KR100662077B1

KR100662077B1 - 수배전반의 전력보호 장치

Info

Publication number: KR100662077B1
Application number: KR1020050041290A
Authority: KR
Inventors: 이종애
Original assignee: 보문전기 주식회사
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-12-27
Also published as: KR20060118872A

Abstract

본 발명은 수배전반의 한 면을 이용하여 전력 보호용 기기를 수용할 수 있도록 하는 통합형 전력 보호용 변성기에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 1차측 전원라인과 2차측 부하측라인 사이에 한류형 전력퓨즈를 통하여 계기용 변류기 내장형 계기용 변성기를 직렬 연결하고, 상기 한류형 전력퓨즈의 전단에 전력퓨즈가 구비된 계기용 변압기를 병렬 연결하므로서 이루어지는 것으로, 수배전반의 한 면에 수용되는 것이다.

수배전반, 변성기, 전력퓨즈, 변류기, 변압기

Description

수배전반의 전력보호 장치{Power protection device of power receiving/switching boards}

도 1은 기존의 2면으로 구성된 수배전반의 구조도

도 2는 본 발명의 1면으로 구성된 수배전반의 구조도

도 3은 본 발명의 요부 정면도

도 4는 본 발명의 요부 측면도

도 5는 본 발명의 단선 결선도

도 6은 기존 대규모 수전설비와 본 발명 대규모 수전설비의 비교 결선도

도 7은 기존 소규모 수전설비와 본 발명 소규모 수전설비의 비교 결선도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 베이스 20 : 계기용 변압기

21 : 전력퓨즈 30 : 한류형 전력퓨즈

40 : 계기용 변성기 41 : 계기용 변류기

100,200,300 : 패널

본 발명은 수배전반의 한 면을 이용하여 전력 보호용 기기를 수용할 수 있도록 하는 수배전반의 전력보호 장치에 관한 것이다.

일반적으로 발전, 송전, 배전 계통을 보호, 제어 및 감시하기 위해서는 전력 보호용 기기의 사용이 필수적으로, 이러한 전력 보호용 기기의 설비에는 계기용 변성기 (MOF : Metering out fit), 계기용 변압기 (PT : Potential transformer), 계기용 변류기 (CT : Current transformer) 및 전력 퓨즈 (PF : Power fuse) 등이 사용된다.

계기용 변성기(MOF)는 전기 계기 또는 측정 장치와 함께 사용되는 전류 및 전압의 변성용기기로서 계기용 변압기(PT)와 계기용 변류기(CT)를 포함하며, 1차 측으로 입력되는 고전압 및 대전류를 2차 측에서 적산용 계량기가 측정 가능한 전압 및 전류 (AC 110 V, 5 A 이하) 로 변성하여 출력시키는 역할을 하게 되며, 전원 설비의 공사비로만 보면 계기용 변성기(MOF)가 차지하는 비율은 그리 크다고 할 수 없으나, 시중에서 판매되고 있는 계기용 변성기(MOF)의 단독 사용시에는, 전원 설비의 중요 설비 들인 전력 차단기능, 제어 설비 활용 등이 제 기능을 발휘할 수 없을 정도로 중요한 기기이다.

그리고 전력퓨즈(PF)는 고압 회로 및 기기의 단락 보호용 퓨즈로 소호방식에 따라 한류형과 비한류형으로 구분할 수 있으며, 차단기에 비해 가격이 저렴하고, 소형 및 경량이며, 또한 차단 용량 및 속도가 높고, 보수가 간단하다는 장점을 가진다. 그러나 기존의 전력 보호용 기기 설비에서는 위와 같은 계기용 변성기(MOF) 및 계기용 변압기(PT)와 계기용 변류기(CT) 그리고 전력퓨즈(PF) 등의 구획을 고려하여야 되었기 때문에, 수배전반의 면수를 2면 이상으로 수용하여 사용할 수밖에 없는 것이었다.

즉 기존 수배전 설비에서는 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 패널(100)에 전력퓨즈(110)와 계기용 변성기(120)를 설치하고, 또 다른 패널(200)에 전력퓨즈(210)와 계기용 변압기(220)를 설치하게 되어, 수배전 설비의 두 면 즉 두 개의 패널(100)(200)을 설치 사용하고 있는 실정이다.

본 발명은 수배전반의 한면을 이용하여 계기용 변성기, 계기용 변류기, 계기용 변압기, 전력퓨즈 등의 전력 보호용 기기를 수용할 수 있도록 하는 수배전반의 전력보호 장치에 관한 것으로, 전력 계측이나 전력 계통 보호, 전력량 측정이 가능하면서도 기존의 수배전반에 비해 그 면수가 절반으로 감소하기 때문에 비용 절감 및 설치 면적을 경감시킬 수 있는 것이다.

