KR100275515B1 - 발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치 - Google Patents

발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변압기의 주전원과 발전기의 보조전원을 자동으로 절환하는 경우, 주전원의 전압, 위상, 주파수 및 부하상태를 검출하여 발전기의 보조전원을 주전원의 특성에 맞추어 주전원의 부하측에 공급해줄 수 있도록 한 발전기차의 전원 공급자동 절환 장치에 관한 것이다.
본 발명은 주상 변압기 교체 및 저압 선로 교체와 같은 작업에서 특고압 부분 활선 작업이 없어 작업자가 감전 사고의 위험에서 노출되지 않도록 하고, 특고압 부분의 난이한 작업이 없어지므로 안전 사고 발생의 위험이 줄어들고, 저압 부분에서만 작업이 이루어져 시공 시간이 단축된다.

Description

발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치
본 발명은 변압기의 주전원과 발전기의 보조전원을 자동으로 절환하는 경우, 주전원의 전압, 위상, 주파수 및 부하상태를 검출하여 발전기의 보조전원을 주전원의 특성에 맞추어 주전원의 부하측에 공급해줄 수 있도록 한 발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치에 관한 것이다.
일반적으로 한국 전력으로부터 공급되는 전원은 22.9KV의 특고압으로 주상변압기(110)를 통해 220V 또는 380V의 전압으로 낮춰진다. 즉, 제1도에 도시한 바와 같이, 특고압 배전 선로(100)를 통해 공급되는 22.9KV의 특고압의 전원은 주상변압기(110)를 통해 220V 또는 380V의 전압으로 변화되어 저압 배전선(120)을 통해 각 가정 또는 공장으로 공급된다.
그런데 종래에는 상기 변압기(110)와 배선 선로(120)에 이상이 발생되거나 유지 보수작업을 수행할 때 변압기차 무정전 공법을 사용하였다.
상기 변압기차 무정전 공법은 고압 또는 저압 배전 선로 작업 시 변압기 차량을 이용하는 것으로, 공사 진행 시 22.9KV의 특고압 부분에 직접 또는 간접 활선 상태 작업이 된다.
따라서 종래의 변압기차 공법은 작업자가 감전의 위험성과 이에 대비한 작업 준비 시간 및 시공 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 저압 배전 선로 및 변압기 작업시 작업자가 안전하고 빠르게 작업할 수 있도록 하고, 주 전원의 전압, 위상, 주파수 및 부하 분담 능력에 발전기 전원을 맞추어 전원의 끊김 없이 작업할 수 있도록 함으로써 시공 시간을 줄이기 위한 발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치를 제공함에 있다.
제1도는 일반적인 변압기차에서 무정전 공법에 의한 작업 상태를 설명하기 위한 도면.
제2도는 본 발명이 적용되는 발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치의 구성도.
제3도는 본 발명을 적용한 바이패스 무정전 공급을 설명하기 위한 도면.
제4도는 본 발명을 적용한 바이패스 무정전 공법의 작업 상태를 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
200 : 제어부 210 : 부하
220 : 주 전원 특성 감지부 221 : 주 전원 특성 감지기
222 : 부하 조절기 230 : 스위칭부
231 : 주 전원 공급 스위치 232 : 보조 전원 공급 스위치
240 : 시동부 241 : 시동 스위치
242 : 보조 밧데리 250 : 발전부
251 : 보조 전원 조절기 252 : 발전기
260 : 보조 전원 특성 감지부 261 : 보조 전원 감지기
262 : 보조 전원 특성 출력 조절기
