KR100838757B1 - 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치 - Google Patents
고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고압 수배전선로상에 설치된 고압개폐기(ASS 혹은 LBS)의 컨트롤러 전원장치에 관한 것으로써, 일반적으로 컨트롤러 전원을 제어함 배터리에서 인출 사용하고 제어함 배터리를 고압 커패시터와 고압 트랜스를 이용한 배터리 충전전압장치, AC220V에서 AC/DC 변환기를 이용한 배터리 충전전압장치 및 BCT(BATTERY 충전용 CT)를 이용한 충전전압장치로 충전하여 사용하는 방법 대신, 상기 충전전압장치들의 지원없이 독립적으로 R.S.T 삼상 검출 CT(Current Transformer;전류변환기) 3개 중 하나 혹은 그 이상에서 직접 제어전류 검출과 동시에 검출 전류변환기에서 저전류에서도 컨트롤러 구동전원 및 배터리 충전전압을 인출사용함으로써 별도의 배터리 충전장치가 필요없이도 사용할 수 있도록 한 것이다. 또한, 동일한 원리로 3개의 상 검출 전류변환기에서 직접 각각의 제어전류를 검출함과 동시에 동일 검출 삼상 전류변환기에서 컨트롤러 전원 및 배터리 충전전압을 인출사용함으로써 배터리로 컨트롤러 구동시 배터리 소모와 배터리 충전의 충/방전 사이클에 의한 배터리의 수명 단축을 배제하여 배터리의 수명연장이 가능하다. 본 발명은 또한 배터리에서 컨트롤러 전원 생성과정에서의 소모성 전류를 없애 충전 고압부의 절연 파괴로 인한 안전 및 안정성을 확보할 수 있으며, 고압 커패시터를 이용한 배터리 충전부 혹은 AC/DC 변환기를 없앰으로써 원가절감을 기대할 수 있다.
고압개폐기, 전원장치, 컨트롤러, 배터리
Description
도 1은 본 발명의 고압개폐기의 컨트롤러 전원인출 및 제어 흐름도.
도 2는 본 발명의 고압개폐기의 컨트롤러 전원 흐름도.
도 3은 본 발명의 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치의 구성 블록도.
도 4는 본 발명의 컨트롤러 전원인출, 배터리 충전 회로도.
* 도면의 중요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 전류입력부 20 : 전류/전압변환부
30 : 배터리 충전전압인출부 40 : 컨트롤러 전압인출부
50 : 컨트롤러 전류인출부 60 : 마이크로 프로세서
70 : 배터리
본 발명은 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치에 관한 것으로써, 특히 수배전 선로에 설치된 고압계폐기(Auto Section Switch 혹은 Load breaker Switch)의 컨트롤러 전원인출과 제어함의 배터리 충전장치에 관한 것이다.
본 발명은 더욱 상세하게는 R.S.T 삼상 검출 CT(Current Transformer; 전류 트랜스포머(변환기)) 3개 중 한 개 이상에서 전류변환기와 연결된 제어전류 검출용 트랜스로부터 제어전류를 검출함과 동시에, 저전류에서도 전압 검출이 가능한 트랜스를 직렬 연결한 것으로, 저전류에서도 컨트롤러 구동전원 및 배터리 충전전압을 인출사용함으로써 별도의 배터리 충전장치가 필요없이도 사용할 수 있고, 동일한 원리로 3개의 상 검출 전류변환기에서 직접 각각의 제어전류를 검출함과 동시에 동일 검출 삼상 전류변환기에서 컨트롤러 전원 및 배터리 충전전압을 인출하여 배터리를 충전할 수 있도록 한 것이다.
현재 고압개폐기의 컨트롤러 전원은 제어함 배터리(24V 혹은 12V)에서 전압조정기(Voltage Regulator) 혹은 DC/DC 변환기를 사용하여 3V에서 5V 전압을 인출하여 사용하고 있다.
또한 제어함 배터리의 충전은 공칭전압 22.9kV의 선로와 접지간의 전압 13.2kV를 이용하여 고압선에서 직접 120pF에서 150pF 고압콘덴서와 3400Vac/48Vac 변환 고압트랜스를 접지와 직렬 연결하여 AC 전압 인출 후 DC로의 변환에 의한 충전방식과, 220Vac/10~20Vac 변환트랜스를 사용하여 AC 전압 인출 후 DC로의 변환에 의한 충전방식을 선택 이용하고 있다.
그러나 이 같은 종래 제어함의 배터리 충전방식은 고압콘덴서 사용에 의한 충전시 고압(22.9kV)에서의 고압콘덴서 혹은 고압트랜스의 절연파괴로 인한 충전전압 미검출로 안정성 확보가 어려우며, 고압선으로부터의 고압 직접 인출사용으로 안전성 확보가 어려울 뿐만 아니라, 고압콘덴서의 지속적인 수입선 확보가 어렵다는 단점이 있다.
