KR101080391B1 - 변압기 부하 관리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기의 전압과 전류, 절연유의 온도 및 절연유의 열화를 감지하는 변압기 부하 관리 장치에 관한 것으로서, 변압기의 외측에 설치되어 변압기의 전압과 전류를 감지하는 부하 감지 디바이스; 변압기의 외측에 설치되어 변압기의 절연유의 온도와 열화를 감지하는 절연유 감지 디바이스; 및 부하 감지 디바이스와 절연유 감지 디바이스를 변압기에 탈부착시키는 설치 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

변압기, 절연유 열화 센서, 전압 센서, 전류 센서, 유온 센서

Description

변압기 부하 관리 장치{LOAD MANAGEMENT APPARATUS OF ELETRICAL TRANSFORMER}

본 발명은 변압기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 변압기의 외측에 설치되어 변압기의 전압과, 전류, 절연유의 온도 및 절연유의 열화를 감지하는 변압기 부하 관리 장치에 관한 것이다.

전력설비는 일반적으로 고가이며 대형화되어 있기 때문에 교체비용이 매우 많이 들고, 작업상 긴 시간과 많은 인력을 필요로 한다. 또한, 대부분의 설비가 각 용도에 맞도록 개별 설계 제작되어야 하기 때문에 수 년 동안의 계획적인 진행이 이루어지지 않으면 생산차질로 인한 손실이 막대하게 발생할 수 있으며, 그 파장은 대규모 정전사태와 같이 사회적인 안정을 위협하는 수준에까지 이르게 된다.

최근 냉방부하 및 컴퓨터 등 전기이용 정보처리시설과 편의시설 증가로 전기 사용량이 급격히 증가하고 있으며, 이러한 현상은 과부하상태 지역 및 부하편중현상 심화지역의 확대로 나타나고 있다.

이로 인하여, 계통말단에 위치한 주상 변압기가 담당하는 부하량은 불규칙하게 증대되고, 변압기에는 과부하 현상에 의한 열화와 외부환경에 의한 열화 등에 의하여 잦은 절연파괴가 발생한다.

변압기는 전력의 안정적인 공급에 관련된 중요한 기능을 담당하고 있어서, 다른 어떤 전력설비보다도 높은 신뢰성이 요구된다. 따라서, 이런 변압기의 사고를 미연에 방지하기 위해 변압기의 부하를 관리하는 변압기 부하 관리 장치가 개발되었다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

종래의 변압기 부하 관리 장치는 변압기의 특성 예를 들어, 전압, 전류, 온도만을 측정하거나 절연유의 열화만을 측정하여 종합적인 부하 관리가 어려웠다.

게다가, 이들을 감지하는 센서가 변압기의 내부에 설치되어 센서의 고장시 변압기를 설치라인에서 분리하여 지상으로 이동시킨 후, 변압기를 분해하고 그 내부의 센서를 교체 또는 수리하여야 하므로 유지 관리가 어렵고, 교체시 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 전압, 전류, 온도 및 열화 센서를 변압기의 외측에 설치하여 이들 센서의 수리 및 교체가 용이하 게 하도록 하고, 변압기의 부하 관리가 종합적으로 이루어지도록 한 변압기 부하 관리 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 창안된 본 발명의 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일측면의 변압기 부하 관리 장치는 변압기의 이상을 감지하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 입력되는 감지 데이터를 외부 기기에 전송하는 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 센서부는 상기 변압기의 외측에 탈부착이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 센서부는 상기 변압기의 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 센서부는 상기 변압기의 전압을 감지하는 전압 센서; 상기 변압기의 전류를 감지하는 전류 센서; 상기 변압기의 절연유의 온도를 감지하는 유온 센서; 및 상기 변압기의 상기 절연유의 열화를 감지하는 열화 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전압 센서와 상기 전류 센서는 상기 변압기의 2차측에 연결되어 상기 변압기 외부로 인출되는 도선에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 유온 센서와 상기 열화 센서는 상기 변압기 외부로 상기 절연유를 배출하는 순환관에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 인터페이스부는 상기 변압기의 외부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면의 변압기 부하 관리 장치는 변압기의 외측에 설치되어 상기 변압기의 전압과 전류를 감지하는 부하 감지 디바이스; 상기 변압기의 외측에 설치되어 상기 변압기의 절연유의 온도와 열화를 감지하는 절연유 감지 디바이스; 및 상기 절연유 감지 디바이스를 상기 변압기에 탈부착시키는 설치 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 부하 감지 디바이스는 부하 감지 케이스; 상기 부하 감지 케이스 내부에 설치되고 상기 변압기의 전압을 감지하는 전압 센서; 및 상기 부하 감지 케이스 내부에 설치되고 상기 변압기의 전류를 감지하는 전류 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전압 센서와 상기 전류 센서는 탈부착이 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 절연유 감지 디바이스는 절연유 감지 케이스; 상기 절연유 감지 케이스에 설치되어 상기 절연유 감지 케이스를 경유하도록 상기 절연유를 순환시키는 순환관; 상기 순환관에 설치되어 상기 순환관을 개폐하는 밸브; 상기 순환관에 설치되어 상기 절연유를 저유하는 저유조; 상기 저유조에 설치되어 상기 절연유의 온도를 감지하는 유온 센서; 및 상기 저유조에 설치되어 상기 절연유의 열화를 감지하는 열화 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 설치 부재는 상기 순환관을 분리하는 관분리부재; 및 상기 절연유 감지 케이스를 상기 변압기에 탈부착시키는 탈부착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 변압기의 전압, 전류, 온도 및 절연유 열화를 감지하여 변압기의 종합적인 관리가 가능하다.

