KR100460622B1 - 개폐장치가 내장된 지상변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지상변압기에 관한 것으로, 상세하게는 지중으로 전력을 공급하는 22.9kv-y 지중 배전선로 공급계통에서 저압(220V/380V)으로 전력공급을 위하여 지상변압기의 특고압 붓싱 상단에 전원을 개폐할 수 있는 개폐장치를 내장하여 저압 전력 공급에 유용한 개폐장치가 내장된 지상변압기에 관한 것이다.

본 발명은 전력공급 계통으로부터 공급되는 특고압 전력을 특고압 붓싱을 경유하여 저압으로 변환한 후 과전류 보호용 퓨즈를 통해 부하측으로 전원을 공급하기 위한 변압기에 있어서, 상기 전력공급 계통에서 상기 특고압 붓싱으로 입력되는 전원을 개폐하기 위한 특고압 전력용 스위치가 상기 변압기의 본체에 돌출되게 설치되는 개폐기가 구비된 지상변압기를 개시한다.

Description

개폐장치가 내장된 지상변압기 {The apparatus of transformer with a built-in switch}

본 발명은 지상변압기에 관한 것으로, 상세하게는 지중으로 전력을 공급하는 22.9kv-y 지중 배전선로 공급계통에서 저압(220V/380V)으로 전력공급을 위하여 지상변압기의 특고압 붓싱 상단에 전원을 개폐할 수 있는 개폐장치를 내장하여 저압 전력 공급에 유용한 개폐장치가 내장된 지상변압기에 관한 것이다.

종래에는 지중으로 전력공급을 하는 지중배전선로 전력공급 계통에서 100㎾이상의 22.9㎸ 특고압으로 전력을 공급하기 위해서는 지상개폐기 1대의 설치로 전력의 공급이 가능하다.

그러나 저압(220/380V)의 전력공급은 가공선로 지중화나 산업 및 주택단지 개발지역의 지중 전력공급 등 계획적으로 지중화한 부하밀집 지역의 경우 4~6대의 지상변압기마다 별도의 지상개폐기를 설치하며, 분기선로에서 저압으로 전력을 공급할 경우 시설되는 지상변압기마다 별도의 지상개폐기를 설치하여야 하므로 비용이 많이 소요되고, 전력설비 복잡화로 고장요인이 많아지게 되며 전력공급 안정화에 적합하지 않게 된다.

지상개폐기는 교체나 점검시에 특고압 전원 개폐 및 부하전환을 위해 사용된다. 개폐기와 개폐기, 개폐기와 지상변압기 사이나 지상변압기 공급용 전력케이블에서 고장이 발생하면 부하전환을 위하여 지상개폐기에서 다른 지상변압기로부터 전력공급을 받을 수 있도록 부하전환을 하고 고장이 발생한 지상변압기를 점검하거나 교체를 한 후 전원 또는 부하 개폐기를 투입하여 송전하는 것이다.

지중 배전선로 전력공급 계통에서 사용되는 지상 변압기는 첫째, 100㎾ 미만 의 소용량 전력공급을 위한 설치비용은 100㎾이상의 대용량 전력공급을 위한 설치비용보다 많지 않아야 하는 경제적 측면과 둘째, 지중 배전선로에서 지상 변압기나 지상변압기 공급용 전력케이블의 고장시에도 휴전과 정전을 최소화할 수 있도록 전력계통의 적절한 운영으로 전력공급의 신뢰도를 향상시키는 측면과 셋째, 전력공급 중에 지상변압기나 전력케이블의 이상유무의 점검이 용이하도록 설비유지 관리의 효율화가 이루어져야 한다.

종래의 지상변압기는 100㎾ 미만의 소용량 저압(220/380V) 전력공급을 하는 데에는 지상변압기와 별도의 지상개폐기가 각각 소요된다.

반면에 100㎾ 이상의 대용량 특고압(22.9㎸) 전력을 공급하는 데에는 변전소로부터 전력공급 계통을 통하여 수용자에게 전력을 공급하는 데에 지상개폐기만 구비하면 되므로 설치 비용면에서 저압(220/380V) 전력의 공급시보다 더 경제적이다.

