KR100931670B1

KR100931670B1 - 개폐기기 조작기구용 전자석 코일 감시회로

Info

Publication number: KR100931670B1
Application number: KR1020070066478A
Authority: KR
Inventors: 백수현; 박성태
Original assignee: 주식회사 비츠로테크
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2009-12-11
Also published as: KR20090003645A

Abstract

본 발명의 개폐기기 조작기구용 전자석 코일 감시회로는, 고압 및 초고압 전력 계통에 사용되는 개폐기기에서 전자석 코일의 상태를 확인하기 위해, 감시회로에 전자석 코일을 직렬 연결하여 폐회로를 구성하고, 이 폐회로의 단락 여부에 따라 코일의 정상상태를 확인하는 구조를 가지며, 외부에서 상시로 인가되는 전압을 전압 변환기를 사용하여 전자석 코일이 여자 되지 않을 정도의 낮은 전압으로 강압(降壓)하고, 변환된 전압에 맞는 계전기(릴레이)를 사용하며, 이 계전기의 보조 접점의 변화를 이용하여 폐회로의 단락 여부 및 전자석 코일의 정상 상태를 확인하여, 경보 접점을 사용하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

계전기(Relay), 정류기, 전압 변환기, 전자석 코일 감시회로

Description

개폐기기 조작기구용 전자석 코일 감시회로{Electromagnetic Coil Status Supervision Circuit for Operating Mechanism of High Voltage Switchgear}

제1도는 개폐기기 동작상태에 따른 보조 접점을 이용하여 투입 및 개방할 수 있는 구조의 종래 제어 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 개방용 전자석 감시 회로도.

제3도는 본 발명에 따른 투입용 전자석 감시 회로도.

제4도는 본 발명에 따른 장치의 구성도.

*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*

1. 계전기(Relay) 2. 정류기

3. 전압변환기 52M. 모터(Motor)

52C. 투입코일(Closing Coil) 52T. 개방코일(Opening Coil)

52Z. 반-펌핑 계전기(Anti pump relay)

52R. 트립 코일 상태 점검 계전기(Trip coil status check relay)

본 발명의 목적은 실제 부하통전 중에 전자석 코일의 상태를 확인할 수 있는 감시회로를 제공하는 것이다.

발명의 분야

본 발명은 고압 및 초고압에 사용되는 개폐기기 조작 기구의 전자석 코일(Electromagnet coil)의 상태가 정상인지를 확인하기 위한 것으로, 특히 실제 부하를 통전하며 사용 중인 개폐기기가, 투입상태에서 개방상태로 또는 개방상태에서 투입상태로 순차적인 동작을 수행할 수 있는지를 확인하기 위해, 개패기기 내의 전자석 코일의 정상상태를 점검하는 감시 회로에 관한 것이다.

발명의 배경

현재 전력 계통의 운용을 위해 사용 중인 차단기 및 개폐기는, 스프링의 압축 및 인장 에너지를 이용하여 투입 및 개방 동작을 행하고 있으며, 전동기를 이용해 스프링을 압축 및 인장하여 그 에너지를 축적시키고, 전자석 코일을 이용해 그 축적된 에너지를 방출함으로써, 투입 및 개방을 행하는 구조로 되어 있다.

다시 말하자면, 현재 가장 일반적으로 사용되는 차단기 및 개폐기의 조작 기구의 전자석 코일은 그 비중이 상당히 크고, 전자석 코일의 불량 및 고장으로 인해 차단기 및 개폐기의 동작 불능 및 단락 사고로 이어질 수 있다. 따라서, 이러한 중 요 부품에 대한 일반 및 정기 점검 시 확인해야 하는 전자석 코일의 내부 저항 이나 동작 거리(Stroke) 등에 대한 기준을 제조사가 사용자에게 제시하고 있고, 차단기나 개폐기의 사용자는 이러한 기준을 바탕으로 전자석 코일의 정상 상태를 확인하고 있다.

하지만, 이는 실제 부하가 통전되고 있는 상태에서는 점검이 불가능하며, 일반 및 정기 점검을 위해 사용 중인 부하를 개방하고 전력 수전을 중단하고서야 확인이 가능했다.

본 발명은 실제 부하가 사용되고 있는 수용가에서 간단한 회로를 추가하여, 차단기 및 개폐기의 전자석 코일의 정상 상태 여부의 확인이 가능하게 한 것이며, 이러한 차단기 및 개폐기 조작기구의 전자석 코일 상태의 확인을 통해 대규모 정전 사고를 예방하고 전력 사용의 안정도를 향상시키기 위한 것이다.

