KR101033673B1 - 다기능 수배전반 - Google Patents

다기능 수배전반 Download PDF

Info

Publication number
KR101033673B1
KR101033673B1 KR1020100094315A KR20100094315A KR101033673B1 KR 101033673 B1 KR101033673 B1 KR 101033673B1 KR 1020100094315 A KR1020100094315 A KR 1020100094315A KR 20100094315 A KR20100094315 A KR 20100094315A KR 101033673 B1 KR101033673 B1 KR 101033673B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
switchgear
unit
leg
winding
earthquake
Prior art date
Application number
KR1020100094315A
Other languages
English (en)
Inventor
박훈양
Original Assignee
박훈양
주식회사 에너테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박훈양, 주식회사 에너테크 filed Critical 박훈양
Priority to KR1020100094315A priority Critical patent/KR101033673B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101033673B1 publication Critical patent/KR101033673B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/24—Circuit arrangements for boards or switchyards
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/26—Casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/28—Casings; Parts thereof or accessories therefor dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof or flameproof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/025—Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Patch Boards (AREA)

Abstract

본 발명은 다기능 수배전반에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 수배전반은, 인입된 전력을 수용가가 사용 가능한 저압으로 변환해주고, 진동을 감지하는 다기능 수배전반에 있어서, 1차 및 2차 코일과, 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 구비하는 철심과, 상기 제1 내지 제3 레그에 지그재그로 권취되어 중성선에 연결되는 2차 코일의 제1 권선, 제2 권선 및 제3 권선을 포함하는 변압부; 및 지진으로 발생하는 진동을 감지하는 가속도센서와 상기 가속도센서로부터 입력된 신호의 노이즈를 제거하여 증폭하는 증폭기를 포함하는 지진감지부를 구비한다.

