KR100737402B1 - Apparatus for Evaluating Burden of a Voltage Transformer using a Decade Resistor and Evaluating Method therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피측정 전압변성기의 2차측에 연결된 가변 저항기를 이용하여 전압변성기의 비오차와 위상각 오차의 변화를 측정함으로써 이동이 간편하고 현장 조건에 부합하는 전압변성기(voltage transformer, VT)의 부담 평가장치 및 이를 이용한 전압 변성기용 부담의 평가방법에 관한 것으로서, 기준 전압변성기와 피측정 전압변성기의 1차측에 동일한 고전압이 공급되도록 기준 전압변성기(40)와 피측정 전압변성기(50)를 병렬로 연결하며, 피측정 전압변성기(50)의 2차측에 저항부담(Zb)(65)를 병렬로 연결하며, 피측정 전압변성기의 2차측에 직렬로 가변 저항기(70)를 연결하고, 두 전압변성기(40, 50)의 2차측 전압들을 비교하도록 전압 변성기 비교 측정장치(60)가 연결된 구성을 취함으로써 작고 무게가 가벼운 가변 저항기를 산업체로 가져가서 쉽게 현장에서 전압변성기용 부담을 평가할 수 있을 뿐만 아니라, 측정의 정확도가 크게 향상될 수 있고 이러한 정확도를 용이하게 평가할 수 있다.The present invention uses a variable resistor connected to the secondary side of the voltage transformer under measurement to measure the variation of the voltage transformer's non-error and phase angle error so that the burden of a voltage transformer (VT) that is easy to move and meets field conditions is met. An evaluation apparatus and a method for evaluating a load for a voltage transformer using the same, wherein the reference voltage transformer 40 and the voltage transformer under test 50 are supplied in parallel so that the same high voltage is supplied to the primary side of the reference voltage transformer and the voltage transformer under measurement. The resistance load (Z b ) 65 connected in parallel to the secondary side of the voltage transformer under measurement 50, the variable resistor 70 is connected in series to the secondary side of the voltage transformer under measurement, and the two voltages The voltage transformer comparator 60 is connected to compare the secondary side voltages of the transformers 40 and 50 so that a small, light weight variable resistor can be brought to the industry and easily As well as to evaluate the load for the voltage transformer, it is possible that the accuracy of the measurement can be greatly increased, and these easily evaluate the accuracy.
전압변성기, 위상각 오차, 비오차, 비교기, 가변 저항기, 부담, 운반성Voltage Transformer, Phase Angle Error, Non Error, Comparator, Variable Resistor, Burden, Carrier
Description
도 1은 본 발명의 이론적 배경과 관련되는 전압변성기의 특성과 부담의 관계를 설명하기 위한 회로도,1 is a circuit diagram for explaining the relationship between the characteristics of the voltage transformer and the burden related to the theoretical background of the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 가변 저항기를 사용한 전압변성기용 부담 평가장치의 회로적 구성을 나타내는 도면,2 is a view showing a circuit configuration of a load evaluation device for a voltage transformer using a variable resistor according to the present invention;
도 3a, 3b는 본 발명에 따라 측정된 전압변성기의 비오차와 위상각 오차 측정 결과를 나타내는 그래프들,3a and 3b are graphs showing the results of measurement of the error and phase angle error of the voltage transformer measured according to the present invention;
도 4a, 4b는 본 발명에 따라 측정된 비오차와 위상각 오차의 유효성을 나타내는 그래프도이다.4A and 4B are graphs showing the validity of the error and phase angle error measured according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
20 : 1차측 코일,20: primary side coil,
30 : 2차측 코일,30: secondary side coil,
40 : 기준 전압변성기,40: reference voltage transformer,
50 : 피측정 전압변성기,50: voltage transformer to be measured,
65 : 전압변성기용 부담,65: burden for the voltage transformer,
70 : 가변 저항기.70: variable resistor.
본 발명은 전압변성기(voltage transformer, VT)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피측정 전압변성기의 2차측에 연결된 가변 저항기를 이용하여 전압변성기의 비오차와 위상각 오차의 변화를 측정함으로써 이동이 간편하고 현장 조건에 부합하는 가변 저항기를 사용한 전압변성기용 부담 평가장치 및 이를 이용한 평가방법에 관한 것이다. The present invention relates to a voltage transformer (VT), and more particularly, by using a variable resistor connected to the secondary side of the voltage transformer under measurement, by measuring the variation of the error and the phase angle error of the voltage transformer, the movement is simple. The present invention relates to a load evaluation device for a voltage transformer using a variable resistor that meets field conditions and an evaluation method using the same.
