KR101441791B1 - 배전계통의 결상 시 결상복구기 및 그 복구방법 - Google Patents

Abstract

3상 4선식 배전 계통에서 전력선의 결상, 중성선의 단선 및 전력선과 중성선에 불평형 이상전류가 발생할 시, 전력선의 결상, 중성선의 단선 및 전력 불평형의 발생을 정상으로 복구하고, 영상 고조파를 감소시켜 정상전력을 유지시켜줄 수 있도록 한 배전계통의 결상 시 결상복구기가 개시된다.
개시된 배전계통의 결상 시 결상복구기는, 3상 4선식(R, S, T, N) 또는 3상 3선식 배전계통의 결상을 복구함에 있어서, 전력선의 결상을 복구하기 위한 상별 인덕턴스(철심, 코일)를 구비하고, 상기 인덕턴스인 레그(철심)에 권취된 권선(코일)을 전력선에 접속하여 연결하고, 연결된 인덕턴스의 전자기 유도에 의한 위상 복구를 통해 전력선의 결상 발생을 복구하고, 정상전력을 유지시켜주는 인덕턴스를 포함하며, 상기 인덕턴스는, 상기 결상된 위상을 복구하기 위한 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그를 구비하고, 상기 레그에 권취된 권선인 제1 권선, 제2 권선, 제3 권선을 포함하고, 결상된 상기 전력선을 복구하기 위해 상기 결상된 전력선이 접속 연결된 위상의 권선이 아닌 다른 상기 권선들의 역 위상을 합하여 결상을 복구하는 상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

배전계통의 결상 시 결상복구기 및 그 복구방법{recovery device and method off recovery for open-phase in the power transmission line}

본 발명은 배전계통의 결상 시 결상복구기 및 그 복구방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3상 4선식(R, S, T, N) 또는 3상 3선식(R, S, T) 배전 계통에서 전력선(Power line)의 결상 시 불평형 전류의 발생을 방지하고, 결상된 전력선을 복구하여 정상전압을 유지시켜주며, 전력 불평형을 개선하여주고, 영상고조파를 감쇄할 수 있도록 하여 전력품질 저하로 인한 전력의 낭비를 방지하고, 결상 시 발생하는 전기적인 사고를 미연에 방지하는 배전계통의 결상 시 결상복구기 및 그 복구방법에 관한 것이다.

정보화 사회에서는 전기는 동맥과도 같으며, 이를 관리하는 것이 생활의 품질을 높이는 중요한 시작점이다.

일반적으로 배전계통에 있어서, 22.9kv-y 배전방식은 3상 4선식 배전선로를 통해 변전소로부터 공장이나 빌딩과 같은 큰 규모의 수용가에 직접 전력을 공급하거나, 2차 변압기를 통해 소규모 공장이나 일반 가정에 전력을 공급하는 방식이다.

그리고 전기의 안정적인 사용을 위하여 단계별로 다양한 계전장치를 통하여 관리되고 있다.

전기사업자는 에너지 효율을 위하여 초고압으로 전송되며, 하부 자가용수용가로 내려올수록 변압기를 통하여 단계적으로 낮은 전압으로 변환되어 사용되게 된다.

그리고 안정적인 동작을 위하여 각 단계마다 계전기가 사용되며, 계전기는 입력되는 전압과 전류를 감지하여 과전류/과전압/결상/역상/지락전류 등을 검출하고 차단기(CB: circuit break)를 동작시켜 전력망을 독립적으로 동작시켜 자가용수용가 측의 고장이 전기사업자 측으로, 또는 전기사업자 측의 고장이 자가용수용가 측으로 전파가 되지 않도록 하여, 전체 계통망을 안정적으로 동작될 수 있도록 하는 역할을 한다.

이러한 계전기 동작 중에 가장 대표적인 동작이 과전류와 결상이다.

일반적으로 과전류는 부하에서 나타나며, 따라서 자가용수용가 측 계전기가 부하 전류를 감지하여 부하를 차단시키면 된다.

