KR101306109B1 - 철도차량용 전류 검지 회로 - Google Patents

철도차량용 전류 검지 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도차량용 전류 검지 회로에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철도차량용 전류 검지 회로는 가선 전압이 입력되는 가선 입력단에 1차 코일이 연결되어 있으며, 상기 1차 코일을 흐르는 전류를 변류하여 2차 코일로 출력하는 1차 변류기, 상기 1차 변류기의 2차 코일에 연결되어 있으며, 상기 1차 변류기의 2차 코일을 흐르는 전류의 레벨에 따라 여자 또는 소자되어 상기 가선 입력단으로부터 과전류가 유입되는지 여부를 감지하는 과전류 감지 릴레이, 1차 코일이 상기 1차 변류기의 2차 코일과 상기 과전류 감지 릴레이에 연결되어 있으며, 상기 1차 변류기의 2차 코일을 흐르는 전류를 변류하여 2차 코일로 출력하는 2차 변류기 및 상기 2차 변류기의 2차 코일을 흐르는 전류를 기준으로 소모전력을 계산하는 소모전력 계산회로를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 철도차량에서 소모되는 전력을 계산하기 위한 2차 변류기의 사이즈를 소형화할 수 있어서, 전체적으로 철도차량용 전류 검지 회로를 소형화할 수 있고 제작비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

철도차량용 전류 검지 회로{CURRENT DETECTING CIRCUIT FOR RAILWAY CAR}
본 발명은 철도차량용 전류 검지 회로에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 철도차량에서 소모되는 전력을 계산하기 위한 2차 변류기의 사이즈를 소형화하여, 전체적인 사이즈가 소형화되고 제작비용이 저감된 철도차량용 전류 검지 회로에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량에는 과전류 유입을 차단하는 동시에 철도차량에서 소모되는 전체 소모 전력을 검지하기 위한 회로가 구비되어 있다.
도 1은 이러한 종래의 철도차량용 전류 검지 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 과전류를 감지하기 위한 1차 변류기와 전체 소모 전력을 검지하기 위한 2차 변류기가 모두 고전류가 흐르는 가선 입력단에 연결되어 있다.
그러나 이러한 구성에 따르면, 전체 소모 전력을 검지하기 위한 2차 변류기의 사이즈 및 요구 용량이 불필요하게 커져서 취부상의 어려움과 제작비용을 상승을 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 철도차량에서 소모되는 전력을 계산하기 위한 2차 변류기의 사이즈를 소형화하여, 전체적으로 철도차량용 전류 검지 회로를 소형화하고 제작비용을 줄이는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 철도차량용 전류 검지 회로는 가선 전압이 입력되는 가선 입력단에 1차 코일이 연결되어 있으며, 상기 1차 코일을 흐르는 전류를 변류하여 2차 코일로 출력하는 1차 변류기, 상기 1차 변류기의 2차 코일에 연결되어 있으며, 상기 1차 변류기의 2차 코일을 흐르는 전류의 레벨에 따라 여자 또는 소자되어 상기 가선 입력단으로부터 과전류가 유입되는지 여부를 감지하는 과전류 감지 릴레이, 1차 코일이 상기 1차 변류기의 2차 코일과 상기 과전류 감지 릴레이에 연결되어 있으며, 상기 1차 변류기의 2차 코일을 흐르는 전류를 변류하여 2차 코일로 출력하는 2차 변류기 및 상기 2차 변류기의 2차 코일을 흐르는 전류를 기준으로 소모전력을 계산하는 소모전력 계산회로를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 철도차량용 전류 검지 회로에 있어서, 상기 과전류 감지 릴레이가 상기 가선 입력단으로부터 과전류가 유입되는 것을 감지하는 경우 오픈되어 전류 유입을 차단하는 회로 차단기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량용 전류 검지 회로에 있어서, 상기 1차 변류기의 변류 용량보다 상기 2차 변류기의 변류 용량이 낮은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량용 전류 검지 회로에 있어서, 상기 1차 변류기의 검지 전류대역은 0A 이상 200A 이하이고, 상기 2차 변류기의 검지 전류대역은 OA 이상 5A 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량용 전류 검지 회로에 있어서, 상기 회로 차단기에 병렬 연결되어 있으며, 상기 가선 입력단으로부터 유입되는 과전류를 접지하기 위한 접지 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량에는 본 발명에 따른 철도차량용 전류 검지 회로가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 철도차량에서 소모되는 전력을 계산하기 위한 2차 변류기의 사이즈를 소형화할 수 있어서, 전체적으로 철도차량용 전류 검지 회로를 소형화할 수 있고 제작비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 철도차량용 전류 검지 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 전류 검지 회로를 나타낸 도면이다.