일반적으로 전압변성기는 상용 주파수의 교류 220 V 이상 345 kV 까지의 전압을 정밀 측정하기 위하여 고전압을 낮은 전압으로 강하시키기 위하여 사용되는 것으로서, 1차측의 고전압을 2차측의 110 V로 강하시켜 2차측 전압을 정밀 측정하고 이를 변환비로 환산하여 1차측의 고전압을 안전하고 정확하게 측정하기 위한 것이다.In general, voltage transformers are used to drop high voltages to low voltages to precisely measure voltages ranging from AC 220 V to 345 kV at commercial frequencies, and drop the high voltages on the primary side to 110 V on the secondary side. This is to measure the high voltage on the primary side safely and accurately by precisely measuring and converting it into conversion ratio.
이러한 전압변성기의 2차측에는 주로 전압계나 전력량계의 전압입력 단자를 연결하여 1차측의 고전압을 측정하거나 전력량을 계량하는 데 사용되는 데, 최근에는 발전회사와 전력거래소가 독립적으로 운영되고 있어서 전기의 공급 및 유통 단계에서 전력량의 정확한 계량이 요구되고 있는 실정이며, 이러한 전력량 계량의 정확도는 전압변성기의 변환비, 즉 비오차의 정확도에 좌우된다.The secondary side of the voltage transformer is mainly used to measure the high voltage of the primary side or to measure the amount of electricity by connecting the voltage input terminals of the voltmeter or the wattmeter. In recent years, the power company and the power exchange are operated independently to supply electricity. And accurate metering of the amount of power is required in the distribution phase, the accuracy of the amount of power metering depends on the conversion ratio of the voltage transformer, that is, the accuracy of the non-error.
전압변성기의 비오차와 위상각 오차는 2차측에 연결되는 부하의 임피던스와 동일한 조건의 부담(Burden)을 연결한 상태로 전압변성기 비교장치를 이용하여 평가하며 전압변성기의 비오차와 위상각 오차는 부담값에 따라 달라진다. 따라서, 부담의 정밀한 측정은 전압변성기의 비오차 및 위상각 오차의 정밀 측정을 위해서 중요하다.The error and phase angle error of the voltage transformer are evaluated by using the voltage transformer comparator with the burden of the same condition as the impedance of the load connected to the secondary side. It depends on the burden. Therefore, accurate measurement of the burden is important for the precise measurement of the error and phase angle error of the voltage transformer.
그런데 일반적으로 전압변성기를 생산하는 산업체나 교정시험기관에서는 전압변성기를 평가 또는 교정 시험하기 위하여 전압변성기 비교 측정장치(오차 측정장치)를 사용하여 피측정 전압변성기의 비오차(ratio error)와 위상각 오차(phase angle error)를 측정하며, 피측정 전압변성기는 오차의 등급에 따라 0.1 급, 0.2 급, 0.5 급, 1급 및 3급의 총 5개 등급으로 나누고 있으며, 상기의 등급에 따라 허용되는 오차는 각각 약 ±0.1 %, ±0.2 %, ±0.5 %, ±1 % 및 ±3 % 정도이다. However, in general, an industry or a calibration laboratory that produces a voltage transformer uses a voltage transformer comparison measuring device (error measuring device) to evaluate or calibrate the voltage transformer, and the error and phase angle of the voltage transformer to be measured. It measures the phase angle error, and the voltage transformer to be measured is divided into five grades, class 0.1, class 0.2, class 0.5,
전압변성기 비교 측정장치는 앞서 언급한 ±3% 범위까지 오차를 정확하게 측정할 수 있어야 하나, 전압변성기 비교 측정장치는 작은 범위의 오차를 갖는 피측정 전압변성기의 오차는 비교적 정확하게 측정할 수 있는데 반해, 큰 범위의 오차를 갖는 피측정 전압변성기를 측정함에서는 정확한 측정이 어렵다.The voltage transformer comparator must be able to accurately measure the error to the aforementioned ± 3% range, whereas the voltage transformer comparator can measure the error of the voltage transformer under measurement with a relatively small range of error. Accurate measurement is difficult when measuring the voltage transformer under measurement with a large range of errors.