따라서 가장 흔한 과전류에 의한 계전기 동작은 개별적인 동작으로 일어나며, 과전류가 발생한 바로 상부 계전기만 동작하면 된다.

만일 발생된 과전류가 최상부 계전기(전기사업자 계전기)까지 동작시킬 수 있는 큰 전류였다면, 상부 계전기도과전류 동작으로 상부 차단기를 차단시킬 것이며, 이는 전기사업자에 연결된 모든 자가용수용가를 동시에 차단시키는 대형 사고가 발생되게 된다.

따라서 이러한 동작을 억제하기 위하여 과전류 계전기는 정한시/반한시/초반한시 등의 다양한 동작 조건을 가지고 있으며, 과전류의 크기에 따라서 동작시간이 가변적으로 동작되도록 구성된다.

다시 말하면, 하부 과전류 계전기의 동작시간이 상부 과전류 계전기의 동작시간보다 빠르게 설정하여, 과전류를 만들어 내는 부하를 빠른 시간 내에 계통으로부터 분리해냄으로서 전체 계통망을 안정적으로 동작할 수 있도록 하고 있다.

따라서 일반적인 모든 조건에서는 과전류 계전기가 동작한 경우는 동작한 계전기 아랫단에서 과전류가 발생되었음을 쉽게 알 수가 있으며, 이는 고장 부위를 한정적으로 제시해 주기 때문에 빠른 시간 내에 고장 원인을 찾을 수 있어 원상 복구가 가능하다.

그리고 현장에서 흔히 발생하는, 또 다른 계전 동작인 결상 계전기는 3상 중 어느 한상이 전압이 나오지 않는 상태 즉 결상이 발생한 경우에 계전기를 동작시키는 것이다.

결상은 망에서 한상의 회로가 단선되는 경우이며, 그 원인은 퓨즈의 단선/선의 단선/변압기의 단선/차단기의 단선 등이 있다.

결상이 발생하면, 부하의 입장에서는 한상에 전원이 공급되지 못하는 상태가 되므로 3상을 사용하는 시스템에서는 치명적인 문제점을 발생하게 된다.

따라서 빠른 시간 내에 이를 감지하여 차단시킬 필요가 있다.

그러나 결상 계전기의 동작은 과전류 계전기와는 다르게 일어나며, 따라서 결상이 발생한 부위를 능동적으로 찾아내기가 쉽지 못하다.

그러나 상기와 같은 종래의 기술은 3상 4선식 또는 3상 3선식 배전계통에서 전력선의 결상 시 결상계전기를 구비한 배전계통에서는 결상계전기를 이용하여 차단기를 차단하여, 전기기기가 소손되는 문제점을 어느 정도는 해결할 수 있으나, 반면, 예고되지 않은 정전으로 인한 막대한 피해가 해결되지 않는 문제점이 있었다.

따라서 결상계전기를 구비 못한 배전계통에서는 전력선의 결상이 발생하면, 불평형 및 과전류로 부하가 소손되거나 화재로 이어지는 전기사고가 발생하고, 부하 전력의 불평형으로 한전 측의 배전계통(COS퓨즈)이 소손되어 그 소손된 배전계통에서 전기를 공급받는 수용가 전체가 정전되는 문제가 발생하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 결상으로 인해 발생하는 제반 문제점들을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명이 해결하려는 과제는, 3상 4선식 또는 3상 3선식 배전계통에서 전력선 결상 시 불평형 및 과전류의 발생을 방지하고, 정상전압을 유지시켜주며, 각상별 전력 불평형을 전력 평형으로 유지하고, 중성선에 흐르는 영상고조파를 델타로 연결된 코일에서 순환하여 감소할 수 있도록(검색창에서 검색하면 많은 참고자료가 있음) 한 배전계통의 결상 시 결상복구기 및 그 복구방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 배전계통의 결상 시 불평형 및 과전류에 의해 부하측 전기기기가 소손되거나, 정전으로 인한 2차 피해 발생을 방지하는 배전계통의 결상복구기 및 그 복구방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 중성선 고장의 원인인 고조파 발생을 감소시켜 중성선의 소손을 막고, 전력 품질을 복구하여 전기에너지를 절감할 수 있도록 한 배전계통의 결상 시 결상복구기 및 그 복구방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 배전계통의 결상 시 결상복구기는,

