KR100779219B1

KR100779219B1 - 리액터식 변압기의 역률개선회로

Info

Publication number: KR100779219B1
Application number: KR1020060082464A
Authority: KR
Inventors: 박염준; 이명환
Original assignee: 한일월드(주); 세이브씨티(주)
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2007-11-26

Abstract

본 발명은 리액터식 변압기 회로에 있어서, 1차코일의 후단과 2차코일이 접속되는 접속점과, 삼상(R,S,T)을 하나로 묶는 중성점(neutral)과, 상기 접속점과 상기 중성점에 병렬로 연결되는 콘덴서를 포함함을 특징으로 한다.

리액터식 변압기, 역률개선, 주권선, 여자권선

Description

리액터식 변압기의 역률개선회로{THE CIRCUIT OF REACTOR TRANSFORMER FOR IMPROVEMENT POWER FACTOR}

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 리액터식 변압기의 회로도.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 적용되는 파형의 예시도.

본 발명은 리액터식 변압기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리액터식 변압기의 역률을 개선하기 위한 회로에 관한 것이다.

일반적으로 변압기(Transformer)는 전기기기 중에 제일 많이 또한 제일 널리 사용되고 있는 기기이며 송전계통이나 배전계통의 일부로서 교류전압을 승압하거나 감압하여, 경제적인 송배전을 통하여 산업설비나 공장에 혹은 가정에 필요한 전압을 공급하는 용도로 사용된다.

상기 변압기의 종류로는 크게 단권변압기와 복권변압기로 구분되며 최근에는 상기 단권변압기와 복권변압기를 응용한 리액터식 변압기(REACTOR TRANSFORMER)가 개발되고 있는 추세이다. 상기 리액터식 변압기는 주권선(1차코일)의 코일의 방향과 여자권선(2차코일)의 코일의 방향을 반대로 감고 1차 전압을 인가하면 상기 주권선(1차코일)의 코일과 여자권선(2차코일)의 코일의 상관관계에 의하여 감압된 2차 전압을 발생시키는 변압기를 말한다.

일반적으로 변압기를 구동하면 상기 코일의 특성상 역률이 떨어지게 되어있는데 이는 코일의 주 특성인 인턱터스(L) 때문이다.

반면, 상기 리액턴스식 변압기에서는 외형적으로 2차 전압이 1차 전압에 비하여 일정전압의 감압된 형태로 운용됨으로 사용자는 이 같은 현상이 역률이 개선된 상태로 인식하게 된다.

그러나 역률이 일정조건 이하에서 운용되는 팬(fan), 펌프 및 컴프레셔 등과 같은 저역률 부하들을 상기 리액턴스식 변압기를 통하여 운용할 경우, 상기 리액턴스식 변압기를 통하여 전압이 일정하게 감압됨에도 불구하고 역률이 나쁘게 나타나고 상기 저역률 부하들의 유효전력은 오히려 증가하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 리액터식 변압기의 역률을 개선하기 위한 회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 리액터식 변압기 회로에 있어서, 1차코일의 후단과 2차코일이 접속되는 접속점과, 삼상(R,S,T)을 하나로 묶는 중성점 뉴트럴(neutral)과, 상기 접속점과 상기 중성점에 병렬로 연결되는 콘덴서를 포함함을 특징으로 한다.

하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 본발명의 일실시 예에 따른 상기 리액터식 변압기의 회로도이다. 상기 도 1을 참조하여 역률을 개선하기 위한 리액터식 변압기의 회로를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 역률을 개선하기 위한 리액터식 변압기의 회로는 일반적으로 스타(STAR)상이라 불리는 L상(10), 중성점인 N상(20), 주권선(1차코일)(30), 여자권선(2차코일)(40), 접속점(50) 및 콘텐서(60)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 L1,2상(10)은 R상, S상, T상중 어느 하나인 스타(star)상을 의미한다.

상기 N1,2상(20)은 뉴트럴(neutral)상으로 상기 R상, S상, T상을 하나로 묶는 중성점을 의미한다.

상기 주권선(30)은 1차코일이고 상기 여자권선(40)은 2차코일이다. 상기 주권선(30)과 상기 여자권선(40)은 인덕턴스 (L)의 특징을 포함하고 있음으로 도 2의 (b)와 같이 전압파형(303)은 전류파형(304)보다 90ㅀ 앞서는 파형특징을 갖는다.

또한 상기 리액터식 변압기에서 상기 1차코일과 2차코일은 반대방향으로 감 겨있다. 이는 2차 전압(70)을 감압하기 위함이다.

