KR101045020B1 - 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터 - Google Patents

무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3상4선식 배전 계통의 중성선에서 발생하는 과다한 영상고조파를 감쇄하는 영상고조파 필터에 있어서 상기 영상고조파 필터로 유입되는 영상고조파를 제어함으로써 과부하가 걸리는 것을 최대한 방지하여 안정성을 높임과 동시에 효율적으로 영상고조파 감쇄 기능을 수행할 수 있게 한 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터에 관한 것이다.
이를 위하여 3상4선식 배전 계통의 중성선에서 발생하는 영상고조파를 감쇄하기 위한 영상고조파 필터에 있어서, 상기 3상4선식 배전 계통의 3상의 각 위상선과 중성선에 연결되도록 구성되는 지그재그 결선 변압기; 상기 지그재그 결선 변압기의 상태 정보를 검출하는 검출부; 상기 검출부에서 측정된 정보를 수신하여 분석하고 PWM 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 수신한 PWM 신호에 따라 상기 지그재그 결선 변압기와 3상의 각 위상선과의 연결단을 반복적으로 개폐 동작하는 개폐구동장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터{ZERO-PHASE HARMONIC FILTER WITH OVERLOAD PROTECTION USING NON-CONTACT SWITCHING DEVICE}
본 발명은 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3상4선식 배전 계통의 중성선에서 발생하는 과다한 영상고조파를 감쇄하는 영상고조파 필터에 있어서 상기 영상고조파 필터로 유입되는 영상고조파를 제어함으로써 과부하가 걸리는 것을 최대한 방지하여 안정성을 높임과 동시에 효율적으로 영상고조파 감쇄 기능을 수행할 수 있게 한 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터에 관한 것이다.
일반적으로 고조파(高調波, Harmonics)란 기본 주파수의 2배, 3배, 4배와 같이 정수배에 해당하는 주파수를 말하며 왜곡파 또는 왜형파라고 하며, 특히 여러 차수의 고조파 중에서 3, 6, 9 등과 같이 고조파 차수가 3의 배수에 해당하는 고조파 성분을 영상고조파라고 한다.
3상4선식을 채택하고 있는 우리나라의 배전 계통의 특징상 단상부하와 3상부하가 혼합되어 중성선에는 불평형 전류가 흐르게 되고 최근에는 컴퓨터, LED 등 조명장치, 복사기 등 사무기기, 무정전전원공급장치(UPS) 등과 같은 비선형 부하장치의 증가로 인하여 중성선에는 더 많은 영상고조파가 흐르게 되는데, 영상고조파는 각 3상의 위상이 동상의 값을 가지므로 단상전원 3개가 병렬로 연결된 것과 같이 중성선에 중첩되어 최대 3배의 영상고조파가 흐르게 된다. 이와 같이 중성선에 과다한 영상고조파가 흐르게 되면 중선선 도체의 과열, 배전 변압기의 성능저하, 전압의 왜곡, 통신선 잡음, 전기 전자 장비의 오작동 등의 장해를 일으키게 되는데 다음은 이와 같은 영상고조파의 각종 문제점을 표로 정리한 것이다.
Figure 112010030007072-pat00001
따라서 이러한 과도한 영상고조파를 감쇄시키기 위한 여러 가지 방식이 제안되고 있는데, 그 중에서 3개의 위상선과 중선선에 연결된 지그재그(Zig Zag) 결선 변압기를 이용하여 영상 임피던스를 작게 하여 중성선에서 부하 계통 측으로 영상고조파가 흐르지 않도록 하고 지그재그 결선 변압기 측으로 흡수하여 영상고조파를 상쇄시키는 장치가 대표적인데, 이와 같은 지그재그 결선 변압기를 이용한 영상고조파 필터는 발생량이 가장 많은 저차수인 3차 고조파를 효율적으로 감쇄할 수 있다.
