[전력] IEC 61850을 활용한 디지털 변전소 자동화 시스템 개요 및 구성

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 [IEC 61850을 활용한 디지털 변전소 자동화 시스템 개요 및 구성]에 대한 주제로 여러분들과 공유하고자 합니다.

 

 

디지털 변전소 자동화 시스템(Digital Substation Automation System, DSAS)은 IEC 61850 표준을 기반으로 구축됩니다. IEC 61850은 변전소 자동화 및 관련 시스템의 통신과 상호 운용성을 위해 개발된 국제 표준입니다. 이 표준은 변전소 내 장치 간의 통신을 표준화하고, 디지털 보호 및 제어 시스템의 설계 및 구현을 용이하게 합니다.

 

### 디지털 변전소 자동화 시스템(DSAS)의 개요

디지털 변전소는 기존의 아날로그 시스템 대신 디지털 통신 및 장치를 사용하여 전력 시스템의 보호, 제어 및 모니터링을 수행합니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

1. **통신 네트워크**: IEC 61850 표준에 따라 이더넷 기반의 고속 통신 네트워크가 구축됩니다. 이는 변전소 내 모든 장치 간의 실시간 데이터 교환을 가능하게 합니다.
2. **지능형 전자 장치(IEDs)**: 보호, 제어, 측정 기능을 수행하는 장치들입니다. IED는 변전소 내 다양한 센서 및 액추에이터와 통신하여 데이터를 수집하고 처리합니다.
3. **서브넷 관리 시스템(SMS)**: 변전소의 전반적인 운영을 감독하고 관리합니다. 이는 다양한 IED와 통신하여 데이터를 수집하고 분석하며, 운영자에게 중요한 정보를 제공합니다.
4. **SCADA 시스템**: Supervisory Control and Data Acquisition 시스템으로, 변전소의 운영을 중앙에서 모니터링하고 제어합니다. SCADA는 IEC 61850 표준을 통해 다양한 IED로부터 데이터를 수집합니다.

### 디지털 변전소의 구성

1. **프로세스 레벨**: 전력 장비(변압기, 차단기 등)와 직접 연결된 센서 및 액추에이터가 포함됩니다. 이들은 IED와 통신하여 실시간 데이터를 제공합니다.
2. **베이 레벨**: 각 베이에 설치된 IED가 해당 베이의 전력 장비를 보호하고 제어합니다. 예를 들어, 보호 계전기, 측정 장치 등이 포함됩니다.
3. **스테이션 레벨**: 스테이션 레벨 장치(예: HMI, SCADA 서버)가 전체 변전소의 데이터를 수집하고 관리합니다. 이는 운영자가 전체 변전소의 상태를 모니터링하고 제어할 수 있게 합니다.

### 보호, 계측, 신호처리

1. **보호**:
   - **보호 계전기**: 변전소 내 전력 장비를 보호하기 위해 다양한 보호 계전기가 사용됩니다. IED는 과전류, 지락, 차단기 실패 등의 상황을 감지하고 적절한 보호 동작을 수행합니다.
   - **디지털 보호**: IEC 61850 기반의 디지털 보호 계전기는 빠르고 정확한 보호 기능을 제공합니다. 이들은 네트워크를 통해 실시간 데이터를 교환하고, 고속 통신을 통해 보호 동작을 수행합니다.

2. **계측**:
   - **측정 IED**: 전압, 전류, 주파수 등의 전력 파라미터를 실시간으로 측정합니다. 이 데이터는 보호, 제어 및 모니터링에 사용됩니다.
   - **데이터 수집**: IEC 61850을 통해 측정 데이터가 중앙 시스템(SCADA)으로 전송되어 실시간으로 분석되고 기록됩니다.

3. **신호처리**:
   - **데이터 처리**: IED는 실시간으로 수집된 데이터를 처리하여 보호 및 제어 명령을 생성합니다. 이는 디지털 신호처리 기술을 사용하여 고속으로 수행됩니다.
   - **통신 프로토콜**: IEC 61850은 다양한 통신 프로토콜(GOOSE, Sampled Values 등)을 사용하여 신호를 전송합니다. GOOSE 메시지는 보호 계전기 간의 고속 통신을 가능하게 하며, Sampled Values는 전력 파라미터의 실시간 샘플링 데이터를 전송합니다.

### 결론

디지털 변전소 자동화 시스템은 IEC 61850 표준을 기반으로 하여 변전소의 보호, 제어 및 모니터링을 효율적으로 수행합니다. 이는 고속 통신 네트워크와 지능형 전자 장치(IED)를 통해 실시간 데이터를 처리하고, 변전소의 안정성과 신뢰성을 향상시킵니다. 보호 계전기, 측정 장치 및 신호처리 기술이 통합되어 변전소의 모든 운영을 자동화하고 최적화합니다.

 

위의 내용이 도움이 되셨길 바라며, 이만 포스팅을 마칩니다. 안녕~