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치는, 변압기로부터 출력되는 주 전원과 발전기로부터 출력되는 보조 전원을 제어수단의 제어에 따라 스위칭하여 무정전 활선 작업을 행할 수 있도록 된 발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치에 있어서, 상기 변압기로부터 부하로 공급되는 주전원의 전압, 위상 및 주파수 등의 특성을 감지하는 주 전원 특성 감지수단과; 상기 주 전원 특성 감지수단에 연결되어 상기 제어수단의 제어에 따라 자체 부하 값을 조절하여 상기 제어수단으로 출력하는 부하 조절수단과; 상기 발전기로부터 출력되는 보조 전원의 전압, 위상 및 주파수 등의 특성을 감지하여 상기 제어수단으로 출력하는 보조 전원 특성 감지수단과; 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 발전기로부터 출력되는 보조 전원의 특성을 조절하기 위한 보조 전원 조절수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치는 제3도에 도시한 바와 같이, 특고압 배전 선로와 변압기(310) 부분을 보수하기 위해 부하(320)에 발전기(330)의 전원을 공급하는 것으로, 발전기(330)와 부하(320) 사이에 스위치(340)를 연결하고, 변압기(310)와 부하(320) 사이에 스위치(350)를 연결하여 스위치(350,340)의 스위칭을 통해 부하(320)로 공급되는 전원을 변압기(310)에서 발전기(330)로 이전한다.
이때, 상기 스위치(340,350)를 온/오프시켜 상기 발전기(330)로부터 출력되는 보조 전원을 부하측(320)으로 공급하기 위해서는 상기 발전기(330)로부터 출력되는 보조 전원의 특성을 상기 변압기(310)로부터 출력되는 주 전원의 특성에 맞추어 주어야 한다.
이와 같이 주 전원 대신에 발전기(330)에서 공급되는 보조 전원을 공급하기 위해 먼저 발전기(330)를 작동시켜야 하는데, 이 과정을 제2도를 참조하여 설명한다.
먼저, 상기 발전기(252)를 시동시키기 위해 시동 스위치(241)를 온시켜 보조 밧데리(242)로부터 상기 발전기(252)로 전원이 공급되도록 한다. 이와 같이 상기 보조 밧데리(242)로부터 전원이 공급되면 상기 발전기(252)가 시동된다.
여기서, 발전기(252)는 제3도의 발전기(330)와 동일한 발전기이다.
한편, 주상 변압기(310)로부터 공급되는 주 전원이 전원 공급 자동 절환 장치의 주 전원 특성 감지기(221)로 인가되면 상기 주 전원 특성 감지기(221)에서는 인가되는 주 전원의 주파수, 전압 및 위상을 감지하여 제어부(200 : 마이크로 프로세서나 마이크로 컴퓨터 등으로 구성될 수 있음)로 출력한다. 또한, 상기 부하 조절기(222)에서는 상기 제어부(200)의 제어에 따라 발전기 시동 초기이므로, 저부하 상태로 부하량을 조절하여 상기 제어부(200)로 출력한다.
이에 따라 제어부(200)는 보조 전원 조절기(251)를 제어하여 발전기(252)의 출력이 저부하에 있도록 하고, 이후에 고부하로 하여 정해진 만큼의 부하가 되면 전체 부하를 상기 발전기(252)에 이양하도록 한다.
한편, 상기 제어부(200)에서는 주 전원 공급 스위치(231)를 온시켜 상기 인가되는 주 전원이 상기 주 전원 공급 스위치(231)를 통해 부하(210)로 공급되도록 한다. 이때 변압기(310)와 배전 선로는 발전기차의 1차 케이블과 2차 케이블로 바이패스 상태가 된다.
또한, 상기 발전기(252)의 시동으로 발생된 전원은 상기 보조 전원 감지기(261)에 입력되어 보조 전원의 특성, 즉 주파수, 전압, 위상이 감지되어 상기 보조 전원 특성 출력 조절기(262)를 통해 상기 제어부(200)로 출력된다.
상기 제어부(200)에서는 상기 보조 전원 특성 출력 조절기(262)로부터 출력되는 보조 전원의 특성과 상기 주 전원 특성 감지기(221)로부터 출력되는 주 전원의 특성 및 상기 부하 조절기(222)로부터 출력되는 부하량을 입력받아 상기 보조전원의 특성과 주 전원의 특성을 비교한 다음 상기 보조 전원의 특성이 상기 주 전원의 특성과 동일해지도록 상기 보조 전원 조절기(251)로 제어 신호를 출력한다.
상기 발전기(252)는 상기 보조 전원 조절기(251)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 주파수, 위상 및 전압이 조절된 보조 전원을 발생하게 된다.