그러나 이와 같은 지그재그 결선 변압기를 이용한 영상고조파 필터는 영상고조파가 다량으로 발생하여 처리량이 많아지면 영상고조파 필터 내부의 온도가 상승하게 되고, 영상고조파 필터가 처리할 수 있는 한계를 넘어서서 영상고조파 필터에 과부하가 걸리는 경우 과열, 소손 등의 전기 사고와 이로 인한 화재 등의 2차 사고가 발생할 위험이 존재하여 별도로 배선용 차단기 등과 같은 보호 장치를 설치하여야 했고, 이로 인해 제품이 대형화되어 별도의 공간에 설치하여야 하는 문제점이 있었다. 이와 같이 별도의 외부 공간에 설치하면 영상고조파가 발생하는 계통 측에서 멀리 떨어지게 되어 영상고조파 필터의 효율도 낮아지게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 영상고조파 필터와 계통을 연결되는 도선 상에 스위치를 구비하고 영상고조파 필터 내부의 온도를 측정할 수 있게 구성하여 영상고조파 필터 내부가 일정 온도 이상으로 상승하면 계통과 연결되는 스위치가 개방되어 영상고조파 필터를 계통에서 분리시키고 적정 온도 이하로 하강하면 다시 스위치가 연결되어 영상고조파 감쇄 기능이 다시 동작되도록 하는 장치가 제안되었다.
그러나 이러한 종래의 영상고조파 필터는 과부하가 걸려 계통에서 영상고조파 필터가 분리되어 동작을 정지하는 동안에는 계통에서 발생하는 영상고조파를 처리하지 못하고, 이로 인해 영상고조파가 그대로 계통 측으로 흐르게 되어 계통이 상기에서 기술한 영상고조파에 의한 문제점에 그대로 노출되게 되는 문제점이 있었다.
또한 영상고조파가 다량으로 발생하여 영상고조파 필터에 과부하가 걸리거나 영상고조파 필터가 계통에서 분리되어 있어 영상고조파 필터가 동작하지 않고 있음에도 이를 외부에서 알 수 있는 방법이 없어 영상고조파 필터의 용량이 한계에 도달하거나 계통 측이 영상고조파에 의해 문제를 겪고 있어도 방치할 수밖에 없었고 그에 따라 각종 사고의 위험성이 높아지고 미리 영상고조파 필터 용량 증설 등의 대책을 강구하지 못하는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하고자 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 영상고조파 필터 내부의 온도를 측정하여 일정 온도 이상으로 상승하지 않도록 유입되는 영상고조파를 제어함으로써 영상고조파 필터에 과부하가 걸리는 것을 방지하여 계통에서의 탈락 없이 연속적으로 영상고조파 감쇄 기능을 수행할 수 있는 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 과부하 보호기능을 영상고조파 필터에 내장하는 등으로 제품을 소형화함으로써 분전반 등의 계통 내부에 장착할 수 있고 이와 같이 영상고조파 발생원과 가장 근접한 위치에서 작동하여 효율적으로 영상고조파 감쇄 기능을 수행할 수 있는 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 계통 측에서 다량의 영상고조파가 발생하여 영상고조파 필터에 과부하가 걸림으로 인해 영상고조파 필터의 용량을 초과하거나 초과할 위험이 존재하는 경우 외부에서 인지할 수 있도록 표시를 해줌으로써 계통과 영상고조파 필터를 보호하고 사전에 대책을 마련할 수 있기 용이한 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터를 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터는, 3상4선식 배전 계통의 중성선에서 발생하는 영상고조파를 감쇄하기 위한 영상고조파 필터에 있어서, 상기 3상4선식 배전 계통의 3상의 각 위상선과 중성선에 연결되도록 구성되는 지그재그 결선 변압기와; 상기 지그재그 결선 변압기의 상태 정보를 검출하는 검출부와; 상기 검출부에서 측정된 정보를 수신하여 분석하고 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, 이하 'PWM'이라 한다) 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 수신한 PWM 신호에 따라 상기 지그재그 결선 변압기와 3상의 각 위상선과의 연결단을 반복적으로 개폐 동작하는 개폐구동장치를 포함하여 구성되어, 상기 지그재그 결선 변압기가 계통에서 탈락됨이 없이 과부하로부터 보호되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제어부는 상기 검출부에서 측정된 상태 정보를 수신하여 디지털신호로 변환하는 AD변환장치와, 상기 디지털신호를 수신하여 처리를 하는 중앙처리장치와, 검출된 상기 지그재그 결선 변압기의 상태 정보에 따라 상기 중앙처리장치로부터 명령을 받아 PWM 신호를 생성하는 PWM 발생장치를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 개폐구동장치는 무접점 반도체 스위칭 소자로 구성하여 빠르고 효율적인 스위칭 동작을 하도록 구성하는 것이 좋다.
