KR101192609B1 - Mof for reliability improvement - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유입식 계기용 변압변류기(MOF)에 관한 것으로서, 특히 변압변류기(MOF) 내 변압기(PT)의 각 상에서 발생되는 자속이 서로 중첩되지 않도록 자기적으로 독립된 구조를 가지도록 함과 아울러 부분방전 특성이 개선되도록 함으로써 신뢰성 향상을 위한 계기용 변압변류기에 관한 것이다.The present invention relates to a transformer current transformer (MOF) for the inflow instrument, in particular to have a magnetically independent structure so that the magnetic flux generated in each phase of the transformer (PT) in the transformer current transformer (MOF) does not overlap each other. It relates to a transformer transformer current transformer for improving the reliability by allowing the discharge characteristics to be improved.
통상적으로 전력수급용 계기용 변압변류기(Metering Out.fits; MOF)는 전력수급용 전력량계, 무효전력량계(VARHM) 또는 최대수요전력량계(DM)와 조합하여 사용하기 위하여 송·배전선의 높은 전압과 전류를 낮은 전압과 전류로 정밀(비오차 5% 이내)하게 변성하는 전기기기이다. 이는 주로 산업용 수용가, 즉 공장, 빌딩 등 비교적 대수용가의 사용 전력량의 측정에 따른 전기요금의 정확한 산정과 수불을 위하여 반듯이 필요한 기기이다.Typically, metering out transformers (MOFs) for power supply and supply use high voltages and currents in transmission and distribution lines for use in combination with power supply meters, reactive power meters (VARHM), or maximum demand meters (DM). It is an electric device that denatures precisely (within 5% of error) with low voltage and current. This is a necessary equipment for the accurate calculation and collection of electricity bills based on the measurement of the amount of power used by industrial consumers, that is, relatively large consumers, such as factories and buildings.
한편, 계기용 변압변류기(MOF)에는 고전압을 저전압으로 변성하는 계기용 변압기(Potential Transformer; PT)와, 고전류를 저전류로 정밀하게 변성하는 계기용 변류기(Current Transformer; CT)가 설치되어 있다. 특히, 3상 4선식 계기용 변압변류기(MOF)에서는 3개의 변류기(CT)와 3개의 변압기(PT)로 되어 있어 적산 전력계 등과 조합하여 사용된 전력량을 측정할 때의 변성장치로서 주로 사용된다.On the other hand, the transformer transformer current transformer (MOF) is provided with a potential transformer (PT) for converting a high voltage to a low voltage, and a current transformer (Current Transformer (CT)) for precisely transforming a high current to a low current. In particular, in the three-phase four-wire transformer transformer (MOF) is composed of three current transformers (CT) and three transformers (PT), it is mainly used as a transformer when measuring the amount of power used in combination with an integrated power meter.
그리고, 계기용 변압기(PT)는 고전압을 직접 전압계로 측정하는 것은 위험하기도 하고 전압계의 절연으로 보아 대단히 비경제적이기 때문에 보통 2차측을 100V로한 변압기를 사용하는 용도로써 이용된다. 이와 같이 사용되는 계기용 변압기의 종류에는 건식, 유입식, 그리고 가스식으로 대별할 수 있다.In addition, the instrument transformer PT is usually used for the use of a transformer having a secondary side of 100 V because it is dangerous to measure a high voltage directly with a voltmeter and is very uneconomical in view of the insulation of the voltmeter. The types of instrument transformers used in this way can be roughly classified into dry, inflow and gas.
그리고, 계기용 변류기(CT)는 어떤 전류값을 이에 비례하는 전류값으로 변성하는 계기용 변성기를 말한다. 일반적으로 사용하는 보통의 계기, 보호계전기 등의 정격입력전류는 5A의 것이 많으나 근래에 개발되어 그 보급이 확산되고 있는 디지털용 계전기 등의 정격입력전류는 1A의 것으로 제작되는 등 1차측의 대전류를 직접 계측할 수 없으므로 전류를 일정비율로 낮춰 계기의 계측이 가능하도록 하는 변성기이다.In addition, the instrument current transformer CT refers to an instrument transformer for modifying a certain current value to a current value proportional thereto. Generally, the rated input current of the ordinary instrument, protective relay, etc. is 5A. However, the rated input current of the digital relay, which has been developed and spreading in recent years, is made to be 1A, and the large current of the primary side Since it can not be measured directly, it is a transformer that makes it possible to measure the instrument by lowering the current at a certain rate.
이와 같은 종래의 계기용 변압변류기(MOF)의 일예를 도 1을 참조하여 설명한다.An example of such a conventional transformer current transformer (MOF) is described with reference to FIG.
도 1의 (가) 내지 (다)는 종래 3상 4선식 유입식 계기용 변압변류기(MOF)의 정면, 측면 및 후면에서의 내부 구조를 각각 나타낸다.Figure 1 (a) to (c) shows the internal structure of the front, side and back of the conventional three-phase four-wire flow transformer (MOF).
