KR101076327B1 - A shunt reactor with adjustable reactance and the apparatus for controlling AC voltage using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용량 조절이 가능한 분로리액터 및 이를 이용한 교류전압 조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대지에 매설되어 교류전압을 송전하는 교류지중 배전용 케이블과 대지접지 사이에 정전용량이 생성됨에 따라 대지충전전류가 발생되어 송전되는 교류전압이 상승할 경우, 교류지중 배전용 케이블의 부하용량에 따라 코일의 용량을 조절하여 송전되는 교류전압의 크기를 제어하는 분로리액터 및 이를 이용한 교류전압 조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a shunt reactor capable of adjusting the capacity and an AC voltage control device using the same, and more particularly, a capacitance is generated between an AC underground power distribution cable and an earth ground, which is embedded in the earth and transmits an AC voltage. When the charging current is generated and the AC voltage transmitted increases, the shunt reactor controlling the magnitude of the AC voltage transmitted by adjusting the capacity of the coil according to the load capacity of the AC underground distribution cable, and the AC voltage control device using the same will be.

본 발명에 따른 용량 조절이 가능한 분로리액터는, 대지에 매설되는 교류지중 배전용 케이블에 연결되어 상기 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전압의 크기를 제어하는 분로리액터에 있어서, 일측이 대지접지되어 있는 코일로 구성되되, 상기 코일에는 일정 권선수마다 분기탭이 각각 설치되어 있는 리액터 코일; 및 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일 사이에 연결되어, 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일에 설치된 각 분기탭을 선택적으로 연결하는 분기탭 절환부;를 포함하여 구성되되, 분기탭 절환시 발생가능한 아크전류를 억제 및/또는 흡수하는 기능을 구비하는 것을 특징으로 한다.The shunt reactor capable of adjusting the capacity according to the present invention is connected to an AC underground distribution cable embedded in the ground, and in the shunt reactor controlling the magnitude of the AC voltage transmitted by the AC underground distribution cable, one side is grounded. Reactor coil is composed of a coil, the coil is provided with a branch tap for each predetermined number of turns; And a branch tap switching unit connected between the AC underground distribution cable and the reactor coil to selectively connect each branch tap installed in the AC underground distribution cable and the reactor coil. It is characterized in that it has a function of suppressing and / or absorbing arc current that may occur at the time.

분로리액터, 분기탭, 절환, 대지충전전류, 부하, 서지, 역률, 용량조절, 전압조절 Shunt reactor, branch tap, switching, ground charge current, load, surge, power factor, capacity control, voltage control

Description

용량 조절이 가능한 분로리액터 및 이를 이용한 교류전압 조절장치{A shunt reactor with adjustable reactance and the apparatus for controlling AC voltage using the same}Shunt reactor with adjustable reactance and the apparatus for controlling AC voltage using the same}

본 발명은 용량 조절이 가능한 분로리액터(shunt reactor) 및 이를 이용한 교류전압 조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대지에 매설되어 교류전압을 송전하는 교류지중 배전용 케이블과 대지접지 사이에 정전용량이 생성됨에 따라 대지충전전류가 발생되어 송전되는 교류전압이 상승할 경우, 교류지중 배전용 케이블의 부하용량에 따라 코일의 용량을 조절하여 송전되는 교류전압의 크기를 제어하는 분로리액터 및 이를 이용한 교류전압 조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a shunt reactor capable of adjusting a capacity and an AC voltage control device using the same, and more particularly, an electrostatic capacitance between an AC underground power distribution cable and an earth ground, which is embedded in the earth and transmits an AC voltage. As the earth charge current is generated and the AC voltage transmitted increases, the shunt reactor controlling the magnitude of the AC voltage transmitted by adjusting the coil capacity according to the load capacity of the AC underground distribution cable and the AC voltage using the same It relates to a control device.

일반적으로, 철도에 있어 교류지중 배전용 케이블은 대지에 매설되어 철도에서 사용되는 교류 60Hz 22.9kV 등의 특별고압의 교류전압을 비교적 멀리 송전한다.In general, in the railway, the AC underground distribution cable is buried in the ground and transmits a relatively high AC voltage such as AC 60Hz 22.9kV used in the railway relatively far.

그런데 그 매설된 교류지중 배전용 케이블과 대지접지 사이에 정전용량이 생성됨에 따라 대지충전전류가 발생된다. 이때 생성되는 정전용량은 교류지중 배전용 케이블을 구성하는 도체의 면적이 클수록 커지기 때문에, 교류지중 배전용 케이블이 비교적 긴 현재의 상황에서는 정전용량이 상당히 크다.However, as the capacitance is generated between the buried AC underground distribution cable and the earth ground, a ground charge current is generated. Since the generated capacitance increases as the area of the conductor constituting the AC underground distribution cable becomes larger, the capacitance is considerably larger in the current situation where the AC underground distribution cable is relatively long.