전력선의 결상된 위상 복구를 위한 결상복구기에 있어서,

전력선의 결상을 복구하기 위한 상별 인덕턴스(철심, 코일)를 구비하고, 상기 인덕턴스인 레그(철심)에 권취된 권선(코일)을 전력선에 접속하여 연결하고, 연결된 인덕턴스의 전자기 유도에 의한 위상 복구를 통해 전력선의 결상 발생을 복구하고, 정상전력을 유지시켜주는 인덕턴스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 인덕턴스는,

상기 결상된 위상을 복구하기 위한 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그를 구비하고, 상기 레그에 권취된 권선인 제1 권선, 제2 권선, 제3 권선을 포함하고, 결상된 상기 전력선을 복구하기 위해 상기 결상된 전력선이 접속 연결된 위상의 권선이 아닌 다른 상기 권선들의 역위상을 합하여 결상을 복구하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선과 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치와 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치와 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 결상복구기는, 상기 전력선과 연결되어 불평형을 개선하고, 영상고조파를 델타결선으로 연결된 코일을 순환시켜 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "배전계통의 결상 시 결상복구방법"은,

전력선의 결상된 위상 복구를 위한 결상복구방법에 있어서 ,

상기 전력 공급장치에서 전력을 공급하면, 상기 결상복구기에 구비된 인덕턴스에 전력이 제공되는 단계와;

상기 전력 공급장치에서 상기 결상복구기에 결상을 제공하는 단계와;

상기 결상을 제공받은 결상복구기가 결상 안 된 타 위상들의 역 위상을 전자기 유도하여 결상된 위상에 제공하는 단계와;

상기 결상복구기에 제공된 결상이 복구된 위상을 상기 전력선에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 3상 4선식 또는 3상 3선식 배전 계통에서 전력선(Power line)에 결상이 발생하면, 전력선 결상을 복구하고, 전력선의 결상을 방지하며, 전력선 결상으로 인한 이상전력의 발생을 방지하고, 전력의 불평형을 전력 평형으로 유지하며, 발생된 영상고조파를 순환 제거하여 부하 측에 정상전력을 지속적으로 유입시켜줄 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 결상에 의한 부하기기의 소손을 방지하고, 결상에 의한 정전을 예방하여 정전에 의한 2차 사고를 방지하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배전계통의 결상 시 결상복구기의 회로도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배전계통의 결상 시 결상복구기의 구성도.
도 3은 기존 구비된 결상계전기와 연동하여 동작하는 스위치를 구비한 결상복구기의 회로도
도 4는 결상된 배전계통에 구비된 결상복구기의 회로도.
도 5는 다양한 실시 예에 따른 복권형 결상복구기의 회로도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배전계통의 결상 시 결상복구방법의 흐름도.
도 7은 기존 구비된 결상계전기를 이용한 결상복구기의 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배전계통의 결상 시 결상복구기의 회로도로서, 인덕턴스를 포함한다.

이러한 결상복구기(150)는 하나의 상품으로 구현하여 제품화하면, 기존에 설치된 전력기기에도 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다.

전력 공급장치(100)는 한국전력에서 공급해주는 전력을 3상 4선식(R, S, T, N) 또는 3상 3선식(R, S, T)으로 공급해주는 일반적인 전력 공급장치를 의미한다.

결상복구기(200)는 3상 4선식(R, S, T, N) 또는 3상 3선식(R, S, T)의 상기 전력 공급장치(100)에 구비된 전력선(R, S, T)과 접속 연결되어 상기 전력선이 결상 시 결상된 위상을 복구하고 영상고조파를 감소시켜(각각의 위상을 달리한 델타 결선에서 고조파를 순환시킨다) 정상전력을 유지시켜주는 기능을 수행한다.

