디지털 제어 유닛(DCU) 모델 변경

배경 수변전설비용에 이용되는 보호계전기, 계기에 있어서 디지털형이 주류가 되었으며 보호·계측·감시제어를 1유닛으로 집약한 멀티형도 폭넓게 이용되고 있다. 닛신전기에서도 1990년대 후반에 소형, 저비용의 다기능 컴포넌트로 DMR형 멀티릴레이 ‘디지털 제어유닛(DCU)’을 개발해서 1999년부터 생산하고 있다. 최근 들어 ISO14000으로 대표되는 환경보호 조건의 중요한 과제가 되고 있다. 전력소비뿐만 아니라 제품·설비전체에서의 에너지절약화, 고신뢰성 등, 수변전 시스템에 대한 요구가 다양화되어 경제성과 축소화를 컨셉으로 한 제품이 개발되고 있다. 이들 요구에 맞추 DCU 모델 체인지 개발을 이뤄냈기에 소개한다. 모델 변경 개요 개발품과 기존 제품과의 비교는 <표 1>과 같다. 개발의 주요 목적인 경량화, 에너지 절감에 대해서는 용적율 비 60%, 중량비 66%의 축소화를 실현했으며 소비전력도 반으로 줄었다. 또, 동작온도의 상한을 끌어올렸으며 스위치기어의 열설계면의 제약해소에 일조하는 것 외에 기존의 커넥터 접속하고 있는 제어배선을 고객 요구에 맞춰 쉽게 배선변경할 수 있도록 하기 위해 단자대접 속으로 변경하는 등 배전반설계도 쉽도록 하였다. 특징 1. 외관 유닛은 분할형 단자대를 채용했으며 결선한 채로 뒷변 단자대의 고정 나사를 빼면 함에서 끌어낼 수 있는 구조다. 또 전류회로에는 CT2차회로 오픈방지 기능 기구가 붙어있는 자동접전형 단자대를 사용하는 등 보수·보안면을 고려한 설계다. 2. 일반 설계 구조 보호계전기의 일반규격인 ‘전력용 보호계전기 JEC-2500’ 및 디지털형 규격인 ‘전력용 규격 B-402’에 준거한 사양이다. 또, 각종설정치, Wh적산치 등 제어전원를 끊더라도 유지하지 않으면 안되는 데이터 보존에는 불휘발성 메모리(EEPROM)을 사용해서 배터리 교환 등의 보수는 필요치 않다. 3. 보수, 계측 설명 수전보호, 변압기 2차 보호, 모선보호, 피더보호의 4기종을 개발했다. 영상전압입력은 EVT3차입력과 ZPD입력의 2종류를 각 기종마다 라인업했다. 과전류릴레이의 한시특성은 소프트웨어연산으로 실현되며 반한 시, 초반한시, 장반한시, 정한시의 네 종류를 선택할 수 있다. 계측에 사용되는 VT비, CT비는 유저에 설정변경이 가능하므로 동일한 유닛에서 종류별 계통에 쉽게 대응할 수 있게 되어 있다. 계측치의 출력으로 Wh, varh 펄스 출력과 4~20mA의 트랜스듀서 출력을 최대회로 내장해서 트랜스듀서에 출력하는 계측항목은 유저가 자유롭게 선택할 수 있다. 4. 그 외 기능 ① 자기진단기능 운전 중 입력 데이터의 타당성과 내부회로의 건전성을 체크하는 상시감시, 1일 1회, 제어출력회로의 동작체크를 하는 자동점검기능에 따라 장치에 발생하는 이상을 빨리 발견해서 오동작·오부동작을 방지한다. 이상발생 시에는 경보출력함과 동시에 그 내용을 상세코드로 표시해서 불량 부위 특정을 쉽게 했다. ② 보호릴레이 동작 이력 표시 보호릴레이 동작 시 이력을 과거 최대 3건까지 보존할 수 있다. 이력정보로 동작 시각, 동작시 입력치, 동작시간을 표시한다. 이력 데이터는 불휘발성 메모리에 보존하기 때문에 전원이 상실되더라도 상관없다. ③ 외부고장입력 외부에서의 고장입력에 의해 고장표시, 경보출력을 한다. 설정에 따라 트립접점을 동작시키는 것도 가능하다. ④ 차단기 동작 감시 차단기에 대해 ON/OFF 조작지령을 내리고 일정시간 내에 응답이 없으면 고장표시 및 외부출력을 한다. 이에 의해 차단기 코일의 소손을 방지할 수 있다. ⑤ 경보출력 시퀀스 기능 릴레이 동작, 고장입력에 의한 경보출력의 상태·유지의 선택, 벨·부저 전환, 투입록 있음·없음, 트립록 있음·없음을 출력요소마다 설정이 가능하므로 함내 시퀀스, 배선의 생략이 가능하다. ⑥ 정전·복전 제어기능 정전시의 순서차단, 복전시의 순서투입 시퀀스, 타이머를 내장하고 있다. 타이머 시한은 유닛마다 개별적으로 설정할 수 있다. 성능 보호릴레이 성능, 계측기성능, 트랜스듀서특성은 각각 준거규격으로 정해진 검정시험을 절연성능, 진동·충격, 노이즈·전파에 있어서는 ‘전력용 보호계전기 JEC-2500’, ‘전력용규격’에 준하여 시험을 실시, 모두 좋은 결과를 얻었다. 또한 스위치기어 본체에 맞춰 폐사구내에 옥외설치해서 장기간 신뢰검증을 위한 사내 필드시험을 실시하고 있다. 이상 수변전시스템의 콤팩트화라는 요구에 대응한 컴퍼넌트 개발의 개요를 소개했다. 이 제품은 컴팩트화만이 아니라 스위치기어·토털에서의 최적화를 위해 시스템설계와 배전함에서의 요구를 최대한 반영한 제품이다.