한편, 도 2는 종래 업계에서 사용되고 있는 전압 변성기 비교 측정 시스템 의 구성도를 나타낸 것인 데, 기준 전압변성기(40)와 피측정 전압변성기(50)의 1차측에 동일한 전압을 병렬로 공급하고, 두 전압변성기(40, 50)의 2차측 전압들을 전압 변성기 비교 측정장치(60)를 이용하여 비교하도록 구성하고 있다.On the other hand, Figure 2 shows the configuration of the voltage transformer comparison measuring system used in the prior art, the same voltage is supplied in parallel to the primary side of the
이러한 구성에서 전압변성기 비교 측정장치(60)를 사용하여 피측정 전압변성기(50)의 비오차와 위상각 오차를 측정하는데, 두 전압변성기(40, 50)의 2차측 전 압들을 비교하여 비오차와 위상각 오차 다이얼로 평형을 맞추어 피측정 전압변성기(50)의 비오차와 위상각 오차를 측정하는 것이다. 통상 국내에서 활용되고 있는 전압변성기 비교 측정장치(60)는 모두 외국회사의 제품으로 미국의 놉(Knopp)사, 스위스의 테텍스(Tettex)사, 일본의 소켄(Soken)사 등이고 측정원리와 방법은 서로 유사하다. In this configuration, the
그러나, 위에서 언급한 산업체 등에서 활용되고 있는 전압변성기 비교 측정시스템은 크기가 크고, 무거워서 운반하기가 힘들 뿐만 아니라, 제품의 품질관리 및 교정시험용으로 빈번히 사용되기 때문에 이 장치를 교정시험기관으로 운반하여 성능을 평가(교정)받기는 거의 불가능하다.However, the voltage transformer comparison measurement system used in the above-mentioned industries is large and heavy, and it is difficult to carry, and is frequently used for quality control and calibration test of the product. It is almost impossible to get a correction.
이러한 이유에서 산업체의 전압변성기 비교 측정시스템의 평가를 위해서는 이동이 용이한 현장용 표준기를 개발하여 이를 사업체에 가져가서 현장에서 직접 전압변성기 측정장치를 평가하는 방법이 절실히 요구된다.For this reason, there is an urgent need for a method of evaluating a voltage transformer measuring device in the field by developing a mobile standard and bringing it to a business in order to evaluate an industrial voltage transformer comparison measuring system.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 작고 무게가 가벼운 가변 저항기를 산업체로 가져가서 쉽게 현장에서 측정장치를 평가할 수 있는 가변 저항기를 사용한 전압변성기용 부담 평가장치 및 이를 이용한 평가방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a first object of the present invention is to provide a voltage transformer with a variable resistor that can easily take a small and light weight variable resistor to an industry and evaluate the measuring device in the field. To provide a burden evaluation apparatus and an evaluation method using the same.
또한, 본 발명의 다른 목적은 측정의 정확도가 크게 향상될 수 있고 이러한 정확도를 용이하게 평가할 수 있는 가변 저항기를 사용한 전압변성기용 부담 평가장치 및 방법을 제공하는 것이다.Further, another object of the present invention is to provide an apparatus and method for evaluating a load for a voltage transformer using a variable resistor which can greatly improve the accuracy of the measurement and can easily evaluate the accuracy.
