전력공학›배전반 및 제어기기

원방감시제어

Remote Monitoring & Control (SCADA)

원방감시제어(SCADA)란?
🖥️ 수백km 떨어진 변전소를 하나의 방에서 제어
①Supervisory Control And Data Acquisition
②급전소에서 전국 변전소 CB·DS 원격 조작 및 전압·전류 감시
③24시간 무인 운전 가능 — 인건비 절감, 신속한 고장 대응

SCADA 원방감시제어 시스템 계층 구조 (원격소→중앙급전소)

🏗️ SCADA 계층 구조 암기법
①EMS(급전소) → RTU/IED(변전소) → 현장기기 3계층
②상향: AI(계측)·DI(상태) 데이터 수집
③하향: AO(설정)·DO(제어) 명령 전달
원격 신호 4종류

아날로그·디지털·펄스 3종 원격신호 전송방식 비교

📡 4가지 신호 요약
①DI(Digital Input): CB 투입/차단 상태, 보호계전기 동작 여부
②DO(Digital Output): 원격 투입·차단 명령 (ON/OFF 펄스)
③AI(Analog Input): 전압·전류·전력·역률 연속 계측
④AO(Analog Output): 탭 위치 설정·무효전력 목표값 원격 설정
전력계통 통신 프로토콜
IEC 61850
변전소 자동화 국제 표준 — 이더넷 기반
GOOSE: 고속 이벤트, MMS: 데이터 교환 — 현대 변전소 표준
DNP3
Distribution Network Protocol — 북미 배전계통 표준
비동기 직렬통신, 강건한 오류검출 — 전통적 SCADA
Modbus
산업용 직렬통신 — RTU/ASCII 방식
단순한 마스터-슬레이브 구조, 소규모 설비에 적합
📶 통신 매체
①광섬유: 고속·장거리·전자기 간섭 없음 — 주요 계통 표준
②전력선 통신(PLC): 전력선에 통신신호 중첩 — 별도 통신선 불필요
③마이크로웨이브: 산악 지형 변전소 — 중계소 필요
EMS 주요 기능
상태 추정 (SE)
계측값으로 계통 전체 상태 추정
불량 계측값 검출·보정 포함
최적조류계산 (OPF)
발전비용 최소 + 계통 제약 만족
경제급전(ELD)의 고급 버전
고장탐지·고립·복구(FDIR)
고장구간 자동 격리 → 건전구간 자동 복구
배전 자동화 시스템의 핵심 기능
부하예측 (Load Forecast)
시간대·기상·계절별 수요 예측
발전계획·예비력 산정의 기초
시험 포인트
SCADA 4신호
DI·DO (디지털) / AI·AO (아날로그)
DI·AI: 수집(상향), DO·AO: 제어(하향)
IEC 61850
변전소 자동화 국제표준 (이더넷)
GOOSE: 고속이벤트 메시지
RTU 역할
현장 신호 ↔ 통신 변환 인터페이스
Remote Terminal Unit
전력선 통신(PLC)
전력선에 고주파 통신신호 중첩
별도 통신선 없이 활용 가능
🎯 시험 포인트
①DI: 상태감시(차단기 ON/OFF), DO: 원격제어(트립·투입 명령)
②AI: 전압·전류 연속계측, AO: 탭·설정값 원격 변경
③IEC 61850: 변전소 자동화 국제표준, GOOSE로 고속이벤트
④RTU: 현장 기기와 급전소 간 통신 인터페이스 장치
⑤FDIR: 고장구간 자동 격리·복구 — 배전 자동화 핵심기능
📝 대표 기출문제
①[기출유형] SCADA의 4가지 신호 종류를 쓰고 각각의 역할을 설명하시오. (답: DI=디지털입력(상태감시), DO=디지털출력(원격제어), AI=아날로그입력(계측), AO=아날로그출력(설정변경))
②[기출유형] IEC 61850 표준에서 GOOSE 메시지의 역할은? (답: 변전소 내 보호·제어 장치 간 고속 이벤트 전송, ms급 응답)
③[기출유형] 배전 자동화의 핵심 기능인 FDIR을 설명하시오. (답: Fault Detection, Isolation and Restoration — 고장 검출→고장구간 격리→건전구간 자동 복구)