디지털계전기 노이즈

무엇인가

디지털 계전기 노이즈는 원치 않는 잡음이 계전기 입력·처리·통신부에 결합되는 현상이다.

계전기는 전압과 전류를 디지털 값으로 바꿔 계산하므로 입력의 잡음이 결과에 섞인다.

노이즈로 생긴 오동작과 부동작은 곧 정전 사고로 이어진다.

구성요소와 노이즈 취약 지점

계전기는 입력 변환부, 아날로그 필터와 A/D 변환부, 마이크로프로세서 등으로 구성된다.

입력 변환부는 보조 변성기 권선 간 결합과 긴 신호선에서 잡음을 받는다.

마이크로프로세서는 전원 리플과 메모리 비트 반전에 취약하다.

입출력부는 유도 서지와 접점 채터링, 통신부는 전도성 노이즈에 노출된다.

그래서 블록마다 노이즈 경로를 차단하는 대책을 따로 세운다.

침입 경로별 비교

계전기에 들어오는 노이즈 침입 경로는 방사, 전도, 유도결합으로 나뉜다.

방사 노이즈는 공간을 통해 들어오므로 금속 외함과 케이블 차폐가 핵심이다.

전도 노이즈는 신호선과 전원선을 따라 들어와 입출력부 필터링 효과가 가장 크다.

정전유도와 전자유도는 배선 배치로 막는 것이 우선이다.

발생원·침입 경로·대책을 각각 대응시켜 쓰는 것이 핵심이다.

발생원에서 오동작까지

노이즈 발생원은 스위칭, 개폐, 방전, 전자파다.

발생원의 노이즈는 방사, 전도, 유도결합 경로로 계전기에 침입한다.

침입한 노이즈는 입력 샘플을 왜곡해 계산 결과를 흔들고 오동작을 일으킨다.

그래서 차폐, 필터, SPD 같은 방지대책을 마련한다.

방지대책은 침입 경로를 차단하고 계전기 입력을 보호한다.

헷갈리는 점과 채점 포인트

시험에서 가장 흔한 실수는 노이즈 발생원과 침입 경로를 섞어 쓰는 것이다.

정전유도는 전계, 전자유도는 자계의 영향이라 두 역할을 바꿔 쓰면 안 된다.

대책은 나열만 하지 말고 설치 위치와 원인에 연결해 써야 점수가 높아진다.

직접 풀어 보자.

정리

정답은 전계다. 정전유도는 주변 전계의 영향으로 전압이 유도된다.

정리하면 디지털 계전기 노이즈는 침입한 잡음이 계산 결과를 흔드는 현상이다.

발생원은 스위칭, 개폐, 방전, 전자파이고 침입 경로는 방사, 전도, 유도결합이다.

대책은 차폐와 접지, 필터, 광절연, 배선 분리, 서지보호장치(SPD)다.

설계 단계에서 원인별 대책을 함께 적용하는 것이 핵심이다.