상기와 같은 본 발명의 목적들은, 기준 전압변성기와 피측정 전압변성기의 1차측에 동일한 고전압이 공급되도록 기준 전압변성기(40)와 피측정 전압변성기(50)를병렬로 연결하며, 피측정 전압변성기(50)의 2차측에 부담(Zb)(65)을 병렬로 연결하며, 피측정 전압변성기의 2차측에 직렬로 가변 저항기(70)를 연결하고, 두 전압변성기(40, 50)의 2차측 전압들을 비교하도록 전압 변성기 비교 측정장치(60)가 연결된 가변 저항기를 사용한 전압변성기용 부담 평가장치를 통하여 달성될 수 있다.Objects of the present invention as described above, the
또한, 본 발명에서는 상기와 같은 가변 저항기를 사용한 전압변성기용 부담 평가장치를 사용한 부담의 평가방법으로서, 기준 전압변성기와 피측정 전압변성기의 1차측에 동일한 고전압이 공급되도록 기준 전압변성기(40)와 피측정 전압변성기(50)를 병렬로 연결하며, 피측정 전압변성기(50)의 2차측에 부담(Zb)(65)을 병렬로 연결하며, 피측정 전압변성기의 2차측에 직렬로 가변 저항기(70)를 연결하고, 두 전압변성기(40, 50)의 2차측 전압들을 비교하도록 전압 변성기 비교 측정장치(60)가 연결된 전압변성기 부담 평가장치를 사용한 전압 변성기의 오차 평가방법으로서, In addition, in the present invention, as the method for evaluating the burden using the burden evaluation device for the voltage transformer using the variable resistor as described above, the
다음 식들에 따라 가변 저항기(70)의 저항을 변화시키면서 전압변성기의 오차를 평가하는 방법이 제공된다:A method is provided for evaluating the error of a voltage transformer while varying the resistance of the
(여기에서, RE0 는 부담이 없을 때의 비오차; REb는 부담 Zb가 있을 때의 비오차; Γ0는 부담이 없을 때의 위상각 오차; Γb는 부담 Zb가 있을 때의 위상각 오차; Z0 = R0 + jX0는 전압변성기의 누설 출력임피던스; Zb = Rb + jXb는 외부 부담의 임피던스; Gb = Rb/(R2 b + X2 b)는 부담의 컨덕턴스; Bb = Xb/(R2 b + X2 b)는 부담의 서셉턴스; Rs는 가변 저항기의 저항이다)Where RE 0 is the no-load error; RE b is the non-error when burden Z b is present; Γ 0 is the phase angle error when there is no burden; Γ b is when there is burden Z b Phase angle error; Z 0 = R 0 + jX 0 is the leakage output impedance of the voltage transformer; Z b = R b + jX b is the external burden impedance; G b = R b / (R 2 b + X 2 b ) Burden conductance; B b = X b / (R 2 b + X 2 b ) is the susceptibility of the burden; R s is the resistance of the variable resistor)
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
이하에서는 본 발명에 따른 가변 저항기를 이용한 전압변성기의 부담 평가장치를 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for evaluating the burden of a voltage transformer using a variable resistor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment.
도 2는 본 발명에 따른 전압변성기 부담 평가장치의 구성을 도시한 도면으로서, 본 발명에서는 종래의 전압변성기 비교장치의 구성에 부가하여 가변 저항기를 피측정 전압변성기의 2차측에 직렬로 연결시킴을 특징으로 한다.2 is a diagram showing the configuration of the voltage transformer burden evaluation apparatus according to the present invention. In the present invention, in addition to the configuration of the conventional voltage transformer comparator, the variable resistor is connected in series to the secondary side of the voltage transformer under measurement. It features.
이러한 본 발명은 가변 저항기를 이용한 전압 변성기용 부담을 평가하는 것인데, 이의 측정 원리에 대해 먼저 간략하게 살펴보기로 한다. The present invention is to evaluate the burden for the voltage transformer using a variable resistor, the measurement principle thereof will be briefly described first.
우선, 본 발명에 따른 전압변성기의 비오차와 위상각 오차의 부담효과에 관한 이론적인 배경을 도 1과 관련하여 이하에서 설명하도록 한다. First, the theoretical background of the burden effect of the error and phase angle error of the voltage transformer according to the present invention will be described below with reference to FIG.
전압변성기는 철심에 1차 코일과 2차 코일을 감은 변압기의 일종이다. 내부오차가 전혀 없을 때, 2차측 저전압(Vs)에 대한 1차측 고전압(Vp)의 비는 2차측 권선수(n2)에 대한 1차측 권선수(n1)의 비와 같다. 그러나 실제는 전압변성기가 오차(δ)를 가지고 있기 때문에 식(1)과 같이 표현할 수 있다.A voltage transformer is a type of transformer with a primary coil and a secondary coil wound around an iron core. When there is no internal error at all, the ratio of the primary side high voltage Vp to the secondary side low voltage Vs is equal to the ratio of the primary side winding number n1 to the secondary side winding number n2. However, in practice, since the voltage transformer has an error δ, it can be expressed as Equation (1).