따라서 이와 같이 발생되는 대지충전전류에 의해 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전압이 상승하게 되고, 그 상승된 교류전압을 사용하게 되는 전기기기 등의 부하는 과전압을 인가받게 되어 손상되거나 수명이 짧아지게 되는 등의 문제점을 유발시키게 된다.Therefore, the ground charge current generated in this way increases the AC voltage transmitted by the AC underground power distribution cable, and loads such as electric devices that use the increased AC voltage are subject to overvoltage, resulting in damage or short life. It will cause problems such as losing.

이와 관련하여 종래 기술에 따라 대지에 매설된 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전압이 상승하지 않도록 하는 분로리액터는, 교류지중 배전용 케이블과 대지접지 사이에 접속되어, 교류지중 배전용 케이블에 흐르는 전류 중 교류지중 배전용 케이블과 대지접지 사이에 발생되는 대지충전전류에 상응하는 전류를 대지접지시켜, 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전압이 상승하지 않도록 한다. 이때 일반적으로 분로리액터는 복수개 구비되어, 대지에 매설된 교류지중 배전용 케이블과 대지접지 사이에 일정 거리를 두고 병렬로 각기 접속된다.In this connection, the shunt reactor which prevents the AC voltage transmitted by the AC underground power distribution cable embedded in the ground according to the prior art is connected between the AC underground power distribution cable and the earth ground, and flows to the AC underground power distribution cable. Among the currents, the current corresponding to the earth charging current generated between the AC underground distribution cable and the earth ground is grounded, so that the AC voltage transmitted by the AC underground distribution cable is not increased. In this case, a plurality of shunt reactors are generally provided and connected in parallel with a predetermined distance between the AC underground power distribution cable embedded in the ground and the ground.

그러나 이와 같은 종래의 기술에 따른 분로리액터는 용량을 조절할 수 없기 때문에, 교류지중 배전용 케이블에 흐르는 전류 중 항상 일정량만큼의 전류를 대지접지시킬 수밖에 없다.However, since the shunt reactor according to the related art cannot adjust the capacity, there is no choice but to ground the current by a certain amount of current flowing through the AC underground distribution cable.

즉, 교류지중 배전용 케이블에 부하가 비교적 많이 걸려 교류지중 배전용 케이블에 비교적 큰 전압강하가 발생될 경우에도 분로리액터는 계속 일정량만큼의 전류를 대지접지시키기 때문에, 결국 부하는 낮은 전압을 공급받게 되어 정상적인 구 동을 못하게 되는 문제점이 있다.In other words, even when the AC underground distribution cable has a relatively high load and a relatively large voltage drop occurs in the AC underground distribution cable, the shunt reactor keeps grounding a certain amount of current, so that the load receives a low voltage. There is a problem that prevents normal operation.

또한, 교류지중 배전용 케이블의 부하용량에 따라 역률이 저하될 경우에도 분로리액터는 계속 일정량만큼의 전류를 대지접지시키기 때문에, 역률보상을 위해 전압을 상승시킬 수 없는 문제점도 있다.In addition, even when the power factor is lowered according to the load capacity of the AC underground distribution cable, the shunt reactor keeps grounding a certain amount of current, so there is a problem in that the voltage cannot be increased for power factor correction.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 대지에 매설되어 교류전압을 송전하는 교류지중 배전용 케이블과 대지접지 사이에 정전용량이 생성됨에 따라 대지충전전류가 발생되어 송전되는 교류전압이 상승할 경우, 교류지중 배전용 케이블의 부하용량에 따라 코일의 용량을 조절하여 송전되는 교류전압의 크기를 제어하는 용량 조절이 가능한 분로리액터 및 이를 이용한 교류전압 조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, the present invention is an AC voltage that is generated by the earth charging current is generated as the capacitance is generated between the earth ground power distribution cable and the earth ground is embedded in the earth to transmit the AC voltage In this case, the purpose of the present invention is to provide a shunt reactor capable of controlling the capacity of the AC voltage transmitted by adjusting the capacity of the coil according to the load capacity of the AC underground distribution cable and an AC voltage control device using the same. .

본 발명에 따른 용량 조절이 가능한 분로리액터는, 대지에 매설되는 교류지중 배전용 케이블에 연결되어 상기 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전압의 크기를 제어하는 분로리액터에 있어서, 일측이 대지접지되어 있는 코일로 구성되되, 상기 코일에는 일정 권선수마다 분기탭이 각각 설치되어 있는 리액터 코일; 및 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일 사이에 연결되어, 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일에 설치된 각 분기탭을 선택적으로 연결하는 분기탭 절환부;를 포함하여 구성되되, 분기탭 절환시 발생가능한 아크전류를 억제 및/또는 흡수하는 기능을 구비하는 것을 특징으로 한다.The shunt reactor capable of adjusting the capacity according to the present invention is connected to an AC underground distribution cable embedded in the ground, and in the shunt reactor controlling the magnitude of the AC voltage transmitted by the AC underground distribution cable, one side is grounded. Reactor coil is composed of a coil, the coil is provided with a branch tap for each predetermined number of turns; And a branch tap switching unit connected between the AC underground distribution cable and the reactor coil to selectively connect each branch tap installed in the AC underground distribution cable and the reactor coil. It is characterized in that it has a function of suppressing and / or absorbing arc current that may occur at the time.