이러한 결상복구기(200)는, 상기 전력선(R, S, T)결상 시 결상된 위상과 상이한 위상들을 이용하여 결상된 위상을 복구하는 인덕턴스를 구비하고, 상시에는 영상고조파와 불평형 전류를 감소시키면서 대기하고, 전력선의 결상 시 정상적인 두 개의 위상의 반대의 위상을 이용하여 결상된 위상을 복구한다.

여기서, 상기 결상복구기(200)가 결상을 복구하고, 결상되어 소손된 배전계통을 보수하기 위해서는 관리자가 결상된 전력선을 인지하여야 한다. 즉 결상복구기는 자체적으로 상기 전력선의 결상된 위상을 복구해도 관리자는 이를 인지하기 곤란하다. 그러므로 기존에 구비된 결상계전기를 이용하여 전력선 결상 시 상기 기존 구비된 결상계전기의 경보(시각, 청각)발생 기능을 구현하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 결상계전기를 이용하여 전력선 결상 시 상기 결상복구기를 동작시키는 것도 가능하다. 상기 결상복구기에 결상복구를 위한 스위치(M1)를 구비하면, 전기직종에 종사하는 누구라도 구현이 가능한 장점이 있어 결상복구기에 스위치(M1)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구현하면 상기 전력선 결상 시 상기 결상계전기의 제어신호에 의하여 결상복구기에 구비되어 있는 스위치가 동작하고, 결상계전기에 구비된 경보 기능 또는 경보발생을 가능하게 하는 결상계전기의 접점을 이용하여 경보발생을 할 수 있게 되므로 결상계전기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 배전계통의 결상 결상복구기는, 전력 공급장치(100)인 배전선로, 변압기, 분전반 및 배전반 등에 설치 구성될 수 있다.

이때 전력선이 결상이 되면 삼상의 부하들이 소손 또는 화재로 이어지거나, 결상 보호용 계전기의 동작 또는 차단기의 동작으로 전기 공급이 정지되어 정전사고로 이어지며, 우리의 생활에 큰 불편을 야기하고, 결상이 발생하고 난후에 결상의 원인을 찾아 보수하는 정전 시간동안 물품을 가공 생산하는 산업전선에 엄청난 손해를 초래하여 국가발전의 저해 요인이 된다.

이러한 사고를 미리 방지하기 위해서 본 발명에서는 결상복구기(200)가 상시 전력선과 접속 연결되어, 전력선의 결상 시 전력선의 결상복구를 수행함과 동시에 전력 불평형을 감소시키고, 중성선에 발생한 고조파를 델타로 연결된 코일에 순환시켜 제거한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 1을 보면 Y 결선과 V 결선의 벡터도를 볼 수 있다. 예를 들어 전력 공급장치(100)의 전력선의 R상이 결상이 되었다고 가정하고 설명하면, 전력선의 결상과 동시에 전력선에 접속 연결되어있는 결상복구기의 R, S, T, 레그(120, 130, 140)의 인덕턴스를 구비한 코일은 결상된 R상의 전력은 없이 S상과 T상의 두 전력이 결상복구기에 공급되어 전력 공급장치(100)의 전력선과 연결된 Y 결선된 결상복구기의 S상과 T상에 권취된 코일(Ss, Tt)에 의해서 S(130)와 T(140)의 레그(철심)에는 자속이 형성되고, S상과 T상의 레그에 권취된 코일(Ss, Tt)의 상기 코일의 반대로 권취된 코일들 중에서 전력선 R과 연결된 V결선된 코일(Rs, Rt)이 전자기 유도되어 S(130)상과 T(140)상의 반대의 위상(벡터)을 코일이 권취된 순서대로 R상(120)과 같은 위상을 만들어 전력을 공급하게 되면 R상에 Y 결선된 코일(Rr)에 의해 R상의 레그(120)에도 자속이 형성되어 정상적으로 전력을 공급하게 되는 것이다. 더 상세하게 설명하면, 상기 전력 공급장치의 전력선(R, S, T)인 전력선R상을 기준으로 위상(벡터)으로 하였을 때, R상을 기준으로 왼쪽으로 120도 틀어진 T위상(벡터)과, 오른쪽으로 120도 틀어진 S위상(벡터), 상기 S, T위상(벡터)이 각각 반대의 위상(벡터)인 180도를 회전하면, R위상(벡터)을 기준으로 S위상(벡터)은 왼쪽으로 60도가 틀어지고, T위상(벡터)은 오른쪽으로 60도가 틀어진 상태가 되며, S와 T위상(벡터)은 R위상(벡터)을 중심으로 하여서 각각 60도, 즉, S위상(벡터)과 T위상(벡터)은 120도 를 유지하는 위상(벡터)이 된다. 이런 상태를 유지하는 S, T위상(벡터)을 각각 1:1로 더하면 R상의 위상이 생성되어 나타난다. 그러므로 결상된 상기 전력선의 위상이 복구되어 정상전력을 유지하게 되는 것이다.