또한, 상기 검출부는 상기 지그재그 결선 변압기의 철심 또는 권선의 온도를 측정하여 검출하는 온도센서로 이루어져 측정된 온도에 따라 영상고조파 필터가 제어되도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 검출부에서 측정된 온도가 70℃ 미만인 경우에는 상기 PWM 발생장치에서 작동비가 1인 PWM 신호를 생성하고, 상기 검출부에서 측정된 온도가 70℃ 이상 85℃ 미만인 경우에는 상기 검출부에서 측정된 온도에 따라 상기 중앙처리장치에서 계산된 0 이상 1 미만의 작동비를 가지는 PWM 신호를 생성하도록 구성한다.
또한, 상기와 같이 중앙처리장치에서 계산된 PWM 신호의 작동비가 0 이상 0.3 미만인 경우에 상기 중앙처리장치로부터 신호를 수신하여 과부하의 위험을 외부로 표시하는 위험표시부를 더 포함하여 구성하여 위험성을 인지하게 하고 용량의 한계를 대비하여 용량을 증설하는 등의 대책을 강구하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 영상고조파 필터 내부의 온도를 측정하여 일정 온도 이상으로 상승하지 않도록 유입되는 영상고조파를 제어함으로써, 영상고조파 필터에 과부하가 걸리는 것을 방지하여 계통에서의 탈락 없이 연속적으로 영상고조파 감쇄 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 영상고조파 필터를 소형화하여 분전반 등의 계통 내부에 장착할 수 있고 이와 같이 부하 측에 가까운 곳에 위치하여 효율적으로 영상고조파 감쇄 기능을 수행할 수 있는 다른 장점이 있다.
또한, 본 발명은 영상고조파가 다량으로 발생하여 영상고조파 필터에 과부하가 걸림으로 인해 영상고조파 필터의 용량을 초과하거나 초과할 위험이 존재하는 경우 외부에 그 상황을 표시하여 미리 그 위험을 인지하여 계통과 영상고조파 필터를 보호하고 용량 증설 등의 대책을 강구할 수 있도록 함으로써 안전성이 뛰어난 또 다른 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저압 3상4선식 분전반에 내장된 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터의 회로도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부와 개폐구동장치의 구성을 기능적으로 나타낸 구성도.
도 3은 일반적인 구형파의 파형도.
도 4는 톱니파와 정현파를 이용하여 생성한 펄스 폭 변조 신호의 파형도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 동작의 순서도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 온도에 대한 PWM 신호의 작동비의 변화도.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저압 3상4선식 분전반에 내장된 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터의 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부와 개폐구동장치의 구성을 기능적으로 나타낸 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터는 저압 3상4선식 분전반(200)의 중성선에 유입된 영상고조파를 감쇄시키는 지그재그(Zig Zag) 결선 변압기(110)와, 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 상태를 검출하는 검출부(140)와, 상기 검출부(140)로부터 지그재그 결선 변압기(110)의 상태 정보를 받아 처리하여 신호를 내보내는 제어부(120)와, 상기 제어부(120)로부터 신호를 받아 상기 지그재그 결선 변압기(110)와 분전반(200)의 연결단을 개폐하는 계폐구동장치(130)와, 상기 제어부(120)로부터 신호를 받아 외부에 표시하는 위험표시부(150)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 지그재그 결선 변압기(110)는 상기 저압 3상4선식 분전반(200)을 통과하는 3개의 위상선(A, B, C)과 중성선(N)에 각각 연결되어 구성되는데, 동일 철심에 각기 다른 상, 즉 A 위상선과 B 위상선, B 위상선과 C 위상선 그리고 C 위상선과 A 위상선에 연결된 각 권선을 상호 반대 방향으로 감아서 낮은 임피던스를 가지도록 제작하여 지그재그 결선 변압기(110)로 영상고조파가 유입되어 감쇄되도록 구성된다. 또한, 상기 지그재그 결선 변압기(110)에는 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 상태를 검출하는 검출부(140)가 구성되어 있는데, 본 실시예에서는 상기 지그재그 결선 변압기의 온도, 바람직하게는 지그재그 결선 변압기의 철심이나 코일의 온도를 검출부를 통하여 측정함으로써 지그재그 결선 변압기(110)의 상태를 검출하게 된다. 물론 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 온도를 측정하는 간접적인 방법이 아니라 상기 각 3상선(A, B, C) 또는 중성선(N)을 흐르는 영상고조파의 전류량을 직접 측정하여 지그재그 결선 변압기(110)에 부하가 얼마나 걸리고 있는지 용량을 초과하고 있는지 등의 상태를 검출할 수도 있다.