도 1의 (가) 내지 (다)를 보면, 계기용 변압변류기(MOF)의 상부는 3개의 애자(porcelain) 붓싱(1,2,3)과 1개의 접지붓싱(4)으로 구성된다.1 (a) to (c), the upper portion of the transformer transformer current transformer (MOF) is composed of three porcelain (1, 2, 3) bushing (1), and one ground bushing (4).
계기용 변압변류기(MOF)의 하부는 철제탱크로 된 외함(5) 내부에 상부에 형성되어 있는 애자 붓싱의 개수와 동일한 개수의 변류기(20) 권체와 변압기(10) 권체가 배치되어 있다.The lower part of the transformer transformer current transformer (MOF) is the same number of
계기용 변압기(PT)(10) 권체는 1차 코일(11)과 그 내부에 2차 코일(12)을 하고 그 중심에 철심(core)(13)이 통과되어 설치되어 진다. Instrument transformer (PT) (10) winding body is installed with the
계기용 변류기(CT)(20) 권체는 변류비에 따라 1차 코일(21)과 2차 코일(22)을 하고 그 중심으로 규소강판(Si Steel)으로 된 철심(core)(23)이 통과되어 설치되어 진다.The current transformer (CT) 20 winding body has a
이러한 구조를 갖는 계기용 변압변류기(MOF)는 외함(5) 내에 3개의 변압기(PT) 권체와 변류기(CT) 권체가 거리를 두고 이격되어 설치되어 진다. 이때, 3개의 변압기(PT) 권체는 하나의 잔넬(14)을 이용하여 고정되어 진다. 하나의 잔넬(14)에 3개의 변압기(PT)(10) 권체가 설치됨으로써 자재 및 공정 비용이 절감되며, 권체부피의 감소로 인한 외형사이즈가 감소되게 된다.The transformer transformer current transformer (MOF) having such a structure is provided with three transformer (PT) winding bodies and current transformer (CT) winding bodies spaced apart from each other in the enclosure (5). At this time, three transformer (PT) windings are fixed using one
도 2는 도 1의 종래 계기용 변압변류기(MOF)에 내장되는 복수개의 계기용 변류기(CT) 및 변압기(PT) 배치상태로, 여기서 3개의 변류기(CT)(20) 권체는 각상의 코일과 철심이 전기적, 자기적으로 독립된 개별 구조로 배치되게 된다. 반면, 3개의 변압기(PT)(10) 권체는 하나의 잔넬(14)에 설치됨으로 각상의 코일은 독립적이나 자기적으로 결합되어 있는 3각 철심을 사용하는 구조로 이루어지게 된다.Figure 2 is a state of arrangement of a plurality of instrument current transformers (CT) and transformer (PT) built in the conventional transformer transformer current transformer (MOF) of Figure 1, wherein the three current transformers (CT) (20) windings are coils of each phase and The iron cores are arranged in separate structures that are electrically and magnetically independent. On the other hand, the three transformer (PT) (10) winding body is installed in one
여기서, 도 3a는 이러한 3각 철심 구조로 된 종래의 계기용 변압기(PT)(10)에 3상 전원 인가시의 자속밀도를 나타낸 것이다. 도 3a를 보면, 각 상의 코일이 지면과 직각 방향의 구조를 갖으며 서로 철심을 공유하므로 인접상의 자속의 영향을 많이 받게 된다. 따라서, 각 상의 자속밀도가 불평형하게 되어 기전력의 크기변화를 야기하게 된다.3A shows magnetic flux density when a three-phase power is applied to a conventional instrument transformer (PT) 10 having such a triangular iron core structure. Referring to FIG. 3A, since the coils of each phase have a structure perpendicular to the ground and share iron cores, the magnetic fluxes of the adjacent phases are greatly affected. Therefore, the magnetic flux density of each phase becomes unbalanced, causing a change in the magnitude of the electromotive force.
또한, 1상 결상시 철심을 공유하는 인접상의 코일에 의해 결상된 상에 유기전압이 발생하여 전력 계량치의 오류가 발생하게 되어 전력계량값의 신뢰도를 저하시키게 된다. 도 3b는 S상 결상시의 자속밀도를 나타낸 것이다. 도 3b를 보면, 결상된 상에도 인접상의 코일에 의한 유기전압이 발생하므로, 일반적으로 결상 방지를 위해 설치된 결상계전기 등이 오동작 가능성이 크므로 결상에 의한 주변 설비(변압기, 전동기 등)의 피해를 증가시킬 수 있으며, 결상감지를 위한 별도의 특수 설비가 요구되게 된다.In addition, an induced voltage is generated in the phase formed by the coils adjacent to each other that share the core in the phase formation of one phase, thereby causing an error in the power measurement value, thereby lowering the reliability of the power measurement value. Figure 3b shows the magnetic flux density in the S phase image formation. Referring to FIG. 3B, since an induced voltage is generated by a coil in an adjacent phase even in an open phase, an open phase relay installed in order to prevent the open phase has a high possibility of malfunction. It can be increased and a separate special equipment for phase detection will be required.