또한, 본 발명에 따른 용량 조절이 가능한 분로리액터를 이용한 교류전압 조절장치는, 대지에 매설되는 교류지중 배전용 케이블에 연결되어 상기 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전압을 조절하기 위한 장치로서, 일측이 대지접지되어 있는 코일로 구성되되 상기 코일에는 일정 권선수마다 분기탭이 각각 설치되어 있는 리액터 코일과, 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일 사이에 연결되어 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일에 설치된 각 분기탭을 선택적으로 연결하는 분기탭 절환부로 구성되는 분로리액터; 상기 교류지중 배전용 케이블에 흐르는 교류전류를 검출하는 전류 검출부; 상기 교류지중 배전용 케이블에 인가되는 교류전압을 검출하는 전압 검출부; 및 상기 전류 검출부로부터 검출된 교류전류값 및 상기 전압 검출부로부터 검출된 교류전압값에 기초하여 상기 분기탭 절환부의 동작을 제어하는 마이크로프로세서;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the AC voltage regulating device using a shunt reactor capable of adjusting the capacity according to the present invention is connected to an AC underground distribution cable embedded in the ground as a device for adjusting the AC voltage transmitted by the AC underground distribution cable, One side is composed of a coil which is grounded to the ground, the coil is a reactor coil having a branch tap is provided for each predetermined number of windings, the AC underground distribution cable and the reactor coil is connected between the AC underground distribution cable and the A shunt reactor including a branch tap changer for selectively connecting each branch tap installed in the reactor coil; A current detector for detecting an AC current flowing through the AC underground distribution cable; A voltage detector detecting an AC voltage applied to the AC underground distribution cable; And a microprocessor for controlling the operation of the branch tap switching unit based on the AC current value detected by the current detector and the AC voltage value detected by the voltage detector.

본 발명에 따른 용량 조절이 가능한 분로리액터 및 이를 이용한 교류전압 조절장치는, 대지에 매설되어 교류전압을 송전하는 교류지중 배전용 케이블과 대지접지 사이에 정전용량이 생성됨에 따라 대지충전전류가 발생되어 송전되는 교류전압이 상승할 경우, 교류지중 배전용 케이블의 부하용량에 따라 코일의 용량을 조절하여 송전되는 교류전압의 크기를 제어하기 때문에, 교류지중 배전용 케이블의 부하에 항상 적당한 크기의 전압을 제공할 수 있는 효과가 있다.The shunt reactor capable of adjusting the capacity according to the present invention and the AC voltage regulating device using the same, the earth charge current is generated as the capacitance is generated between the AC underground distribution cable and the earth ground buried in the ground and transmitting the AC voltage When the AC voltage to be transmitted increases, it adjusts the coil capacity according to the load capacity of the AC underground distribution cable to control the magnitude of the AC voltage to be transmitted. There is an effect that can be provided.

또한, 교류지중 배전용 케이블의 부하용량에 따라 변동되는 역률을 고려하여 분로리액터의 용량을 조절하기 때문에, 역률보상이 용이하게 이루어지는 효과도 있다.In addition, since the capacity of the shunt reactor is adjusted in consideration of the power factor fluctuating according to the load capacity of the AC underground distribution cable, power factor correction can be easily performed.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용량 조절이 가능한 분로리액터를 나타낸 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a shunt reactor capable of adjusting the capacity according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 먼저 철도에 있어 교류지중 배전용 케이블(100)은 대지에 매설되어 철도에서 사용되는 교류 60Hz 22.9kV 등의 특별고압의 교류전압을 비교적 멀리 송전한다.Referring to FIG. 1, first, an AC underground distribution cable 100 in a railway is buried in the ground and transmits an AC voltage of a special high voltage such as an AC 60Hz 22.9 kV used in the railway relatively far.

교류 차단기(110)는 사용자의 조작에 의해 교류지중 배전용 케이블(100)과 분로리액터(150) 사이의 통전을 단속한다.The AC breaker 110 controls the energization between the AC underground distribution cable 100 and the shunt reactor 150 by a user's manipulation.

분로리액터(150)는 복수개의 분기탭(T1 내지 T5)이 형성되어 있는 리액터 코일(130)과, 교류지중 배전용 케이블(100)과 리액터 코일(130)에 설치된 복수개의 분기탭(T1 내지 T5)을 선택적으로 연결, 절환하는 역할을 수행하는 분기탭 절환부(140)로 구성된다.The shunt reactor 150 includes a reactor coil 130 in which a plurality of branch taps T1 through T5 are formed, and a plurality of branch taps T1 through T5 provided in the AC underground distribution cable 100 and the reactor coil 130. ) Is configured as a branch tap switching unit 140 to selectively connect, switch.

분기탭 절환부(140)는 교류지중 배전용 케이블(100)과 연결되는 한류저항기(120)와, 상기 한류저항기(120)의 양단에 각기 연결된 한 쌍의 분기탭 스위치(C1, C2)로 구성된다.Branch tap switching unit 140 is composed of a current-limiting resistor 120 is connected to the AC underground distribution cable 100, and a pair of branch tap switches (C1, C2) respectively connected to both ends of the current-limiting resistor (120) do.

