것이다 이 규격은IECEE .

계전기 특성보다는 화재나 감전 등 안전사항에 초점을 맞추고 있다 이러한 이유는.

보호계전기 배전반에 설치되고 배전반에는 다양한 기기들이 설치되고 어느 한기기

라도 고장이 발생하면 화재가 발생하여 정전이라는 막대한 피해를 유발하기 때문이

다 앞으로는 이 규격을 받아야 수출이 가능할 것으로 보인다. .

한전 보호계전기 표준규격 제정(ES)◦

최근 한전에서 구매시방서로 운영하던 디지털 보호계전기가 표준규격 으로 격상(ES)

되고 있다 이유는 중요성이 커지고 있으며 표준화가 어느 정도 이루어졌다고 보기.

때문이다 표준규격으로 격상되면 개발시험이 민수개발로 진행되지 않고 한전개발.

로 이루어져야 한다는 점이다.

- 62 -

한마디로 품질관리가 엄격해 진다 그리고 기존의 유도형 계전기로 구성된 표준규.

격이 모두 디지털 타입의 계전기로 개정되었다 기존 유도형 계전기는 규격만 존재.

하였으며 실제 활용되지는 않았다 이번 개정으로 많은 디지털 보호계전기가 개발.

될 것으로 기대된다.

파 자기진단 및 자동점검 기법파 자기진단 및 자동점검 기법파 자기진단 및 자동점검 기법파 자기진단 및 자동점검 기법....

상시감시시험O

상시감시 항목들에 관한 불량을 모의하고 소정의 동작을 확인한다- .

상시감시 중 불량사항에 대한 를 행하 소정의 기능을 확인한다- data save .

전원 이상감시 전압 변동범위 초과- DC ( )

컨버터의 출력전압의 저하 상승 및 과전류를 감시하는 방법* D/D ,

방법 컨버터출력을 변화시키기도 하고 강제적으로 과전류를 보내서 감시불량: D/D

의 발생을 확인한다.

메모리 등의 이상감시- CPU, (RAM, ROM)

로 감시* CPU : Watch-dog timer

기능 활용 메모리 용량이 클 경우 분할하여 체크한다* RAM : Read-Write . .

- 63 -

정정부의 정정치 이상감시-

이중화된 정정 메모리의 정정치 불일치 검출방안*

방법 이중화된 메모리의 한편에서 상이한 정정치를 기입 감시불량을 발생시킨다: .

회로 이상감시- DI(Digital Input)/DO(Digital Output)

장치입력주요정보에 관한 이중화된 입력회로 불일치 검출하는 방법* D/I :

방법 이중화된 입력회로의 한편을 분리하고 감시불량을 강제적으로 발생시킨다: , .

출력루트를 이중화해 그쪽의 같은 출력의 불일치를 외부회로에서* D/O : CHECK

하는 방식

방법 회로의의 고장을 모의해 감시불량을 강제적으로 발생시킨다: D/O .

- 64 -

자동점검기능과 상시점검기능의 분리◦

상시감시 까지: INPUT-CPU

출력까지 접점AUTO-CHECKING : INPUT- ( )

방법 보통 일 한번auto checking : 7

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파 개발제품의 성능평가 지원파 개발제품의 성능평가 지원파 개발제품의 성능평가 지원파 개발제품의 성능평가 지원....

제품개발 단계에서 전기연구원의 고가 설비들을 이용하여 성능평가를 지원하였다.

개발단계에서 지원해준 주요 성능평가 대상 및 활용 평가 설비는 다음과 같다.

전자기적합성 시험설비(EMC)◦

정전기-

급과도 버스트-

고주파 방사내성-

서지-

고주파 전도내성-

순간정전 및 전압강하-

진동서지-

전자파장해-

진동 및 충격시험설비◦

진동시험-

충격시험-

항온항습 시험설비◦

온도특성시험-

보호계전기 특성평가 설비◦

역상보호-

결상보호-

과전류 및 지락과전류-

열동형 보호-

구속-

임펄스내전압 시험설비◦

상용주파내전압 시험설비◦

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최종 개발제품최종 개발제품최종 개발제품최종 개발제품3.3.3.3.

