KR100546728B1 - 탭셀렉터의 모니터링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탭셀렉터를 모니터링하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 관련 모터구동으로부터 탭셀렉터에 수행되는 구동축의 토크는 전류 및 전압의 측정실효값으로부터 판단되며, 상기 토크는 명세서에서 상세히 설명될 여러가지 방법을 써서 대응하는 소정의 목표값과 비교된다. 이러한 비교 결과에 따라 추세 보고(trend statements)가 이루어지고, 편차가 커지면 즉시 모터구동의 스위칭 차단(switching-off)이 이루어진다.

Description

탭셀렉터의 모니터링 방법

본 발명은 탭셀렉터의 모니터링 방법에 관한 것으로, 탭셀렉터는 탭변압기(tapped transformer)에서 탭 사이의 연속 스위칭을 위해 사용된다.

이미 독일특허 제4214431호에는 특정 정보를 제공하는 대응 탭셀렉터가 결합된 모터구동(motorised drive)이 공지되어 있다. 이러한 정보는 탭세팅, 전환(changeover) 과정시 탭셀렉터의 실제 세팅, 각 상단부 및 하단부 세팅의 도달, 선택된 동작 모드 및 모터 회로차단기의 트립핑 등에 관한 것이다. 그러나, 이들 정보는 대응 탭셀렉터의 동작 능력을 모니터링하기에는, 즉 모니터링 기능을 얻기에는 충분하지 않다.

예컨데 다음과 같은 확실한 모니터링 기능을 유사하게 실현하는 TCS형의 마이크로프로세서 제어 전압조정기가 공지되어 있다(MR 라인하우센 GmbH의 출판물 참조 : 마이크로프로세서제어 전압조정기 TCS, 인쇄 VK 34/96 데-0896/1000).

· 병렬로 접속된 2개 변압기간의 회로 리액턴스 전류의 모니터링.

· 탭셀렉터의 과전류블록킹의 실현

· 부족전압 모니터링

· 안전 스위칭차단이 있는 과전압모니터링, 및

· 목표값 및 조정전압의 실제값 비교

그러나 이 예에서도, 대응 탭셀렉터의 동작상태를 직접 모니터링할 수 있는 데이터는 검출되지 않는다. 이 경우 전류와 전압만이 입력량으로 나타내며, 이들 값은 또 다른 데이터 및 데이터처리에 관한 특정한 방법을 쓰지 않고는, 동작상태에 대한 적절한 보고(statements)를 제공하지 못한다.

또한 일본 특허출원 JP-60-176213A에는, 실제 토크 추이에 대해 특정 목표토크를 세팅하기 위하여 모터구동에서 탭셀렉터로 유도하는 구동축의 토크를 검출하고 저장하는 것이 공지되어 있다. 그 후, 유사한 방법이 독일특허 DD 246 409에 기술되어 있으며, 이에 따르면 시간에 대한 토크 추이는 전환시 유사하게 측정되고, 그 결과는 각 탭셀렉터에 있어서 시간에 대한 전형적인 토크 추이와 비교된다. 이 경우 목표 추이와 실제 추이 사이에 허용 이상의 편차가 발생하면, 스위칭차단(switching-off)이 이루어진다. 그러나, 토크 검출의 곤란함으로 인해 과거에 이 방법이 실현되지는 않았다.

끝으로, 각각의 토크를 기계적 측정수단에 의해 직접 얻지 않고, 각 토크를 생성하는 구동모터의 유효전력을 검출함으로써 확인하는 방법도 이미 제안되었다. 그러나 이 방법 또한 과거에는 실현되지 않았다.