이러한 본 발명은 1차측 전원라인과 2차측 전원라인 사이에 한류형 전력퓨즈를 통하여 계기용 변류기 내장형 계기용 변성기를 직렬 연결하고, 상기 한류형 전력퓨즈의 전단에 전력퓨즈가 구비된 계기용 변압기를 병렬 연결하므로서 이루어지는 것으로, 수배전반의 한 면에 수용되는 것이다.

본 발명은 수배전반의 한 면을 이용하여 전력 보호용 기기를 수용하도록 하는 것으로, 전력퓨즈(21)가 구비된 계기용 변압기(20)를 1차측 전원단자(1)에 연결하는 한편 상기 1차측 전원단자(1)는 한류형 전력퓨즈(30)에 연결하고, 상기 한류형 전력퓨즈(30)에는 계기용 변류기(41)가 내장된 계기용 변성기(40)를 연결하며, 상기 계기용 변성기(40)에서 2차측 전원단자(2)가 연결되게 하나의 패널(300)을 구성한다.

즉 본 발명은 1차측 전원단자(1)와 2차측 전원단자(2) 사이에 한류형 전력퓨즈(30)와 계기용 변성기(40)를 직렬 연결하고, 상기 한류형 전력퓨즈(30)의 전단에서 계기용 변압기(20)를 병렬 연결하므로서 구성되는 것으로, 상기 계기용 변압기(20)와 계기용 변성기(40)의 계기용 변류기(41) 출력은 보호계전기 및 계측장치와 연결되고, 계기용 변성기(40)는 적산계량기와 연결한다.

본 발명은 계기용 변압기(20)가 베이스(10)에 고정되고, 그 하측으로 이격시켜 베이스(10)에 계기용 변성기(40)를 고정시키며, 1차측 전원단자(1)에 상기 계기용 변압기(20)를 연결하는 한편 한류형 전력퓨즈(30)의 일측(전원측)을 연결하고, 상기 한류형 전력퓨즈(30)의 타측(부하측)은 계기용 변성기(40)에 연결하여 수배전반의 패널(300)을 구성하도록 한다.

본 발명의 한류형 전력퓨즈(30)는 높은 아크저항을 발생하여 사고전류를 강제적으로 한류 억제해서 차단하는 퓨즈이며, 밀폐된 절연통 안에 퓨즈 엘리먼트와 규소 등의 소호제를 충전하여 밀폐한 구조를 갖는 것으로, 계기용 변압기(20)의 1차측에 설치되어 변압기 회로의 고장에 따른 계기용 변압기(20)의 보호 및 그 변압기 회로의 고장 전류를 차단하게 된다.

본 발명 계기용 변압기(20)의 1차측에 구비된 퓨즈(21)는 변압기 코일의 소손을 발생하는 고장전류의 유입을 차단하여 사고의 확대를 방지할 목적으로 설치 사용하는 것으로, 계기용 변압기(20)의 1차측에 통상 1A의 용량으로 설치하며, 이 퓨즈(21)는 계기용 변압기(20)를 보호하는 것이 목적이 아니고, 계기용 변압기(20)에 고장이 발생하였을 경우 퓨즈(21)가 즉시 끊어져 계기용 변압기(20)를 고압회로로부터 분리해주는 역할을 하게 된다.

본 발명의 계기용 변압기(20)는 특고압 전기를 직접 기기에 연결하여 사용할 수 없으므로, 특고압 전기를 저압으로 낮추어 저전압 계전기, 과전압 계전기 및 전압계나 전력계, 주파수계, 역률계 등 각종 보호 계전기 및 계측기용으로 사용할 수 있도록 하는 것으로, 디지털 전력 보호 제어기를 사용하여 각종 계측은 물론 과전압, 저전압 결상 등의 계전기 기능을 설치할 수 있다.

본 발명의 계기용 변류기(41)는 계기용 변압기(20)와 같은 원리를 갖고, 전류를 보거나 사용하기 위해 설치되는 기기로서, 고압회로의 대전류를 소전류로 낮추기 위해서 회로에 직렬로 접속하여 사용하게 되며, 배전반의 전류계, 전력계의 전류코일 및 과전류 계전기의 전류코일 전원으로 사용되는 것으로, 디지털 전력 보호 제어기를 사용하여 각종 계측은 물론 과전류, 접지전류 등의 계전기 기능을 설치할 수 있는 것이다.

본 발명의 계기용 변성기(40)는 고전압 대전류를 전력량계로 적산하기에는 곤란하므로, 한 용기 내에 3상 4선식의 경우 계기용 변압기 3대, 변류기 3대를 조합하여 고전압과 대전류를 저전압, 소전류로 비례 변성하여 최대 수요전력량계에 전달하여 주는 장치로서, 옥내 변전실 및 큐비클의 화재에 따른 파급 효과를 방지하기 위하여 몰드형 등 난연성 제품을 사용하는 추세이며, 계기용 변성기(40)의 기능 이외에 앞에서 설명한 계기용 변류기(41)의 기능을 후단에 내장하여 원가절감을 할 수 있다.

