KR100575242B1

KR100575242B1 - 전압 보상 장치

Info

Publication number: KR100575242B1
Application number: KR1020030017178A
Authority: KR
Inventors: 권기현; 정용호
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2006-05-02
Also published as: KR20040082586A

Abstract

본 발명은 전압 보상 장치에 관한 것으로, 특히 직렬 전압 보상 장치의 구성 요소 중 인버터의 용량을 줄이고, 줄어든 용량 만큼의 전력을 분담할 병렬 변압기를 사용하도록하여 제조 비용을 줄이는데 적당하도록 한 전압 보상 장치에 관한 것이다. 종래 직렬 전압 보상 장치는 구성요소인 인버터가 전압 변동에 의한 전압을 보상하기 때문에 보상 전압을 전제로 그 용량이 정해지므로 예상되는 전압 변동이 크다면 큰 용량의 인버터가 사용되어 비용이 대단히 증가하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 전원과 부하 사이에 1차측 단자들이 직렬 연결되는 직렬 변압기와; 상기 직렬 변압기의 2차측 단자들과 병렬 연결되는 바이패스 스위치와; 상기 바이패스 스위치의 일단과 일단에서 연결되는 인버터와; 상기 전원과 병렬 연결되며 2차측 단자들 중 하나가 상기 인버터의 타단과 연결되어 인버터와 전압 보상을 분담하는 병렬 변압기와; 상기 병렬 변압기의 2차측 단자들 중 나머지와 상기 바이패스 스위치의 타단 사이에 연결되는 스위치로 이루어지는 전압 보상 장치를 제공함으로써 전압 변동을 보상하기위한 인버터의 용량을 크게 줄일 수 있게 되고, 그에 따라 비용 역시 크게 줄어들게 되어 생산 비용을 낮추는 효과가 있다.

Description

전압 보상 장치{VOLTAGE COMPENSATION APPARATUS}

도1은 종래 직렬 전압 보상 장치의 회로.

도2는 본 발명 일 실시예의 회로.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 전원 2: 직렬 변압기

3: 바이패스용 사이리스터 스위치 4: 인버터

5: 부하 11: 전원

12: 병렬 변압기 13: 고압용 사이리스터 스위치

14: 저압용 사이리스터 스위치 15: 인버터

16: 직렬 변압기 17: 바이패스용 사이리스터 스위치

18: 부하

본 발명은 전압 보상 장치에 관한 것으로, 특히 직렬 전압 보상 장치의 구성 요소 중 인버터의 용량을 줄이고, 줄어든 용량 만큼의 전력을 분담할 병렬 변압기를 사용하도록 하여 제조 비용을 줄이는데 적당하도록 한 전압 보상 장치에 관한 것이다.

계통에 단락이나 지락과 같은 사고가 발생하면 인접한 계통에 전압 꺼짐(Voltage Sag)이나 전압 부품(Voltage Swell) 같은 전압 변동이 발생하게 된다. 이를 방지하기위하여 계통에 직렬로 보상 장치를 구비하여 이러한 전압의 변동을 보상한다. 상기 직렬 전압 보상 장치는 변압기와 인버터 및 인버터의 사용을 결정하는 바이패스 스위치로 구성되어 있다.

도 1은 종래 직렬 전압 보상 장치의 회로도를 나타낸 것으로, 도시한 바와 같이 교류 전원(1)으로 부터 인가되는 전원과 부하(5) 사이에 직렬 변압기(2)의 1차측 단자들이 직렬로 연결되어 있다. 그리고 상기 직렬 변압기(2)의 2차측 단자들에 인버터(4)가 연결되어 있으며, 그 사이에 상기 직렬 변압기(2)의 2차측 단자들과 인버터(4)에 병렬로 바이패스용 사이리스터(Thyristor) 스위치(3)가 연결되어 있다.

즉, 전원(1)과 부하(5) 사이에 직렬 변압기(2), 바이패스용 사이리스터 스위치(3), 그리고 인버터(4)로 이루어진 직렬 전압 보상 장치를 직렬로 연결하고, 상기 인버터(4)가 직렬 변압기(2)를 통해 전압 변동을 보상하도록 한다.