또한, 본 발명의 다른 효과는 각 센서를 편리하게 설치 및 해제할 수 있어 변압기가 지중선에 설치된 상태에서 무정전으로 각 센서를 손쉽게 유지 및 보수할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기 부하 관리 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기 부하 관리 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 측면도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 평면도이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하율을 감지하기 위한 설치 구조를 도시한 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유를 감지하기 위한 설치 구조를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 변압기 부하 관리 장치는 보호 커버(140)와 센 서단자함(130), 부하 감지 디바이스(110), 절연유 감지 디바이스(120), 인터페이스부(30) 및 설치 부재를 포함한다.

부하 감지 디바이스(110)는 변압기(100)의 2차측 과전압 및 저전압을 감지하는 전압 센서(11)와 2차 부하측 전류를 감지하는 전류 센서(12)를 구비하고, 절연유 감지 디바이스(120)는 절연유의 온도를 감지하는 유온 센서(13) 및 절연유의 열화를 감지하는 열화 센서(14)를 구비한다.

여기서, 센서부(10)는 전압 센서(11), 전류 센서(12), 유온 센서(13) 및 열화 센서(14)를 포함하고, 변압기(100)의 내부에 설치되거나, 수리 및 교체가 용이하도록 변압기(100)의 외측 예를 들어, 변압기(100)의 측부와 하부 등에 설치될 수 있다. 이를 위해, 변압기(100)의 2차측으로부터 도선이 인출되어 다시 인입되고, 여기에 전압 센서(11)와 전류 센서(12)가 설치되어 2차측 전압과 전류를 감지한다. 또한, 변압기(100) 내부의 절연유를 변압기(100) 외부로 순환시키는 과정에서 유온 센서(13)와 열화 센서(14)가 절연유의 온도와 열화를 감지한다.

따라서, 센서부(10)는 전압 센서(11), 전류 센서(12), 유온 센서(13) 및 열화 센서(14)를 포함하고, 변압기(100)의 내부 또는 외부에 설치됨으로써, 변압기(100)의 이상을 종합적으로 관리할 수 있다. 특히, 센서부(10)는 변압기(100)의 특히 외부에 설치되는 경우 탈부착이 가능하도록 함으로서 용이하게 수리 및 교체될 수 있다. 여기서, 센서부(10)를 변압기(100) 내부에 설치하는 것은 당업자가 용이하게 실시할 수 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

인터페이스부(30)는 센서부(10)로부터 입력된 감지 데이터를 외부 기기(미도 시)로 출력한다. 인터페이스부(30)는 외부 기기와의 통신 방식에 따라 센서부(10)로부터 입력된 감지 데이터를 변환하여 외부 기기로 출력한다. 이를 위해, 인터페이스부(30)는 센서부(10)와 전기적으로 연결된다. 본 실시예에 있어서, 인터페이스부(30)의 설치 위치는 변압기(100)의 하부에 설치되거나 측부에 설치되는 것을 예시로 하여 설명한다.

참고로, 외부 기기라 함은 센서부(10)에 의해 감지된 변압기의 전압, 전류, 유온, 열화를 표시하는 디스플레이 기기, 변압기를 관리하는 기기 등 변압기 관리에 필요한 다양한 기기를 모두 포함한다할 것이다.