예를 들어 상기 주권선(1차코일)(30)이 시계방향으로 감겨있고 상기 여자권선(2차코일)(40)이 반시계방향으로 감겨져 있을 경우, 1차 전압(60)이 인가되면 2차 전압(70)은 감압되어 발생하고 상기 주권선(1차코일)(30)이 시계방향으로 감겨있고 상기 여자권선(2차코일)(40) 또한 시계방향으로 감겨져 있을 경우, 1차 전압(60)이 인가되면 2차 전압(70)은 승압되어 발생한다. 그리고 상기 주권선(1차코일)(30)에 감긴 코일의 개수와 상기 여자권선(2차코일)의 개수의 비례에 따라 상기 2차 전압(70)의 승압 또는 감압의 폭이 정해지게 된다.

상기 접속점(50)은 상기 주권선(1차코일)(30)과 여자권선(2차코일)(40)사이에 위치하여 상기 주권선(1차코일)(30)과 여자권선(2차코일)(40)이 접속되는 점을 의미한다.

상기 콘텐서(60)는 캐패시턴스(C)성분을 특징으로 하는 진상용 콘덴서임으로 도 2의 (a)와 같이 전류파형(302)은 전압파형(301) 보다 90ㅀ 앞서는 파형특징을 갖는다.

또한 상기 콘텐서(60)는 본 발명에 따라 상기 접속점(50)과 상기 N상(20) 사이에 병렬로 연결되며, 상기 병렬연결 위치는 상기 주권선(1차코일)(30)과 여자권선(2차코일)(40)의 후단(부하측)인 접속점(50)과 상기 N상(20)에 위치시킨다. 상기콘텐서(60)를 상기 접속점(50)과 상기 N상(20)에 위치키는 이유는 상기 주권선(1차코일)(30)과 여자권선(2차코일)(40)을 통해 인가되는 상기 1차 전압(60)의 무효전류를 상기 콘텐서(60)의 무효전류로 상쇄시켜 역률을 개선시키기 위함이다. 만약 상기 콘텐서(60)가 상기 1차 전압(60)과 병렬되는 위치 즉, 상기 주권선(1차코일)(30)의 상단부와 상기 N1상(20)에 병렬로 연결될 경우 상기 콘덴서(60)위 위치보다 뒤에 위치한 코일(주권선 및 여자권선)에 의해 아무런 효과가 없게 된다.

종래의 리액터식 변압기 회로와 상기 본원 발명의 역률개선용 리액터식 변압기 회로의 역률데이터를 비교하면 하기와 같다.

<표 1>은 종래의 리액터식 변압기 회로를 통한 역률 데이터이다.

<표 2>는 본원 발명의 역률개선용 리액터식 변압기 회로를 통한 역률 데이터이다.

상기 종래의 리액터식 변압기 회로에서는 6KVA이고 기기를 OFF/ON했을 경우 부하역률은 0.938/0.948이고 상기 본원 발명의 역률개선용 리액터식 변압기 회로에서는 0.938/0.986이다. 그리고 상기 종래의 리액터식 변압기 회로에서는 8KVA이고 기기를 OFF/ON했을 경우 부하역률은 0.941/0.947이고 상기 본원 발명의 역률개선용 리액터식 변압기 회로에서는 0.941/0.982이다. 또한 상기 종래의 리액터식 변압기 회로에서는 10KVA이고 기기를 OFF/ON했을 경우 부하역률은 0.898/0.910이고 상기 본원 발명의 역률개선용 리액터식 변압기 회로에서는 0.956/0.984이다.

따라서 상기 본 발명의 역률개선용 리액터식 변압기 회로를 이용할 경우 상기 종례의 리액터식 변압기 회로를 이용할 경우보다 현저하게 역률이 개선되었음을 알 수 있다.

이러한 결과는 본 발명의 역률개선용 리액터식 변압기 회로에 있어서 도 1에 도식된 바와 같이 콘텐서(60)를 주권선(1차코일)(30)과 여자권선(2차코일)(40)의 후단(부하측)인 접속점(50)과 상기 N상(20)에 병렬로 위치시킨 특징에서 비롯된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명은 청구범위 및 청구범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 역률개선용 리액터식 변압기 회로는 저역률 부하들을 운용할 때 발생되는 유효전력을 낮춰주고 역률을 향 상시키는 효과가 있다. 또한 사용자의 전력사용량 감소를 유도하여 전력공급원 측의 전력운용에 여유를 줄 수 있는 효과가 있다.

Claims

리액터식 변압기 회로에 있어서,

1차코일의 후단과 2차코일이 접속되는 접속점과,

삼상(R,S,T)을 하나로 묶는 중성점(neutral)과,

상기 접속점과 상기 중성점에 병렬로 연결되는 콘덴서를 포함함을 특징으로 하는 리액터식 변압기 회로.
재1항에 있어서, 상기 1차코일의 후단은 부하측임을 특징으로 하는 리액터식 변압기 회로.
제1항에 있어서, 상기 1차코일은 주권선이고 상기 2차코일은 여자권선임을 특징으로 하는 리액터식 변압기 회로.
제1항에 있어서, 상기 콘덴서는 진상용 콘덴서임을 특징으로 하는 리액터식 변압기 회로.