이러한 구성의 본 발명은 계기용 변압기(20), 계기용 변류기(41)와 각종 계기 및 계전기 또는 디지털 전력 보호 제어기를 사용하여, 전력 계통의 전류, 전압, 전력, 주파수, 역률 등을 측정하고, 과전압, 저전압, 결상, 과전류, 접지전류에 대해 계통을 보호하며, 한류형 전류퓨즈(30)를 통하여 전력 계통의 고장전류를 차단 할 수 있다.

따라서 본 발명의 2차 측에 설치된 주 변압기 (Main transformer) 를 보호할 수 있으며, 차후 여러 형태의 전력감시제어 장치로서의 보호계전기를 작동시킬 수 있는 기능 (CT, PT, MOF 내장) 을 보유할 수 있으며, 또한 본 발명은 25.8 KV 200 A 용으로 한국전력 선로 22.9 kV 라인에 사용되므로, 기기에 계기용 변성기(40)를 포함시켰고, 포함된 계기용 변성기(40)로 최대 수요 전력량계를 통하여 수용가에서 사용하는 적산전력량을 측정할 수 있다.

이러한 본 발명의 정격 전압은 25.8 KV, 정격 프레임 전류는 200 A, 정격 주파수는 60 Hz이고, 내장된 계기용 변류기(41)의 정격 전압은 25.8 KV, 정격 1차 전류는 5 ~ 200 A, 정격 2차 전류는 5 A, 과전류 강도는 150 IN ~ 12.5KA (5 ~ 15 A), 75 IN ~ 12.5KA (20 ~ 100 A), 40 IN ~ 12.5KA (75 ~ 200 A)이고, 내장된 계기용 변압기(20)의 정격 전압은 13200/110 V, 정격 용량은 200 VA, 정격 주파수는 60 Hz이고, 계기용 변성기(40)의 정격 전압은 13200/110 V, 정격 1차 전류는 5 ~ 200 A, 정격 2차 전류는 5 A, 과전류 강도는 150 IN (5 ~ 15 A), 75 IN (20 ~ 100 A), 40 IN (75 ~ 200 A), 정격주파수는 60 Hz를 갖게 된다.

이러한 본 발명은 디지털 보호계전기를 사용하여 저전압·과전압·과전류 · 접지전류가 동작하면 수전점 1차측 선로개폐기 및 진공차단기를 차단시킬 수 있도록 트립 회로를 구성할 수가 있으며, 이로 인하여 수용가측 기기 사고(고장)으로 인해 한전측 선로에 파급효과를 주지 않도록 할 수 있으므로 타수용가에도 지장을 주지 않게 할 수 있고, 특히 기존의 전력용 보호기기 제품보다 35% 이상 저렴한 가격으로 소규모 수전설비를 안전하게 보호 및 감시할 수 있어 국가전력사업에 미치는 긍정적인 영향 및 파급 효과가 큰 것이다.

본 발명은 수배전반의 1면으로 구성이 가능하므로, 기존의 전력 보호용 기기에 비해 그 설치 면적이 20%나 절감이 되고, 변전실 건축비도 20% 절감되며, 특히 배전반 설치비도 수배전반 2면으로 설계된 것을 1면으로 변경하여 설치하는 것이 가능하므로, 배전반 시설비를 35% 이하로 절감시킬 수 있다.

그리고 소규모 수전설비에서는 대규모 수전설비에 포함되는 계기용 트랜스, 계기용 변류기 기능이 없어 보호계전기 및 계측기기를 설치하지 못하였으나,본 발명에서는 디지털 보호계전기 및 계측기기를 이용할 수 있어, 소규모 수전설비에서도 주요기기의 보호, 제어, 측정, 고장 원인 분석 및 예방 진단이 되며 통신케이블을 이용하여 통합관리시스템 또한 구축할 수 있다.

Claims

수배전반에 있어서, 1차측 전원단자(1)에 한류형 전력퓨즈(30)의 1차 상부측을 연결하고, 상기 한류형 전력퓨즈(30)의 타측(부하측)과 2차측 전원단자(2) 사이에 계기용 변류기(41)가 내장된 계기용 변성기(40)를 연결하며, 상기 한류형 전력퓨즈(30)의 전단에서 전력퓨즈(21)가 구비된 계기용 변압기(20)를 병렬 연결하여 수배전반의 한 패널(300)에 설치한 것을 특징으로 하는 수배전반의 전력보호 장치.
수배전반에 있어서, 계기용 변압기(20)가 베이스(10)에 고정되고, 그 하측으로 이격시켜 베이스(10)에 계기용 변성기(40)를 고정시키며, 1차측 전원단자(1)에 상기 계기용 변압기(20)를 연결하는 한편 한류형 전력퓨즈(30)의 일측(전원측)을 연결하고, 상기 한류형 전력퓨즈(30)의 타측(부하측)은 계기용 변성기(40)에 연결하여 수배전반의 한 패널(300)을 구성하는 것을 특징으로 하는 수배전반의 전력보호 장치.