보호 커버(140)는 변압기(100)의 외형에 대응하여 그 하부에 연장되게 형성되는 외측부(143)와 이 외측부(143)의 단부에 개폐 가능하도록 설치되는 개폐 부재(144) 및 외측부(143)에 개폐 부재(144)를 설치 및 해제하도록 하는 체결부(145)를 구비한다. 아울러, 체결부(145)는 외측부(143)의 단부와 개폐 부재(144)에 홀이 형성되고, 외측부(143)에 너트가 고정되며 이 홀을 통해 볼트가 너트에 체결되어 외측부(143)에 개폐 부재(144)를 설치하도록 한다. 그러므로, 볼트와 너트를 체결 및 체결 해제함으로써, 개폐 부재(144)를 개폐할 수 있게 된다.

본 실시예에서는 상기한 체결부(145)를 볼트와 너트를 통해 체결하는 것을 예시로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않고, 개폐 부재(144)를 외측부(143)에 탈부착이 가능하도록 하는 다양한 방식과 구조를 포함한다.

보호 커버(140)의 내부에는 센서 단자함(130)이 설치된다. 보호 커버(140) 의 외측부(143)에는 센서부(10)와 인터페이스부(30)가 전기적으로 연결되도록 인출선(113,123)이 관통하는 인출선 인입구(141,142)가 관통 형성된다.

본 실시예에서는 인출선(113,123)이 변압기(100)의 외부로 인출선 인입구(141,142)를 통해 연결되는 것을 예시로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않고, 인출선(113,123)이 변압기(100)의 케이스 내부로 연결되는 것을 포함한다할 것이다.

센서단자함(130)은 그 내부에 인터페이스부(30)가 설치되며, 인터페이스부(30)가 도선을 통해 외부 기기와 연결될 수 있도록 형성되는 인출 소켓(132)이 구비된다.

부하 감지 디바이스(120)는 변압기(100)의 측부에 설치되어 전압 센서(11)와 전류 센서(12)를 통해 변압기(100)의 전압과 전류를 감지하고, 그 감지 데이터를 인터페이스부(30)로 전송하는 것으로서, 전압 센서(11)와 전류 센서(12), 부하 감지 케이스(111), 인출 단자(112)를 구비한다.

부하 감지 케이스(111)의 내부에는 전압 센서(11)와 전류 센서(12)가 각각 설치된다. 전압 센서(11)와 전류 센서(12)에는 변압기(100)의 2차측에 연결된 도선이 바이패스를 형성할 수 있도록 부하 감지 케이스(111)에 인입 인출된다.

또한, 전압부하 감지 케이스(111)는 전압 센서(11)와 전류 센서(12)에 연결된 인출선(113)이 관통하도록 인출단자(112)가 형성된다. 따라서, 전압 센서(11)와 전류 센서(12)로부터 출력되는 감지 데이터는 인출선(113)을 통해 인터페이스부(30)로 전송된다.

부하 감지 케이스(111)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 도어(114)가 설치되어 내부의 전압 센서(11)와 전류 센서(12)를 교체 및 수리할 수 있도록 한다.

홀더(101)는 변압기(100)에 부하 감지 케이스(111)를 고정시키는 것으로 변압기(100)의 구조 및 설치 위치에 따라 다양하게 형성될 수 있을 것이다.

절연유 감지 디바이스(120)는 변압기(100)의 측부에 설치되어 유온 센서(13)와 열화 센서(14)를 통해 변압기(100) 내부의 절연유 온도와 열화를 감지하고, 그 감지 데이터를 인터페이스부(30)로 전송하는 것으로서, 순환관(126), 밸브(127), 절연유 감지 케이스(121), 인출 단자(122) 및 저유조(128)를 구비한다.

유온 센서(13)와 열화 센서(14)는 절연유 감지 케이스(121)의 내부에 설치된다.

절연유 감지 케이스(121)는 변압기(100)의 외측 예를 들어, 측부와 하부에 설치될 수 있으며, 본 실시예에서는 측면에 설치되는 것을 예시로 설명한다.

절연유 감지 케이스(121)는 변압기(100)에 탈부착되어 그 내부의 유온 센서(13)와 열화 센서(14)를 교체 및 수리할 수 있도록 한다.

탈부착부(102)는 절연유 감지 케이스(121)를 변압기(100)에 고정시키거나 이탈시키는 것으로 변압기(100)의 구조 및 설치 위치에 따라 다양하게 형성될 수 있을 것이다.

순환관(126)은 변압기(100) 내부에 있는 절연유를 절연유 감지 케이스(121)를 통해 내부로 다시 유입되도록 순환시킨다.

또한, 순환관(126)에는 절연유를 일시적으로 저유하는 저유조(128)가 설치된 다. 저유조(128)의 내부에는 유온 센서(13)와 열화 센서(14)가 설치되어 절연유의 온도 및 열화를 감지하게 된다.

