KR100325322B1

KR100325322B1 - 3상 주상변압기의 결선구조 및 무정전 바이패스 결선방법

Info

Publication number: KR100325322B1
Application number: KR1019990046951A
Authority: KR
Inventors: 신동열; 김중만; 정성채
Original assignee: 최양우; 한국수력원자력 주식회사; 이종훈; 한국전력공사
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2002-03-06
Also published as: KR20010038830A

Abstract

본 발명은 3상 주상변압기의 결선구조 및 무정전 바이패스 결선방법에 관한 것으로, 종래에는 3상 변압기의 N상 중성선을 공통으로 결선하여 저압선로의 N상 중선선에 접속시키고 있다. 이에 따라 단상 고장(노후,용량증설,불량) 발생시에도 3상 무정전 변압차량을 이용하여 3상 모두를 바이패스 시킨 상태에서 고장난 상의 변압기를 교체하고 있었다. 이에 따라 결선의 복잡함 및 위험성과 제3고조파 영향으로 인한 고장발생 등의 문제점이 있었다. 따라서 본 발명은 상기 주상변압기(2)의 각 N상 중성선(10)들을 개별적으로 상기 저압선로(3)의 N상 중성선에 접속하여 3상 주상변압기를 설치하고, 고장이(노후,용량증설,불량) 발생된 상의 변압기 2차측이 결선된 저압선로의 해당 전압 상의 선로와 저압선로의 중성선(N상) 만을 단상 무정전 변압차량(20)의 2차측에 각기 결선하고, 상기 무정전 단상 변압차량(20)의 1차측을 상기 고장이(노후,용량증설,불량) 발생된 변압기의 1차측이 결선된 특고압선로(1)의 해당 상에 활선연결하여 고장이 발생된 상만 바이패스시키도록 구성한다. 그러므로 결선이 간단해지고 단상 무정전 변압차량을 이용할 수 있으며 제3고조파 영향을 방지할 수 있고, 안전성, 신뢰성, 경제성등이 월등히 향상되는 효과를 가진다.

Description

3상 주상변압기의 결선구조 및 무정전 바이패스 결선방법{3Phase P.TR Circuit Wiring and Bypass Connection Method Without Power Failure}

본 발명은 무정전 변압기 교체방법에 관한 것으로, 특히 주상 변압기의 3상 결선에서 단상 고장(노후,용량증설,불량) 발생시 단상 절체 작업만으로 해당 변압기를 교체할 수 있도록 한 3상 주상변압기의 결선구조 및 무정전 바이패스 결선방법에 관한 것이다.

일반적으로 주상변압기는 고압(22000V)의 송전선로로부터 전력을 공급받아 변압하여 일반 사용전압(220V)의 선로로 공급하는 장치로서 통상 3상 전원을 변압하기 위하여 3개의 변압기가 설치된다.

도 1은 종래 3상 주상 변압기의 결선 계통도이다.

특고압선로(1)의 A상, B상, C상 선로를 각각 A상, B상, C상 변압기(2)의 1차측에 결선하고, 각 상 변압기(2)의 2차측출력을 저압선로(3)의 각 상에 결선하며, 상기 3개의 변압기(2)의 N상을 공통 N상 선로(4)로 결선하여 저압선로(3)의 N상 선로에 연결하여 구성된다.

현행 변압기(2)의 2차 인하선 결선 방법은 각상 변압기(2) 2차 인하선을 크로스로 연결하여 인하선 1선을 중성선(N상)에 접속하고 있는데, 이는 과거 권선접속으로 연결하여 접속개소를 줄임으로써 접속부위 단선사고를 최대한 감소시키기 위한 방법으로 사용되어 왔다. 그런데, 현재에는 접속방식이 스리브 압축으로 개선됨에 따라 인하선 1선으로만 중성선에 접속할 필요성이 희박하여 졌다.

그럼에도 불구하고 기존 설비 및 기존 결선방식을 그대로 추종하고 있는데, 과거 백열전구, 전열기,... 등의 단순부하와 다르게 지금은 TV, VTR, 컴퓨터등 전원회로에 반도체 정류소자를 이용한 비선형부하가 증가되고 있다. 이로인해 중성선에 제3고조파 전류가 과다하게 흘러 단선고장이 증가하는 추세임에도 불구하고, 기존 설계기준에는 중성선 굵기가 전압선 굵기보다 한단계 낮게 설계되어 있다.