여기서 N은 전압변성기의 정격 변환비 혹은 권선비이다. 실제 전압변성기는 철심에 자기 포화 현상과, 1차측(20)과 2차측(30)에서 누설 임피던스가 발생하여 전압강하가 일어나기 때문에 비오차(ratio error; RE)와 위상각 오차(Γ)를 가지고 있다. Where N is the rated conversion ratio or winding ratio of the voltage transformer. The actual voltage transformer has a ratio error (RE) and a phase angle error (Γ) because a magnetic saturation phenomenon occurs in the iron core and a voltage drop occurs due to leakage impedance at the
도 1에 도시된 바와 같이, 임피던스(Zb)(35)인 부담(Zb)이 전압변성기에 연결되면, 전압변성기의 2차측(30)에 부담(Zb)이 연결되어 있을 때와 없을 때의 비오차(RE)와 위상각 오차(Γ)의 관계는 아래 식(2)와 식(3)과 같이 주어진다. 1, the impedance (Z b) (35) of burden (Z b) When connected to a voltage transformer, load on the
여기서, 각 인자들은 다음과 같다: Where each argument is:
RE0 : 부담이 없을 때의 비오차, RE 0 : Rain error when there is no burden,
REb: 부담 Zb가 있을 때의 비오차,RE b : Rain error when burden Z b ,
Γ0: 부담이 없을 때의 위상각 오차,Γ 0 : phase angle error without burden
Γb: 부담 Zb가 있을 때의 위상각 오차,Γ b : phase angle error when there is a burden Z b ,
Z0 = R0 + jX0: 전압변성기의 누설 출력임피던스,Z 0 = R 0 + jX 0 : Leakage output impedance of voltage transformer,
Zb = Rb + jXb: 외부 부담의 임피던스.Z b = R b + j X b : impedance of external burden.
Gb = Rb/(R2 b + X2 b): 부담의 컨덕턴스(conductance)G b = R b / (R 2 b + X 2 b ): Conductance of the burden
Bb = Xb/(R2 b + X2 b) : 부담의 서셉턴스(susceptance)B b = X b / (R 2 b + X 2 b ): Susceptance of burden
식(2)와 식(3)에서와 같이, 부담이 있을 때의 비오차와 위상각 오차는 부담 값에 따라 변한다. 부담값(Zb = Rb + jXb)의 측정에서 1% 오차는 비오차와 위상각 오차에서 1% 오차를 야기한다. 따라서 부담값의 정확한 측정은 전압변성기의 정확한 비오차와 위상각 오차를 얻기 위하여 중요하다.As in equations (2) and (3), the error and phase angle error when there is a burden vary with the burden value. The 1% error in the measurement of the burden value (Z b = R b + jX b ) causes a 1% error in the non-error and phase angle error. Therefore, the accurate measurement of the burden value is important to obtain the correct non-error and phase angle error of the voltage transformer.
본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 사용되는 전압변성기 비교측정 시스템의 회로적 구성에 가변 저항기를 더 추가 설치함을 특징으로 하는 바, 상기 가변 저항기는 직류저항과 교류저항의 저항비율이 0.1% 이하, 즉 Xs/Rs < 10-3 인 가변 저항기를 피측정 전압변성기의 2차측에 직렬로 연결하면(도 2의 70), 전압변성기용 부담을 더욱 정확하고 용이하게 측정할 수 있음에 착안하여 이루어진 것이다.In the present invention, as shown in Figure 2, characterized in that the variable resistor is further installed in the circuit configuration of the conventional voltage transformer comparison measurement system, the variable resistor has a resistance ratio of DC resistance and AC resistance By connecting a variable resistor of 0.1% or less, i.e., X s / R s <10 -3 in series with the secondary side of the voltage transformer under test (70 in Fig. 2), the burden for the voltage transformer can be measured more accurately and easily. It was made with attention to the existence.
따라서, 본 발명에서는 전압변성기의 부담 평가장치의 구성을 도 2 도시와 같이, 기준 전압변성기(40)와 피측정 전압변성기(50)의 1차측(20)에 동일한 고전압이 공급되도록 기준 전압변성기(40)와 피측정 전압변성기(50)를 병렬로 연결한다.Accordingly, in the present invention, as shown in FIG. 2, the configuration of the load evaluating apparatus for the voltage transformer is configured such that the same high voltage is supplied to the
또한, 피측정 전압변성기(50)의 2차측(30)에 부담(Zb)(65)을 병렬로 연결하며, 피측정 전압변성기(50)의 2차측(30)에 직렬로 가변 저항기(70)를 연결하고, 두 전압변성기(40, 50)의 2차측(30) 전압들을 비교하도록 전압 변성기 비교 측정장치(60)가 연결된 구성을 취하는 것이다.Further, the
이러한 구성을 취하는 경우의 전압변성기의 비오차(RE)와 위상각 오차는 다음과 같이 표현될 수 있다.In this case, the error (RE) and the phase angle error of the voltage transformer can be expressed as follows.