밸브(127)는 순환관(126)을 개폐시켜 저유조(128)로 절연유를 순환 및 차단시킨다. 밸브(127)는 순환관(126)의 입구측과 출구측에 각각 1개씩 설치된다. 여기서, 밸브(127)는 절연유 감지 케이스(121)를 분리할 경우 순환관(126)을 클로즈시켜 순환관(126)을 통해 절연유가 순환되지 않도록 한다.

절연유 감지 케이스(121)에는 순환관(126)을 연결 및 분리하는 관분리부재(103)가 설치된다. 따라서, 관분리부재(103)를 통해 순환관(126)을 서로 분리할 수 있도록 함으로써, 절연유 감지 케이스(121)가 변압기(100)로부터 완전히 분리될 수 있도록 한다. 여기서, 관분리부재(103)는 상기한 바와 같이, 순환관(126)을 연결 및 분리할 수 있도록 하는 것으로서, 당업자가 용이하게 실시할 수 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

참고로, 본 실시예에서는 변압기(100)의 전압 센서(11)와 전류 센서(12)가 부하 감지 디바이스(110)에 설치되고, 유온 센서(13)와 열화 센서(14)가 절연유 감지 디바이스(120)에 설치되는 것을 예시로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않고, 각 센서(11,12,13,14)를 별개로 구성하거나, 1개의 디바이스에 설치하는 것도 포함한다할 것이다.

도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변압기 부하 관리 장치의 측면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 변압기 부하 관리 장치는 센서 단자함(130)의 위치가 변압기(100)의 하부에 설치되지 않고, 변압기(100)의 측부에 설치된다.

이를 통해 센서 단자함(130) 내부에 설치된 인터페이스부(30)의 교체 및 수리를 더욱 용이하게 할 수 있을 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기 진단 장치의 블럭 구성도이다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 측면도이다.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 평면도이다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하율을 감지하기 위한 설치 구조를 도시한 도면이다.

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유를 감지하기 위한 설치 구조를 도시한 도면이다.

도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변압기 진단 장치의 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 센서부 110: 부하 감지 디바이스

120: 절연유 감지 디바이스 130: 센서 단자함

100: 변압기

Claims (12)

1. 변압기의 외부에 탈부착이 가능하게 설치되어 상기 변압기의 이상을 감지하는 센서부; 및

   상기 센서부로부터 입력되는 감지 데이터를 외부 기기에 전송하는 인터페이스부를 포함하되,

   상기 센서부는 상기 변압기의 전압을 감지하는 전압 센서와, 상기 변압기의 전류를 감지하는 전류 센서, 상기 변압기의 절연유의 온도를 감지하는 유온 센서 및 상기 변압기의 상기 절연유의 열화를 감지하는 열화 센서를 포함하고, 상기 전압 센서와 상기 전류 센서는 상기 변압기의 2차측에 연결되어 상기 변압기 외부로 인출되는 도선에 연결되며,

   상기 유온 센서와 상기 열화 센서는 상기 변압기 외부로 상기 절연유를 배출하는 순환관에 설치되며,

   상기 인터페이스부는 상기 변압기의 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 변압기 부하 관리 장치.
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4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
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8. 변압기의 외측에 설치되어 상기 변압기의 전압과 전류를 감지하는 부하 감지 디바이스;

   상기 변압기의 외측에 설치되어 상기 변압기의 절연유의 온도와 열화를 감지하는 절연유 감지 디바이스; 및

   상기 절연유 감지 디바이스를 상기 변압기에 탈부착시키는 설치 부재를 포함하되,

   상기 부하 감지 디바이스는 부하 감지 케이스, 상기 부하 감지 케이스 내부에 설치되고 상기 변압기의 전압을 감지하는 전압 센서 및 상기 부하 감지 케이스 내부에 설치되고 상기 변압기의 전류를 감지하는 전류 센서를 포함하고,

   상기 전압 센서와 상기 전류 센서는 탈부착이 가능하게 설치되며,

   상기 절연유 감지 디바이스는 절연유 감지 케이스, 상기 절연유 감지 케이스에 설치되어 상기 절연유 감지 케이스를 경유하도록 상기 절연유를 순환시키는 순환관, 상기 순환관에 설치되어 상기 순환관을 개폐하는 밸브, 상기 순환관에 설치되어 상기 절연유를 저유하는 저유조, 상기 저유조에 설치되어 상기 절연유의 온도를 감지하는 유온 센서 및 상기 저유조에 설치되어 상기 절연유의 열화를 감지하는 열화 센서를 포함하며,

   상기 설치 부재는 상기 순환관을 분리하는 관분리부재 및 상기 절연유 감지 케이스를 상기 변압기에 탈부착시키는 탈부착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 부하 관리 장치.
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