Description

다기능 수배전반{A multi-functional distributing board}
본 발명은 다기능 수배전반에 관한 것으로, 특히 고조파 감쇄 및 상불평형 개선과 지진을 감지하여 수배전반으로 인한 전기적 사고를 예방하는 수배전반에 관한 것이다.
수배전반은 변전소로부터 공급되는 고압 전력을 상용 전압으로 강압하여 수용가에 분배하는 장치이다.
보다 구체적으로, 수배전반은 변전소로부터 공급되는 고압 전력을 공급받는 수전단, 변전소로부터 수전된 고압 전력을 상용 전압으로 변압하는 변압기, 변압된 전기를 빌딩 등 수용가의 전기 장치로 공급하는 배전단, 그리고 다수의 스위칭 장치 및 기타 안전 설비 등을 포함한다.
이러한 수배전반은 내부 혹은 외부에서 발생될 수 있는 각 종 재난으로부터 보호 되어야 한다.
전세계적으로 자연재해가 증가하고 있으며, 지진의 발생 빈도도 증가하고 있다. 이로 인해 수배전반의 순간 정전, 화재, 단락사고 등의 전기 사고가 발생할 수 있다. 우리나라도 1년에 수백 번의 지진이 관측되고 있어 지진과 같은 자연 재해의 안전 지대라 할 수 없어, 수배전반에 설치된 각종 설비가 이러한 지진 등의 재난으로부터 안전하게 보호되기 위해 상시적으로 감시, 관리할 필요성이 증대되고 있어, 이에 대한 대책이 절실히 요구되고 있다.
또한, 수배전반 내부에서 비선형 부하로 인해 3상 사이의 전압과 전류의 불평형 및 고조파가 발생할 수 있다. 이러한 고조파 등은 임피던스가 낮은 전원 측에 유입되어 중성선의 과열, 과전류의 발생, 전력 손실의 증가, 각종 전기 기기의 절연 파괴 등 각종 문제를 발생시키므로, 이에 대한 대책의 필요성이 증대되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수배전반으로 공급된 전력의 고조파 및 불평형을 감쇄시키기 위한 변압부 및 지진으로 발생하는 진동을 감지하는 지진감지부를 구비하는 다기능 수배전반을 제안한다.
또한, 본 발명은 각종 데이터를 획득하여 저장하고, 고조파 등으로부터 야기되는 수배전반의 이상 유무를 확인하는 블랙박스부를 수배전반에 더 구비한다.
그리고, 수배전반의 내부 공간을 격벽으로 분할하여 수배전반 내에 설치된 각종 설비에 악영향을 미치는 화재나 지진과 같은 재난에 대응할 수 있는 다기능 수배전반을 제안한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 수배전반은 인입된 전력을 수용가가 사용 가능한 전압으로 변환해주고, 진동을 감지하는 다기능 수배전반에 있어서, 1차 및 2차 코일과, 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 구비하는 철심과, 상기 제1 내지 제3 레그에 지그재그로 권취되어 중성선에 연결되는 2차 코일의 제1 권선, 제2 권선 및 제3 권선을 포함하는 변압부; 및 지진으로 발생하는 진동을 감지하는 가속도센서와 상기 가속도센서로부터 입력된 신호의 노이즈를 제거하여 증폭하는 증폭기를 포함하는 지진감지부를 구비한다.
변압부는, 상기 제1 레그, 상기 제2 레그, 상기 제3 레그 각각에는 상기 제1 권선, 상기 제2 권선 및 상기 제3 권선을 포함하는 그룹에서 선택된 두 종류의 권선이 교대로 귄취되되, 상기 제1 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그 각각에 권취된 두 종류의 권선은 권취 순서대로 철심 둘레에 중첩되어 권취될 수 있다.
수배전단은 차단제어부를 더 구비하며, 상기 차단제어부는, 지진감지부가 문턱값 이상의 지진파를 검출할 때, 상기 수배전단의 인입 전력 및/또는 인출 전력을 차단할 수 있다.
차단제어부는, 지진감지부가 미리 설정된 시간 동안 상기 문턱값 미만의 지진파를 검출할 때, 수배전단의 인입 전력을 통전시킬 수 있다.
수배전반은 블랙박스부를 더 구비하며, 상기 블랙박스부는, 수배전반의 적어도 하나의 설비에 대한 전력 계통 데이터를 획득하여 저장하고, 상기 데이터를 미리 설정된 값과 비교하여 상기 수배전반의 이상 유무를 확인할 수 있다.
블랙박스부는, 아크 발생을 감지하는 아크감지센서와 부분 방전 발생을 감지하는 부분방전센서를 더 포함할 수 있다.
블랙박스부는, 수배전반의 이상 유무, 아크 발생 여부 또는 부분 방전 발생 여부에 대한 정보를 외부로 전송하는 통신모듈을 더 포함할 수 있다.
블랙박스부는, 전송된 정보를 사용자에게 안내하는 출력모듈을 더 포함할 수 있다.
블랙박스부에 포함된 출력모듈은, 전송된 정보를 안정, 주의, 점검, 비상의 단계를 구분하여 사용자에게 안내할 수 있다.
수배전반의 내부 공간을 구획하여 구획별로 분할하고, 상기 수배전반의 다수의 설비, 변압부 및 지진감지부가 상기 구획별로 나누어 설치될 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 비선형 부하로 인하여 발생하는 전압과 전류의 불평형 및 고조파를 감쇄시켜 비선형 부하로 인해 발생하는 전력 손실을 줄이고, 변압기 자체의 손실을 저감시키고, 지진동으로 인한 수배전반의 누전이나 화재 등의 위험을 방지할 수 있다.
또한, 고조파 및 전류의 불평형으로 인해 야기되는 순간적인 전압 동요 현상이나 과전류, 누전 등을 상시 감시하여 수배전반의 고장이나 수배전반으로 인한 각종 위험 등을 줄일 수 있다.
그리고, 수배전반의 내부 공간을 격벽으로 분할하여, 각종 설비에 영향을 미치는 화재나 지진과 같은 재난에 효과적으로 대응하고, 물적, 인적 피해의 확산을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압부의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압부의 일부 권선도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙박스부를 더 구비하는 수배전반의 상세 구성도이다.
도 5는 내부 공간이 일체형인 수배전반의 구성도이다.
도 6은 내부 공간이 연립형인 수배전반의 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반의 구성도이다.
수배전반(10)은 수전부(100), 변압부(200), 배전부(300) 및 지진감지부(400)를 포함한다.
