KR101032822B1

KR101032822B1 - 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치 및 방법

Info

Publication number: KR101032822B1
Application number: KR1020100096933A
Authority: KR
Inventors: 박진엽; 박인규; 진수환; 변상윤; 김순용
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2011-05-06

Abstract

본 발명은 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치 및 방법에 관한 것으로, 충격압력계전기의 반한시 특성곡선에 부합하는 압력변화율에 따른 압력제어신호를 출력하는 제어패널과, 상기 제어패널의 압력제어신호에 따라 회전수가 제어되는 모터와, 상기 모터의 회전수를 감속하는 감속기와, 상기 모터의 회전력을 전달받아 구동축을 전진 또는 후진시키는 스크류잭과, 상기 구동축의 회전에 따라 오일공급관을 통해 공급된 오일을 가압하여 충격압력계전기로 공급하는 가압실린더와, 상기 가압실린더를 보호하는 릴리프밸브와, 상기 오일공급관을 통해 공급되는 오일을 선택적으로 차단하는 밸브와, 상기 가압실린더에서 가압된 오일의 압력을 측정하여 상기 제어패널로 전송하는 압력검출부와, 상기 구동축의 위치를 검출하여 상기 제어패널로 전송하는 센서를 포함한다. 실제 운전조건과 동일하게 오일을 가압공급하여 충격압력계전기의 동작과 부동작을 시험하여 보다 정확한 시험이 이루어질 수 있도록 하며, 특히 오일의 압력을 정해진 변화율에 따라 변화시켜, 반한시 특성을 시험할 수 있어 충격압력계전기의 건전성을 평가할 수 있는 효과가 있다.

Description

유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치 및 방법{Test Equipment and Method for Oil Filled Transformer Sudden Pressure Relay}

본 발명은 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실제 운전조건과 동일한 조건에서 동작원인 오일을 시간에 따른 압력변화율로 가압하여 설계특성인 반한시 특성을 시험할 수 있는 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 발전소나 일반 산업현장에서 사용되고 있는 유입식변압기는, 절연유를 절연매체로 사용하는 변압기이며, 경년변화가 없는 고투자율의 방향성 냉간압연 규소강판을 사용하며, 운전시 소음이 대단히 적은 고효율의 변압기이다.

이러한 유입식변압기의 보호를 위하여 기계적보호계전기가 마련되어 있으며, 그 기계적보호계전기 중 하나인 충격압력계전기는 내부에 동작용 및 감지용 벨로우즈가 설치되어 있으며, 유입식변압기 권선의 층간단락 등 이상이 발생한 경우 발생되는 압력의 변화를 감지하여 변압기를 전기적으로 격리시켜 보호하는 역할을 한다.

종래에는 이러한 충격압력 계전기를 시험하기 위하여 별도의 공기식시험장치를 사용하여, 특정한 압력으로 가압된 공기를 직접 공급함으로써, 특정 압력에서의 동작시험 또는 부동작시험을 하고 있다.

이러한 종래의 시험방법은, 충격압력계전기의 상부 배기구 볼트를 풀고 공기식시험장치를 설치한 후 공기를 가압하여 동작/부동작 여부를 시험한다. 공기식시험장치로 충격압력계전기의 동작시험을 위해서는 손으로 공기식시험장치의 배기구를 막고 공기가압기로 충격압력계전기 내부에 공기를 약 0.2kg/cm² 압력으로 가압한 후 30초 이상 압력을 유지한 다음 배기구를 막았던 손을 순간적으로 제거하여, 충격압력계전기 동작표시등의 점등여부를 확인한다.

또한 부동작 시험을 위해서는 상기 동작시험과 같이 수행하되 압력을 약 0.1kg/cm²로 가압한 후 30초 이상 유지한 다음 배기구를 개방했을 때 동작표시등이 점등되지 않음을 확인한다.