상기 제어부(120)는 상기 검출부(140)를 통해 수집된 지그재그 결선 변압기(110)의 온도 정보를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 AD변환장치(121)와, 상기 AD변환장치의 디지털 신호를 입력받아 처리하는 중앙처리장치(122)와, 상기 개폐구동장치(150)로 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, 이하 PWM) 신호를 출력하는 PWM 발생장치(123)를 포함하여 구성된다.
상기 중앙처리장치(122)는 상기 AD변환장치(121)에서 처리된 지그재그 결선 변압기(110)의 온도 정보를 담고 있는 디지털 신호를 전달받아 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 상태를 분석하여 그에 대응하는 명령을 상기 PWM 발생장치(123)와 위험표시부(150)로 전달하는 기능을 한다.
한편, 상기 PWM 발생장치(123)는 상기 중앙처리장치(122)에서 명령을 받아 상기 개폐구동부(150)로 PWM 신호를 보내 상기 개폐구동부(150)가 연속적으로 단속동작을 하게 한다. 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation)에 대해 알아보면, 도 3은 구형파를 도시한 것인데 펄스 폭 변조는 이와 같은 구형파의 주기의 크기는 유지하면서 펄스 폭만을 변화시켜 결과적으로 파의 평균값의 변화를 가져오게 하는 것이다. 여기에서 중요한 것은 작동비(Duty ratio)라는 것인데 구형파에서 한 주기(T) 동안 구형파의 최고값이 유지되는 시간(D.T)의 비(D)를 말하는 것이다. 즉, 작동비가 클수록 한 주기 동안 파의 최고값을 이루는 시간이 길어져 전체적으로 파의 평균값은 커지게 되고 반대로 작동비가 작아지면 파의 평균값은 작아지게 된다. PWM 신호를 생성하는 가장 간단한 방법은 도 4에서 도시한 바와 같이 톱니파와 기준파를 이용하는 것이다. 즉, 기준파가 톱니파보다 큰 값을 가질 때에는 PWM 신호는 최고값을 가지게 하고 반대로 기준파가 톱니파보다 작은 값을 가질 때에는 PWM 신호는 최저값을 가지게 한다. 도 4에서는 기준파로 정현파를 이용하여 하나의 PWM 신호에서 계속 작동비가 변화하게 생성하였지만, 기준파로 일정한 값을 가지는 직선파를 이용하면 하나의 작동비를 가지는 PWM 신호를 생성할 수 있게 되고 직선파의 값을 변화시키면 PWM 신호의 작동비를 바꿀 수 있게 된다.
이와 같은 PWM 신호를 상기 PWM 발생장치에서 생성하여 상기 개폐구동장치(130)로 송신하면 PWM 신호가 최고값을 가지는 동안에는 상기 개폐구동장치(130)가 결속 상태를 유지하여 상기 지그재그 결선 변압기(110)로 영상고조파가 유입되어 감쇄 기능을 할 수 있게 되고, PWM 신호가 최저값을 가지는 동안에는 상기 개폐구동장치(130)가 단락 상태를 유지하여 상기 지그재그 결선 변압기(110)로 영상고조파가 유입되지 않아 감쇄 기능을 멈추게 된다.