수전부(100)는 부하개폐기(LBS, Load Break Switch, 102), 피뢰기(LA, Lightning Arrest, 104), 계기용 변압 변류기(MOF, Metering Out Fit, 106) 파워 퓨즈(PF, Power Fuse, 108), 등의 각종 고압기기로 구성되어 있으며, 전력 회사로부터 고압의 전기가 인입되는 부분이다. 상기 수전부(100)에는 필요에 따라 계기용 변압기(PT, Potential Transformer, 110), 진공차단기(VCB, Vacuum Circuit Breaker, 112), 계기용 변류기(CT, Current Transformer, 114) 등이 더 포함된다.
변압부(200)는 전자기 유도 현상을 이용하여 교류의 전압 및 전류를 변압시키는 종래의 변압기를 개선한 하이브리드 변압기가 장착되는 부분으로, 송배전 계통에 직렬로 연결하여 사용한다. 상기 변압부(200)는 자체적으로 전류의 고조파를 감쇄시키고, 제1 부하(12a) 및 제2 부하(12b)에 의하여 발생하는 전압, 전류의 불평형을 상쇄시킨다. 그러므로, 고조파 저감장치와 불평형 상쇄장치를 별도로 설치할 필요가 없어, 수배전반의 내부 공간의 활용성이 증대되고, 투자 비용을 절감하며, 배전 계통에서 발생하는 전력 손실을 저감시킨다. 이러한 본 발명의 변압부(200)의 구체적 구성은 후술하여 살펴 보도록 한다.
배전부(300)는 기중차단기(ACB, Air Circuit Breaker, 302), 분기차단기(Distribution Breaker, 304), MCCB(Molded Case Circuit Breaker, 306), 보호 계전기(Protection Relay, 308) 등이 구성되어 있으며, 변압부(200)에 의해 강압된 전력을 각 수용가로 인출하여 분배하고, 과전류를 방지하는 부분이다. 상기 배전부(300)에는 필요에 따라 전력 퓨즈나 전압용 변압기, 차단기(310) 및 계기용 변압 변류기(312) 등이 더 구비될 수도 있다.
지진감지부(400)는 지진으로 발생하는 진동을 감지하고, 감지된 신호의 노이즈를 제거하여 증폭한다. 지진감지부(400)의 구체적 구성은 후술하여 살펴 보도록 한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 변압부에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압부의 구조도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압부의 일부 권선도이다.
변압부(200)는, 1차 코일(210) 및 2차 코일(220)과, 철심(230)을 포함한다. 그리고, 철심(230)은 제1 레그(230a), 제2 레그(230b) 및 제3 레그(230c)를 구비한며, 제1 레그(230a), 제2 레그(230b), 제3 레그(230c)에 지그재그로 권취되어 중성선에 연결되는 2차 코일(220)의 제1 권선(240), 제2 권선(250) 및 제3 권선(246)을 포함한다.
변압부(200)의 1차 코일(210)은
Figure 112010062792719-pat00001
형으로 결선되고, 2차 코일(220)은 Y형으로 결선된다. 그러나, 상기
Figure 112010062792719-pat00002
형뿐만 아니라, 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용되는 통상의 방법으로 결선될 수도 있음은 물론이다.
1차 코일(210)은
Figure 112010062792719-pat00003
형으로 결선될 수 있으며, 1차 코일(210)의 제1 권선(210a), 제2 권선(210b), 제3 권선(210c)은 각각 제1 레그(230a), 제2 레그(230b), 제3 레그(230c) 상에서 동일한 방향으로 권취될 수 있다.
2차 코일(220)은 철심(230)의 각각에서 1차 코일(210)의 위치와는 다른 위치에 Y형으로 결선될 수 있다. 2차 코일(220)은 제1 권선(240), 제2 권선(250), 제3 권선(260)을 포함하며, 배전 계통에서 발생하는 전압과 전류의 고조파 및 불평형을 감소시키기 위해 지그재그 형태로 권취될 수 있다.
2차 코일(220)의 지그재그 권선은, 2차 코일(220)을 구성하는 제1 권선(240), 제2 권선(250), 제3 권선(260)이 철심(230)의 제1 레그(230a), 제2 레그(230b), 제3 레그(230c)을 포함하는 그룹에서 선택된 둘 이상의 레그에 교차로 권선되거나, 철심(230)의 제1 레그(230a), 제2 레그(230b), 제3 레그(230c)을 포함하는 그룹에서 선택된 둘 이상의 권선이 교차로 권선되는 것을 말한다.
그리하여, 각 레그(230a, 230b, 230c)에서 자속의 크기는 동일하나 부하에서 발생한 영상분 전류의 위상이 서로 반대가 되어 자속이 상쇄되며, 고조파 및 불평형 성분의 전류는 감소한다.
한편, 제1 코일(210) 및 제2 코일(220)이 각각
Figure 112010062792719-pat00004
형 및 Y형으로 결선되는 경우, 제1 코일(210) 및 제2 코일(220) 사이에 혼촉 방지판(270)이 개재될 수 있다. 혼촉 방지판(270)은 제2 코일(220)보다 제1 코일(210)에서 상대적으로 고전압이 인가되는 경우, 상대적으로 저전압이 인가된 제2 코일(220) 측에 연결된 부하(12a, 12b)에 발생하는 전기적 피해를 저감하는 역할을 한다. 그리고, 혼촉 방지판(270)은 전원과 부하(12a, 12b) 사이에 발생하는 고조파의 유입을 방지하는 역할도 수행한다.
제1 레그(230a), 제2 레그(230b), 제3 레그(230c) 각각에는 제1 권선(240), 제2 권선(250), 제3 권선(260)을 포함하는 그룹에서 선택된 두 종류의 권선이 교대로 권취될 수 있는데, 제1 레그(230a), 제2 레그(230b), 제3 레그(230c) 각각에 첫번째로 권취된 권선은 각각의 레그와 접하여 권취될 수 있으며, 권취된 권선은 순서대로 권취된 제1 내지 제3 레그(230a, 230b, 230c)와의 이격거리가 커지도록 권취될 수 있다. 또한, 각 레그(230a, 230b, 230c)에 순차적으로 권취된 각 권선들(240, 250, 260)은 서로 소정 간격씩 이격되어 형성되어, 서로 절연되도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반의 상세 구성도이다.