한류저항기(120)는 코일로 구성되어 권선된 코일의 중간 부위에서 상기 교류지중 배전용 케이블(100)에 연결되며, 양단에 각각 연결된 한 쌍의 분기탭 스위치(C1, C2)를 통해 분기탭을 절환하는 과정에서 발생하는 아크전류를 제한하는 역할을 수행한다.The current-limiting resistor 120 is composed of a coil is connected to the AC underground distribution cable 100 in the middle of the coil wound, and the branch tap through a pair of branch tap switches (C1, C2) respectively connected to both ends It plays a role of limiting the arc current generated during the switching process.

이를 보다 상세하게 설명하면, 상술한 바와 같이 복수개의 분기탭(T1 내지 T5)이 구비되어 있는 분로리액터(150)에 있어서, 분기탭을 절환함에 있어서는 특정 분기탭에서 다른 분기탭으로 연결을 절환하는 과정에서 순간적으로 연결의 단절이 발생하게 되고, 그에 따른 아크가 발생하여 회로의 손상을 야기할 수 있다.In more detail, as described above, in the shunt reactor 150 having the plurality of branch taps T1 to T5, the switching of the branch taps from one branch tap to another branch tap is performed. In the process instantaneous disconnection may occur, resulting in an arc, which can cause damage to the circuit.

한류저항기(120) 및 상기 한류저항기(120)의 양단에 각각 연결된 한 쌍의 분기탭 스위치(C1, C2)는 상술한 바와 같은 아크의 발생을 억제하기 위한 구성으로써, 분기탭의 절환 시 상기 한 쌍의 분기탭 스위치(C1, C2)가 각각 특정 분기탭에서 다른 분기탭으로 순차적으로 절환되도록 구성함으로써 분로리액터(150)의 분기탭 절환 시 아크 발생이 최소화 되도록 한다.The current limiting resistor 120 and the pair of branch tap switches C1 and C2 respectively connected to both ends of the current limiting resistor 120 are configured to suppress the occurrence of an arc as described above. The branch tap switches C1 and C2 of the pair are configured to be sequentially switched from one branch tap to another branch tap so that arc generation is minimized when the branch tap switches of the shunt reactor 150 are switched.

이와 같은 리액터 코일(130)에 설치된 복수개의 분기탭(T1 내지 T5)은 리액터 코일(130)의 일정 권선수마다 설치된 것으로, 각 분기탭(T1 내지 T5)과 대지접지 사이의 코일 용량은 각기 다르다.The plurality of branch taps T1 to T5 provided in the reactor coil 130 are installed for each predetermined number of turns of the reactor coil 130, and coil capacities between the branch taps T1 to T5 and the ground are different. .

예로써, 제1 분기탭(T1)의 권선수는 다른 분기탭(T2 내지 T5)의 권선수보다 많기 때문에, 여러 분기탭(T1 내지 T5) 중 제1 분기탭(T1)에서 코일 용량이 가장 크다.For example, since the number of turns of the first branch tap T1 is larger than the number of turns of the other branch taps T2 to T5, the coil capacity of the first branch tap T1 is the highest among the plurality of branch taps T1 to T5. Big.

따라서 교류지중 배전용 케이블(100)이 리액터 코일(130)의 어떤 분기탭에 연결되느냐에 따라 대지접지되는 대지충전전류의 양도 달라지게 조절할 수 있다.Therefore, depending on which branch tap of the AC underground power distribution cable 100 is connected to the reactor coil 130, the amount of ground charge current that is grounded may be adjusted to be different.

한편, 이와 같은 분기탭(T1 내지 T5)의 선택 시 교류지중 배전용 케이블(100) 상의 역률을 감안하여 선택하는 것이 좋다. 예로, 교류지중 배전용 케이블(100)의 부하로 코일성분이 많은 기기가 사용되는 시간대에는 리액터 코일(130)의 용량이 작아지도록 분기탭을 선택하여, 리액터 코일(130)이 교류지중 배전용 케이블(100)의 전류를 조금만 대지접지시키도록 함으로써 교류지중 배전용 케이블(100)이 송전하는 교류전압이 비교적 높아지도록 해서 낮아진 역률을 보상하도록 하는 것이 좋다.On the other hand, when selecting the branch tap (T1 to T5) it is good to select in consideration of the power factor on the AC underground distribution cable 100. For example, in a time zone in which a device having a large number of coil components is used as the load of the AC underground distribution cable 100, the branch tap is selected so that the capacity of the reactor coil 130 is reduced, and the reactor coil 130 is connected to the AC underground distribution cable. It is good to make the current of (100) ground a little so as to make the AC voltage transmitted by the AC underground power distribution cable 100 relatively high to compensate for the lowered power factor.