아울러, 계기용 변압변류기(MOF) 운전 중 고전압이 걸리는 변류기(CT) 및 변압기(PT) 1차 코일과 접지되는 외함 및 철심과의 대응되는 면 즉, 전계가 걸리는 구간을 증가시켜 절연설계의 어려움을 초래할 수 있으며, 사고 발생시 서로 밀접하게 전자기적으로 결합되어 있는 구조로 인해 사고 원인을 규명하는 데 어려움이 있다.In addition, it is difficult to insulate the design by increasing the area where the electric field is applied, corresponding to the current transformer (CT) and transformer (PT) primary coils that are subject to high voltage during operation of the transformer transformer current transformer (MOF), and the grounded enclosure and iron core. It is difficult to identify the cause of an accident due to the structure that is closely electromagnetically coupled to each other when an accident occurs.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 점을 감안하여 안출된 것으로, 각 상에서 발생된 자속이 서로 중첩되지 않도록 각 상의 코일별로 독립적인 철심을 갖는 구조로 계기용 변압기(PT)를 구성함으로써 인접상의 코일에 의해 유기되는 자속의 영향을 받지 않는 전력측정의 신뢰성 향상을 위한 계기용 변압변류기를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention has been devised in view of the above-mentioned point, and the coils of adjacent phases are constructed by constructing the instrument transformer PT with a structure having an independent iron core for each coil so that magnetic fluxes generated in each phase do not overlap each other. To provide a transformer transformer current transformer for improving the reliability of the power measurement is not affected by the magnetic flux induced by the.
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이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신뢰성 향상을 위한 계기용 변압변류기는, 3상(R,S,T) 4선식 또는 3상 3선식 유입식 계기용 변압변류기에 있어서, 각상의 권체가 철심을 서로 공유하지 않고 자기적으로 독립된 철심을 갖는 구조로 형성되는 계기용 변압기(PT)를 포함한다.The transformer transformer current transformer for improving the reliability of the present invention for achieving the above object, in the three-phase (R, S, T) four-wire or three-phase three-wire flow transformer for transformers, the winding of each phase is iron core Instrument transformer (PT) is formed in a structure having a magnetic core independent of each other without sharing them.
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본 발명의 신뢰성 향상을 위한 계기용 변압변류기는, 전력측정의 신뢰성을 향상시키고, 절연설계의 효율성을 위한 각각이 독립된 권선과 코일을 갖는 3개의 변류기(CT)와 변압기(PT)를 사용하여 절연유로 충진되는 외함 안에 전계해석을 통해 최적의 조건으로 배치할 수 있는 효과를 갖는다.The transformer transformer current transformer for improving the reliability of the present invention, using three current transformers (CT) and transformer (PT) each having independent windings and coils for improving the reliability of the power measurement, the efficiency of the insulation design It has the effect that it can be placed under optimum conditions through electric field analysis in the enclosure filled with.
또한, 전계완화와 부분방전 특성을 향상시킬 수 있는 변압기(PT)의 권체 구조 및 붓싱과 외함과의 전계완화 조건을 포함하여 제품의 장기 신뢰성을 향상할 수 있는 효과를 갖는다. In addition, it has the effect of improving the long-term reliability of the product, including the winding structure of the transformer (PT) that can improve the field relaxation and partial discharge characteristics and the field relaxation conditions of the bushing and the enclosure.