종래의 기술은 실제 부하를 통전 중인 차단기 및 개폐기의 전자석 코일의 상태를 확인할 수 있는 구조는 전무했으며, 차단기 및 개폐기 조작 기구의 동작 상태 및 전자석 코일의 정상 상태를 확인하기 위해서는 사용 중인 부하를 개방하고, 멀티 미터와 같은 장비를 통해 전자석 코일의 저항 측정 및 외관 상태 확인을 통해 그 정상 상태를 확인 할 수 있었다. 즉, 부하 사용을 중지할 수 없는 경우, 전자석 코일의 상태를 확인하는 것이 불가능했다.

도 1의 종래의 회로도에서와 같이, 기존 개폐기기의 내부 제어 회로는 개폐 기의 기계적 동작 상태에 따라 변화하는 보조 접점과 제어용 계전기(Control Relay)를 이용하여 투입 및 개방 회로를 구성하였다. 모든 개폐기는 개방이 우선되어야 하기 때문에 개방 회로 측에는 여타의 전기적 접점을 사용하지 않고 단순히 보조 접점 하나만으로 구성하여 사용했다. 즉, 개폐기의 투입 및 개방 동작을 행하기 위해서는 외부에서 제어 전원을 인가해 전자석 코일을 여자 시키고 이에 따른 코일의 가동부가 기계적으로 동작해 개폐기를 투입 및 개방하는 구조로 되어 있다.

종래 회로의 경우, 부하사용 중에 전자석 코일의 정상 상태를 확인할 수 없으며, 부하 사용 중 실제로 전자석 코일을 여자 시켜서, 개폐기를 동작함으로써 그 이상 유무에 대해 판별하였다. 중요 부하를 사용하는 개소에 설치된 개폐기기의 경우, 부하 통전 시에는 그 상태확인이 불가하여 점검 시기에만 개폐기를 강제 개방시켜, 부하 사용을 중지하고서야 전자석 코일의 저항 및 외관 상태를 확인할 수 있었다.

즉, 부하가 사용될 때, 코일에 불량이 발생한다면 필요시에 조작자에 의한 부하 개폐 시에, 전자석 코일이 동작하지 않아 큰 사고로 이어질 수 있는 가능성이 있었다.

발명의 요약

본 발명은 기존 차단기 및 개폐기 내부의 제어 회로부에 계전기(Relay)(1), 정류기(2), 전압 변환기(3)를 추가 설치함으로써, 별도의 특별한 장치 없이 전자석 코일의 상태를 상시 확인할 수 있는 구조를 가지고 있다. 개폐기기 동작 기구에 설치된 전자석 코일과 계전기(1)를 직렬로 연결해 폐회로를 구성하고, 이 폐 회로의 단락 여부를 확인함으로써 전자석 코일의 정상 상태를 확인할 수 있는 구조로 되어 있다.

계전기는 전자석 코일과 함께 직렬로 연결하여 폐회로를 구성하고 상시로 전압을 인가하면 계전기에는 상시로 정격 전류가 흐르고 이와 함께 계전기의 보조 접점이 동작하게 되고 이 접점을 이용하여 경보 기능을 사용할 수 있다.

고압 또는 초고압 개폐기기를 구성하는 배전반의 경우 강압(降壓)된 낮은 AC 전압(AC220, AC380V)이 상시로 인가되며, 이 AC 전압을 전압 변환기로 더 낮은 AC 전압(AC10, AC12V)으로 변환해서 정류기를 통하여 DC 전압을 얻게 된다. 이 DC 전압을 이용해 계전기를 동작시킬 수 있다.

전압 변환기는 코일의 권선수의 비율에 따라 입력 전압과 출력 전압을 조정할 수 있다. 본 고안에 사용되는 전압 변환기는 고압 배전반에서 상시로 사용가능한 AC 220V의 입력을 AC10V로 강압(降壓)시킬 수 있도록 권선수를 조정하고 이 강압(降壓)된 전압을 정류기를 통하면 DC 전압이 얻어진다.

전자석 코일은 설계된 정격 전압이 전자석 코일 양단에 인가되면 플레밍의 오른손법칙에 의해 자계가 형성되며 이 자계의 방향으로 힘이 발생해 코일 내부의 가동부가 동작하게 된다. 즉, 설계된 전자석 코일의 동작을 확보하기 위해서는 정격 전압을 인가해야 하며 정격전압 이하의 전압이 인가되면 전자석은 동작하지 않고 전자석 코일이 열화 되거나 자체 비저항이 증가하지 않는다.

본 발명은 이러한 전자석의 원리를 이용하여 개폐기기 조작기구에 설치된 전자석 코일을 감시회로와 직렬로 연결하여 폐회로를 만들고 정격 전압 이하의 전압을 인가하여 코일의 소손 상태 및 저항 상태를 확인할 수 있는 구조로 실제 부하를 통전하고 있는 개폐기기에 정전 또는 개폐기 개방의 과정을 거치지 않고 전자석 코일의 상태를 확인할 수 있는 구조이다.