이와 같이 리액터 코일(130)은 분기탭 절환부(140)의 절환에 대응하는 분기탭, 한류저항기(120) 및 교류 차단기(110)를 통해 교류지중 배전용 케이블(100)에 연결되어, 교류지중 배전용 케이블(100)의 대지충전전류를 대지접지시켜 교류지중 배전용 케이블(100)이 송전하는 전압의 크기를 조절한다.In this way, the reactor coil 130 is connected to the AC underground distribution cable 100 through the branch tap, the current-limiting resistor 120, and the AC circuit breaker 110 corresponding to the switching of the branch tap switching unit 140, The ground charging current of the distribution cable 100 is grounded to adjust the magnitude of the voltage transmitted by the AC underground distribution cable 100.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용량 조절이 가능한 분로리액터를 나타낸 회로도이다.Figure 2 is a circuit diagram showing a shunt reactor capable of adjusting the capacity according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 먼저 철도에 있어 교류지중 배전용 케이블(160)은 대지에 매설되어 철도에서 사용되는 교류 60Hz 22.9kV 등의 특별고압의 교류전압을 비교적 멀리 송전한다.Referring to FIG. 2, first, an AC underground distribution cable 160 in a railway is buried in the ground and transmits an AC voltage of a special high voltage such as an AC 60Hz 22.9 kV used in the railway relatively far.

교류 차단기(162)는 사용자의 조작에 의해 교류지중 배전용 케이블(160)과 분로리액터(170) 사이의 통전을 단속한다.The AC breaker 162 controls the energization between the AC underground distribution cable 160 and the shunt reactor 170 by a user's operation.

분로리액터(170)는 복수개의 분기탭(T1 내지 T5)이 형성되어 있는 리액터 코일(172)과, 교류지중 배전용 케이블(160)과 리액터 코일(172)에 설치된 복수개의 분기탭(T1 내지 T5)을 선택적으로 연결, 절환하는 역할을 수행하는 분기탭 절환부(174)로 구성된다.The shunt reactor 170 includes a reactor coil 172 in which a plurality of branch taps T1 to T5 are formed, and a plurality of branch taps T1 to T5 provided in the AC underground distribution cable 160 and the reactor coil 172. ) Is composed of a branch tap switching unit 174 that selectively connects and switches.

분기탭 절환부(174)는 교류지중 배전용 케이블(160)과 복수개의 분기탭(T1 내지 T5) 사이에 각기 연결되는 복수개의 스위치(SW1 내지 SW5)로 구성된다.Branch tap switching unit 174 is composed of a plurality of switches (SW1 to SW5) respectively connected between the AC underground distribution cable 160 and a plurality of branch taps (T1 to T5).

예로, 사용자가 복수개의 스위치(SW1 내지 SW5) 중 특정 스위치를 온시킴으로써 이에 대응하는 분기탭의 절환이 이루어진다.For example, when the user turns on a specific switch among the plurality of switches SW1 to SW5, the corresponding branch tap is switched.

서지 흡수기(164)는 복수개의 스위치(SW1 내지 SW5)를 통해 분기탭을 절환하는 과정에서 발생하는 아크전류를 흡수하여 대지로 접지시킨다.The surge absorber 164 absorbs the arc current generated in the process of switching the branch tap through the plurality of switches SW1 to SW5 and grounds it to the ground.

이와 같은 도 2에 따른 실시예는 분기탭 절환부(174)의 구성이 일부 상이할 뿐, 그 전체적 구성에 있어서는, 상술한 도 1에 따른 실시예와 실질적으로 동일하다.2, the configuration of the branch tap switching unit 174 is only partially different, and the overall configuration thereof is substantially the same as the embodiment of FIG. 1 described above.

다만 도 2의 분기탭 절환부(174)에는, 도 1의 분기탭 절환부(140)에서 분기탭 절환에 따라 발생되는 아크전류를 제한하는 한류저항기(120)와 같이 분기탭 절환에 따라 발생되는 아크전류를 제한하기 위한 별도의 장치가 포함되어 있지 않으며, 따라서 분기탭 절환부(174)에 접속되는 서지 흡수기(164)를 구비하여 분기탭을 절환하는 과정에서 발생하는 아크전류를 대지접지시키는 것이 바람직하다.However, the branch tap switching unit 174 of FIG. 2 is generated by branch tap switching, such as the current-limiting resistor 120 which limits the arc current generated by the branch tap switching of the branch tap switching unit 140 of FIG. 1. Since a separate device for limiting the arc current is not included, it is necessary to include a surge absorber 164 connected to the branch tap switching unit 174 to ground the arc current generated in the process of switching the branch tap. desirable.

도 3은 본 발명에 따른 용량 조절이 가능한 분로리액터를 이용한 교류전압 조절장치를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing an AC voltage control apparatus using a shunt reactor capable of adjusting the capacity according to the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저 철도에 있어 교류지중 배전용 케이블(200)은 대지에 매설되어 철도에서 사용되는 교류 60Hz 22.9kV 등의 특별고압의 교류전압을 비교적 멀리 송전한다.Referring to FIG. 3, first, an AC underground distribution cable 200 in a railway is buried in the ground and transmits an AC voltage of a special high voltage such as an AC 60Hz 22.9 kV used in the railway relatively far.