도 3은 1차 변류기와 과전류 감지 릴레이를 이용한 과전류 감지와 2차 변류기를 이용한 소모전력 계산을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 전류 검지 회로를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 전류 검지 회로는 1차 변류기(CT1), 과전류 감지 릴레이(ACOCR), 2차 변류기(CT2), 소모전력 계산회로(PCCC), 회로 차단기(VCB) 및 접지 스위치(EAS)를 포함하여 구성된다.
1차 변류기(CT1)는 판토그래프를 통해 가선 전압이 입력되는 가선 입력단에 1차 코일이 연결되어 있으며, 1차 코일을 흐르는 전류를 변류하여 2차 코일로 출력한다. 예를 들어, 가선 전압이 AC25,000V인 경우, 1차 코일의 변류비는 200:5로 설정될 수 있다. 이러한 변류비는 1차코일과 2차 코일의 권선비에 의해 결정되며, 1차 코일로 200A의 전류가 흐르는 경우, 2차 코일로는 5A의 전류가 흐르게 된다.
과전류 감지 릴레이(ACOCR)는 1차 변류기(CT1)의 2차 코일에 연결되어 있으며, 1차 변류기(CT1)의 2차 코일을 흐르는 전류의 레벨에 따라 여자 또는 소자 여부가 결정되어 가선 입력단으로부터 과전류가 유입되는지 여부를 감지하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 과전류 감지 릴레이(ACOCR)는 과전류가 유입되지 않는 경우 소자 상태를 유지하다가, 과전류가 유입되는 경우 여자 상태로 전환되도록 구성될 수 있다. 과전류 감지 릴레이(ACOCR)는 여자 또는 소자 여부에 따라 구비된 접점의 온오프(on-off)가 결정되며, 이 접점을 통해 후술하는 회로 차단기(VCB)를 동작시키는 전류의 공급 여부가 결정된다. 즉, 과전류 감지 릴레이(ACOCR)의 접점이 온(on)된 경우, 회로 차단기(VCB)가 이 접점을 통해 전류를 공급받아 오픈(open)됨으로써 더 이상의 과전류 유입을 차단하는 것이다.
2차 변류기(CT2)는 1차 코일이 1차 변류기(CT1)의 2차 코일과 과전류 감지 릴레이(ACOCR)에 연결되어 있으며, 1차 변류기(CT1)의 2차 코일을 흐르는 전류를 변류하여 2차 코일로 출력하는 기능을 수행한다. 2차 변류기(CT2)의 2차 코일로 출력되는 전류는 후술하는 소모전력 계산회로(PCCC)에 의해 소모전력을 계산하기 위한 데이터로 이용된다.
1차 변류기(CT1)의 변류 용량보다 2차 변류기(CT2)의 변류 용량을 낮게 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 1차 변류기(CT1)의 검지 전류대역은 0A 이상 200A 이하이고, 2차 변류기(CT2)의 검지 전류대역은 OA 이상 5A 이하로 구성할 수 있다. 이와 같이 구성하면, 소모전력 계산의 용도로 사용되는 2차 변류기(CT2)를 소형화할 수 있게 된다. 즉, 종래에는 고전류가 흐르는 가선 입력단에 과전류 감지를 위한 1차 변류기(CT1)와 소모전력 계산을 위한 2차 변류기(CT2)가 직렬로 연결되어 있어서, 1차 변류기(CT1)와 2차 변류기(CT2) 모두 용량 상의 요구로 인해 사이즈 축소가 어려웠으나, 본 실시 예에 따르면, 2차 변류기(CT2)가 1차 변류기(CT1)의 2차 코일에 연결되어 있기 때문에 검지하는 전류 레벨이 낮아져서 그 사이즈를 축소할 수 있는 효과가 있다.
소모전력 계산회로(PCCC)는 2차 변류기(CT2)의 2차 코일을 흐르는 전류를 기준으로 소모전력을 계산하는 기능을 수행한다.
회로 차단기(VCB)는 과전류 감지 릴레이(ACOCR)가 가선 입력단으로부터 과전류가 유입되는 것을 감지하는 경우 오픈되어 더 이상의 전류 유입을 차단하는 기능을 수행한다.
접지 스위치(EAS)는 회로 차단기(VCB)에 병렬 연결되어 있으며, 가선 입력단으로부터 유입되는 과전류를 접지하는 기능을 수행한다.