도 1의 (가) 내지 (다)는 종래 3상 4선식 유입식 계기용 변압변류기(MOF)의 정면, 측면 및 후면에서의 내부 구조를 각각 나타낸 도면,
도 2는 종래 외함 내부의 변류기(CT) 및 변압기(PT) 배치상태를 나타낸 도면,
도 3a-3b는 종래 3각철심구조의 변압기(PT) 3상 전원 인가시 및 S상 결상시의 자속밀도를 각각 나타낸 도면,
도 4의 (가) 내지 (다)는 본 발명의 일실시예에 따른 단상철심구조의 변압기(PT)가 적용된 계기용 변압변류기(MOF)의 정면, 측면 및 후면에서의 내부 구조를 각각 나타내는 도면,
도 5a-5b는 단상철심의 계기용 변압기(PT) 구조를 나타내는 도면,
도 6a-6b는 도 5a 및 5b의 단상철심구조의 계기용 변압기(PT)의 3상을 조합한 구조를 나타내는 도면,
도 7a-7b는 본 발명에 따른 단상철심구조의 변압기(PT) 3상 전원 인가시 및 S상 결상시의 자속밀도를 각각 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 4각 철심 구조의 변압기(PT)가 적용된 계기용 변압변류기(MOF)의 정면에서의 내부 구조를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 5각 철심 구조의 변압기(PT)가 적용된 계기용 변압변류기(MOF)의 정면에서의 내부 구조를 나타내는 도면,
도 10a-10b는 도 8의 4각철심구조의 변압기(PT) 3상 전원 인가시 및 S상 결상시의 자속밀도를 각각 나타내는 도면,
도 11a-11b는 도 9의 5각철심구조의 변압기(PT) 3상 전원 인가시 및 S상 결상시의 자속밀도를 각각 나타내는 도면,
도 12는 계기용 변압변류기(MOF)의 변압기(PT)와 변류기(CT)의 기존 배치와 본 발명의 배치에 따른 전계집중부위를 대비하여 도시한 도면,
도 13은 신뢰성 향상을 위한 외함 내부의 배치방법을 설명하기 위한 도면,
도 14는 부분방전 특성 개선을 위한 외함과 애자의 접속부위 구조를 나타내는 도면.1 (a) to (c) is a view showing the internal structure in the front, side and rear of the conventional three-phase four-wire flow transformer (MOF), respectively,
2 is a view showing a current transformer (CT) and a transformer (PT) arrangement state in the conventional enclosure;
3A and 3B are diagrams illustrating magnetic flux densities at the time of applying a three-phase power supply of a transformer (PT) having a conventional triangular core structure and when forming an S phase;
4 (a) to (c) is a view showing the internal structure of the front, side and rear of the transformer transformer current transformer (MOF) applied to the transformer of the single-phase iron core structure according to an embodiment of the present invention, respectively ,
5a-5b is a view showing the structure of the instrument transformer (PT) of the single-phase iron core,
6A and 6B are views showing a structure in which three phases of the instrument transformer PT of the single phase iron core structure of FIGS. 5A and 5B are combined;
7A and 7B are diagrams illustrating magnetic flux densities at the time of applying a three-phase transformer (PT) power supply and a phase S phase of a single phase iron core structure according to the present invention;
8 is a view showing the internal structure in the front of the transformer transformer current transformer (MOF) applied to the transformer (PT) of the four-core iron core structure according to another embodiment of the present invention,
9 is a view showing the internal structure in the front of the transformer transformer current transformer (MOF) applied to the transformer (PT) of the five-core iron core structure according to another embodiment of the present invention,
10A and 10B are diagrams illustrating magnetic flux densities at the time of applying a three-phase transformer (PT) power supply and a phase S phase of the quadrilateral core structure of FIG. 8, respectively.
11A and 11B are diagrams illustrating magnetic flux densities at the time of applying a three-phase transformer (PT) power of the pentagonal iron core structure of FIG.
FIG. 12 is a diagram illustrating an existing arrangement of a transformer PT and a current transformer CT of an instrument transformer current transformer (MOF) and an electric field concentration part according to the arrangement of the present invention;
13 is a view for explaining a method of arranging the inside of the enclosure for improved reliability;
14 is a view showing the structure of the connection portion of the enclosure and insulator for improving partial discharge characteristics.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4의 (가) 내지 (다)는 본 발명의 일실시예에 따른 단상철심구조의 변압기(PT)가 적용된 계기용 변압변류기(MOF)의 정면, 측면 및 후면에서의 내부 구조를 각각 나타낸다.4 (a) to (c) shows the internal structure of the front, side and rear of the transformer transformer current transformer (MOF) to which the transformer (PT) of the single-phase iron structure according to an embodiment of the present invention is applied, respectively.
도 4의 (가) 내지 (다)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 계기용 변압변류기(MOF)(100)는 종래 도 1의 (가) 내지 (다)에 나타낸 계기용 변압변류기와 동일한 구조로 구성하되, 외함(110)의 내부에 배치되는 변압기(PT)(130) 권체가 자기적으로 독립된 구조를 갖도록 구성된다. 변압기(PT)(130) 권체의 구조에 대해 도 5a 내지 도 7b를 통해 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.As shown in Figure 4 (a) to (c), the transformer transformer current transformer (MOF) 100 of the present invention has the same structure as the conventional transformer transformer transformer shown in Figure 1 (a) to (c) of the present invention. It is configured, but the transformer (PT) 130 is disposed inside the
도 5a 및 5b는 단상철심의 계기용 변압기(PT)(130) 구조로, 도 5a는 권체가 바닥에 수직이며 다수의 디스크로 구성된 경우이고, 도 5b는 권체가 바닥에 평행하며 하나의 디스크로 구성된 경우를 각각 나타낸다.Figures 5a and 5b is a single phase iron core instrument transformer (PT) 130 structure, Figure 5a is a case in which the winding body is perpendicular to the floor and composed of a plurality of disks, Figure 5b is the winding body is parallel to the floor and one disk Each case is shown.