그러나 이와 같은 종래의 방법은 충격압력 계전기의 정확한 동작압력을 확인하기가 어려운 문제점이 있으며, 또한 앞의 예에서 공기의 압력이 0.1kg/cm²을 초과하고 0.2kg/cm²의 미만의 압력에서 그 충격압력 계전기에 의해 전력의 차단이 이루어짐은 알 수 있으나, 입력의 크기가 클수록 동작시간이 짧아지는 특성인 반한시 특성은 확인할 수 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 실제 운전상태와 동일한 조건으로 유입식변압기의 충격압력계전기의 반한시 특성을 정확하게 시험할 수 있는 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치는, 충격압력계전기의 반한시 특성곡선에 부합하는 압력변화율에 따른 압력제어신호를 출력하는 제어패널과, 상기 제어패널의 압력제어신호에 따라 회전수가 제어되는 모터와, 상기 모터의 회전수를 감속하는 감속기와, 상기 모터의 회전력을 전달받아 구동축을 전진 또는 후진시키는 스크류잭과, 상기 구동축의 회전에 따라 오일공급관을 통해 공급된 오일을 가압하여 충격압력계전기로 공급하는 가압실린더와, 상기 가압실린더를 보호하는 릴리프밸브와, 상기 오일공급관을 통해 공급되는 오일을 선택적으로 차단하는 밸브와, 상기 가압실린더에서 가압된 오일의 압력을 측정하여 상기 제어패널로 전송하는 압력검출부와, 상기 구동축의 위치를 검출하여 상기 제어패널로 전송하는 센서를 포함한다.

또한 본 발명 유입식변압기 충격압력계전기의 시험방법은, a) 충격압력계전기의 반한시 특성 그래프를 압력증가율에 따라 다수의 구간으로 분할하는 단계와, b) 충격압력계전기의 시험에 사용될 오일에서 공기와 가스를 제거하는 단계와, c) 상기 a) 단계에서 분할된 구간의 압력증가율에 맞춰 상기 오일을 가압하는 단계와, d) 상기 오일의 가압시 상기 충격압력계전기의 차단동작 발생시간과 압력을 검출하여 상기 반한시 특성 그래프와 비교하여 건전성을 평가하는 단계를 포함한다.

본 발명 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치 및 방법은, 실제 운전조건과 동일하게 오일을 가압공급하여 충격압력계전기의 동작과 부동작을 시험하여 보다 정확한 시험이 이루어질 수 있도록 하며, 특히 오일의 압력을 정해진 변화율에 따라 변화시켜 공급하여 반한시 특성을 시험할 수 있어, 해당 충격압력계전기의 건전성을 평가할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치 구성도이다.
도 2는 도 2의 충격압력계전기 반한시 특성 그래프이다.
도 3는 도 1에서 제어패널의 시험프로그램 화면의 일실시예이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치 구성도이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치는, 충격압력계전기(9)의 반한시 특성곡선에 부합하는 압력변화율에 따른 압력제어신호를 출력하는 제어패널(1)과, 상기 제어패널(1)의 압력제어신호에 따라 회전수가 제어되는 모터(2)와, 상기 모터(2)의 회전수를 감속하는 감속기(3)와, 상기 모터(2)의 회전력을 전달받아 구동축(5)을 전진 또는 후진시키는 스크류잭(4)과, 상기 구동축(5)의 회전에 따라 오일공급관(12)을 통해 공급된 오일을 가압하여 충격압력계전기(9)로 공급하는 가압실린더(7)와, 상기 가압실린더(7)를 보호하는 릴리프밸브(10)와, 상기 오일공급관(12)을 통해 공급되는 오일을 선택적으로 차단하는 밸브(11)와, 상기 가압실린더(7)에서 가압된 오일의 압력을 측정하여 상기 제어패널(1)로 전송하는 압력검출부(8)와, 상기 구동축(5)의 위치를 검출하여 상기 제어패널(1)로 전송하는 센서(6)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 제어패널(1)은 사용자에게 정보를 표시하는 디스플레이를 포함하며, 모터(2)에 공급되는 전류를 설정에 따라 가변 제어할 수 있는 구성이다.

이 제어패널(1)의 전류 공급은 도 2의 충경압력계전기 반한시 특성 그래프에서, 다수의 구간으로 나누어 각각의 압력변화율에 부합하도록 모터(2)를 구동한다.