수전부(100), 변압부(200), 배전부(300) 및 지진감지부(400) 외에, 차단제어부(500) 및 블랙박스부(600)가 더 포함된다.
우선, 지진감지부(400)는 가속도센서(410)와 증폭기(420)를 포함한다. 가속도센서(410)는 고감도의 관성을 감지하는 장치로서, 지진으로 발생하는 진동을 감지한다. 증폭기(420)는 신호를 증폭하는 앰프로서, 가속도센서(410)로부터 입력된 신호의 노이즈를 제거하여 증폭한다.
지진감지부(400)는 낮은 노이즈 비를 가진 증폭기(420)와 가속도센서(410)로 구성되어 있으며, 2.4mA 정전류를 공급하여 지진감지부(400) 내부의 증폭기(420)가 동작하도록 한다. 이 때, 출력 신호에 대해서 신호 노이즈 증폭과 컨디셔닝을 수행한다.
가속도센서(410)를 이용하여 저주파 응답, 고감도 출력 및 낮은 노이즈를 얻어 사용한다. 증폭기(420)는 정전류 다이오드가 가속도센서(410)로 전원을 공급하는 것과 같은 방법을 이용한다. 증폭된 출력은 바이어스 출력 전압과 진동 신호가 조합되어 DC 전압으로 출력될 수 있다. 또한, 회로는 외함과 분리하여 설치 및 고정이 될 수 있으며, 2가닥 신호선을 이용하여 전원 공급과 신호 전송이 이루어질 수도 있다.
차단제어부(500)는 지진감지부(400)가 문턱값 이상의 지진파를 검출할 때, 수배전단(10)의 인입 전력 및/또는 인출 전력을 차단한다. 일반적으로, 수배전단(10)은 수전부(100), 배전부(300) 등에 전류, 전압 등을 차단할 수 있는 설비를 갖추고 있다. 이러한 차단 설비는 진공차단기(VCB, Vacuum Circuit Breaker) 및 기중차단기(ACB, Air Circuit Breaker) 중 적어도 하나를 포함한다. 진공차단기 및 기중차단기는 전기회로에 인가되는 전압 또는 전류를 차단하여 사용자가 안전 사고에 노출되는 것을 방지한다. 이로써, 지진이나 화재 등 예기치 않은 사고로부터 수배전반(10)을 보호하고, 수배전반(10)으로부터 발생하는 2차적 피해를 줄일 수 있게 된다.
차단제어부(500)는 문턱값 이상의 지진파를 검출시, 상기 진공차단기 및/또는 기중차단기에 제어 신호를 보내 전류, 전압 등을 차단하게 된다. 한편, 지진감지부(400)가 미리 설정된 시간 동안 상기 문턱값 미만의 지진파를 검출할 때, 차단제어부(500)는 제어 신호를 보내 수배전단(10)의 인입 전력을 통전시켜 수배전단(10)에 전류, 전압이 흐르도록 할 수도 있다.
수배전반(10)의 상시 감시를 위해 수배전반(10)은 블랙박스부(600)를 더 구비할 수도 있다. 일반적으로 블랙박스(black box)라 함은 비행기나 자동차의 사고를 분석하기 위해 데이터나 음성 등을 기록 저장하는 장치를 말한다. 본 발명의 블랙박스부(600)는 수배전반의 각종 설비에 대한 전력 계통 데이터를 획득하여 저장하고, 상기 데이터를 미리 설정된 값과 비교하여 상기 수배전반의 이상 유무를 확인하게 된다.
구체적으로, 블랙박스부(600)는 획득하여 저장한 각종 설비에 대한 전력 계통 데이터가 미리 설정된 기준 범위 내인지를 비교, 판단하게 된다. 그리하여, 순간적인 전압 동요 현상인 순시전압강하(Sag), 순간전압상승(Swell), 순간정전(Interruption), 고조파(Harmonics), 고조파 왜형율(THD, Total Harmonics Distortion) 등 전기 품질 이상 유무를 감지하여 수배전반(10)의 이상 유무를 확인하게 된다. 그리고, 확인한 수배전반(10)의 이상 유무를 수배전반(10)의 사용자나 운영자에게 제공한다. 물론, 블랙박스부(600)가 수집한 각종 전력 계통 데이터도 사용자나 운영자에게 제공할 수 있다. 한편, 데이터는 전력 계통의 데이터뿐만 아니라, 수배전반(10) 내부에 설치된 카메라(미도시)가 획득하는 이미지 등을 포함하는 포괄적인 개념이다.
여기에서, 블랙박스부(600)가 하나의 모듈로써 상기의 기능을 수행할 수도 있으나, 데이터를 획득하기 위한 데이터 획득모듈(미도시), 데이터를 저장하기 위한 저장모듈(미도시), 데이터를 미리 설정된 값과 비교하여 수배전반(10)의 이상 유무를 확인하는 판단모듈(미도시)의 모듈 별로 블랙박스부(600)를 구성하면서 기능을 수행할 수도 있다.
블랙박스부(600)는 아크감지센서(610), 부분방전센서(620) 등의 각종 센서와, 통신모듈(630), 출력모듈(640) 등을 더 포함할 수도 있다.
아크감지센서(610)는 전기 배선 등 두 개의 전극 접촉에 의한 전압 강하에 의하여 전기적으로 방전되어 수 마이크로 초 동안 발생하는 아크 전류를 감지하며, 부분방전센서(620)는 전극과 전극 사이에서 일어나지 않고 한 부분에 생기는 부분 방전을 감지한다. 아크나 부분 방전의 발생은 수배전반(10)의 화재 위험을 증대시키므로, 아크감지센서(610)와 부분방전센서(620)를 통해 화재의 위험을 미리 감지하여, 차단제어부(500)의 제어로 차단기(기중차단기, 진공차단기)를 작동시킬 수 있게 된다.
통신모듈(630)은 지진감지부(400) 또는 블랙박스부(600)로부터 획득하는 수배전반(10)의 이상 유무, 아크감지센서(610)로부터 획득하는 아크 발생 여부 또는 부분방전센서(620)로부터 획득하는 부분 방전 발생 여부에 대한 정보를 외부로 전송한다. 이러한 정보는 수배전반(10) 내부의 저장모듈(미도시)에 저장될 수도 있으나, 수배전반(10)의 멸실, 정보의 손실 등에 대비하기 위해 이를 수배전반(10) 외부로 전송할 필요가 있다. 통신모듈(630)은 유선 통신 수단과 무선 통신 수단을 모두 포함하며, 수배전반(10) 외부의 관제실 등과 유선 또는 무선으로 송수신하게 된다.
출력모듈(640)은 통신모듈(630)이 전송하는 정보를 관제실 등의 운영자 등에게 안내한다. 이러한 안내는 상기 정보를 디스플레이 등에 표시하거나, 오디오 출력 장치를 통해 경고 신호를 알려주는 것을 말한다. 출력모듈(640)은 수배전반(10)의 외부에 설치되나, 블랙박스부(600)의 통신모듈(630)로부터 정보를 수신하여 출력하게 된다. 물론, 수배전반(10)의 큐비클 외부 표면에도 상기 출력모듈(640)과 동일한 역할을 수행하는 출력 장치가 설치될 수도 있다.