교류 차단기(210)는 사용자의 조작에 의해 교류지중 배전용 케이블(200)과 분로리액터(300) 사이의 통전을 단속한다.The AC breaker 210 controls the energization between the AC underground distribution cable 200 and the shunt reactor 300 by a user's manipulation.

또한, 분로리액터(300) 내의 분기탭 절환부(290)는 마이크로프로세서(280)의 제어에 따라 교류 차단기(210)를 통한 교류지중 배전용 케이블(200)과 리액터 코일(220)에 설치된 복수개의 분기탭(T1 내지 T5) 중 해당 분기탭을 선택적으로 연결시킨다.In addition, the branch tap switching unit 290 in the shunt reactor 300 includes a plurality of branch installed in the AC underground distribution cable 200 and the reactor coil 220 through the AC breaker 210 under the control of the microprocessor 280. The branch taps T1 through T5 are selectively connected.

하기에서 리액터 코일(220)에 설치된 복수개의 분기탭(T1 내지 T5)을 선택적으로 절환하는 것에 대해 상세히 보면 다음과 같다.Hereinafter, the selective switching of the plurality of branch taps T1 to T5 installed in the reactor coil 220 will be described in detail.

먼저 도 1의 경우와 마찬가지로 리액터 코일(220)에 설치된 복수개의 분기탭(T1 내지 T5)은 리액터 코일(220)의 일정 권선수마다 설치된 것으로, 각 분기탭(T1 내지 T5)과 대지접지 사이의 코일 용량은 각기 다르다.First, as in the case of FIG. 1, the plurality of branch taps T1 to T5 installed in the reactor coil 220 are installed for each predetermined number of windings of the reactor coil 220, and the branch taps T1 to T5 and the ground are connected to each other. Coil capacity is different.

이와 같은 리액터 코일(220)에 설치된 복수개의 분기탭(T1 내지 T5)은 리액터 코일(220)의 일정 권선수마다 설치된 것으로, 각 분기탭(T1 내지 T5)과 대지접지 사이의 코일 용량은 각기 다르다.The plurality of branch taps T1 to T5 provided in the reactor coil 220 are provided for each predetermined number of turns of the reactor coil 220, and the coil capacities between the branch taps T1 to T5 and the ground are different. .

예로써, 제1 분기탭(T1)의 권선수는 다른 분기탭(T2 내지 T5)의 권선수보다 많기 때문에, 여러 분기탭(T1 내지 T5) 중 제1 분기탭(T1)에서 코일 용량이 가장 크다.For example, since the number of turns of the first branch tap T1 is larger than the number of turns of the other branch taps T2 to T5, the coil capacity of the first branch tap T1 is the highest among the plurality of branch taps T1 to T5. Big.

따라서 교류지중 배전용 케이블(200)이 리액터 코일(220)의 어떤 분기탭에 연결되느냐에 따라 대지접지되는 대지충전전류의 양도 달라지게 조절할 수 있다.Therefore, depending on which branch tap of the AC underground distribution cable 200 is connected to the reactor coil 220 can be adjusted to vary the amount of ground charge current is grounded.

전류 검출부(240)는 교류지중 배전용 케이블(200)에 흐르는 교류전류를 검출하여 아날로그 교류전류값을 제1 A/D 변환부(250)로 전송한다.The current detector 240 detects an AC current flowing through the AC underground distribution cable 200 and transmits an analog AC current value to the first A / D converter 250.

제1 A/D 변환부(250)는 전류 검출부(240)로부터 전송되는 아날로그 교류전류값을 디지털 교류전류값으로 변환하여 마이크로프로세서(280)로 제공한다.The first A / D converter 250 converts an analog AC current value transmitted from the current detector 240 into a digital AC current value and provides it to the microprocessor 280.

전압 검출부(260)는 교류지중 배전용 케이블(200)에 걸리는 교류전압을 검출하여 아날로그 교류전압값을 제2 A/D 변환부(270)로 전송한다.The voltage detector 260 detects an AC voltage applied to the AC underground distribution cable 200 and transmits an analog AC voltage value to the second A / D converter 270.

제2 A/D 변환부(270)는 전압 검출부(260)로부터 전송되는 아날로그 교류전압값을 디지털 교류전압값으로 변환하여 마이크로프로세서(280)로 제공한다.The second A / D converter 270 converts an analog AC voltage value transmitted from the voltage detector 260 into a digital AC voltage value and provides the same to the microprocessor 280.

마이크로프로세서(280)는 제1 A/D 변환부(250)로부터 제공되는 디지털 교류전류값 및 제2 A/D 변환부(270)로부터 제공되는 디지털 교류전압값에 기초하여 역률을 계산하고 이 계산된 역률에 대응하는 분기탭을 선택하기 위한 신호를 분기탭 절환부(290)로 제공한다.The microprocessor 280 calculates the power factor based on the digital AC current value provided from the first A / D converter 250 and the digital AC voltage value provided from the second A / D converter 270. The branch tap switching unit 290 provides a signal for selecting the branch tap corresponding to the corrected power factor.