예를 들어 반한시 특성곡선에서 충격압력계전기의 동작 압력변화율인 초당 0.2kg/cm²인 구간을 포함하며, 상하로 두개씩 각기 다른 압력변화율을 선정한다. 예를 들어 상기 0.2kg/cm²인 구간보다 상측으로 압력변화율이 1초당 0.68kg/cm²인 구간, 0.24kg/cm²인 구간을 선정하고, 하측으로 압력변화율이 1초당 0.07kg/cm²인 구간과 0.034kg/cm²인 구간을 선정한다.

압력의 변화율이 클수록 충격에 반응한 충격압력계전기의 동작시간이 더 빠르게 되며, 임계값 이하의 압력변화에서는 그 충격압력계전기가 동작하지 않게 된다.

이와 같이 기준이 되는 압력변화율 보다 변화율이 더 큰 두 압력변화율과 더 작은 두 압력변화율을 선정하여 그 선정된 압력변화율들에 부합하도록 모터(2)의 구동속도를 제어한다.

도 3는 상기 제어패널(1)의 시험프로그램 화면의 일실시예이다.

도 3을 참조하면, 시험결과가 표시되는 결과표시부(14), 상기 도 2의 그래프를 모델링한 모델링결과 그래프(15) 및 압력변화율 설정화면(16)과 시험단계를 선택할 수 있는 풀포시션 버튼(17)과 시험시작버튼(18)을 포함하여 구성된다.

시험을 위해서는 기본적으로 압력의 변화율을 압력변화율 설정화면(16)에서 설정한 후, 시작(start)버튼을 눌러 설정된 압력의 변화율에 따라 모터(2)를 구동하게 된다.

상기 모터(2)의 구동력은 감속기(3)를 통해 스크류잭(4)에 전달되며, 그 스크류잭(4)은 구동축(5)을 전진 또는 후퇴시킨다.

이 구동축(5)의 전진 또는 후퇴속도 또한 상기 압력변화율에 따라 변화하게 되며, 이에 따라 가압실린더(7)에서 가압되는 오일의 압력은 상기 선정된 변화율에 따라 변화하게 된다.

상기 오일은 오일공급관(12)과 밸브(11)를 통해 상기 가압실린더(7)로 공급되며, 가압실린더(7)에서 배출되는 오일은 릴리프밸브(10)와 상기 밸브(11) 및 오일공급관(12)을 통해 배출된다.

도면에는 생략되었지만 상기 오일공급관(12)은 오일을 저장하는 탱크에 연결된다.

상기 충격압력계전기(9)의 시험방법은 배기와 시험의 단계로 구분될 수 있다. 먼저 배기를 위하여 상기 밸브(11)를 열어 가압실린더(7)와 충격압력계전기(9)의 연결부 공간에 오일을 채운다.

이때 상기 제어패널(1)의 제어화면에서 풀포지션(full position) 버튼(17)을 누르면 모터(2)가 정방향으로 구동되어 상기 충진된 오일이 가압되면서 오일 내의 공기와 가스를 제거한다.

이때 센서(6)에서 구동축(5)의 위치를 감지하여 가압을 멈추게 된다.

이와 같이 가압을 멈추게 되면, 시험시작(test start) 버튼(18)을 눌러 시험을 하게 되며, 모터(2)가 역방향으로 회전하여 상기 구동축(5)이 후퇴하여 상기 오일의 압력을 낮추게 된다.

이러한 과정을 수회 반복하면 상기 충진된 오일은 공기 및 가스가 제거된 상태가 되며, 이때 상기 밸브(11)를 닫아 오일의 충유 및 배유를 차단한다.

이처럼 시험이 준비된 상태에서 앞서 설명한 바와 같이 압력변화율 설정화면(16)에서 압력변화율을 설정하고 시험시작버튼을 누르면, 상기 모터(2)가 설정된 압력변화율에 부합하는 회전속도로 제어되고, 그 모터(2)의 회전을 전달받은 스크류잭(4)은 구동축(5)을 전진시켜 상기 공기와 가스가 제거된 오일을 가압한다.