한편, 상기와 같은 결선 구조를 가지는 변압기에 있어서는 어느 한상 즉, 단상 고장시에도 무정전 변압기 교체공사를 하기위해서는 3상 전원을 모두 우회시켜 무정전상태를 유지하도록 하면서 교체공사를 하고 있다.

도 1은 종래 3상 주상 변압기의 결선 계통도

도 2는 종래 변압기 교체방법을 설명하기 위한 3상 주상변압기 무정전 바이패스 결선도이다.

도 2에 도시된 바와같이, 고압 송전선로(1)의 각상이 각각 3개의 변압기(2)의 1차측에 결선되고, 그 변압기(2)의 2차측이 저압선로(3)의 각상에 개별접속되며, 상기 변압기(2)의 각 N상이 공통으로 결선되어 상기 저압선로(3)의 N상에 결선된 변압기 결선에 있어서, 상기 저압선로(3)의 3상 및 N상을 각기 3상 변압차량(5)의 2차측에 결선하고, 아울러 3상 변압차량(5)의 1차측을 상기 특고압선로(1)의 각상에 각각 결선하여 무정전 상태를 유지하도록 우회로를 구성한다.

이와같이 3상 모두를 3상 변압 차량(5)을 통해서 우회로를 결선하여 무정전 상태를 유지하면서 고장이 발생된 상(여기서는 B상 변압기(2')를 일예로함)의 변압기를 교체하게된다.

그런데, 상기 무정전 3상 변압기차량(5)을 이용하는 경우 변압기(2)를 교체함에 있어서 3상 전부를 바이패스 해야하기 때문에 활선작업 및 인하선 연결분리 작업이 복잡하여 안전에 위험이 있고, 교체시간이 많이 걸리는 문제점이 있다. 또한, 무정전 변압기 차량(5)도 3상 변압기를 모두 갖추어야 하므로 대형 및 대용량이어야 하므로 고가이고 활선 및 인하선 결선 작업의 복잡 및 위험으로인하여 교체공사시시간과 경비가 너무 많이 드는 단점이 있다.

이에따라 본 발명은 단상 고장시 해당되는 단상에 대해서만 단상 변압기 차량을 이용하여 바이패스선로(우회로)를 구성하여 교체할 수 있도록 한 무정전 변압기 교체를 위한 변압기 결선방식을 제공하기 위한 것이다.

이와같은 본 발명은, 주상 변압기의 중성선(N상)을 각각 별개로 저압선로의 중성선(N상)에 결선하고, 단상 변압 차량만을 이용하여 해당되는 고장 상을 바이패스 선로를 결선한후 고장상의 변압기를 교체하도록 함으로써 달성된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 첫째 무정전 변압 차량을 소형화할 수 있어서 비용을 줄일 수 있고, 소형화에 따라 좁은 골목까지 쉽게 접근할 수 있는 장점이 있고, 둘째, 활선 및 인하선 작업이 간편해져 공사시간을 단축함과 아울러 위험도를 줄일수 있는 장점이 있다.

이러한 본 발명은 기존 결선 방법에 비해 변압기 인하선의 중성선을 각기 개별적으로 결선하는 방식을 채택하는데 이는 스리브 압축을 이용한 접속방식을 채택하기 때문에 접속부위 단선사고의 우려는 없게된다.

도 1은 종래 3상 주상 변압기의 결선 계통도.

도 2는 종래 변압기 교체방법을 설명하기 위한 3상 주상변압기 무정전 바이패스 결선도.

도 3은 본 발명에 의한 3상 주상 변압기 결선 계통도.

도 4는 본 발명에 의한 변압기 교체방법을 설명하기 위한 3상 주상변압기 무정전 바이패스 결선도.

도 5a는 종래 주상변압기 결선을 보인 등가회로도.