도 1은 종래의 22.9kv용 지중 배전선로에서 저압으로 전력을 공급하기 위한 지상변압기의 평면도이다

HA 단자와 HB 단자는 특고압 붓싱(10)인 전원측 붓싱으로 다른 개폐기나 지상 변압기에 접속되어 전력을 공급받으며, 접지단자(11)와 지상변압기 본체(12), 저압단자(13)와 내부온도를 파악 할 수 있는 유온계(15)와 지상변압기 내부의 절연유 유량을 파악할 수 있는 유면계(14)이다.

특고압 붓싱(10)으로 입력되는 특고압을 변압기 내부 코일의 권선비에 의하여 저압으로 변압시켜 저압단자(13)를 통해 저압 전력을 공급하는 것이다.

도 2는 종래의 지상변압기의 내부 회로도이다.

특고압 붓싱(10)은 전원 공급을 위한 붓싱이며, 한류휴즈(Current Limit Fuse)(21)는 지상변압기의 단락사고 등으로 인하여 발생되는 내부의 고장 시에 동작하여 변압기 1차 전원측 배전선로로 사고의 파급을 억제하며, 이중소자 휴즈(Bay-O-Net Fuse)(22)는 지상변압기의 2차측 고장 및 과부하를 보호하는 기능을 가지고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 지상변압기의 내부 회로도는 자체에 전력을 차단하고 공급할 수 있는 개폐장치가 없어서 지상변압기와는 별도의 개폐기를 설치하여 점검이나 수리시 개폐기를 조작하여 실시하였다. 이에 따라 정상적으로 운영중인 지상변압기도 개폐기에 함께 연결되어 있어서 전력의 차단을 위해 작동을 중지시켜야 하므로 휴전으로 인하여 사용자에게 불편을 초래하는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 100㎾미만 소용량의 저압(220/380V) 전력공급시 별도의 지상개폐기를 설치하여 지상변압기로 저압(220/380V) 전력을 공급하므로 지상개폐기 비용만큼 많이 소요되는 문제점이 있다.

도 3은 종래의 100㎾ 미만 소용량의 저압(220/380V) 전력공급의 계통도를 도시한 것이다.

발전소로부터 생산된 전력을 공급하는 변전소(30)와, 변전소(30)에서 인출하여 수용가에 전력을 공급하는 배전선로 계통(31)과 특고압 전력의 공급을 차단 또는 공급하기 위한 개폐기(32). 입력되는 특고압의 전력을 저압으로 변압시켜 공급하는 변압기(33)와, 변압기(33)로부터 전력을 공급받아 사용하는 저압공급 수용(34)이다.

도면에 도시된 바와 같이 종래의 저압공급을 하는 데에는 변압기(33)마다 각각 별도의 개폐기(32)가 부가되어서 지상변압기나 지상변압기 전력공급 케이블의 이상이나 고장 발생시 지상개폐기(32)로서 전력을 차단하여 점검이나 수리 등을 실시하는 것이다.

따라서 저압 전력을 공급하는 데에는 지상변압기(33)외에 별도의 지상개폐기(32)를 추가로 설치해야 하므로 특고압 전력 공급시보다 더 많은 비용과 설비 복잡화로 고장이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 100㎾ 미만 소용량의 저압(220/380V) 전력공급의 경우에 전력차단 및 공급을 제어하기 위하여 지상변압기와 별도의 지상개폐기를 구비하지 않고, 다수의 지상변압기를 대용량의 개폐기에 연결하여 사용할 경우 지상변압기나 지상변압기 공급용 전력케이블의 고장시에 전력차단 및 공급을 위해 정상적인 지상변압기도 부하전환을 위해 휴전, 정전이 불가피하여 고객에게 불편을 초래하며 이로 인하여 배전선로 계통의 운영이 불완전하여 안정적인 전력공급에 악영향을 끼치는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 지상변압기 자체의 특고압 붓싱 상부에 전원의 공급, 차단 등의 부하전환을 할 수 있는 개폐장치를 설치하여 220/380V 저압으로 전력 공급시 별도의 지상개폐기가 필요 없이 지상변압기만으로 저압의 전력 공급이 가능한 구조로 종래 보다 예산의 획기적 절감과 설비를 단순화하여 저압의 전력공급을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 전력공급의 이상이 발생하거나 지상변압기의 점검 및 수리가 필요할 경우 지상변압기에 개폐장치가 있어서 이상이 발생한 지상변압기의 전원을 개폐하면 되므로, 정상적인 지상변압기의 휴·정전을 예방하여 안정적인 전력공급 계통의 운영이 가능하며, 휴전이 없이도 전력케이블의 열화측정이 가능하고 지상변압기에 내장된 개폐장치를 사용하여 특고압 전원의 개폐가 가능하여 작업능률이 향상되며, 차단능력 향상으로 지상변압기의 고장감소와 설비관리의 효율성이 있는 개폐장치를 내장한 지상변압기를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 지상변압기의 평면도