또한, 전류 불평형을 감소시키고, 영상 고조파의 감소로 중성선 과열, 중선선 고장, 변압기 등의 배전기기의 손상을 방지하고, 전력품질을 복구하여 낭비되는 전력을 절감하고 정전에 의한 사고를 방지할 수 있다.

한편, 주지한 바와 같이 기존 구비된 결상계전기를 이용하여 전력선이 결상된 것으로 판단이 되면 즉시 결상복구기의 스위치에 제어신호를 전달하고, 경보발생기를 구동시키게 된다. 경보 발생기는 구동을 하여 전력선 결상을 경보하게 되는 데, 본 발명에서는 시각적인 경보 및/또는 청각적인 경보 방법을 이용하여 경보를 하게 된다(결상계전기와 경보발생에 관한 설명은 관련 직종의 일반적인 기술이므로 자세한 설명은 피함).

시각 및/또는 청각 경보가 발생한 상태에서 관리자가 이를 인식하면, 신속하게 후속 조치를 취하게 되고, 이로써 전력선 결상으로 인해 발생할 수 있는 각종 사고를 방지하게 되는 것이다.

예컨대, 본 발명에 따르면 전력 공급 장치의 전력선의 결상으로 인해 발생하는 상별 전력 불평형을 방지하고, 영상고조파를 감소시키고, 부하쪽의 전기기기가 소손되는 것을 방지하고, 전력품질을 개선하고, 전력의 낭비를 막을 수 있다. 그리고 전력선 결상이 발생하면 바로 경보를 발생하여 관리자가 이를 인지하도록 하며, 이후 관리자가 후속 조치를 신속하게 취할 수 있도록 함으로써, 전력선 결상으로 인해 추후 발생할 수 있는 과열로 인한 화재나 과전압, 과전류로 인한 시스템 고장 등의 사고를 방지할 수 있게 되는 것이다.

배전계통에서 결상 시 결상을 복구하는 방법에 있어서,

상기 전력 공급장치(100)에 구비된 전력선에 전력을 공급하면, 상기 결상복구기(200)에 구비된 인덕턴스에 전력이 제공되는 단계(S101)와;

상기 전력 공급장치(100)에 구비된 전력선에서 상기 결상복구기(200)에 결상을 제공하는 단계(S103)와;

상기 전력선에서 결상을 제공받은 상기 결상복구기(200)가 결상복구기(200)에 구비된 인덕턴스를 통하여 결상이 안 된 타 위상들의 역 위상을 전자기 유도하여 새로운 위상을 발생하고 결상된 위상의 코일(170)에 제공하는 단계(S105)와;

상기 코일(170)에 제공된 위상을 상기 결상복구기(200)가 결상이 복구된 위상을 상기 전력선에 공급하는 단계(S107)를 포함하는 배전계통에서 결상 시 결상을 복구하는 방법.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