출력모듈(640)은 통신모듈(630)로부터 전송된 정보를 안정, 주의, 점검, 비상 등의 단계를 구분하여 사용자에게 안내할 수도 있다. 이는 긴급한 상황시 수배전반의 사용자에 즉각적인 대처를 하도록 하기 위함이다.
앞에서, 수배전반(10) 내부에 블랙박스부(600)에 구비된 저장모듈(미도시) 더 포함될 수 있다고 하였으나, 통신모듈(630)로부터 전송된 정보를 저장하기 위한 메모리 등의 별도의 저장 장치가 관제실 등의 수배전반(10) 외부에 더 구비될 수 있음은 물론이다.
도 5 및 도 6은 변압부(200) 및 지진감지부(400)를 수배전반(10)의 내부 공간을 구획을 나누에 설치한 구조도이다.
전술한 바와 같이, 수배전반(10)은 크게 수전부(100)와 배전부(300)로 나눌 수 있으며, 변압부(200)는 상기 수전부(100) 또는 배전부(300)의 근처에 설치하거나, 독립적으로 설치할 수도 있다.
본 발명에서 제안하는 수배전반(10)은 일반적인 수배전반의 구성에 지진감지부(400)가 별도로 구비된 수배전반(10)이다.
도 5은 내부 공간이 일체형인 수배전반의 구성도이다. 수전부(100) 및 배전부(300)을 이루는 각종 설비는 주요 설비만 도시한다.
일체형 수배전반은 하나의 큐비클 내에 격실 구조를 형성한 것을 말한다.
격실은 두 개 이상이 형성되나, 대체적으로 두 개에서 네 개의 격실이 설치될 것이며, 도 5는 두 개의 격실을 설치한 도시한 것이며, 특히 변압부(200)를 별도의 격실에 설치한 구성이다.
도 5에서, 수배전반(10)의 큐비클 내에 변압부(200)는 별도의 제2 격실(14)에 위치하며, 수전부(100), 배전부(300), 지진감지부(400)와 상기 변압부(200)가 위치하고 있는 격실과 구별되는 제1 격실(12) 에 장착되어 있다. 여기에서, 지진감지부(400)의 일부 구성은 수배전반(10)의 큐비클 외부에 위치할 수도 있다.
제2 격실(14)에 위치한 변압부(200)는 제1 격실(12)에 위치한 수전부(100)의 계기용 변류 변압기(106) 및 배전부(300)의 MCCB(302)와 연결된다.
수전부(100)의 각종 설비인 고장구간 자동개폐기(102), 피뢰기(104), 계기용 변류 변압기(106) 및 파워 퓨즈(108)는 제1 격실에 설치되어 구성된다.
배전부(300)의 각종 설비인 기중 차단기(302), MCCB(306), 차단기(310)도 제2 격실에 설치되어 구성된다.
지진감지부(400)는 지진동의 감지가 용이한 수배전반(10)의 바닥 쪽에 설치될 것이나, 이에 제한되는 것은 아니다.
차단감지부(500)는 차단기(310)와 연결되어, 차단기(310)에 제어 신호를 보내 전류, 전압 등을 차단하게 된다. 또한, 차단감지부(500)는 기중 차단기(306)와 연결되어 제어하는 역할도 수행할 수 있다.
블랙박스(600)는 제2 격실의 벽이나 천장 부분에 설치되는 것이 일반적이나, 블랙박스(600)의 일부 구성, 특히 저장모듈, 출력모듈(640)은 수배전반(10)의 외부에 구성될 수도 있다. 이는 블랙박스(600)에 저장된 데이터의 손실을 미연에 방지하고, 수배전반(10)의 이상 유무를 수배전반(10)의 운용자에게 신속하게 알리기 위함이다.
도 6은 내부 공간이 연립형인 수배전반의 구성도이다. 수전단(100) 및 배전단(300)을 이루는 각종 설비는 주요 설비를 중심으로 도시한다.
연립형 수배전반은 수배전반의 큐비클의 함체가 연립하여 구성된 것을 말한다. 연립형 수배전반의 함체는 두 개 이상이 구성될 것이다,
도 6에서, 수배전단(10)의 맨 좌측 제1 함체(25)에는 수전부(100)의 일부 설비가, 맨 우측 제3 함체(45)에는 배전부(300), 지진감지부(400) 및 블랙박스(600)가, 가운데 제2 함체(35)에는 수전부(100)의 일부 설비 및 변압부(200) 가 각각 설치된다. 수전부(100)와 배전부(300)를 이루는 각종 설비는 주요 설비만 도시하였다.
제1 함체(25) 내에 설치된 고장구간 자동개폐기(102)는 제2 함체(35) 내에 설치된 파워 퓨즈(108) 및 피뢰기(104)와 연결되며, 계기용 변류 변압기(106)는 제2 함체(35) 내에 설치된 변압부(200)와 연결된다.
제2 함체(35) 내에 설치된 변압부(200)는 제3 함체(45) 내에 설치된 배전부(300)의 MCCB(306)와 연결되며, MCCB(306)는 기중 차단기(302)와 연결된다.
도 6에서, 제3 함체(45) 내에 지진감지부(400)와 블랙박스(600)가 동시에 구성된 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.
지진감지부(400)는 지진동의 용이한 감지를 위해 함체의 바닥 쪽에 설치되는 것이 일반적이나, 이에 제한되는 것은 아니며, 지진감지부(400)가 획득한 데이터는 전술한 바와 같이 블랙박스(600)에 저장되게 된다. 지진감지부(400)가 변압부(200)가 아닌 수전부(100) 또는 배전부(300) 근처에 위치할 수도 있음은 물론이다. 또한, 변압부(200)가 수전부(100) 또는 배전부(300) 근처에 위치할 수도 있다.
그리고, 차단제어부(500)가 함체 내에 설치되어 제3 함체(45) 내에 설치된 기중차단기(302)를 제어할 수도 있음은 일체형 수배전반과 마찬가지이다.
블랙박스(600)는 함체 내뿐만 아니라, 일부 구성은 함체 내부에 구성되고, 다른 구성은 함체 외부에 구성될 수도 있다. 예를 들어, 블랙박스(600)에 저장된 데이터가 지진이나 화재 등으로 손실되는 것을 막기 위해 블랙박스의 저장모듈만 따로 수배전반(10)의 외부에 설치되는 것을 들 수 있다. 또한, 블랙박스(600)의 출력모듈(640)을 외부의 관제소 등에 설치하여 수배전반(10)의 운용자에게 수배전반(10)의 내부 상황을 빠르게 알릴 수 있다. 여기에서, 전술한 바와 같이 블랙박스(600)의 통신모듈(630)을 통해 데이터의 송수신이 이루어지게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 수배전단 100: 수전부
200: 변압부 210: 1차 코일
220: 2차 코일 230: 철심
300: 배전부 400: 지진감지부
410: 가속도센서 420: 증폭기
500: 차단제어부 600: 블랙박스부
610: 아크감지센서 620: 부분방전센서
630: 통신모듈 640: 출력모듈