전전전전면면면면사진사진사진사진[ ][ ][ ][ ]

제품전체사진제품전체사진제품전체사진제품전체사진[ ][ ][ ][ ]

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지원내용의 기업전략에 대한 기여지원내용의 기업전략에 대한 기여지원내용의 기업전략에 대한 기여지원내용의 기업전략에 대한 기여4.4.4.4.

지원기업은 수배전반 및 정류장치가 주된 생산 품목이며 정지형 보호계전기와 집중

표시제어장치를 조금씩 생산하였다 생산제품 측면에서 보면 고전적인 산업분야에.

서 탈피할 필요가 있는 상태였다 최근 생산품목의 첨단화를 많이 고민하였으며 그.

결과 태양광 발전용 인버터 사업을 시작하여 상당한 매출을 올리고 있다 이러한.

상황에서 기존의 정지형 모터보호계전기 대신에 디지털 타입의 신제품을 개발하게

되어 한층 고부가가치 제품의 제조기업체로 발돋움하게 되었다.

특히 보호계전기는 지원회사 주력 생산제품인 배전반에 설치되기 때문에 품질이 좋

고 가격만 저렴하다면 판로는 충분한 상태이다 또한 중국 수출을 준비하고 있다. .

중국 시장의 다양성에 따라 이번에 개발된 디지털 타입은 물론이고 기존의 정지형

타입에 대해서도 수출 준비를 하고 있다.

이번 개발된 디지털형 모터 보호계전기를 중심으로 하여 그동안 침체되었던 계전기

분야의 활성화가 크게 기대되고 있다 특히 중국 수출이 성사되고 태양광 인버터.

사업이 성공할 경우 기술혁신기업으로 한걸음 더 나아가는 계기가 될 것이다.

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제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

추진체계 및 일정추진체계 및 일정추진체계 및 일정추진체계 및 일정1.1.1.1.

가 기술지원 추진체계가 기술지원 추진체계가 기술지원 추진체계가 기술지원 추진체계....

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나 추진일정나 추진일정나 추진일정나 추진일정....

추진방법 및 분담추진방법 및 분담추진방법 및 분담추진방법 및 분담2.2.2.2.

가 추진방법가 추진방법가 추진방법가 추진방법....

한양전공 주 은 정지형 계전기 제작 및 설계 경험이 많으나 각종 최신 규격자료1) ( ) ,

시험평가 자료 국제규격 동향 등을 구하기 어렵기 때문에 이런 분야에 대한 기술,

지원을 실시한다.

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전자기적합성 및 기계적 환경시험설비 등은 고가의 설비로 기업체에서 많이 보2)

유 못하고 있다 개발단계에서 이러한 장비들을 계속해서 사용하여야 한다 전기연. .

구원에서는 한양전공 주 에서 개발한 제품에 대하여 장비대여 성격의 성능평가를( )

지원하여 양질의 제품을 개발할 수 있도록 지원한다.

한양전공 주 은 중소기업체로 논문이나 학술논문을 구하기도 힘들고 이해하는데3) ( )

도 힘들다 또한 한정된 인력으로 다양한 업무를 하기 때문에 지원이 필요하다 기. .

업체가 필요로 하는 어떠한 정보도 가능하면 구하여 주고 또한 시험관련 많은 상당

을 하여 애로사항을 해결한다.

중소기업체 개발 직원은 한 가지 일만 하지 않고 여러 가지 업무를 한다 그때4) .

자료구입 등 애로사항이 발생하면 과제범위와 관계없이 지원하여 애로사항을 해결

한다.

최근 인터넷 및 통신수단의 발달로 직접 방문하지 않고도 전자메일 등을 통하여5)

얼마든지 지원이 가능하다 주오기업의 한정된 인력을 생각하여 특별한 일아 아니.