도 5a 및 5b를 보면, 계기용 변압변류기(MOF)(100)의 외함(110) 내에 취부되는 변압기(PT)(130)는 1차코일(131)과 2차코일(133) 및 철심(135)을 포함하여 구성된다. 1차코일(131)은 FRP(유리섬유강화플라스틱)나 절연체로 된 디스크(disk)형태의 1차 보빈 위에 전압비에 맞춰 균일하게 권선한 후, 건조로에서 건조된다. 1차코일(131)은 도 5a에 보여진 바와 같이, 복수개의 디스크로 구성한 다단구조로 하여 권선되거나 도 5b에 보여진 바와 같이, 하나의 디스크로 구성한 일단구조로 하여 권선되게 된다.5A and 5B, the transformer (PT) 130 mounted in the
2차코일(133)은 2차 보빈 위에 전압비에 맞춰 균일하게 권선한 후, 건조로에서 건조된다. 2차 보빈의 크기(size)는 1차 보빈 내경 크기와 비교하여 권선의 층수 및 절연거리를 판별하여 선정된다. 2차코일(133)은 1차코일(131)을 관통하여 설치되어 교류전력이 공급되는 1차코일(131)에서 전자유도작용(자계의 영향으로 전기가 발생되는 작용)에 의해 전력이 전달된다. The
여기서, 철심(135)은 2차코일(133)을 관통하도록 형성되는데, 철심(135)은 도 5b의 (가)와 같은 적철식이나 (나)와 같은 커트코어(cut-core)식 어느 것으로 해도 무방하다.Here, the
적철식 코어의 경우에는 일반적으로 도 1에 도시한 바와 같이 주로 3각 철심에 사용되며 철심을 지탱해주는 프레임(도 1의 14, 잔넬)을 별도로 제작하여 3각 철심 다리가 되는 부분에 각각 코일 3개를 삽입 후 마무리 작업 후 프레임으로 조여준다.In the case of the hematite core is generally used for triangular iron core as shown in FIG. Insert the dog and tighten it to the frame after finishing work.
본 발명과 같이, 단상 철심 구조를 갖는 계기용 변압기(PT)(130)에서는 도 5b의 (가)와 같이 철심 다리가 되는 부분에 코일을 삽입 후 적철 코어 마무리 작업을 한다. 철심(35)이 커트코어(cut-core)의 경우는 도 5b의 (나)와 같은 밴드(139)로 조립하여 지지플레이트(137) 위에 설치된다.As in the present invention, in the instrument transformer (PT) 130 having a single-phase iron core structure, the coil is finished to the core after inserting a coil into a portion of the iron core leg as shown in FIG. If the core 35 is cut-core, it is assembled to the
위와 같이 제작되는 단상 철심 구조의 변압기(PT)(130) 권체는 도 5a와 같이 바닥에 대해 90도 수직이거나 도 5b와 같이 바닥과 평행하게 된다.Transformer (PT) 130 of the single-phase iron core structure manufactured as described above is 90 degrees perpendicular to the floor as shown in Figure 5a or parallel to the floor as shown in Figure 5b.
도 5a 및 5b와 같이 각 상이 단독의 철심을 갖는 변압기(PT)(130) 권체를 도 6a 및 6b와 같이 3상 조합시 각 상에서 발생된 자속이 서로 중첩되지 않도록 각 상의 코일별로 독립적인 철심을 가짐으로써 인접상의 코일에 의해 유기되는 자속의 영향을 받지 않는 구조가 된다. 여기서, 도 7a는 이러한 단상 철심 구조로 된 변압기(PT)에 3상 전원 인가시의 자속밀도를 나타낸 것이다. 도 7a을 보면, 각 상의 코일이 지면과 평행한 방향의 구조를 갖으며 서로 독립적인 철심을 가짐으로 인접상의 자속의 영향을 받지 않게 된다. 따라서, 각 상의 자속밀도가 평형하게 되어 기전력의 크기변화를 야기하지 않게 된다.When the transformer (PT) 130 winding body having a single iron core as shown in FIGS. 5A and 5B is a three-phase combination as shown in FIGS. 6A and 6B, an independent iron core for each coil is used so that magnetic flux generated in each phase does not overlap each other. By having it, it becomes a structure which is not affected by the magnetic flux induced by the coil of an adjacent phase. 7A shows the magnetic flux density when a three-phase power is applied to a transformer PT having such a single-phase iron core structure. Referring to FIG. 7A, the coils of the phases have a structure in a direction parallel to the ground and have independent iron cores, and thus are not affected by the magnetic flux of the adjacent phases. Therefore, the magnetic flux density of each phase is balanced so as not to cause a change in magnitude of the electromotive force.