상기 개폐구동장치(130)는 저압 3상4선식 분전반의 각 3상(A, B, C)과 지그재그 결선 변압기(110)가 연결된 각 도선에 위치하여 상기 PWM 발생장치에서 발신한 PWM 신호에 따라 단속을 반복하게 된다. 상기 개폐구동장치(130)로는 MOSFET나 BJT 등과 같은 무접점 반도체스위칭소자를 이용하여 구성하는 것이 바람직한데, 이는 본 영상고조파 필터를 소형화하기 위해서 필요할 뿐만 아니라 개폐동작으로 인해 소모되는 전력이 매우 적어 효율성의 측면에서도 뛰어나기 때문이다.
상기 위험표시부(150)는 상기 지그재그 결선 변압기(110)로 많은 영상고조파가 유입되어 과부하가 걸리는 경우에 상기 중앙처리장치(122)로부터 신호를 수신하여 외부에 표시하는 기능을 한다. 상기 위험표시부(150)는 단순히 경고램프로만 구성하여 외부에서 인식하도록 할 수도 있지만, 경고램프와 함께 LED 등과 같은 표시장치를 구성하여 상기 검출부(140)에서 검출한 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 온도 정보를 상기 중앙처리장치(122)를 통하여 전달받아 온도를 표시함으로써 외부에서 인식할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터의 작동관계를 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어 동작의 순서도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 온도에 대한 PWM 신호의 작동비의 변화도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 저압 3상4선식 분전반(200)이 작동하면서 중성선(N)에 영상고조파가 발생하게 되면 계통 측보다 임피던스가 낮은 지그재그 결선 변압기(110)로 유입되어 처리되게 된다. 적은 양의 영상고조파가 유입되는 경우에는 상기 지그재그 결선 변압기(110)에서 처리되는 용량이 적으므로 상기 검출부(140)에서 측정되는 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 온도는 낮게 측정될 것이다. 상기 검출부(140)에서 검출된 온도 정보는 AD 변환장치(121)를 통해 상기 중앙처리장치(122)로 전달되어 분석되는데, 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 온도가 일정 온도, 바람직하게는 70℃ 미만일 경우에는 상기 중앙처리장치(122)는 상기 PWM 발생장치(123)로 작동비가 1인 PWM 신호를 생성하도록 명령한다. 작동비가 1인 PWM 신호는 항상 최고값을 갖는 구형파이므로 상기 PWM 발생장치(123)로부터 작동비가 1인 PWM 신호를 전달받은 상기 개폐구동장치(130)는 계속 결속 상태를 유지하여 유입되는 모든 영상고조파를 지그재그 결선 변압기가 처리할 수 있게 된다.
한편, 상기 저압 3상4선식 분전반(200)에서 다량의 영상고조파가 발생하여 상기 지그재그 결선 변압기(110)로 유입되면 처리되는 영상고조파가 많아져서 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 온도가 상승할 것이고 상기 검출부(140)에서 측정되어 상기 중앙처리장치(122)로 전달된 온도가 70℃ 이상 85℃ 미만일 경우에는 상기 중앙처리장치(122)는 상기 PWM 발생장치로 작동비가 0 이상 1 미만인 PWM 신호를 생성하도록 명령한다. 작동비가 1보다 작은 PWM 신호는 최고값과 최저값이 주기적으로 반복되는 구형파를 구성하므로 이와 같은 PWM 신호를 받은 상기 개폐구동장치(130)는 PWM 신호가 최고값일 때는 결속 상태를 유지하여 상기 지그재그 결선 변압기(110)로 영상고조파가 유입되어 처리되고, PWM 신호가 최저값을 가질 때에는 단락 상태를 유지하여 상기 결선 변압기(110)로 영상고조파가 유입되지 않게 되어 상기 지그재그 결선 변압기(110)로 유입되는 영상고조파를 제어할 수 있게 된다.