식(2)과 식(3)에서 Ro 는 Ro + Rs로 대체되어 식(4)과 식(5)로 나타낼 수 있는 것이다.In formulas (2) and (3), R o is R o Replaced by + R s , which can be represented by equations (4) and (5).
어떤 특정한 부담과 무 부담에서 식(4)와 식(5)의 REo , REb , b 가 상수이므로, 식(4)의 비오차, REb(Ro, Rs)와 식(5)의 위상각 오차, Γb(Ro, Rs)는 모두 가변 저항기의 저항값(Rs)에 비례한다. 따라서 Rs의 값을 변화시켜 가면서 측정한 REb(Ro, Rs)와 Γb(Ro, Rs)를 Rs의 1차 함수로 플로팅(plotting)하여 기울기를 얻으면 각 부담의 (REo-1)Gb 와 서셉턴스(Bb)가 된다. 이렇게 얻어진 컨덕턴스(Gb)와 서셉턴스(Bb)로부터 부담의 부담 값과 역률은 식(6)에 의해 얻어진다.RE o , RE b , in Eqs. (4) and (5) at any particular burden Since b is a constant, the error in equation (4), RE b (R o , R s ) and the phase angle error of equation (5), Γ b (R o , R s ) are both proportional to the resistance value R s of the variable resistor. Therefore going to change the value of R s measured RE b (R o, R s) and Γ b (R o, R s) to the floating (plotting) as a linear function of R s get the slope of each load ( RE o -1) G b and susceptance (B b ). The burden value and the power factor of the burden from the conductance G b and the susceptance B b thus obtained are obtained by equation (6).
여기서 Vb는 멀티미터를 이용하여 부담 양단의 전압을 측정하여 얻는다.Where V b is obtained by measuring the voltage across the load using a multimeter.
도 2의 본 발명의 전압변성기 부담 평가장치의 구성에 사용한 실제 설비는 미국 크놉(Knopp) 사의 제품으로 모델은 각각 WP-14000-4와 크놉(Knopp) KVTs이다. 사용한 피 측정 전압변성기는 일본 요코가와(Yokogawa)사의 모델 2261을 사용하였고, 1차측 전압이 440 V 이고, 2차측 전압은 110 V 로 유지하면서 측정하였다. 도 2에 도시한 바와 같이, 외부 부담(Zb)(65)는 전압변성기 2차측에 병렬로, Rs로 표기한 Gen Rad사의 가변 저항기(70)가 전압변성기 2차측에 직렬로 연결되어 있다.The actual equipment used in the construction of the voltage transformer burden evaluation apparatus of FIG. 2 is manufactured by Knopp, USA, and models are WP-14000-4 and Knopp KVTs, respectively. The to-be-measured voltage transformer was measured using a model 2261 manufactured by Yokogawa, Japan, while the primary voltage was 440V and the secondary voltage was maintained at 110V. 2, the external burden (Z b) (65) is in parallel to the voltage transformer secondary side, it is a Gen Rad's
본 발명의 구성에서는 직렬로 연결된 가변 저항기(70)의 저항을 변화시키면서(1 Ω에서 100 Ω사이) 피측정 전압변성기의 비오차와 위상각 오차를 측정한다. In the configuration of the present invention, the error and phase angle error of the voltage transformer under measurement are measured while varying the resistance of the
따라서, 본 발명은 또한 기준 전압변성기와 피측정 전압변성기의 1차측에 동일한 고전압이 공급되도록 기준 전압변성기(40)와 피측정 전압변성기(50)를 병렬로 연결하며, 피측정 전압변성기(50)의 2차측에 부담(Zb)(65)을 병렬로 연결하며, 피측정 전압변성기의 2차측에 직렬로 가변 저항기(70)를 연결하고, 두 전압변성기(40, 50)의 2차측 전압들을 비교하도록 전압 변성기 비교 측정장치(60)가 연결된 전압변성기 부담 평가장치를 사용한 전압 변성기의 오차 평가방법으로서, 위의 수학식들(4, 5)에 따라 가변 저항기(70)의 저항을 변화시키면서 전압변성기용 부담을 평가하는 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention also connects the
이하에서는 이러한 본 발명에 따라 비오차와 위상각 오차를 측정한 결과를 설명한다.Hereinafter, the results of measuring the error and phase angle error according to the present invention will be described.