면 직접방문은 지양하고 전자메일 등 통신매체를 활용하여 자료 등을 보내준다.

나 담당업나 담당업나 담당업나 담당업무무무무 분담분담분담분담....

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보유기자재를 활용한 성능평가보유기자재를 활용한 성능평가보유기자재를 활용한 성능평가보유기자재를 활용한 성능평가3.3.3.3.

가 정전기 시험설비가 정전기 시험설비가 정전기 시험설비가 정전기 시험설비....

나 급과도나 급과도나 급과도나 급과도 버버버버스스스스트트트트 서지 및 진동성 서지 시험설비서지 및 진동성 서지 시험설비서지 및 진동성 서지 시험설비서지 및 진동성 서지 시험설비. ,. ,. ,. ,

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다 고조파 순간정전 및 자계다 고조파 순간정전 및 자계다 고조파 순간정전 및 자계다 고조파 순간정전 및 자계영영영영향 시험설비향 시험설비향 시험설비향 시험설비. ,. ,. ,. ,

라 고주파 방사 및 전자파장해 시험설비라 고주파 방사 및 전자파장해 시험설비라 고주파 방사 및 전자파장해 시험설비라 고주파 방사 및 전자파장해 시험설비....

챔버챔버챔버챔버 내부 전경내부 전경내부 전경내부 전경[ ][ ][ ][ ]

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고주파 내성 발고주파 내성 발고주파 내성 발고주파 내성 발생생생생장치장치장치장치[ ][ ][ ][ ]

전자파장해 측정 장치전자파장해 측정 장치전자파장해 측정 장치전자파장해 측정 장치[ ][ ][ ][ ]

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

한양전공 주 은 기술지원한 전자기적합성 기술 및 보호계전기 알고리즘을1. ( ) (EMC)

추가하여 디지털 모터보호계전기 종을 개발 완료하였으며 추가적으로 디지털 파1 ,

워미터에 적용하여 제품개발을 완료하고 종 모두 한국 전기연구원 개발시험을 진2

행 중이다.

지원된 전자기적합성 기술은 지원회사에서 최근에 생산중인 태양광 발전2. (EMC)

용 인버터에도 간접적으로 적용하여 에너지관리공단 인증을 획득하였으며 현재 판

매 중에 있다.

디지털 모터보호계전기의 전자기적합성 기술을 적용하여 현장에서 신뢰성3. (EMC)

있는 동작이 가능하게 되어 기술경쟁력을 갖추게 되었다.

개발된 제품은 현재 중국 수출을 위하여 준비 중에 있어 조만간 수출 주도형 회4.

사로 거듭날 것으로 생각한다.

제 절 활용방안제 절 활용방안제 절 활용방안제 절 활용방안2222

한양전공 주 은 배전반에 들어가는 다양한 종류의 전자제품을 개발하거나 생산하1. ( )

고 있다 최근 전자기기는 전자기적합성 문제가 크므로 지원된 기술을 이용. (EMC)

하여 제품의 성능을 개선하는데 활용가능하다EMC .

최근 배전반도 지능화되고 원격통신이 가능하게 되었다 개발된 디지털 모터 보2. .

호계전기 기술을 이용하면 전력 기기 개발에 활용할 수 있다IT .

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제 절 기대효과제 절 기대효과제 절 기대효과제 절 기대효과3333

경제적 효과경제적 효과경제적 효과경제적 효과1.1.1.1.

기술적 효과기술적 효과기술적 효과기술적 효과2.2.2.2.

가 한전 계통의 보호계전기의 고장 및 오동작 원인 중 많은 요인이 과도 서지인.

것으로 알려져 있다 지원된 기술을 바탕으로 개발된 제품은 현장에서 고장을 일으.

킬 확률이 크게 줄어들어 신뢰성 있는 제품생산이 가능하다.

나 전자기기의 전자기적합성 기본개념 현상 대책기술 등 관련기술을 확보. (EMC) , ,

하게 되었다 이를 활용하면 기술적으로 경쟁력 있는 제품개발이 가능하다. .

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