또한, 절연 관계로 고압콘덴서를 에폭시 몰드해야 하며, 고압트랜스의 경우 코일 층간 절연이 필수이므로 비용이 상승하는 단점이 있다.
또한, AC 220V에서 AC 10~20V 변환트랜스를 이용한 배터리 충전전압의 인출시 배전반에서 고압개폐기의 설치거리가 원거리라 하더라도 이를 감안하지 않고 AC 220V 라인을 별도로 확보해야 할 뿐만 아니라, AC 220V : AC 10 ~ AC 20V 변환비용이 소요되는 단점이 있다.
또한, R.S.T 삼상 전류변환기외에 별도의 BCT(배터리 충전용 CT)를 사용한 제어함 배터리 충전방식도 있으나, 이 경우 컨트롤러 전원과 배터리를 공통으로 연결사용함으로써 부하전류 8.5A 이상에서 컨트롤러 구동전압의 인출이 가능하고, 부하전류 30A 이상에서의 제어함 배터리 충전전압 인출이 가능하여 오히려 컨트롤러의 최소 동작전류 정정탭인 2.5A에서는 구동이 불가능한 단점이 있다.
따라서 고압개폐기 설치시 별도의 배터리 충전장치 없이 안전성 및 원가절감 등이 수반된 제어기술이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 컨트롤러 전원 및 배터리 충전에 관련된 문제점 들을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 제어함 배터리 충전장치 없이 고압계폐기에 기본적으로 설치된 R.S.T 삼상의 전류변환기(CT) 중 1개의 전류변환기에서 제어전류와 컨트롤러 구동전압 및 배터리 충전전압을 동시에 인출사용함으로써 제어함 배터리에 의존하지 않고도 사용이 가능하도록 한 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 일반적으로 채택하여 사용하고 있는 제어전류 트랜스와 저전류에서 컨트롤러 구동전압 및 배터리 충전전압 인출이 가능하도록 제작한 트랜스를 직렬 연결하여 컨트롤러 전원의 인출사용이 가능토록 함은 물론, 고압개폐기의 투입/개방시 혹은 자연방전으로 소모되는 배터리의 충전이 가능토록 한 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치는 고압 인입선 1차에 장착되어 전류를 감지하는 전류입력부; 상기 전류입력부에서 감지된 전류를 전압으로 변환하여 승압하도록 복수 개의 트랜스로 구성된 전류/전압변환부; 상기 승압전압에서 정전압을 인출하여 배터리를 충전하는 배터리 충전전압인출부; 상기 정전압에서 마이크로프로세서에 일정하게 전압을 제공하는 컨트롤러 전압인출부; 및 상기 전류입력부에서 감지된 전류를 마이크로프로세서에 제공하는 컨트롤러 전류인출부로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전류입력부는 고압개폐기 본체에 장착하여 1차 선로의 전류를 측정하는 R.S.T 삼상 검출 전류변환기(CT) 3개가 1쌍으로 구성되어 각각의 선로전류를 전류/전압변환부로 전송하고, 상기 전류/전압변환부는 트랜스 7개로 구성하여 전류를 전압으로 변환하여 승압시켜 각 상의 변환전압을 배터리 충전전압인출부 및 컨트롤러 전류인출부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배터리 충전전압인출부는 배터리 충전용 정전압을 인출하는 것으로써, 컨트롤러 전압인출부와 연결 구성하여 컨트롤러 전원을 제공하고 이후, 배터리 충전에 사용하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 컨트롤러 전압인출부는 컨트롤러 전원과 본체 구동전원(고압개폐기의 투입 및 개방 전원)을 분리하여 마이크로프로세서 구동시 전류 소모량을 최소화하도록 하고, 전류변환기 1차 전류가 컨트롤러의 최소 동작전류 정정탭인 2.5A부터 마이크로프로세서의 구동이 가능토록 구성한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 고압개폐기의 컨트롤러 전원인출 흐름 및 제어 흐름도, 도 2는 본 발명의 고압개폐기의 컨트롤러 전원 흐름도, 도 3은 본 발명의 고압개폐기의 배터리 충전장치 및 컨트롤러 전원장치의 구성 블록도, 도 4는 본 발명의 배터리 충전장치 및 컨트롤러 전원장치 회로도이다.