그 오일이 가압됨에 따라 상기 충격압력계전기(9)는 일정한 압력에서 차단 동작을 하게된다. 상기 차단동작이 이루어짐은 압력검출부(8)에서 검출되어 상기 제어패널(1)로 전송되며, 이때 제어패널(1)은 상기 모터(2)를 역회전시켜 상기 구동축(5)을 후퇴시키고 다음 시험을 준비하게 된다.

또한 이때의 동작점을 상기 모델링 그래프(15)에 표시함과 아울러 결과표시부(14)에 동작시간 동작압력, 시험결과의 만족/불만족을 표시한다.

이와 같은 시험을 반복하여 상기 각 압력변화율에 따라 모두 시험한 후, 그 시험결과가 상기 반한시 특성 그래프에 부합하는지 확인하여, 건전성을 평가하게 된다.

상기 릴리프밸브(10)는 오일압력이 과도하게 증가하는 것을 방지하며, 압력이 증가가 시작된 후 설정시간이 경과하여도 상기 충격압력계전기(9)가 차단 동작을 하지 않으면 가압을 정지한다.

이와 같이 설정시간이 경과해도 차단되지 않는 경우는 압력변화율이 매우 적은 것을 의미한다.

상기와 같이 본 발명은 실제 운전하는 상태와 동일한 조건에서 충격압력계전기를 시험할 수 있어, 그 충격압력계전기의 반한시 특성 그래프와 일치하는지 확인하여, 건전성을 평가할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

1:제어패널 2:모터
3:감속기 4:스크류잭
5:구동축 6:센서
7:가압실린더 8:압력계
9:충격압력계전기 10:릴리프밸브
11:밸브 12:오일공급부

Claims

충격압력계전기(9)의 반한시 특성 그래프를 모델링 한 결과로부터 압력증가율이 서로 다른 복수의 구간으로 구분하고, 각 구간의 압력증가율에 따른 압력제어신호를 출력하는 제어패널(1);
상기 제어패널(1)의 압력제어신호에 따라 회전수가 제어되는 모터(2);
상기 모터(2)의 회전수를 감속하는 감속기(3);
상기 모터(2)의 회전력을 전달받아 구동축(5)을 전진 또는 후진시키는 스크류잭(4);
상기 구동축(5)의 회전에 따라 오일공급관(12)을 통해 공급된 오일을 가압하여 충격압력계전기(9)로 공급하는 가압실린더(7);
상기 가압실린더(7)를 보호하는 릴리프밸브(10);
상기 오일공급관(12)을 통해 공급되는 오일을 선택적으로 차단하는 밸브(11);
상기 가압실린더(7)에서 가압된 오일의 압력을 측정하여 상기 제어패널(1)로 전송하는 압력검출부(8); 및
상기 구동축(5)의 위치를 검출하여 상기 제어패널(1)로 전송하는 센서(6)를 포함하는 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 구동축(5)은,
상기 밸브(11)가 열린상태에서 전진과 후퇴를 반복하여 상기 오일의 공기 또는 가스를 제거하는 것을 특징으로 하는 유입식변압기 충격압력계전기의 시험장치.
a) 충격압력계전기의 반한시 특성 그래프를 압력증가율에 따라 다수의 구간으로 분할하는 단계;
b) 충격압력계전기의 시험에 사용될 오일에서 공기와 가스를 제거하는 단계;
c) 상기 a) 단계에서 분할된 구간의 압력증가율에 맞춰 상기 오일을 가압하는 단계;
d) 상기 오일의 가압시 상기 충격압력계전기의 차단동작 발생시간과 압력을 검출하여 상기 반한시 특성 그래프와 비교하여 건전성을 평가하는 단계를 포함하는 유입식변압기 충격압력계전기의 시험방법.
제4항에 있어서,
상기 b) 단계는 오일을 가압 및 가압해제를 수회 반복하여 공기와 가스를 제거하는 것을 특징으로 하는 유입식변압기 충격압력계전기의 시험방법.