도 5b는 본 발명에 의한 주상 변압기 결선을 보인 등가회로도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 특고압선로 2 : 주상변압기

3 : 저압선로 4 : 공통접지 중성선

5 : 3상 무정전 변압차량 10 : 개별 N상 중선선

20 : 단상 무정전 변압차량

이하, 본 발명에 의한 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 3상 주상 변압기 결선 계통도이다.

도 3에 도시된 바와같이, 특고압선로(1)의 각상이 각각 3개의 주상변압기(2)의 1차측에 결선되고, 그 주상 변압기(2)의 2차측 인하선이 저압선로(3)의 각상에 개별 접속되며, 상기 주상변압기(2)의 각 N상 중성선(10)이 개별적으로 상기 저압선로(3)의 N상 중성선에 결선되어 구성된다.

이와같은 구성은 각상의 주상변압기(2)의 N상을 각기 N상 중성선(10)을 통해서 개별적으로 저압선로(3)의 N상 중성선에 접속시킨 것으로 스리브 압축 접속방식을 채택한다.

도 4는 본 발명에 의한 변압기 교체방법을 설명하기 위한 3상 주상변압기 무정전 바이패스 결선도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 3개의 주상변압기(2)가 각각 1차측이 특고압선로(1)의 해당상에 각기 결선되고, 2차측 인하선이 각기 저압선로(3)의 해당 상에 결선된 주상변압기 결선에 있어서, 상기 주상변압기(2)의 각 N상 인하선(10)들을 개별적으로 상기 저압선로(3)의 N상에 접속하고, 고장이 발생된 상의 변압기 2차측이 결선된 저압선로의 해당 전압 상의 선로와 저압선로의 중성선(N상) 만을 단상 무정전 변압차량(20)의 2차측에 각기 결선하고, 상기 무정전 단상 변압차량(20)의 1차측을 상기 고장이 발생된 변압기의 1차측이 결선된 송전선로의 해당 상에 활선연결하여 바이패스 시키도록 구성된다.

이와같이 고장이 발생된 해당 상에 대해서만 단상 무정전 변압기 차량(20)을 이용하여 바이패스 우회로를 형성한후 해당 변압기만을 교체시키게 된다.

본 발명은 변압기의 2차 인하선만을 변경시켜 단상 무정전 공법으로 교체가 가능하게 되며, 3상 변압기중 해당되는 변압기만 단상 무정전 변압기 차량을 이용하여 바이패스 경로를 확보한 상태에서 교체시킬수 있게 된다. 따라서 위상확인이 필요없고 작업이 간단해진다.

또한 해당되는 변압기 1대만 무정전 바이패스 및 인하선만을 분리하면 되므로 작업이 간단해진다. 종래에는 150KVA이상의 대용량 변압기의 교체공사는 용량부족으로 인하여 무정전 변압기 차량을 이용하여 교체하지 못하고 정전시킨 상태로 공사를 해야만 하는 문제점이 있었다.

도 5a는 종래 주상변압기 결선을 보인 등가회로도이고, 도 5b는 본 발명에 의한 주상 변압기 결선을 보인 등가회로도이다.

이에도시된 바와같이, 종래에는 주상변압기의 각 권선의 일측단자는 부하들에 결선되고 타측단자 즉, 중성선(N상)은 공통으로 결선되어 부하들의 공통 중성선과 결선된다. 이에반해 본 발명에 의한 주상변압기 결선방법은 각 권선의 일측단자가 부하들과 결선되고 그 권선의 타측단자들이 개별적으로 중성선에 결선되어 공통으로 부하들의 중성선과 연결된다.

그리고 종래 변압기 중성선 인하선 연결시 붓싱단자(구멍) 부분이 작기 때문에 소선을 절단하여 3선을 꼬아서 연결하는데, 이러한 연결방법은 연결 작업시 시간이 많이 걸리고 연결부분에서 접속불량이 발생된다. 이에반해 본원 발명은 변압기별로 접지선을 각각 저압선로의 중성선에 연결하기 때문에 작업이 간단하고, 중성선 연결부분 접촉불량으로 인한 단선시에도 이상전압이 발생되지 않는다.