도 3a 와 3b는 부담값 15VA, 역률 0.8, 60Hz, 110V에서의 비오차와 위상각 오차의 측정결과를 그래프로 나타내었으며, 여기서 2차측이 개방되어 있는 무 부담일때 측정된 피측정 전압변성기의 비오차 REo= 0.178 % 이고, 도 3a에서 그려진 직선 A + Bx 에서 기울기는 식(4)에 의해 (REo-1)Gb 이다. 따라서 부담의 컨덕턴스를 구할 수 있다. 식(5)에 따라 도 3b에서 플로팅된 직선 A + Bx 에서 기울기 B가 부담의 서셉턴스(Bb)임을 알 수 있다. 위와 같은 방법으로 부담 값 1.25 VA, 2.5 VA, 5 VA, 10 VA에서 측정한 부담의 컨덕턴스(Gb)와 서셉턴스(Bb)의 측정결과를 정리하여 15 VA의 결과와 함께 표 1의 2번째와 3번째 열에 각각 나타내었다. 부담의 부담값과 역률은 식(6)에 의해 구할 수 있고, 상기범위에서 구한 부담 값과 역률을 정리하여 표 1의 마지막 두 열에 나타내었다.3A and 3B are graphs of the measurement results of the error and phase angle error at 15VA, power factor 0.8, 60Hz, and 110V, where the ratio of the measured voltage transformer measured when the secondary side is open is unburdened. The error RE o = 0.178% and the slope in the straight line A + B x drawn in FIG. 3A is (RE o -1) G b by equation (4). Therefore, the conductance of the burden can be obtained. It can be seen that the slope B is the susceptance B b of the burden in the straight line A + B x plotted in FIG. 3B according to equation (5). The results of the measurement of the conductance (G b ) and susceptance (B b ) of the burdens measured at 1.25 VA, 2.5 VA, 5 VA, and 10 VA in the same way are summarized together with the results of 15 VA. The first and third columns are shown respectively. The burden value and the power factor of the burden can be obtained by Equation (6). The burden values and the power factor obtained in the above ranges are collectively shown in the last two columns of Table 1.
한편, 도 4a, 도 4b는 본 발명의 전압변성기 부담 평가장치를 이용한 부담의 부담값과 역률을 측정할 수 있는 기술의 유효성을 검증하기 위해 실험적으로 구축한 전력 측정기를 이용한 부담 자동 평가시스템으로 직접 측정한 값과 비교한 결과를 나타낸 그래프인 데, 도면에서 y축 값은 다음과 같이 정의되는 상대 오차(Relative error)이다.On the other hand, Figure 4a, Figure 4b is a direct load automatic evaluation system using a power meter experimentally established to verify the validity of the technology that can measure the burden value and power factor of the burden using the voltage transformer burden evaluation apparatus of the present invention It is a graph showing the result compared with the measured value, the y-axis value in the drawing is a relative error (Relative error) is defined as follows.
세로 막대는 두 방법으로 측정한 값의 불확도인 바, 서로의 불확도에서 측정 결과가 일치함을 알 수 있어서 본 발명의 유효성을 확인할 수 있다. The vertical bar is the uncertainty of the values measured by the two methods, it can be seen that the measurement results are consistent with each other uncertainty can confirm the effectiveness of the present invention.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 전압변성기 부담 평가장치에 의하면, 작고 무게가 가벼운 가변 저항기를 산업체로 가져가서 쉽게 현장에서 측정장치를 평가할 수 있을 뿐만 아니라, 측정의 정확도가 크게 향상될 수 있고 이러한 정확도를 용이하게 평가할 수 있는 등의 효과가 달성된다.According to the voltage transformer burden evaluation apparatus according to the present invention described above, not only can a small and light weight variable resistor be brought to the industry, but also the measuring device can be easily evaluated in the field, and the accuracy of the measurement can be greatly improved. The effect of being able to easily evaluate is achieved.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.
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