Claims (10)

  1. 인입된 전력을 수용가가 사용 가능한 전압으로 변환해주고, 진동을 감지하는 다기능 수배전반에 있어서,
    1차 및 2차 코일과, 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 구비하는 철심과, 상기 제1 내지 제3 레그에 지그재그로 권취되어 중성선에 연결되는 2차 코일의 제1 권선, 제2 권선 및 제3 권선을 포함하는 변압부;
    지진으로 발생하는 진동을 감지하는 가속도센서와 상기 가속도센서로부터 입력된 신호의 노이즈를 제거하여 증폭하는 증폭기를 포함하는 지진감지부; 및
    아크 발생을 감지하는 아크감지센서 및 부분 방전 발생을 감지하는 부분방전센서를 포함하며, 상기 아크감지센서 및 부분방전센서로부터 상기 다기능 수배전반 내의 아크전류 데이터 및 부분방전 데이터를 획득하여 저장하고, 상기 아크전류 데이터 및 부분방전 데이터를 미리 설정된 아크전류 기준값 및 부분방전 기준값과 비교하여 상기 다기능 수배전반의 이상 유무를 확인하는 블랙박스부를 구비하며,
    상기 다기능 수배전반의 내부 공간은 복수의 격벽에 의해 적어도 3개 이상의 공간으로 분할되며, 상기 적어도 3개 이상의 공간 중 1개의 공간에는 상기 변압부만 설치되고, 상기 적어도 3개 이상의 공간 중 상기 변압부만 설치되는 공간과 다른 1개의 공간에는 상기 지진감지부 및 블랙박스부만 설치되고, 상기 적어도 3개 이상의 공간 중 상기 변압부와, 상기 지진감지부 및 블랙박스부가 설치되는 공간과 다른 적어도 1개 이상의 공간에는 상기 다기능 수배전반에 수용되는 각종 설비가 설치되고, 상기 지진감지부 및 블랙박스부가 설치되는 공간은 상기 지진감지부가 상기 다기능 수배전반의 바닥 측에 위치하고, 상기 블랙박스부가 상기 다기능 수배전반의 천장 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 다기능 수배전반.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 변압부는,
    상기 제1 레그, 상기 제2 레그, 상기 제3 레그 각각에는 상기 제1 권선, 상기 제2 권선 및 상기 제3 권선을 포함하는 그룹에서 선택된 두 종류의 권선이 교대로 귄취되되, 상기 제1 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그 각각에 권취된 두 종류의 권선은 권취 순서대로 철심 둘레에 중첩되어 권취되는 다기능 수배전반.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수배전단은 차단제어부를 더 구비하며,
    상기 차단제어부는, 상기 지진감지부가 문턱값 이상의 지진파를 검출할 때, 상기 수배전단의 인입 전력 및 인출 전력을 차단하는 다기능 수배전반.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 차단제어부는,
    상기 지진감지부가 미리 설정된 시간 동안 상기 문턱값 미만의 지진파를 검출할 때, 상기 수배전단의 인입 전력을 통전시키는 다기능 수배전반.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 블랙박스부는,
    상기 수배전반의 이상 유무, 상기 아크 발생 여부 또는 상기 부분 방전 발생 여부에 대한 정보를 외부로 전송하는 통신모듈을 더 포함하는 다기능 수배전반.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 블랙박스부는,
    상기 전송된 정보를 사용자에게 안내하는 출력모듈을 더 포함하는 다기능 수배전반.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 출력모듈은,
    상기 전송된 정보를 안정, 주의, 점검, 비상의 단계를 구분하여 사용자에게 안내하는 다기능 수배전반.
  10. 삭제
KR1020100094315A 2010-09-29 2010-09-29 다기능 수배전반 KR101033673B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100094315A KR101033673B1 (ko) 2010-09-29 2010-09-29 다기능 수배전반