이때, 상기 보조 전원 감지기(261)에서는 상기 발전기(252)로부터 출력되는 보조 전원의 특성을 감지하여 상기 보조 전원 특성 출력 조절기(262)를 통해 제어부(200)로 출력하게 된다.
한편, 상기 부하 조절기(222)는 부하량을 조절하여 고부하 상태로 만들어 상기 제어부(200)로 부하량, 즉 부하 분담 능력에 해당하는 신호를 출력하게 된다.
이와 같이 부하량 신호가 입력되면 상기 제어부(200)에서는 상기 보조 전원조절기(251)를 통해 발전기(252)를 조절하여 주 전원의 특성과 동일하고 같은부하량을 갖는 보조 전원이 상기 발전기(252)로부터 출력되도록 한다.
상기 주 전원의 특성과 동일한 특성을 갖는 보조 전원이 상기 발전기(252)로부터 출력되면, 상기 제어부(200)에서는 상기 보조 전원 공급 스위치(232 : 제3도의 스위치(340)와 동일)를 온 시키고 상기 주 전원 공급 스위치(231 : 제3도의 스위치(350)와 동일)를 오프시켜 상기 발전기(252)로부터 출력되는 보조 전원이 상기 부하(210)로 공급되도록 한다. 여기서, 부하(210)는 제3도의 부하(320)와 동일한 부하이다.
즉, 상기 발전기(252)를 작동시켜 원하는 특성을 갖는 전원이 되면 상기 온상태인 주전원 공급 스위치(231)를 오프 시킨 후 보조 전원 공급스위치(232)를 온시킨다. 이때, 주전원 공급 스위치(231)를 오프 시킨 후 보조 전원 공급 스위치(232)를 온 시키는데 경과하는 시간은 약 1/75초 정도이므로 전원의 끊김 없이 상기 부하(210)로 전원이 공급된다.
이와 같이 상기 발전기(252)에서 부하(210)로 전원을 공급함으로써 변압기(310) 배전 선로를 포함하는 부분을 보수할 수 있다.
작업이 완료된 후에는, 전원을 투입한 후, 위에서 설명한 바와 같이 공급되는 주 전원과 발전기(252)로부터 출력되는 보조 전원의 위상, 동기 및 전압을 일치시킨다. 이후, 상기 보조 전원 공급 스위치(232)를 오프 시키고, 동시에 주 전원 공급 스위치(231)를 온 시켜 상기 주 전원이 부하(210)로 공급되도록 한다. 이때, 부하 조절기(222)에서 저부하로 상기 발전기(252)를 발전시키면서 서서히 부하를 낮춘다.
그리고, 상기 발전기(252)와 부하(210) 사이의 보조 전원 공급 스위치(232) 즉, 스위치(340)를 오프 시킨 후, 변압기(252)와 부하(210) 사이의 주전원 공급 스위치(231)를 온 시키는데 경과하는 시간은 약 1/75초 정도이므로 전원의 끊김 없이 상기 변압기(252)로부터의 주 전원이 상기 부하(210)로 공급된다.
주 전원이 부하로 공급된 후에 상기 변압기(252) 즉, 변압기(310)와 전원 공급 자동 절환 장치간의 1, 2차 케이블을 제거하고 철거한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 주상 변압기 교체 및 저압 선로 교체 등의 작업에서 특고압 부분 활선작업이 없어 작업자가 감전 사고의 위험에서 노출되지 않도록 한다.
둘째, 특고압 부분의 난이한 작업이 없어지므로 안전 사고 발생의 위험이 줄어든다.
셋째, 저압 부분에서만 작업이 이루어져 시공 시간이 단축된다.

Claims (1)

  1. 변압기로부터 출력되는 주 전원과 발전기로부터 출력되는 보조 전원을 제어수단의 제어에 따라 스위칭 하여 무정전 활선 작업을 행할 수 있도록 된 발전기차의 전원 공급 자동 절환 장치에 있어서, 상기 변압기로부터 부하로 공급되는 주전원의 전압, 위상 및 주파수 등의 특성을 감지하는 주 전원 특성 감지수단과; 상기 주 전원 특성 감지수단에 연결되어 상기 제어수단의 제어에 따라 자체 부하 값을 조절하여 상기 제어수단으로 출력하는 부하 조절수단과; 상기 발전기로부터 출력되는 보조 전원의 전압, 위상 및 주파수 등의 특성을 감지하여 상기 제어수단으로 출력하는 보조 전원 특성 감지수단과; 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 발전기로부터 출력되는 보조 전원의 특성을 조절하기 위한 보조 전원 조절수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 발전차의 전원 공급 자동 절환 장치.
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