만일 전압이 안정적으로 부하(5)에 공급되고 있는 경우 바이패스용 사이리스터 스위치(3)는 통전되며, 그로인해 상기 인버터(4)는 동작하지 않는다. 즉, 상기 직렬 변압기(2)에서 전압 강하가 발생하지 않으므로 전원(1)은 직접 부하(5)에 전달된다.

그러나, 전압이 지락이나 단란등으로 급격히 변동하는 경우 상기 직렬 전압 보상 장치는 이를 감지하여 인버터(4)를 동작시키고, 이와 연결된 직렬 변압기(2)가 보상 전압을 생성하게 된다. 이를 통해 부하(5)에 공급되는 전원은 정상적으로 보상된다.

상기 인버터(4)의 용량은 부하 용량과 보상 하고자 하는 전압의 크기에 따라 결정되기 때문에 사고로 인해 발생할 수 있는 전압 변동이 큰 경우 큰 용량의 인버터(4)를 적용해야 한다. 비교적 고가인 인버터는 용량이 증가됨에 따라 비용이 상승하게 된다.

상기한 바와 같이 종래 직렬 전압 보상 장치는 구성 요소인 인버터가 전압 변동에 의한 전압을 보상하기 때문에 보상 전압을 전제로 그 용량이 정해지므로 예상되는 전압 변동이 크다면 큰 용량의 인버터가 사용되어 비용이 대단히 증가하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 직렬 전압 보상 장치에 병렬 변압기를 부가하는 것으로 보상 전압을 인버터와 분담하도록 하여 인버터의 용량을 줄일 수 있어 비용이 크게 줄어들도록 한 전압 보상 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예는, 전원과 부하 사이에 1차측 단자들이 직렬 연결되는 직렬 변압기와; 상기 직렬 변압기의 2차측 단자들과 병렬 연결되는 바이패스 스위치와; 상기 바이패스 스위치의 일단과 일단에서 연결되는 인버터와; 상기 전원과 병렬 연결되며 2차측 단자들 중 하나가 상기 인버터의 타단과 연결되어 인버터와 전압 보상을 분담하는 병렬 변압기와, 여기서 상기 병렬 변압기의 2차측은 인버터와 다양하게 보상전압을 분담하기 위해서 상이한 권선비의 다수의 탭들을 구비하며; 상기 탭들에 대응하는 개수로 구비되고, 상기 탭들과 상기 바이패스 스위치의 타단 사이에 연결되어 보상 전압에 따라 상기 인버터와 적절한 보상전압을 분담하기 위해 선택적으로 스위칭될 수 있는 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 일 실시예의 회로도를 나타낸 것으로, 도시한 바와 같이 종래의 직렬 전압 보상 장치에 병렬로 변압기(12)가 연결되어 있다.

상기 병렬 변압기(12)는 상기 종래의 직렬 전압 보상 장치를 이루는 직렬 변압기(16)와 인버터(15)에 병렬로 연결되어 상기 인버터(15)가 담당하는 보상 전압을 분담하게 된다.

이제, 상기 일 실시예의 구성을 알아보면, 전원(11)과 부하(18) 사이에 1차측 단자들이 직렬 연결되는 직렬 변압기(16)와; 상기 직렬 변압기(16)의 2차측 두개 단자들과 병렬 연결되는 바이패스 사이리스터 스위치(17)와; 상기 바이패스 사이리스터 스위치(17)의 일단과 일단에서 연결되는 인버터(15)와; 상기 전원(11)과 병렬 연결되며 2차측 단자들 중 하나가 상기 인버터(15)의 타단과 연결되어 인버터(15)와 전압 보상을 분담하는 병렬 변압기(12)와; 상기 병렬 변압기(12)의 2차측 단자들 중 나머지 및 권선 중간에 연결된 탭들과 상기 바이패스 사이리스터 스위치(17)의 타단 사이에 각각 하나씩 연결되는 전압별 사이리스터 스위치들(13, 14)로 이루어진다.

상기 전압별 사이리스터 스위치들(13, 14) 중 병렬 변압기(12)의 탭과 연결 된 사이리스터 스위치(14)는 저압용 스위치이고, 병렬 변압기(12)의 단자와 연결된 사이리스터 스위치(13)는 고압용 스위치이다. 당연하게도, 상기 병렬 변압기(12)에는 다수의 탭들이 형성될 수 있으며, 각각에 사이리스터 스위치들이 연결될 수 있다.