이렇게 유입되는 영상고조파를 제어하여 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 온도가 70℃ 미만으로 하강하면 상기 중앙처리장치(122)는 다시 PWM 발생장치(123)로 작동비가 1인 PWM 신호를 생성하도록 명령하지만, 여전히 70℃ 이상이지만 전에 측정한 온도보다 낮아진 경우에는 전 상태의 작동비를 유지하도록 명령하고, 만약 전에 측정한 온도보다 오히려 상승한 경우에는 상기 중앙처리장치(122)는 더 낮은 작동비를 가지는 PWM 신호를 생성하여 상기 개폐구동장치(130)로 전달하도록 상기 PWM 발생장치(123)로 명령하게 된다. 더 낮은 작동비를 가지는 PWM 신호를 상기 개폐구동장치(130)가 받게 되면 결속 상태는 더 짧아지게 되고 단락 상태는 더 길어지게 되어 상기 지그재그 결선 변압기(110)로 유입되는 영상고조파는 더 감소하게 되어 처리량이 더 줄어들게 된다. 이와 같이 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 온도가 상승하면 PWM 신호의 작동비는 작아지게 되고 온도가 하강하면 작동비는 커지게 되는데 이와 같은 관계는 도 6에 잘 나타나 있다.
계속하여 상기 검출기(140)로 상기 지그재그 결선 변압기(110)의 온도 상태를 측정하여 상기 중앙처리장치(122)로 정보를 전달하여 PWM 신호의 작동비를 위와 같이 조절하게 되는데 만약 작동비가 계속 떨어져 0 이상 0.3 미만의 값을 갖게 되면 처리되는 영상고조파는 전체 발생되는 영상고조파의 30% 미만이 되어 상기 지그재그 결선 변압기(110)에 과부하가 걸려 처리 용량을 넘은 것으로 판단하여 상기 중앙처리장치(122)는 상기 위험표시부(150)로 명령하여 외부에 위험상황을 알리도록 한다. 이렇게 위험표시부(150)에서 위험상황을 알리면 상기 저압 3상4선식 분전반의 관리자나 기타 관련자가 인식하여 조처를 취할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 - 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터
110 - 지그재그 결선 변압기 120 - 제어부
121 - AD 변환장치 122 - 중앙처리장치
123 - PWM 발생장치 130 - 개폐구동장치
140 - 검출부 150 - 위험표시부
200 - 저압 3상4선식 분전반

Claims (6)

  1. 3상4선식 배전 계통의 중성선에서 발생하는 영상고조파를 감쇄하기 위한 영상고조파 필터에 있어서,
    상기 3상4선식 배전 계통의 3상의 각 위상선과 중성선에 연결되도록 구성되는 지그재그 결선 변압기와;
    상기 지그재그 결선 변압기의 상태 정보를 검출하는 검출부와;
    상기 검출부에서 측정된 정보를 수신하여 분석하고 PWM 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 수신한 PWM 신호에 따라 상기 지그재그 결선 변압기와 3상의 각 위상선과의 연결단을 반복적으로 개폐 동작하는 개폐구동장치를 포함하며,
    상기 검출부는 상기 지그재그 결선 변압기의 철심 또는 권선의 온도를 측정하여 검출하고, 상기 검출부에서 측정된 온도가 70℃ 미만인 경우에는 PWM 발생장치에서 작동비가 1인 PWM 신호를 생성하고, 상기 검출부에서 측정된 온도가 70℃ 이상 85℃ 미만인 경우에는 상기 검출부에서 측정된 온도에 따라 중앙처리장치에서 계산된 0 이상 1 미만의 작동비를 가지는 PWM 신호를 생성하도록 형성하여 상기 지그재그 결선 변압기가 계통에서 탈락됨이 없이 과부하로부터 보호되는 것을 특징으로 하는 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 검출부에서 측정된 상태 정보를 수신하여 디지털신호로 변환하는 AD변환장치와, 상기 디지털신호를 수신하여 처리를 하는 중앙처리장치와, 검출된 상기 지그재그 결선 변압기의 상태 정보에 따라 상기 중앙처리장치로부터 명령을 받아 PWM 신호를 생성하는 PWM 발생장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 계폐구동장치는 무접점 반도체 스위칭 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 중앙처리장치에서 계산된 PWM 신호의 작동비가 0 이상 0.3 미만인 경우에 상기 중앙처리장치로부터 신호를 수신하여 과부하의 위험을 외부로 표시하는 위험표시부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무접점 스위칭 소자를 이용한 과부하 보호기능이 구비된 능동형 영상고조파 필터.
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