따라서, 1상이 결상하더라도 독립적인 철심을 가지는 인접상의 코일에 의해 결상된 상에 유기전압이 발생하지 않아 전력 계량치의 오류가 없거나 매우 적게 되어 전력계량값의 신뢰도를 향상시키게 된다. 도 7b는 S상 결상시의 자속밀도를 나타낸 것이다. 도 7b를 보면, 결상된 상에는 인접상의 코일에 의한 유기전압이 발생하지 않음을 알 수 있다.Therefore, even if one phase is missing, an induced voltage does not occur in the phase formed by the coils of adjacent phases having independent iron cores, so that there is no error in the power meter or very little, thereby improving the reliability of the power meter. Fig. 7B shows the magnetic flux density at the time of S phase imaging. Referring to FIG. 7B, it can be seen that no induced voltage is generated by the coil of the adjacent phase in the formed phase.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 4각 철심 구조의 변압기(PT)가 적용된 계기용 변압변류기(MOF)의 정면에서의 내부 구조이고, 도 9는 5각 철심 구조의 변압기(PT)가 적용된 계기용 변압변류기(MOF)의 정면에서의 내부 구조를 각각 나타낸다.FIG. 8 is an internal structure in front of a transformer transformer current transformer (MOF) in which a four-core iron core transformer PT is applied according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a transformer of a five-core iron core structure. The internal structure in the front of the applied transformer current transformer (MOF) is shown, respectively.
도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 계기용 변압변류기(MOF)(100)는 도 4에 나타낸 계기용 변압변류기와 동일한 구조로 구성되되, 외함(110)의 내부에 배치되는 변압기(PT)(130) 권체가 자기적으로 독립된 구조를 갖는데 있어서 도 4의 단상철심구조 대신 4각 및 5각 철심 구조로 구성되어 진다.As shown in Figure 8 and 9, the transformer transformer current transformer (MOF) 100 of the present invention is configured of the same structure as the transformer transformer current transformer shown in Figure 4, the transformer is disposed inside the enclosure ( PT) (130) The winding body has a magnetically independent structure is composed of a four-core and a five-core iron core structure instead of the single-phase iron core structure of FIG.
도 8을 보면, 각 상이 철심(135)을 공유하나 코일의 방향이 바닥과 평행하도록 배치하여 인접한 상의 코일의 영향을 최소화하며, 서로 공유하는 철심(135)의 단면적(b)이 각 코일을 관통하는 단면적(a) 보다 더 크도록 하여 인접상의 코일에 의해 유기되는 자속의 영향을 거의 받지 않는 구조이다. Referring to FIG. 8, the phases share the
도 9를 보면, 각 상이 철심(135)을 공유하고 코일의 방향이 지면과 수직방향을 이루나 R상과 S상 바깥쪽으로 철심을 추가 배치하여 각 상의 독립적인 자속의 통로를 형성해 주어 인접상의 코일에 의해 유기되는 자속의 영향을 최소한으로 줄일 수 있는 구조이다. 9, the phases share the
여기서 도 10a는 도 8의 4각 철심 구조로 된 변압기(PT)에 3상 전원 인가시의 자속밀도를 나타낸 것이다. 도 10a을 보면, 서로 철심을 공유하지만 그 단면적이 넓어 각 상의 코일이 지면과 평행한 방향의 구조를 가지므로 종래의 3각 철심 구조의 자속밀도(도 3a 참조)와 비교시 인접상의 자속의 영향을 적게 받음을 알 수 있다. 10A illustrates magnetic flux density when a three-phase power is applied to a transformer PT having a four-core iron core structure of FIG. 8. Referring to FIG. 10A, since the cores share the cores but have a wide cross-sectional area, the coils of each phase have a structure parallel to the ground, so that the magnetic flux density of the conventional triangular core structure (see FIG. You can see that you receive less.
따라서, 1상이 결상하더라도 인접상의 코일에 의해 결상된 상에 유기전압이 거의 발생하지 않아 전력 계량치의 오류가 없거나 매우 적게 되어 전력계량값의 신뢰도를 향상시키게 된다. 도 10b는 S상 결상시의 자속밀도를 나타낸 것이다. 도 10b를 보면, 결상된 상에는 인접상의 코일에 의한 유기전압이 거의 발생하지 않음을 알 수 있다.Therefore, even if one phase is missing, the induced voltage hardly occurs in the phase formed by the coils of the adjacent phases, so that there is no error in the power meter or very little, thereby improving the reliability of the power meter. 10B shows the magnetic flux density at the time of S phase imaging. Referring to FIG. 10B, it can be seen that almost no induced voltage is generated by the coil of the adjacent phase in the formed phase.