분기탭 절환부(290)는 마이크로프로세서(280)로부터 전달되는 분기탭 선택 신호에 따라, 교류지중 배전용 케이블(200)과 리액터 코일(220)에 일정 권선수마다 각기 설치된 복수개의 분기탭(T1 내지 T5)을 선택적으로 연결한다.The branch tap switching unit 290 is provided with a plurality of branch taps T1 respectively installed in the AC underground power distribution cable 200 and the reactor coil 220 for each predetermined number of turns according to the branch tap selection signal transmitted from the microprocessor 280. To T5) optionally.

본 실시예에서도 분기탭 절환부(290)를 구성함에 있어서, 상술한 도 1에서와 같이 한류저항기 및 그 양단에 설치된 한 쌍의 분기탭 스위치를 사용하여 구성하거나 상술한 도 2에서와 같이 복수개의 스위치로 구성할 수도 있다.Also in the present embodiment, in configuring the branch tap switching unit 290, as shown in FIG. 1, a current limiting resistor and a pair of branch tap switches provided at both ends thereof are configured, or as shown in FIG. It can also be configured as a switch.

다만, 복수개의 스위치를 이용하는 경우에는, 분기탭의 절환 시, 아크가 발생하여 회로의 손상을 야기할 수 있으므로, 서지 흡수기(230)와 같이 발생되는 아크를 흡수하여 대지로 접지시킬 수 있는 구성을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.However, in the case of using a plurality of switches, an arc may occur when switching the branch taps, which may cause damage to the circuit. Therefore, a configuration capable of absorbing the generated arc such as the surge absorber 230 and grounding it to earth It is preferable to further provide.

이와 같이 본 발명은 대지에 매설되어 교류전압을 송전하는 교류지중 배전용 케이블(100, 160, 200)과 대지접지 사이에 생성되는 정전용량에 의해 대지충전전류가 발생됨에 따라 그 송전되는 교류전압이 상승하는 것을 방지하는 리액터 코일(130, 172, 220)에 각기 설치된 각 분기탭(1T 내지 T5)을 절환하여, 리액터 코일(130, 172, 220)의 용량을 조절할 수 있으므로 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전압의 크기를 용이하게 조절할 수 있다.As described above, according to the present invention, as the earth charging current is generated by the capacitance generated between the AC underground power distribution cables 100, 160, and 200 which are embedded in the earth and transmit the AC voltage, the AC voltage transmitted by the earth is increased. By switching the respective branch taps 1T to T5 respectively installed in the reactor coils 130, 172, and 220, which prevents the rise, the capacity of the reactor coils 130, 172, and 220 can be adjusted. The magnitude of the AC voltage to be transmitted can be easily adjusted.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have knowledge of God.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용량 조절이 가능한 분로리액터를 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing a shunt reactor capable of adjusting the capacity according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용량 조절이 가능한 분로리액터를 나타낸 회로도.Figure 2 is a circuit diagram showing a shunt reactor capable of adjusting the capacity according to another embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 용량 조절이 가능한 분로리액터를 이용한 교류전압 조절장치를 나타낸 블록도.Figure 3 is a block diagram showing an AC voltage control device using a shunt reactor capable of adjusting the capacity according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]

100, 160, 200 : 교류지중 배전용 케이블 110, 162, 210 : 교류 차단기100, 160, 200: AC underground distribution cable 110, 162, 210: AC breaker

120 : 한류저항기 130, 172, 220 : 리액터 코일120: current-limiting resistor 130, 172, 220: reactor coil

140, 174, 290 : 분기탭 절환부 150, 170, 300 : 분로리액터140, 174, 290: branch tap changer 150, 170, 300: shunt reactor

164, 230 : 서지 흡수기 240 : 전류 검출부164, 230: surge absorber 240: current detector

250, 270 : 제1, 제2 A/D 변환부 260 : 전압 검출부250 and 270: first and second A / D converters 260: voltage detectors

280 : 마이크로프로세서280: microprocessor

Claims (8)