도 2는 종래의 지상변압기의 내부 회로도

도 3은 종래의 지상변압기와 별도의 개폐기로 전력을 공급하는 개략도.

도 4는 본 발명의 지상변압기의 평면도

도 5는 본 발명의 지상변압기의 내부 회로도

도 6은 본 발명의 변압기로 저압전력을 공급하는 전력계통 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 20, 30, 40 : 특고압 붓싱 11, 41 : 접지단자

12, 32 : 지상변압기 본체 13, 33 : 저압단자

14, 34 : 유면계 15, 35 : 유온계

21, 48 : 한류휴즈(Current Limit Fuse)

22, 49 : 이중소자 휴즈(Bay-O-Net Fuse)

30, 50 : 변전소 31 : 전력 공급 계통

32 : 개폐기 33, 52 : 지상 변압기

34, 53 : 저압공급 수용

46, 47 : 개폐스위치

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전력공급 계통으로부터 공급되는 특고압 전력을 특고압 붓싱을 경유하여 저압으로 변환한 후 과전류 보호용 퓨즈를 통해 부하측으로 전원을 공급하기 위한 변압기에 있어서, 상기 전력공급 계통에서 상기 특고압 붓싱으로 입력되는 전원을 개폐하기 위한 특고압 전력용 스위치가 상기 변압기의 외측면에 돌출되게 설치되는 것을 특징으로 하는 개폐기가 구비된 지상변압기을 제공한다.

또한, 본 발명의 특고압 전력용 스위치는 지상변압기의 외부에 버튼이나 스틱을 설치함으로 전력을 개폐하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 개폐장치가 내장된 지상변압기의 외형도를 도시한 것이다.

지중 배전선로 전력공급 계통에서 저압으로 전력을 공급하는 지상변압기의 상부에 특고압 전원을 개폐할 수 있는 개폐스위치(46, 47)가 구비되어 별도의 지상개폐기가 필요 없이 전력의 공급을 차단 또는 부하전환 필요시 지상변압기 자체에서 개폐장치를 사용하여 특고압 전원을 개폐하는 것이다.

도면에서는 특고압 붓싱(40), 접지단자(41), 지상변압기 본체(42), 저압단자(43), 유면계(44), 유온계(45)를 나타내고 있다.

특고압 붓싱(40)는 다수의 HA 붓싱과 HB 붓싱이며, 다른 지상개폐기나 지상 변압기에 접속되며, 저압단자(43)는 특고압을 변압기 내부 코일의 권선비에 의해 저압으로 변압시켜 전력공급을 한다. 유온계(45)는 지상변압기의 내부온도를 파악 할 수 있으며, 유면계(44)는 지상변압기 내부 절연유의 유량을 측정하여 파악 할 수 있다.

본 발명에 따른 지상변압기의 내부에 구비된 개폐스위치(46, 47)는 지상변압기 HB측과 지상변압기 HA측에서 공급되는 전력을 차단 또는 연결할 수 있는 특고압 전원 개폐장치이다.

도 5는 본 발명의 개폐기가 취부된 지상변압기의 내부 회로도이다.

한류휴즈(Current Limit Fuse)(48)는 지상변압기의 단락사고 등의 내부고장시에 동작하여 변압기 1차측 배전선로로의 사고 파급을 억제하며 이중소자 휴즈(Bay-O-Net Fuse)(49)는 지상변압기 2차측 고장 및 과부하를 보호하는 기능을 가지고 있으며, 개폐스위치(46, 47)는 스위치 기능을 하는 것으로 특고압 전원을 지상변압기 HB측 붓싱과 지상변압기 HA측 붓싱으로 나뉘어져 차단 또는 연결을 하여 부하전환을 시키는 것이다.