본 발명은 고압개폐기에 기본적으로 장착된 3개의 전류변환기(CT) 중 1개 이상에서 컨트롤러 전압 및 배터리 충전전압을 인출하는 기술이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치는, 고압 인입선 1차에 장착되어 선로전류를 감지하는 전류입력부(10); 상기 전류입력부(10)에서 감지된 선로전류를 전압으로 변환하여 승압하도록 트랜스로 구성된 전류/전압변환부(20); 상기 승압전압에서 정전압을 인출하여 배터리(70)를 충전하는 배터리 충전전압인출부(30); 상기 정전압에서 컨트롤러(60)에 일정하게 전압을 제공하는 컨트롤러 전압인출부(40); 및 상기 전류입력부(10)에서 감지된 선로전류를 컨트롤러(60)에 제공하는 컨트롤러 전류인출부(50)로 구성된다.
상기 전류입력부(10)는 고압개폐기 본체에 장착하여 1차 선로의 전류를 측정하는 R.S.T 삼상 검출 전류변환기 3개가 1쌍으로 구성되어 각각의 감지된 선로전류를 전류/전압변환부(20)로 전송한다.
상기 전류/전압변환부(20)는 트랜스 7개로 구성하여 상기 전류입력부(10)를 통해 감지된 선로전류를 컨트롤러 전류인출부(50)로 전송함은 물론, 상기 감지된 전류를 전압으로 변환하여 각 상의 변환된 전압을 배터리 충전전압인출부(30)로 전송한다.
본 발명은 일반적인 4개의 트랜스 중 1상의 기본적인 전류 인출용 트랜스에 또 다른 트랜스를 직렬로 추가 연결하여 컨트롤러 구동전압 및 배터리 충전전압을 인출하는 것으로, 도 4에 도시된 회로도에서는 각 상의 전류인출용 트랜스(21)(21')(21") 외에 각각의 전압 인출용 트랜스(22)(22')(22")를 직렬 연결하여 전압을 인출하여 정전압을 만들고, 이 정전압을 다시 병렬 연결하여 전원 용량을 배가시켰으며, N상은 삼상 평행시 전류가 인가되지 않으므로 배제하여 총 7개의 트랜스(21)(21')(21")(22)(22')(22")(23)로 구성한다.
본 발명은 전류 인출용 트랜스(21)와 전압 인출용 트랜스(22)의 직렬 연결시 전류변환기 용량 및 전압 인출용 트랜스(22)에서의 소모 전류량에 따라 전류 인출용 트랜스(21)의 전류값 변동이 우려되므로 동일 상에 위치한 전류 인출용 트랜스(21)와 전압 인출용 트랜스(22)의 1차 권선비의 합이 전류변환기 용량에 충분하도록 최소화하고, 1차 권선의 굵기를 전류변환기 2차 용량에 충분하도록 최대화하여 전압 인출용 트랜스(22)의 부하 변동에 관계없이 안정된 검출 전류를 컨트롤러 전류인출부(50)로 전송하도록 구성한다.
상기 컨트롤러 전압인출부(40)는 컨트롤러(60)에 제어전압(정전압)을 공급하는 부분으로 본 발명의 또 하나의 특징인 컨트롤러(제어)전원과 본체 구동전원(예를 들어, 고압개폐기의 투입 및 개방 등등)을 분리하여 컨트롤러(60) 구동시 전류 소모량의 최소화가 가능토록 하고, 전류변환기 1차 전류가 컨트롤러의 최소 동작전류 정정탭인 2.5A부터 컨트롤러(60)의 구동이 가능토록 구성한다.
상기 컨트롤러(60)의 제어전압(정전압)은 사고시 전원과 점검시 전원이 각각 레귤레이터(90)(91)를 이용하여 5V의 정전압을 유지하도록 구성한다.
본 발명은 배터리(70)로부터 제어전원을 인출 사용할 경우 컨트롤러(60)는 공급 가능한 충분한 전류를 소모할 뿐만 아니라, DC/DC 컨버터를 이용하여 배터리에서 제어전원을 생성해야 하므로 소모성 전류가 발생하여 별도의 배터리 충전장치가 필요한바 이를 극복하기 위해 제어전원과 배터리 전원을 분리 구성한다.
삭제
상기 배터리 충전전압인출부(30)는 본체(80)의 투입/개방에 사용되는 배터리(70)를 충전하는 것으로 조작동작(투입 및 개방), 사고시 개방동작 및 점검시외에는 배터리(70) 소모없이 충전만 하도록 구성한다.
상기 배터리 충전전압인출부(30) 및 컨트롤러 전압인출부(40)는 삼상 병렬연결하여 각상의 선로전류 및 전압 부하 변동에 관계없이 컨트롤러(60)에 제어전압(정전압)을 공급하는 부분으로 컨트롤러(60)로의 공급전류 용량을 배가하여 저전류에서의 컨트롤러에 충분한 전원 공급이 가능토록 구성한다.
상기 배터리 충전전압인출부(30)는 배터리 충전용 정전압을 인출하는 것으로써, 컨트롤러 전압인출부(40)와 연결 구성하여 컨트롤러 전원을 제공한 후, 배터리 충전에 사용하도록 한다. 이러한 두 동작은 실질적으로 거의 동시에 이루어진다.