본 발명은 즉시 확인가능한 전기적 측정량에서 시작하여 탭셀렉터를 신뢰성 있게 모니터링할 수 있으며, 틀린 검출작용의 발생시 정상상태로부터의 이 편차에 적절하게 반응하는 탭셀렉터의 모니터링 방법을 기술하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 청구항 1 및 2에서 특징으로 하는 본 발명의 방법에 의해 충족되며, 2개의 방법은 동일한 목적에 대해 동등한 양자택일의 해결책으로서 이용될 수 있다. 종속항들은 특히 본 발명에 의한 방법의 유익한 개발에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 의한 방법은 부하전환의 전시간에, 즉 결합된 모터구동의 작동시 간단한 방법으로 탭셀렉터를 모니터링한다. 본 발명의 방법을 통하여 확인된 토크 추이에 따라 이들 토크 추이의 각 특정부분을 전환과정의 대응시간과 간단한 방법으로 결합시킬 수 있다. 따라서 프리셀렉터, 리버서(reverser), 파인셀렉터(fine selector) 및 부한전환스위치등과 같은 각각의 탭셀렉터 부품의 기능에 의해 모든 부하전환시 끌어낼수 있으며, 그 부품은 특정한 순서로 차례로 작동된다.

본 발명을 도면을 참조하며 다음에 더 상세히 설명한다.

먼저, 도 1을 상세히 설명한다.

각 탭셀렉터에 관계된 모터구성에 있어서 전류 및 전압의 실효값은 각 부하전환시 확인되며, 그것으로부터 유효전력이 공지의 방법으로 계산되며, 다시 그것에서 대응토크가 계산된다.

동시에 위치결정은 모터구동시 이루어진다.

즉 전환시 스위칭순서의 어떤 영역을 실제로 통과해 지나가는가를 확인한다.

또한 프리셀렉터, 셀렉터 및 부하전환스위치등의 각 부조립품이 통과해 지나가야될 전스위칭 순서 내에서 어떤 실제위치에 있는가가 유도된다.

위치검출은 계속적인 검출을 허용하는 각위치측정기(resolver)에 의해 특히 유리한 방법으로 달성된다.

계속하여, 청구범위 제1항에 기술된 본 발명의 제1방법에 따라, 한 쌍의 값(value pairs: 이하 '쌍값'으로 칭함)은 한편으로는 부하전환시 실제로 임의로 섬세히 계단모양으로 만든, 즉 래스터될 수 있는 각 위치에서 형성되고, 다른 한편으로는 이들 위치에서 각각 확인된 토크값에서 형성된다.

이들 확인된 쌍값은 이미 저장된 탭셀렉터의 특유한 쌍값, 목표값 및 제한값과 비교된다.

이 비교의 결과에 따라 특유의 상태보고가 생성된다.

또한 비교에 의해 각 대응된 실제 쌍값과 목표 쌍값이 일치하면, 통제되는 "OK" 보고가 생성된다.

상기 보고에서, 편차가 미리 설정된 한계값 내이거나 또는 쌍값의 동일한 사전설정값에 있으면, 탭셀렉터의 정상동작을 중단하지 않는 일정한 시점에 이행될 정비를 지시하는 보고가 발생된다.

방금 기술한 값을 초과하는 편차가 나타나면, 모터구동을 정지하라는 결함보고가 발생된다.

청구항 2에 기술된 본 발명에 의한 다른 방법은 제1방법과 동일한 과정을 가진다. 즉, 이 경우도 또한 전류 및 전압의 실효값을 확인하며, 위치결정은 이미 설명한 것과 같이 동시에 이루어진다.

다음 이 방법에 있어서는 대응토크의 관계는 부하전환시 커버된 회전각과 대응되며 시간적으로 이루어진다.

그 경우, 토크의 실제값은 예컨데 매 20 미리초(ms)간 일정한 단시간간격으로 생성되어 링버퍼에 저장된다.

다음 동기펄스장치에 의한 동기가 이루어진다.

그러한 동기펄스는 시점(t_syn)에서 부하전환진행시 이루어진 특별한 특성작용의 개시부터 발생된다.

부하전환스위치의 급작동을 트리거하는 힘저장장치의 트리거링은 이러한 동기펄스의 발생에 사용될 수 있다.

이에 따라 공지되어 있는 순간기록계의 원리에 의한 측정값 기록이 이루어진다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 장점을 상세히 설명한다.

도 2a는 부하가 전환하는 시간(t) 동안, 즉 부하 전환시 탭셀렉터가 커버하는 경로(s)에 대해서, 측정된 토크 추이를 나타낸다.