도 6은 본 발명에 의한 개폐장치가 내장된 지상변압기(52)를 사용하여 저압전력을 공급하는 것이다.

변전소(50), 전력공급 계통(51), 지상변압기(52), 저압공급 수용(53) 등으로 이루어 진다.

변전소(50)에서 인출되는 전력은 지중배전선로 전력공급 계통(51)을 거쳐서 전력공급 계통에서 저압(220/380V)으로 전력 공급을 위해 본 발명의 개폐장치가 내장된 지상변압기(52)를 구비하면 전력 공급이 가능하여 종래에 사용하던 별도의 지상개폐기를 줄 일 수 있어서 대폭적인 예산절감과 설비의 단순화가 이루어진다.

개폐장치가 내장된 지상변압기(52)를 사용하여 저압전력(220V/380V)을 공급하는 동작을 설명하면 다음과 같다.

변전소(50)에서 공급되는 전력이 지중 배전선로 전력공급계통(51)을 통하여 개폐기와 지상변압기를 거쳐 수용자에게 저압(220V/380V)을 공급하는 본 발명의 지상변압기(52)에는 개폐장치가 내장되어 있어 고가인 지상개폐기의 설치비용을 줄일 수 있으므로 비용을 대폭 절감할 수 있으며, 전력공급에 이상 발생시 정상적으로 운영중인 지상변압기(52)는 차단하지 않고 고장난 지상변압기(52)로 공급되는 선로만을 차단하여 점검할 수 있으므로 안정된 전력을 공급하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 저압전력을 공급시 지상변압기에서 고장이나 점검이 발생할 경우 자체의 개폐장치를 사용하여 전력공급을 차단 또는 공급할 수 있으므로 다른 전원 공급선로에는 영향을 미치지 않아 안정적으로 전력공급을 할 수 있으며, 별도의 지상개폐기가 필요 없어 설치비용을 대폭적으로 절감하게 되는 것이다.

이상과 같이, 종래의 지중 배전선로 전력공급 계통에서는 저압(220V/380V)으로 전력을 공급시 지상변압기 1대와 지상변압기를 개폐하는 지상개폐기 1대가 별도로 필요하였으나 본 발명에 의하면 개폐장치를 내장한 지상변압기 1대만으로 전력공급이 가능하여 종래의 전력개폐를 위하여 설치한 지상개폐기의 자재비와 설치비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 설비 단순화는 물론 고장시 부하전환을 위한 다른 지상개폐기 조작이 불필요하여 고장복구의 시간을 단축시킬 수 있고 고장난 지상변압기만을 개폐하여 복구할 수 있으므로 전력개폐를 위한 부하전환 등을 위하여 정상 동작 중인 지상변압기의 휴·정전을 예방할 수 있어 안정적 계통운영과 전력공급의 신뢰도 향상에도크게 기여할 뿐 아니라, 휴전 및 정전이 없이도 전력케이블의 열화측정이 가능하며, 작업능률 향상과 차단능력 향상으로 지상변압기 고장감소 및 수명연장으로 설비운영의 최적화와 설비관리의 효율성을 제고하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 전력공급 계통으로부터 공급되는 특고압 전력을 특고압 붓싱을 경유하여 저압으로 변환한 후 과전류 보호용 퓨즈를 통해 부하측으로 전원을 공급하기 위한 변압기에 있어서,

   상기 전력공급 계통에서 상기 특고압 붓싱으로 입력되는 전원을 개폐하기 위한 특고압 전력용 스위치가 상기 변압기의 본체에 돌출되게 설치되는 것을 특징으로 하는 개폐기가 구비된 지상변압기.
3. 삭제
4. 제 2항에 있어서,

   상기 특고압 전력용 스위치는 상기 지상변압기의 외부에 버튼이나 스틱으로 구비되어 전력을 개폐하는 것을 특징으로 하는 개폐장치가 내장된 지상변압기.