상기 컨트롤러 전류인출부(50)는 A,B,C,N 상의 전류를 컨트롤러로 이송하는 장치로 정확도를 높이기 위하여 하이(HIGH), 로우(LOW)레벨로 분리 구성한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 충전장치의 흐름을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전류입력부(10)에서 고압 인입선 1차의 선로전류를 감지한다.
전류/전압변환부(20)에서 상기 전류입력부(10)를 통해 감지된 선로전류를 컨트롤러 전류인출부(50)로 전송함과 동시에 감지된 선로전류를 전압으로 변환하여 승압시켜 승압된 전압을 배터리 충전전압인출부(30)로 전송한다.
이에 따라 컨트롤러 전류인출부(50)는 전류/전압 변환부(20)로부터 제공받은 선로전류를 컨트롤러(60)로 전송한다.
또한, 상기 배터리 충전전압인출부(30)는 전류/전압변환부(20)를 통해 전송받은 승압전압을 컨트롤러 구동에 필요한 전원으로 제공함과 동시에 배터리(70) 충전에 사용하도록 한다.
이에 따라 상기 컨트롤러 전류인출부(50)와 컨트롤러 전압인출부(40)를 통해 컨트롤러가 구동되도록 한다.
본 발명은 특정 실시예를 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적사상의 범주내에서는 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치에 의하면 다음과 같은 여러 가지 뛰어난 효과가 있다.
첫째, 검출용 전류변환기(CT)에서 컨트롤러 전원과 배터리 충전전압을 인출 사용함으로써 본체 혹은 컨트롤러에 별도의 배터리 충전장치가 필요없어 원가절감에 기여할 수 있다.
둘째, 별도의 배터리 충전용 고압 및 AC 전원을 사용하지 않으므로 안전성 확보에 기여할 수 있다.
셋째, 배터리 전원을 점점시외에는 사용하지 않고 충전만 하여 자방전을 방지함으로써 배터리 수명을 연장할 수 있다.
넷째, 컨트롤러 제어전원과 본체 구동전원의 분리사용으로 BCT(배터리 충전용 CT)의 사용시에도 저전류에서의 컨트롤러 동작 및 배터리 충전이 가능하다.
Claims (4)
- 고압 인입선 1차에 장착되어 전류를 감지하는 전류입력부(10);상기 전류입력부(10)에서 감지된 전류를 전압으로 변환하여 승압하도록 복수 개의 트랜스(21)(22)로 구성된 전류/전압변환부(20);상기 전류/전압변환부(20)를 통해 승압된 전압에서 정전압을 인출하여 배터리(70)를 충전하는 배터리 충전전압인출부(30);상기 배터리 충전전압인출부(30)에서 인출한 정전압에서 컨트롤러(60)에 일정하게 전압을 제공하는 컨트롤러 전압인출부(40); 및상기 전류입력부(10)에서 감지된 전류를 상기 전류/전압변환부(20)를 통해 전송받아 컨트롤러(60)에 제공하는 컨트롤러 전류인출부(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 충전장치.
- 제1항에 있어서, 상기 전류입력부(10)는 고압개폐기 본체에 장착하여 1차 선로의 전류를 측정하는 R.S.T 삼상 검출 전류변환기(CT) 3개가 1쌍으로 구성되어 각각의 선로전류를 전류/전압변환부(20)로 전송하고,상기 전류/전압변환부(20)는 트랜스(21)(22) 7개로 구성하여 전류를 전압으로 승압시켜 각 상의 변환전압을 배터리 충전전압인출부(30) 및 컨트롤러 전류인출부(50)로 전송하는 것을 특징으로 하는 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 충전장치.
- 제1항에 있어서, 상기 배터리 충전전압인출부(30)는 배터리 충전용 정전압을 인출하는 것으로 컨트롤러 전압인출부(40)와 연결 구성하여 컨트롤러 전원을 제공한 후, 배터리 충전에 사용하도록 구성한 것을 특징으로 하는 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 충전장치.
- 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 전압인출부(40)는 제어전원과 본체 구동전원을 분리하여 컨트롤러(60) 구동시 전류 소모량을 최소화하도록 하고, 전류변환기 1차 전류가 컨트롤러의 최소 동작전류 정정탭인 2.5A부터 컨트롤러(60)의 구동이 가능토록 구성한 것을 특징으로 하는 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 충전장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020060137707A KR100838757B1 (ko) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치 |
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| KR1020060137707A KR100838757B1 (ko) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치 |
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| KR1020060137707A KR100838757B1 (ko) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | 고압개폐기의 컨트롤러 전원장치 및 배터리 충전장치 |
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