아래의 도 2b는 구동축의 반대회전방향, 즉 반대스위칭방향에서의 또 다른 측정된 토크 추이를 나타낸다.

그로부터 인식될 수 있는 것은 기어열에서의 기계적 공차, 소위 초기방리성토크(initial breakaway torque) 및 기타영향 때문에 시점(t_s)에서 모터구동의 개시 후 지점(t_o)에서 토크과정의 제1의 특성시점까지, 회전방향에 좌우되게 여러 상이한 시간이 발생한 것이다.

그럼으로 대응 과정(course)은 계속적인 측정없이는 비교할 수 없으며, 먼저 시간적으로 단일화되어야 한다.

이것은 이미 설명한 동기를 통하여 발생한다.

다음, 본 발명에 의한 제2의 방법에 있어서, 그와 같은 방법으로 동기된 토크 과정은 특징부분, 즉 윈도(window)로 분해된다.

그 경우 각 윈도는 각 경과전환절차의 특징부분에 상당한다.

예컨데 그러한 윈도는 프리셀렉터, 파인셀렉터 또는 부한전환스위치의 작동시간을 포함한다.

그 경우 각 윈도는 시간적으로 윈도의 시작과 끝을 고정하는 2개의 각 트정시점(t_o-t₁,t₁‥‥‥t_syn-t_n)에 의해 제한된다.

각 이들 윈도는 미리 저장된 특정목표값과 비교된다.

이 선택적 비교방법을 통하여 토크의 목표값과 실제값 사이의 편차, 즉 과오가 검출된 뿐 아니라, 발생된 과오는 그것을 일으킨 특정 부품에 할당시킬수 있다.

상기 과오 검출과는 별개로, 기계적 부품의 추세분석이 동시에 가능하다.

또한, 본 발명에 의한 양 방법에 의해 토크값 초과시 모터구동의 정지를 다른 기준과 관계없이 즉시 실현할 수 있게 토크에 대한 최대값을 미리 설정할 수 있는 것이 분명히 가능하다.

본 발명의 계속적인 발전에 있어서 본 발명의 방법에 또한 계속적으로 크기의 감시를 끌어넣는 것이 가능하며, 이것을 도 3에 도시하였다.

실제 모터동력의 전술한 검출, 그리하여 한편으로는 토크 그리고 다른편으로는 탭셀렉터의 위치검출에 추가하여, 부하전환스위치에 있는 절연매체의 측정온도, 일반적으로 또한 탭셀렉터의 셀렉터가 있는 변압기유 및 주위공기가 고려된다.

또한, 부하전환스위치의 접촉소선(contact burning)이 추가로 확인되어 그 소선모델을 통하여 동작상태의 결정을 위하여 판단이 내려진다.

본 발명의 본성을 도 4를 참조하여 재종합한다.

특성측정값, 여기서는 전류 및 전압값이 전환진행시 검출되며, 각 우세한 유효전류에 대한 정보가 그로부터 발생하여, 그리하여 실제토크가 생성된다.

다음, 목표값과의 비교 및 비교의 평가가 이루어져, 그 결과 여러 가지 우선순위를 알리는 데이터 또는 보고가 작성된다.

각 목표값으로부터 현저한 편차가 있는 경우에는, 예컨데 부하전환시 토크가 허용 절대목표값를 초과하면 즉각적인 스위치차단이 필요하게 된다.

그리고 즉시 안전을 문제로 하지 않는 위험하지 않은 영역에서는 신속한 정비를 추천하며, 예견된 사용수명을 암시하며 또는 기타 추위진술을 하는 데이터가 발표된다.

변전소에 설치된 변압기에 사용되는 탭셀렉터에 있어서, 본 발명에 의한 모니터링 방법을 채택함으로서, 부품의 결함동작시 즉시 스위칭을 중지할 수 있어 큰 사고를 미연에 방지할 수 있을뿐아니라, 안전이 문제되지 않은 영역에서는 정비 등의 요구데이터가 출현됨으로서 위험전에 장치의 정비를 할 수가 있다.