이하에서는 도 3을 추가적으로 참조하여, 1차 변류기(CT1)와 과전류 감지 릴레이(ACOCR)를 이용한 과전류 감지와 2차 변류기(CT2)를 이용한 소모전력 계산 과정을 설명한다.
도 3을 추가적으로 참조하면, 1차 변류기(CT1)의 1차 코일은 고전류가 흐르는 가선 입력단에 연결되어 있다. 따라서, 1차 변류기(CT1)의 1차 코일에는 예를 들어, 가선 전압이 25,000V인 경우, 최대 200A의 전류(i1)가 흐르게 된다. 권선비 설정에 따라 다를 수 있으나, 2차 변류기(CT2)의 2차 코일에는 최대 5A의 전류(i2)가 흐르게 된다.
1차 변류기(CT1)의 2차 코일에는 부하 즉, 저항으로 작용하는 과전류 감지 릴레이(ACOCR)와 2차 변류기(CT2)의 1차 코일이 연결되어 있으며, 최대 5A의 전류(i2)가 흐른다.
과전류 감지 릴레이(ACOCR)는 이 전류(i2)의 레벨에 따라 과전류 유입 상태인지 여부를 판단한다.
또한, 소모전력 계산회로(PCCC)의 입력 데이터로 이용되는 2차 변류기(CT2)의 2차 코일로 흐르는 전류(i3)는 최대 5A가 된다.
즉, 종래에는 소모전력 계산을 위한 2차 변류기(CT2)가 고전류가 흐르는 가선 입력단에 과전류 감지를 위한 1차 변류기(CT1)에 직렬로 연결되어 있어서, 용량 상의 요구로 인해 2차 변류기(CT2) 사이즈 축소가 어려웠으나, 본 실시 예에 따르면, 2차 변류기(CT2)를 고전류가 흐르는 경로로부터 분기된 경로 상에 위치하기 때문에, 즉, 2차 변류기(CT2)가 1차 변류기(CT1)의 2차 코일에 연결되어 있기 때문에 검지하는 전류 레벨이 낮아져서 2차 변류기(CT2)의 사이즈를 축소할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 철도차량에서 소모되는 전력을 계산하기 위한 2차 변류기의 사이즈를 소형화할 수 있어서, 전체적으로 철도차량용 전류 검지 회로를 소형화할 수 있고 제작비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
ACOCR: 과전류 감지 릴레이
CT1: 1차 변류기
CT2: 2차 변류기
EAS: 접지 스위치
HVT: 고전압 변압기
PAN1. PAN2: 판토그래프
PCCC: 소모전력 계산회로
VCB: 회로 차단기

Claims (6)

  1. 철도차량용 전류 검지 회로에 있어서,
    가선 전압이 입력되는 가선 입력단에 1차 코일이 연결되어 있으며, 상기 1차 코일을 흐르는 전류를 변류하여 2차 코일로 출력하는 1차 변류기;
    상기 1차 변류기의 2차 코일에 연결되어 있으며, 상기 1차 변류기의 2차 코일을 흐르는 전류의 레벨에 따라 여자 또는 소자되어 상기 가선 입력단으로부터 과전류가 유입되는지 여부를 감지하는 과전류 감지 릴레이;
    1차 코일이 상기 1차 변류기의 2차 코일과 상기 과전류 감지 릴레이에 연결되어 있으며, 상기 1차 변류기의 2차 코일을 흐르는 전류를 변류하여 2차 코일로 출력하는 2차 변류기; 및
    상기 2차 변류기의 2차 코일을 흐르는 전류를 기준으로 소모전력을 계산하는 소모전력 계산회로를 포함하는, 철도차량용 전류 검지 회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 과전류 감지 릴레이가 상기 가선 입력단으로부터 과전류가 유입되는 것을 감지하는 경우 오픈되어 전류 유입을 차단하는 회로 차단기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도차량용 전류 검지 회로.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 1차 변류기의 변류 용량보다 상기 2차 변류기의 변류 용량이 낮은 것을 특징으로 하는, 철도차량용 전류 검지 회로.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 1차 변류기의 검지 전류대역은 0A 이상 200A 이하이고, 상기 2차 변류기의 검지 전류대역은 OA 이상 5A 이하인 것을 특징으로 하는, 철도차량용 전류 검지 회로.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 회로 차단기에 병렬 연결되어 있으며, 상기 가선 입력단으로부터 유입되는 과전류를 접지하기 위한 접지 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도차량용 전류 검지 회로.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항의 철도차량용 전류 검지 회로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 철도차량.
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