여기서 도 11a는 도 9의 5각 철심 구조로 된 변압기(PT)에 3상 전원 인가시의 자속밀도를 나타낸 것이다. 도 11a를 보면, 서로 철심을 공유하고 각 상의 코일이 지면과 수직방향을 이루지만 R상과 T상 바깥쪽으로 철심이 추가 배치되는 구조를 가지므로 종래의 3각 철심 구조의 자속밀도(도 3a 참조)와 비교시 인접상의 자속의 영향을 적게 받음을 알 수 있다.FIG. 11A illustrates magnetic flux density when a three-phase power is applied to a transformer PT having a five-core iron core structure of FIG. 9. 11A, the magnetic flux density of the conventional triangular iron core structure is shared since the cores share the cores and the coils of the phases are perpendicular to the ground but the cores are additionally disposed outwards of the R and T phases (see FIG. 3A). ), It is less affected by the magnetic flux of the adjacent phase.
따라서, 1상이 결상하더라도 인접상의 코일에 의해 결상된 상에 유기전압이 거의 발생하지 않게 된다. 도 11b는 S상 결상시의 자속밀도를 나타낸 것이다. 도 11b을 보면, 결상된 상에는 인접상의 코일에 의한 유기전압이 거의 발생하지 않음을 알 수 있다.Therefore, even if one phase is missing, the induced voltage hardly occurs in the phase formed by the coils in the adjacent phase. Fig. 11B shows the magnetic flux density at the time of S phase imaging. Referring to FIG. 11B, it can be seen that the induced voltage generated by the coil of the adjacent phase hardly occurs in the formed phase.
한편, 자기적으로 독립된 구조를 가지는 본 발명에 따른 3상의 변압기(PT)(130) 권체는 외함(110)과 변류기(CT)(140) 등과의 전계완화를 위하여 몇가지 종류의 구조적인 배치가 가능하다.On the other hand, the three-phase transformer (PT) 130 winding body according to the present invention having a magnetically independent structure can be some kind of structural arrangement for the electric field relaxation of the
도 12는 계기용 변압변류기(MOF)의 변압기(PT)와 변류기(CT)의 기존 배치와 본 발명의 배치에 따른 전계집중부위를 도시한 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating an existing arrangement of a transformer PT and a transformer CT of an instrument transformer current transformer (MOF) and an electric field concentration part according to the arrangement of the present invention.
도 12의 기존 계기용 변압변류기(MOF)를 보면 고압권선과 접지간 전압이 걸려 전계가 집중되는 부분이 10곳인 반면 단상 변류기(CT) 및 변압기(PT)를 조합하여 배치한 본 발명을 보면 전계가 집중되는 부분이 6곳으로 기존에 비해 적음을 알 수 있다. 이로부터 본 발명에 따른 변압기(PT) 권체의 단상철심을 사용한 구조는 외함과 변류기(CT)와의 전계해석을 통해 도 13에 도시한 바와 같이 적절히 배치 및 배열할 수 있고 그 배치 및 배열방법에 따라 코일이 지면과 수직인 90도 혹은 평행한 180도를 이루는 형상으로 나열하여 전계의 집중 현상을 완화시키는 조건을 부여할 수 있다. 전계완화조건에는 권체부분에 쉴드(shield) 부착, 절연격벽 설치, 날카로운(sharp)부분의 라운딩 처리 등 다수의 방법들이 제시될 수 있다.Looking at the existing transformer transformer current transformer (MOF) of Figure 12 is a voltage between the high-voltage winding and the ground, the electric field is concentrated 10 points while the present invention arranged in combination with a single-phase current transformer (CT) and a transformer (PT) There are six areas where the concentration is smaller than that of the existing ones. From this, the structure using the single-phase iron core of the transformer (PT) winding body according to the present invention can be appropriately arranged and arranged as shown in Figure 13 through the electric field analysis of the enclosure and the current transformer (CT), according to the arrangement and arrangement method Coils can be arranged in a shape that forms 90 degrees perpendicular to the ground or 180 degrees parallel to the ground, giving conditions to alleviate the concentration of the electric field. In the field relaxation conditions, a number of methods may be proposed, such as shielding on the winding part, installation of an insulating partition, and rounding of the sharp part.
도 13을 보면, 전계완화조건을 부여해야 하는 위치, 즉 "┃" 표시 부분이 7곳, 13곳, 11곳, 6곳, 10곳, 8곳 등으로 계기용 변압기(PT)와 변류기(CT)의 배치 및 배열에 따라 달라짐을 알 수 있다.Referring to FIG. 13, the transformer, PT and current transformer (CT) are located at 7, 13, 11, 6, 10, 8, and the like where the field relaxation conditions should be given, that is, "┃". It can be seen that it depends on the arrangement and arrangement.