도 1은 청구항 1 및 2에 기술된 방법의 기초를 이루는 절차의 개략도이다.

도 2는 검출된 토크 추이의 전형적인 모습이며, a)와 b)는 각각 모터구동의 반대회전방향에서의 토크 추이를 나타낸다. 즉 하나는 "높은" 방향으로 탭셀렉터가 작동하는 경우를 나타내고, 다른 하나는 "낮은" 방향으로 탭셀렉터가 작동하는 경우를 나타낸다.

도 3은 부가적으로 고려해야 할 측정량 및 모델을 추가하여, 도 1을 확장한 또 다른 개략도이다.

도 4는 본 발명에 의한 방법에서 일반적으로 사용되는 모니터링 순서의 개략도이다.

Claims (5)

1. 탭셀렉터(tap selector)의 모니터링 방법에 있어서,

   상기 탭셀렉터의 작동에 의한 부하전환시, 결합된 모터 구동기의 구동 모터에서 전압 및 전류의 실효값을 측정하는 단계;

   상기 실효값으로부터 유효전력을 계산하고, 상기 유효전력으로부터 토크를 결정하는 단계;

   상기 탭셀렉터의 각각의 실제 설정 위치검출을 동시에 실행하는 단계;

   각각 결정된 상기 토크가 상기 토크에 상응하는 상기 탭셀렉터의 상기 위치와 연관되고, 상기 탭셀렉터의 상기 위치 및 상기 토크에 대응하는 한 쌍의 값(value pairs: 이하 '쌍값'으로 칭함)이 결정되는 단계;

   선택적으로 주위 측정온도에 따라 미리 저장된 목표값과 상기 쌍값을 비교하는 단계; 및

   상기 목표값과 상기 쌍값 사이의 편차가 미리 설정된 임계값을 초과한 경우, 상기 모터 구동기 및 상기 탭셀렉터를 정지하는 신호 또는 정비를 지시하는 신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,

   택셀렉터의 모니터링 방법.
2. 탭셀렉터의 모니터링 방법에 있어서,

   상기 탭셀렉터의 작동에 의한 부하전환시, 결합된 모터 구동기의 구동 모터에서 전압 및 전류의 실효값을 측정하는 단계;

   상기 실효값으로부터 유효전력을 계산하며, 상기 유효전력으로부터 토크를 결정하는 단계;

   상기 탭셀렉터의 각각의 실제 설정 위치검출을 동시에 실행하는 단계;

   시간에 따라 상기 토크 값을 저장하는 단계;

   특정시점(t_syn)에서 부하전환의 특정상태 도달시 생성되는 동기펄스에 의해 동기가 이루어지는 단계;

   상기 토크의 표준화된 추이 곡선이 상기 부하전환의 측정된 부분에 대응하는 시구간(t_o-t₁,t₁‥‥‥t_syn-t_n)으로 분류되는 단계;

   상기 시구간(t_o-t₁,t₁‥‥‥t_syn-t_n)의 상기 토크 값과 미리 저장된 특성목표값을 각각 비교하는 단계;

   상기 토크 값과 상기 특성목표값 아이의 편차가 미리 설정된 임계값을 초과한 경우, 상기 모터 구동기 및 상기 탭셀렉터를 정지하는 신호 또는 정비를 지시하는 신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,

   탭셀렉터의 모니터링 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   위치검출은 각 위치측정기에 의해 연속적으로 실시되는 것을 특징으로 하는,

   탭셀렉터의 모니터링 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   목표값과 실제값의 비교 단계에, 부하전환 스위치오일의 온도, 둘러싸고 있는 변압기 오일, 외부공기 및/또는 기계적 스위칭접촉의 접촉소선(contact burning) 등의 측정량이 추가로 평가되는 것을 특징으로 하는,

   탭셀렉터의 모니터링 방법.
5. 제2항에 있어서,

   상기 동기펄스는 힘저장장치의 트리거링시 생성되는 것을 특징으로 하는,

   탭셀렉터의 모니터링 방법.