또한, 도 5a와 같이 변압기 2차 인하선을 결선시 불평형 전류 및 제3고조파에 의한 과전류로 ① 또는 ② 접속부분 단선시 수용가에 최고 380V 전압이 유기되어 해당 선로에 연결되는 부하(수용가 기기)가 손상된다. 이에반해 본 발명에 의한 도 5b와 같은 결선인 경우 접지선을 변압기별로 각각 중성선에 연결하면 인하선에 흐르는 불평형 전류는 1/3로 감소되므로 중성선 단선사고를 방지할 수 있고, 또한, 전선 ① 또는 ②부분 단선시에도 이상전압은 발생하지 않게된다.

그리고, 본 발명에 의하면 작업시간을 단축할 수 있는데, 종래의 방법에 의하면 단상변압기 교체시(노후,용량증설,불량) 3상 변압기 1, 2차 모두 바이패스 해야하므로 작업이 복잡하고 작업소요시간이 예컨데 120분정도 소요된다. 이에반해 본원 발명에 의해 단상 변압기 교체시(노후,용량증설,불량) 해당되는 변압기 1대만 무정전 바이패스를 시키므로 작업이 간단하고 작업시간이 50분정도면 완료할 수 있게된다.

또한, 종래의 3상 바이패스 방법에 의하면 변압기 교체시 반드시 1, 2차 상회전 방향(위상)을 확인해야하나 본 발명에서는 해당되는 변압기만 단상 공법으로바이패스 시키기 대문에 위상확인이 불필요하게된다.

또한, 3상 변압기를 바이패스시 COS 2차까지 특고압이 유기되므로 변압기 2차 붓싱단자에서 인하선을 분리작업해야하므로 위험하고, 인하선 신설, 분리시 반드시 주상에서 작업해야한다. 이에반해 본 발명에 의하면 2차 인하선 전선길이는 동일하나 압축 2개소가 증가되며, 주상변압기 2차 인하선이 변압기마다 따로 설치되어 있어서 철거, 신설이 간단하며, 지상에서 인하선을 미리 결선하여 주상에서 압축만 하면 작업이 마무리되므로 간단하고 안전위험 요소가 제거된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 단상 고장시 단상 무정전 변압차량을 이용할 수 있고, 활선 및 인하선 포설이 간단해지고, 위험요소가 제거되어 안전한 작업이 가능해지며, 작업시간 및 인건비 절감 등의 효과가 있다. 또한, 제3고조파의 영향을 제거할 수 있어서 수용가의 부하보호에도 더욱 효과적이며, 대형 변압기(150KVA 이상)의 무정전 교체도 간단해지는 효과가 있다.

Claims

특고압을 저압으로 변환시키기 위한 주상변압기 결선구조에 있어서,

특고압선로(1)의 각상이 각각 3개의 주상변압기(2)의 1차측에 결선되고, 그 주상 변압기(2)의 2차측 인하선이 저압선로(3)의 각상에 개별 접속되며, 상기 주상변압기(2)의 각 N상 중성선(10)이 개별적으로 상기 저압선로(3)의 N상 중성선에 결선되어 구성된 것을 특징으로 하는 3상 주상변압기 결선구조.
3개의 주상변압기(2)가 각각 1차측이 특고압선로(1)의 해당상에 각기 결선되고, 2차측 인하선이 각기 저압선로(3)의 해당 상에 결선된 주상변압기의 단상 고장 (노후,용량증설,불량) 발생시 고장이 발생된 주상변압기를 교체하기 위한 무정전 바이패스 결선방법에 있어서,

상기 주상변압기(2)의 각 N상 중성선(10)들을 개별적으로 상기 저압선로(3)의 N상 중성선에 접속하여 3상 주상변압기를 설치한 상태에서,

3상변압기중 1대만 교체시(노후,용량증설,불량) 발생된 상의 변압기 2차측이 결선된 저압선로의 해당 전압 상의 선로와 저압선로의 중성선(N상) 만을 단상 무정전 변압차량(20)의 2차측에 각기 결선하고, 상기 무정전 단상 변압차량(20)의 1차측을 상기 고장이 발생된 변압기의 1차측이 결선된 특고압선로(1)의 해당 상에 활선연결하여 고장이 발생된 상만 바이패스시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 단상무정전 변압기 결선방법.