대지에 매설되는 교류지중 배전용 케이블에 연결되어 상기 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전압의 크기를 제어하는 분로리액터에 있어서,In the shunt reactor connected to the AC underground distribution cable embedded in the ground to control the magnitude of the AC voltage transmitted by the AC underground distribution cable, 일측이 대지접지되어 있는 코일로 구성되되, 상기 코일에는 일정 권선수마다 분기탭이 각각 설치되어 있는 리액터 코일; 및One side is composed of a coil that is grounded, the coil is a reactor coil is provided with a branch tap each predetermined number of turns; And 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일 사이에 연결되어, 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일에 설치된 각 분기탭을 선택적으로 연결하는 분기탭 절환부;A branch tap switching unit connected between the AC underground distribution cable and the reactor coil to selectively connect each branch tap installed in the AC underground distribution cable and the reactor coil; 를 포함하여 구성되되,Consists of including 상기 분기탭 절환부는,The branch tap switching unit, 상기 교류지중 배전용 케이블에 연결되는 한류저항기; 및A current-limiting resistor connected to the AC underground distribution cable; And 상기 한류저항기의 양 단에 각각 연결되어 있는 한 쌍의 분기탭 스위치를 포함하여 구성되며,And a pair of branch tap switches connected to both ends of the current-limiting resistor, 상기 한류저항기는 권선된 코일로 구성되고, 상기 교류지중 배전용 케이블이 상기 권선된 코일의 중간에서 상기 한류저항기에 연결되도록 구성되어,The current-limiting resistor is composed of a coil wound, the AC underground distribution cable is configured to be connected to the current-limiting resistor in the middle of the wound coil, 분기탭 절환 시, 상기 한 쌍의 분기탭 스위치가 각각 특정 분기탭에서 다른 분기탭으로 순차적으로 절환되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 용량 조절이 가능한 분로리액터.When switching the branch tap, the shunt reactor capable of capacity adjustment, characterized in that the pair of branch tap switch is configured to sequentially switch from each branch tap to another branch tap. 삭제delete 삭제delete 대지에 매설되는 교류지중 배전용 케이블에 연결되어 상기 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전압의 크기를 제어하는 분로리액터에 있어서,In the shunt reactor connected to the AC underground distribution cable embedded in the ground to control the magnitude of the AC voltage transmitted by the AC underground distribution cable, 일측이 대지접지되어 있는 코일로 구성되되, 상기 코일에는 일정 권선수마다 분기탭이 각각 설치되어 있는 리액터 코일; 및One side is composed of a coil that is grounded, the coil is a reactor coil is provided with a branch tap each predetermined number of turns; And 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일 사이에 연결되어, 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일에 설치된 각 분기탭을 선택적으로 연결하는 분기탭 절환부;A branch tap switching unit connected between the AC underground distribution cable and the reactor coil to selectively connect each branch tap installed in the AC underground distribution cable and the reactor coil; 를 포함하여 구성되되,Consists of including 상기 분기탭 절환부는,The branch tap switching unit, 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 각 분기탭 사이에 각기 연결되는 복수개의 스위치로 구성되며,It is composed of a plurality of switches respectively connected between the AC underground distribution cable and each branch tap, 상기 분기탭 절환부에는 일측이 접지된 별도의 서지 흡수기가 연결되어, 분기탭 절환시 발생되는 아크전류를 대지접지시킴으로 회로의 손상을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 용량 조절이 가능한 분로리액터.The branch tap switching unit is connected to a separate surge absorber of which one side is grounded, the capacity adjustable shunt reactor, characterized in that configured to prevent damage to the circuit by grounding the arc current generated when switching the branch tap. 삭제delete 대지에 매설되는 교류지중 배전용 케이블에 연결되어 상기 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전압을 조절하기 위한 장치로서,A device for controlling an AC voltage that is connected to an AC underground power distribution cable buried in the ground and transmitted by the AC underground power distribution cable, 일측이 대지접지되어 있는 코일로 구성되되 상기 코일에는 일정 권선수마다 분기탭이 각각 설치되어 있는 리액터 코일과, 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일 사이에 연결되어 상기 교류지중 배전용 케이블과 상기 리액터 코일에 설치된 각 분기탭을 선택적으로 연결하는 분기탭 절환부로 구성되는 분로리액터;One side is composed of a coil which is grounded to the ground, the coil is a reactor coil having a branch tap is provided for each predetermined number of windings, the AC underground distribution cable and the reactor coil is connected between the AC underground distribution cable and the A shunt reactor including a branch tap changer for selectively connecting each branch tap installed in the reactor coil; 상기 교류지중 배전용 케이블에 흐르는 교류전류를 검출하는 전류 검출부;A current detector for detecting an AC current flowing through the AC underground distribution cable; 상기 교류지중 배전용 케이블에 인가되는 교류전압을 검출하는 전압 검출부; 및A voltage detector detecting an AC voltage applied to the AC underground distribution cable; And 상기 전류 검출부로부터 검출된 교류전류값 및 상기 전압 검출부로부터 검출된 교류전압값에 기초하여 상기 분기탭 절환부의 동작을 제어하는 마이크로프로세서;A microprocessor for controlling the operation of the branch tap changer based on an AC current value detected from the current detector and an AC voltage value detected from the voltage detector; 를 포함하여 구성되되,Consists of including 상기 분로리액터는 제1항 또는 제4항에서 특정된 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 용량 조절이 가능한 분로리액터를 이용한 교류전압 조절장치.The shunt reactor has an arrangement specified in claim 1 or claim 4 characterized in that the AC voltage regulating device using a shunt reactor capable of capacity adjustment. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 마이크로프로세서는 상기 전류 검출부로부터 검출된 교류전류값 및 상기 전압 검출부로부터 검출된 교류전압값으로부터 역률을 계산하고 상기 계산된 역률에 대응하는 분기탭을 선택하여 연결하도록 상기 분기탭 절환부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 용량 조절이 가능한 분로리액터를 이용한 교류전압 조절장치.The microprocessor controls the operation of the branch tap changer to calculate a power factor from the AC current value detected from the current detector and the AC voltage value detected from the voltage detector, and to select and connect a branch tap corresponding to the calculated power factor. AC voltage control device using a shunt reactor capable of adjusting the capacity, characterized in that. 삭제delete
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