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100094315A KR101033673B1 (ko) 2010-09-29 2010-09-29 다기능 수배전반

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101033673B1 true KR101033673B1 (ko) 2011-05-12

Family

ID=44365808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100094315A KR101033673B1 (ko) 2010-09-29 2010-09-29 다기능 수배전반

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101033673B1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102185488A (zh) * 2011-05-13 2011-09-14 张家港新特变科技有限公司 还原炉整流变压器的负载不平衡率≤30%的方法
KR101277282B1 (ko) 2012-07-26 2013-06-20 주식회사 일렉콤 진동감지차단기능이 구비된 수배전설비
KR101365398B1 (ko) 2013-04-29 2014-02-20 김나운 지진 재난방재 시스템을 내장한 수배전반(고압반, 저압반, 전동제어반, 분전반) 및 그 제어방법
KR101478060B1 (ko) 2011-10-20 2015-01-02 한신전기주식회사 수배전반용 블랙박스
KR101626140B1 (ko) 2015-12-15 2016-05-31 전택수 서지 감시 및 접지 성능 진단 수배전반
KR101744795B1 (ko) * 2016-09-06 2017-06-09 진우산전 주식회사 전력량계를 내장한 스마트 교통신호 제어기
KR20200024682A (ko) * 2018-08-28 2020-03-09 주식회사 디엠티 전력제어설비용 지진 보호 장치
CN110994804A (zh) * 2019-12-23 2020-04-10 浙江佳乐科仪股份有限公司 一种电力控制柜用多功能在线监测系统
KR102505794B1 (ko) 2022-03-25 2023-03-06 주식회사 프로텍타코리아 아크해소 수배전반
KR102669713B1 (ko) * 2023-03-31 2024-05-24 에스케이에코플랜트(주) 전류 제어 회로 유닛 및 이를 포함하는 전기 판넬