발명의 구체 예에 대한 상세한 설명

도 1에 도시된 종래의 제어 회로도는 개폐기기 동작 상태에 따른 보조 접점을 이용하여 투입 및 개방할 수 있는 구조로 되어 있다. 개폐기 투입 시에 NO 접점은 ON이 되고 NC접점은 OFF가 되며, 개폐기 개방 시에는 NO접점은 OFF가 되고, NC접점은 ON이 된다.

도 2에 도시된 개방용 전자석 감시회로의 경우, 전압 변환기(3)를 통해 출력되는 낮은 전압을 정류기(2), 계전기(1), 개방용 전자석 코일(52T)에 차례로 직렬로 연결시킨다. 정류기(2)는 전압 변환기(3)에서 출력된 AC 전압을 DC 전압으로 바꾸어 계전기와 전자석 코일이 직렬로 연결되어 있는 폐회로로 전송한다. 즉, DC 12V의 낮은 전압을 감시회로에 상시로 인가하며 폐회로를 통해 전류가 흘러 연결된 계전기는 여자 되어 동작 상태를 유지하게 된다. 폐회로에 전자석 코일(52T)과 계전기 코일만이 존재하므로 전자석 코일 소손 시에는 폐회로는 개방되고 연결된 계전기는 복귀하게 되며 이와 함께 연결된 보조 접점 또한 변화하게 된다. 이 접점을 이용해 경보 회로 또는 램프를 연결하여 코일의 소손 상태를 확인한다.

도 3에 도시된 투입용 전자석 감시회로의 경우, 전압 변환기(3)를 통해 출력되는 낮은 전압을 정류기(2), 계전기(1), 투입용 전자석 코일(52C)에 차례로 직렬로 연결시킨다. 정류기(2)는 전압 변환기(3)에서 출력된 AC 전압을 DC 전압으로 바꾸어 계전기와 전자석 코일이 직렬로 연결되어 있는 폐회로로 전송한다. 즉, DC 12V의 낮은 전압을 구성한 감시회로에 상시로 인가하며, 폐회로를 통해 전류가 흘러 연결된 계전기는 여자 되어 동작 상태를 유지하게 된다. 폐회로에 전자석 코일(52C)과 계전기 코일만이 존재하므로 전자석 코일 소손 시에는 폐회로는 개방되고 연결된 계전기는 복귀하게 되며 이와 함께 연결된 보조 접점 또한 변화하게 된다. 이 접점을 이용해 경보 회로 또는 램프를 연결하여 코일의 소손 상태를 확인한다.

본 발명에 필요한 상기 주요 부품은 기존 개폐기기의 제어회로부에 추가할 수 있으며 많은 공간을 필요로 하지 않기 때문에 크기가 작은 개폐기기에도 내장 할 수 있다.

본 발명은 기존 차단기 및 개폐기 조작 기구의 전자석 코일의 상태를 확인할 수 있는 감시회로로서, 부하 사용 중에도 언제라도 전자석 코일의 상태를 확인해 차단기 및 개폐기가 다음의 동작을 수행할 수 있는 지의 상태를 감시 및 진단할 수 있는, 개폐기기 조작기구용 전자석 코일 감시회로이다. 즉, 무정전 상태로 개폐기기의 동작 신뢰성을 확인할 수 있으며, 전력 계통의 안정도를 향상시키고 수용가의 전력 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

고압 및 초고압 전력 계통에 사용되는 개폐기기의 전자석 코일의 상태를 확인하기 위한 감시회로로서,

외부에서 인가되는 전압을 낮은 전압으로 변환하는 전압 변환기(3), 상기 전압 변환기에 직렬로 연결되어 상기 낮은 전압을 DC전압으로 바꾸는 정류기(2) 및 상기 정류기에서 변환된 DC전압을 이용하고 상기 전자석 코일에 직렬로 연결되어 폐회로를 구성하는 계전기(1)를 포함하고,

상기 개폐기기의 전자석 코일에 직렬로 연결되어 폐회로를 구성하며,

상기 폐회로의 단락 여부에 따라 상기 개폐기기 내의 상기 전자석 코일의 정상상태를 확인하는, 개폐기기 조작기구용 전자석 코일 감시회로.
제1항에 있어서, 외부에서 상시로 인가되는 전압을 상기 전압 변환기(3)를 사용하여 상기 개폐기기의 전자석 코일이 여자 되지 않을 정도의 낮은 전압으로 강압(降壓)하고,

상기 강압된 전압이 상기 정류기(2)를 통과하면서 발생하는 직류전압에 맞는 상기 계전기(1)가 사용되며,

상기 계전기에 상시로 일정한 정격전류가 흐를 때 동작하는 상기 계전기의 보조접점의 변화를 이용하여 상기 폐회로의 단락 여부 및 전자석 코일의 정상 상태를 확인하는, 개폐기기 조작기구용 전자석 코일 감시회로.