한편, 계기용 변압변류기(100)는 철제탱크로 형성된 외함(110) 상부에 복수개의 붓싱(120)을 고정시키도록 형성되어 있어서, 인입되는 고전압 대전류를 외함(110)의 내부에 배치되어 있는 변압기(130) 및 변류기(140) 권체로 투입하게 된다. 이때 고압 전원은 철제 외함(110) 안의 고압 코일로 인가되는 과정에서 외함 상판과 붓싱 내의 고압도체 사이에 전계가 집중되어 부분방전이 일어날 수 있다. On the other hand, the transformer transformer
따라서, 본 발명은 외함과 애자의 접속부위에서 발생되는 부분방전을 방지할 수 있도록 도 14에 도시된 바와 같은 구조를 제시하였다.Accordingly, the present invention has proposed a structure as shown in FIG. 14 to prevent partial discharge occurring at the connection portion of the enclosure and insulator.
도 14를 보면, 계기용 변압변류기(100)의 외함(110) 상부에 구성되는 붓싱(120)은 축방향으로 내부가 비어있는 사기 애자(121)로, 그 내경속에는 절연을 유지하기 위해 공기(air) 또는 가스(gas)로 차 있다. 애자(121)의 상부에는 고압도체(1차 동봉)(123)을 조립하여 고압도체(123)와 애자(121) 내벽이 전기적으로 동상이 되도록 해준다. 애자(121)의 하단부에는 고압쉴드(shield)(127)를 삽입하여 고압도체(123) 끝단에서의 코로나 방전을 완화시킨다. 애자(121)의 하단부와 고압쉴드(127) 사이에는 절연팩킹(129)을 결합시킨다.Referring to FIG. 14, the
이러한 구성을 갖는 애자(121)는 오일절연 계기용 변압변류기(100)의 외함(110)에 거치시킨 후 애자 고정 브라켓(125)과 볼트체결 등을 통해 고정시킨다. 외함(110)의 상부에 애자(121)를 고정시킨 후, 그 내부에 절연유(150)를 주입하게 된다. 고압전원이 외함(110)을 통해 내부 권체로 인가될 때 외함(110)과 애자(121)의 접속부위에 전계의 집중 현상이 발생하므로, 애자(121)가 거치되는 외함(110) 상판부의 홀 부위를 버링(Burring)(111) 가공하여 홀 표면의 전계집중 현상을 완화하도록 한다. 버링(Buring)이란 평판에 구멍(홀)을 뚫고 그 구멍보다 큰 직경을 가진 펀치를 밀어 넣어서 구멍 단부를 굽히는 가공을 말한다.The
또한, 애자 고정 브라켓(125)의 재질을 강판(steel) 등 보다 기계적 강도가 매우 높은 FRP 등의 절연체를 사용함으로써 애자 고정 부위의 저압과 고압 거리를 증가시키는 효과를 주어 실질적으로 전계의 세기를 감소시키는 효과를 얻음으로써 부분방전특성을 개선하도록 한다.In addition, by using an insulator such as FRP, which has a higher mechanical strength than steel, the
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
100 : 계기용 변압변류기 110 : 외함
111 : 버링 120 : 붓싱
121 : 애자 123 : 고압도체
125 : 애자고정브라켓 127 : 고압쉴드
129 : 절연팩킹 130 : 계기용 변압기
131 : 1차 코일 133 : 2차 코일
135 : 철심 137 : 지지플레이트
140 : 계기용 변류기 150 : 절연유100: transformer transformer current transformer 110: enclosure
111: Burring 120: Bushing
121: insulator 123: high-voltage conductor
125: insulator fixing bracket 127: high pressure shield
129: insulation packing 130: instrument transformer
131: primary coil 133: secondary coil
135: iron core 137: support plate
140: current transformer for instrument 150: insulating oil
Claims (8)
각상의 권체가 철심을 서로 공유하지 않고 자기적으로 독립된 철심을 갖는 구조로 형성되는 계기용 변압기(PT)를 포함하는 계기용 변압변류기.In the transformer current transformer for three-phase (R, S, T) 4-wire or 3-phase 3-wire inflow instrument,
Instrument transformer comprising a transformer transformer (PT) is formed in a structure in which the winding body of each phase does not share the iron core with each other and has a magnetically independent iron core.
계기용 변류기(CT)와의 배치구조에 따라 하나의 디스크(보빈)로 이루어져 권선되거나 복수개의 디스크로 이루어져 다단구조로 권선되는 1차 코일;
상기 1차 코일을 관통하여 설치되는 2차 코일; 및
상기 2차 코일을 관통하도록 형성되며, 인접상과 독립된 단상의 적철코어나 커트코어로 된 철심을 구비함을 특징으로 하는 계기용 변압변류기.According to claim 1, wherein the instrument transformer (PT)
A primary coil made of one disk (bobbin) or wound in a multistage structure according to an arrangement structure with a current transformer CT for the instrument;
A secondary coil installed through the primary coil; And
The transformer transformer current transformer is formed so as to penetrate the secondary coil, characterized in that it has an iron core made of a single-phase hematite core or cut core.
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