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100632813B1 (ko) * 2004-03-05 2006-10-11 주식회사 케이디파워 디지털 그래픽 수배전 시스템
KR20100029072A (ko) * 2008-07-24 2010-03-15 주식회사 에너테크 변압 기능과 고조파 및 전류 불평형 개선 기능을 포함하는 하이브리드 변압기 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템
KR100968031B1 (ko) * 2009-12-04 2010-07-07 이승철 배전반 방재시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100632813B1 (ko) * 2004-03-05 2006-10-11 주식회사 케이디파워 디지털 그래픽 수배전 시스템
KR20100029072A (ko) * 2008-07-24 2010-03-15 주식회사 에너테크 변압 기능과 고조파 및 전류 불평형 개선 기능을 포함하는 하이브리드 변압기 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템
KR100968031B1 (ko) * 2009-12-04 2010-07-07 이승철 배전반 방재시스템

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102185488A (zh) * 2011-05-13 2011-09-14 张家港新特变科技有限公司 还原炉整流变压器的负载不平衡率≤30%的方法
KR101478060B1 (ko) 2011-10-20 2015-01-02 한신전기주식회사 수배전반용 블랙박스
KR101277282B1 (ko) 2012-07-26 2013-06-20 주식회사 일렉콤 진동감지차단기능이 구비된 수배전설비
KR101365398B1 (ko) 2013-04-29 2014-02-20 김나운 지진 재난방재 시스템을 내장한 수배전반(고압반, 저압반, 전동제어반, 분전반) 및 그 제어방법
KR101626140B1 (ko) 2015-12-15 2016-05-31 전택수 서지 감시 및 접지 성능 진단 수배전반
KR101744795B1 (ko) * 2016-09-06 2017-06-09 진우산전 주식회사 전력량계를 내장한 스마트 교통신호 제어기
KR20200024682A (ko) * 2018-08-28 2020-03-09 주식회사 디엠티 전력제어설비용 지진 보호 장치
KR102163452B1 (ko) 2018-08-28 2020-10-21 (주)디엠티 전력제어설비용 지진 보호 장치
CN110994804A (zh) * 2019-12-23 2020-04-10 浙江佳乐科仪股份有限公司 一种电力控制柜用多功能在线监测系统
KR102505794B1 (ko) 2022-03-25 2023-03-06 주식회사 프로텍타코리아 아크해소 수배전반
KR102669713B1 (ko) * 2023-03-31 2024-05-24 에스케이에코플랜트(주) 전류 제어 회로 유닛 및 이를 포함하는 전기 판넬

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101033673B1 (ko) 다기능 수배전반
JP6560731B2 (ja) 電力系統保護用の連続無停止ａｃ接地システム
KR101412711B1 (ko) 구내방송장치용 이상부하분석 처리방법 및 장치
KR101033525B1 (ko) 재난 방지용 수배전반
US11588324B2 (en) Electrical fault detection and recovery power distribution system and its construction method
KR101421564B1 (ko) 예상 밖 동작 방지 기능이 있는 누전 검출 장치
JP6234647B1 (ja) 直流電気回路保護装置およびアーク検出方法
KR101440492B1 (ko) 전기화재 예방 및 과부하 차단기능을 구비한 수배전반
KR102057494B1 (ko) 스마트 전기사고 예방 및 에너지 관리 시스템
KR100996627B1 (ko) 아크 센서가 적용된 고압/저압 배전반 시스템
KR101451387B1 (ko) 계기용 변류기 2차 단자 개방 감시 및 보호 장치가 구비된 수배전반
KR101365398B1 (ko) 지진 재난방재 시스템을 내장한 수배전반(고압반, 저압반, 전동제어반, 분전반) 및 그 제어방법
AU2020247540B2 (en) Open pen detection and shut down system
WO2017221493A1 (ja) 直流電気回路保護装置およびアーク検出方法
US20150309104A1 (en) Differential current monitoring device with arc detection
KR101451389B1 (ko) 계기용 변류기 개방 상태 감시 및 보호 장치가 구비된 수배전반
US6731482B2 (en) Ground fault circuit interrupter
KR101049862B1 (ko) 중성선 대체기능이 구비된 분배전반
US4709291A (en) Protective device for preventing blowout of bushing in high-voltage switching installation
KR101033672B1 (ko) 하이브리드 변압기 및 블랙박스를 구비하는 수배전반
KR100991417B1 (ko) 누설전류의 상시 검출이 가능한 접지 단자함을 구비한 수배전반
KR101227537B1 (ko) 중성선 복구 기능이 구비된 분배전반
KR102128036B1 (ko) 아크 보호 시스템 및 아크 보호 시스템의 제어 방법
KR101442178B1 (ko) 고장진단 기능 수배전반 시스템
KR101631992B1 (ko) 프리즘을 이용한 아크 플래시 검출 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140416

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180412

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190306

Year of fee payment: 9