이제, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명 일 실시예의 구동 방법을 설명하도록 한다.

상기 전원(11)에서 정상적으로 부하(18)에 전력을 공급하는 경우 고압용 사이리스터 스위치(13)와 저압용 사이리스터 스위치(14)는 모두 오프 상태를 유지하고, 인버터(15)는 동작을 멈춘 상태를 유지하며 바이패스용 사이리스터 스위치(17)는 통전상태를 유지한다. 이와 같은 상태에서는 상기 전원(11)에서 전력이 직접 부하(18)로 전달되며, 상기 직렬 변압기(16)에 의한 전압 강하가 발생하지 않는다.

만일 전압 이상이 발생하고, 해당 전압 이상으로 인한 전압 변동이 큰 경우 상기 바이패스용 사이리스터 스위치(17)가 오프되고, 고압용 사이리스터 스위치(13)가 통전하면서 높은쪽의 전압이 상기 병렬 변압기(12)에 걸리게 된다. 이 경우 저압용 사이리스터 스위치(14)는 계속하여 오프 상태를 유지한다. 그리고, 직렬로 연결된 인버터(15)에서 나머지 전압을 보상하게 되면 부하(18)측에 정상적인 전압이 공급되게 되며, 인버터(15)는 병렬 변압기(12)에서의 전압을 제외한 나머지 전압을 보상하게 되므로 용량이 작아질 수 있다.

전압 이상이 작은 경우 바이패스용 사이리스터 스위치(17)가 오프되고 고압용 사이리스터 스위치(13)는 오프 상태를 유지하며, 저압용 사이리스터 스위치(14) 가 온되어 통전하게 된다. 그리고, 나머지 전압을 인버터(15)에서 공급하면 부하(18)에 정상적인 전압이 공급된다.

상기 실시예에서는 단순히 고압과 저압의 2가지로 나누어 병렬 변압기(12)가 담당할 전압을 조절했지만, 이를 좀더 세분하여 많은 탭들을 연결하여 병렬 변압기(12)가 담당할 전압 조절을 세밀하게 실시할 수 있다. 하지만, 비용 발생과 효율적인 동작을 절충하여 적절한 정밀도로 병렬 변압기(12)에 걸리는 전압을 조절하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 인버터(15)가 전압이상으로 발생하는 전압을 모두 담당하는 것이 아니기 때문에 상기 병렬 변압기(12)가 담당할 전압에 해당하는 만큼 용량을 줄일 수 있어 비교적 고가인 인버터(15)의 용량을 줄일 수 있고, 그로인해 제품의 가격을 낮출 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명 전압 보상 장치는 직렬 변압기와 인버터로 구성된 직렬 전압 보상 장치에 병렬 변압기를 부가하는 것으로 보상 전압을 인버터와 분담하도록 함으로써 전압 변동을 보상하기위한 인버터의 용량을 크게 줄일 수 있게 되고, 그에 따라 비용 역시 크게 줄어들게 되어 생산 비용을 낮추는 효과가 있다.

Claims

전원과 부하 사이에 1차측 단자들이 직렬 연결되는 직렬 변압기와; 상기 직렬 변압기의 2차측 단자들과 병렬 연결되는 바이패스 스위치와; 상기 바이패스 스위치의 일단과 일단에서 연결되는 인버터와; 상기 전원과 병렬 연결되며 2차측 단자들 중 하나가 상기 인버터의 타단과 연결되어 인버터와 전압 보상을 분담하는 병렬 변압기와, 여기서 상기 병렬 변압기의 2차측은 인버터와 다양하게 보상전압을 분담하기 위해서 상이한 권선비의 다수의 탭들을 구비하며; 상기 탭들에 대응하는 개수로 구비되고, 상기 탭들과 상기 바이패스 스위치의 타단 사이에 연결되어 보상 전압에 따라 상기 인버터와 적절한 보상전압을 분담하기 위해 선택적으로 스위칭될 수 있는 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전압 보상 장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 사용되는 모든 스위치들을 사이리스터쌍으로 이루어진 사이리스터 스위치들인 것을 특징으로 하는 전압 보상 장치.