R, S, T… 3상의 위상
R1, S1, T1… 3상의 위상(1차 또는 2차)
N… 중성선
Rt… R상의 전력선(코일)이 T상의 위상에 권취된 권선
Rs… R상의 전력선(코일)이 S상의 위상에 권취된 권선
Rr… R상의 전력선(코일)이 R상의 위상에 권취된 권선
St… S상의 전력선(코일)이 T상의 위상에 권취된 권선
Ss… S상의 전력선(코일)이 S상의 위상에 권취된 권선
Sr… S상의 전력선(코일)이 R상의 위상에 권취된 권선
Tt… T상의 전력선(코일)이 T상의 위상에 권취된 권선
Ts… T상의 전력선(코일)이 S상의 위상에 권취된 권선
Tr… T상의 전력선(코일)이 R상의 위상에 권취된 권선
100… 전력 공급 장치
120… 제1 레그
130… 제2 레그
140… 제3 레그
170… 코일 (제1 권선, 제2 권선, 제3 권선)
200… 결상복구기
M1… 스위치(마그네트 스위치 또는 전자식 스위치)

Claims (10)

1. 전력 공급장치에 구비된 전력선의 결상된 위상 복구를 위한 결상복구기에 있어서,
   상기 전력선의 결상을 복구하기 위한 상별 인덕턴스(철심, 코일)를 구비하고, 상기 인덕턴스인 레그(철심)에 권취된 권선(코일)을 상기 전력선에 접속하여 연결하고, 연결된 상기 인덕턴스의 전자기 유도에 의한 위상 복구를 통해 상기 전력선의 결상 발생을 복구하고, 정상전력을 유지시켜주는 상기 인덕턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전계통의 결상 시 결상복구기.
2. 청구항 1항에 있어서, 상기 인덕턴스는,
   상기 결상된 위상을 복구하기 위한 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그를 구비하고, 상기 레그에 권취된 권선인 제1 권선, 제2 권선, 제3 권선을 포함하고, 상기 결상된 상기 전력선을 복구하기 위해 상기 결상된 전력선이 접속 연결된 위상의 권선이 아닌 다른 상기 권선들의 역 위상을 합하여 결상을 복구하는 것을 특징으로 하는 배전계통의 결상 시 결상복구기.
3. 청구항 2항에 있어서,
   상기 제1 권선은, 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 하는 배전계통의 결상 시 결상복구기.
4. 청구항 2항에 있어서,
   상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 전력선과 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 하는 배전계통의 결상 시 결상복구기.
5. 청구항 2항에 있어서,
   상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 하는 배전계통의 결상 시 결상복구기.
6. 청구항 2항에 있어서,
   상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 전력선에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치와 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 하는 배전계통의 결상 시 결상복구기.
7. 청구항 2항에 있어서,
   상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 하는 배전계통의 결상 시 결상복구기.
8. 청구항 2항에 있어서,
   상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 레그와 상기 제2 레그에는 상기 제1 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에는 상기 제2 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어 일단은 스위치에 연결되고, 타단은 중성선과 연결되고, 상기 제2 레그와 상기 제1 레그에는 상기 제3 레그에 권취된 권선의 반대로 권취되어 일단은 스위치와 연결되고, 타단은 중성선과 연결되는 것을 특징으로 하는 배전계통의 결상 시 결상복구기.
9. 청구항 1항에 있어서, 상기 인덕턴스는,
   상기 전력 공급장치에 구비된 전력선과 연결되어 불평형을 개선하고, 영상고조파를 델타결선으로 연결된 코일을 순환시켜 감소시키는 것을 특징으로 하는 배전계통의 결상 시 결상복구기.
10. 전력 공급장치에 구비된 전력선의 결상된 위상 복구를 위한 결상복구방법에 있어서,
    a. 상기 전력 공급장치에 구비된 전력선에 전력을 공급하면, 결상복구기에 구비된 인덕턴스에 전력이 제공되는 단계와;
    b. 상기 전력 공급장치에 구비된 전력선에서 상기 결상복구기에 결상을 제공하는 단계와;
    c. 상기 전력선에서 결상을 제공받은 상기 결상복구기가 결상복구기에 구비된 인덕턴스를 통하여 결상이 안 된 타 위상들의 역 위상을 전자기 유도하여 새로운 위상을 발생하고 결상된 위상의 코일에 제공하는 단계와;
    d. 상기 코일에 제공된 위상을 상기 결상복구기가 결상이 복구된 위상을 상기 전력선에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전계통의 결상 시 결상복구방법.

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