KR101530025B1

KR101530025B1 - 탭 체인저

Info

Publication number: KR101530025B1
Application number: KR1020140084440A
Authority: KR
Inventors: 박윤범; 김용한
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2014-07-07
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2015-06-22

Abstract

본 발명의 탭 체인저는 서로 다른 권선수를 갖는 코일과 연결되도록 구성되는 복수의 고정 탭; 및 회전 축을 중심으로 회전하며, 상기 복수의 고정 탭 중 일부와 접촉되도록 구성되는 가동 탭;을 포함하고, 상기 가동 탭은, 상기 회전 축과 결합하는 프레임; 및 상기 프레임에 형성되는 복수의 도체 부재;를 포함한다.

Description

탭 체인저{Tap Changer}

본 발명은 가동접점이 회전되어 복수의 탭을 선택할 수 있도록 구성된 탭 체인저에 관한 것이다.

운전 중인 변압기는 1차측 수전전압의 변동 또는 부하전류의 증감에 따라 2차측 송전전압이 변동되기 때문에, 송전전압을 일정하게 유지시키는 별도의 장치를 탭 체인저라고 한다. 이를 위해 탭 체인저는 서로 다른 코일 권선수를 갖는 다수의 고정 탭과 이러한 고정 탭을 연결하도록 구성된 가동 탭을 포함한다.

탭 체인저의 탭 셀렉터부는 고정 탭과 가동 탭 간 접촉으로 통전이 되며, 접촉시 접점에서 온도 상승이 발생한다. 그런데 종래의 탭 체인저는 고정 탭과 가동 탭이 하나의 접점에 의해 연결되는 구조이므로, 과열 현상을 억제하거나 최소화하기 어렵다.

따라서, 고정 탭과 가동 탭 사이에 발생하는 과열 현상을 최소화할 수 있는 새로운 구조의 탭 체인저 고정 탭과 가동 탭의 개발이 요청된다.

참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1이 있다.

KR

2014-0060296

A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고정 탭과 가동 탭의 접촉 부위가 과열되는 것을 최소화할 수 있도록 구성된 탭 체인저를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 탭 체인저는 서로 다른 권선수를 갖는 코일과 연결되도록 구성되는 복수의 고정 탭; 및 회전 축을 중심으로 회전하며, 상기 복수의 고정 탭 중 일부와 접촉되도록 구성되는 가동 탭;을 포함하고, 상기 가동 탭은, 상기 회전 축과 결합하는 프레임; 및 상기 프레임에 형성되는 복수의 도체 부재;를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 탭 체인저에서 상기 복수의 도체 부재는 상기 프레임의 길이방향을 따라 길게 형성되는 원통 형상일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 탭 체인저에서 상기 복수의 도체 부재는 상기 프레임의 상면 및 하면에 각각 동수로 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 탭 체인저에서 상기 가동 탭은 상기 프레임의 상면에 배치되는 도체 부재, 상기 프레임, 상기 프레임의 하면에 배치되는 도체 부재를 일체로 연결하는 핀 부재; 및 상기 복수의 도체 부재를 상기 프레임 측으로 가압하도록 구성되는 탄성 부재;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 탭 체인저에서 상기 고정 탭에는 상기 도체 부재가 끼워지는 복수의 홈이 형성될 수 있다.

본 발명은 고정 탭과 가동 탭이 과열되는 것을 효과적으로 억제 및 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탭 체인저의 구성도 및 회로도이고,
도 2는 도 1에 도시된 가동 탭의 분리 사시도이고,
도 3은 도 1에 도시된 가동 탭과 고정 탭의 접촉 상태를 나타낸 측면도이고,
도 4는 도 1에 도시된 고정 탭의 다른 형태를 나타낸 사시도이고,
도 5 내지 도 8은 도 1에 도시된 탭 체인저의 작동 상태를 나타낸 사시도 및 회로도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 탭 체인저를 설명한다.

탭 체인저(100)는 가동 탭(10, 20), 복수의 고정 탭(30)을 포함한다. 아울러, 탭 체인저(100)는 가동 탭(10, 20)의 회전 중심이 되는 회전 축(40)과 동력전달 부재(50)를 더 포함한다.

가동 탭(10, 20)은 복수로 구성된다. 예를 들어, 본 실시 예에서 가동 탭(10, 20)은 2개로 구성된다. 그러나 가동 탭(10, 20)의 수가 2개로 한정되는 것은 아니다. 아울러, 제1가동 탭(10) 및 제2가동 탭(20)은 상호 서로 다른 궤적을 갖도록 배치된다. 예를 들어, 제1가동 탭(10)은 회전 축(40)의 위쪽에 배치되고, 제2가동 탭(20)은 회전 축(40)의 아래쪽에 배치될 수 있다.

가동 탭(10, 20)은 프레임(12, 22)과 도체 부재(14, 24)를 포함한다. 예를 들어, 가동 탭(10, 20)은 프레임(12, 22)에 다수의 도체 부재(14, 24)가 장착되는 형태로 이루어질 수 있다.

프레임(12, 22)은 회전 축(40)에 설치된다. 부연 설명하면, 각각의 프레임(12, 22)은 회전 축(40)에 회전 가능하게 결합하며, 상호 독립적으로 회전할 수 있다. 여기서, 프레임(12, 22)은 전류가 흐르지 않는 절연재질로 이루어질 수 있다.

다수의 도체 부재(14, 24)는 프레임(12, 22)에 형성된다. 부연 설명하면, 일부 도체 부재(14, 24)는 프레임(12, 22)의 상부에 형성되고, 일부 도체 부재(14, 24)는 프레임(12, 22)의 하부에 형성된다. 참고로, 프레임(12, 22)의 상부 및 하부에 형성되는 도체 부재(14, 24)의 수는 동일할 수 있다. 그러나, 이들 도체 부재(14, 24)의 수가 반드시 동일해야 하는 것은 아니다.

도 2를 참조하여 가동 탭(10, 20)의 상세 구조를 설명한다.

가동 탭(10, 20)은 복수의 도체 부재(14, 24)가 상하 방향으로 이동 가능하도록 장착될 수 있다. 예를 들어, 프레임(12, 22)의 상부에 배치된 도체 부재(14, 24)는 상방으로 이동 가능하고, 프레임(12, 22)의 하부에 배치된 도체 부재(14, 24)는 하방으로 이동 가능할 수 있다. 또한, 이들 도체 부재(14, 24)는 탄성력에 의해 본래의 위치로 복귀될 수 있다.

이를 위해 가동 탭(10, 20)은 도체 부재(14, 24)의 상하 이동을 안내 및 고정하는 핀 부재(16, 26)와 도체 부재(14, 24)의 복원력을 제공하는 복수의 탄성 부재(18, 28)를 포함한다.

이와 같이 구성된 가동 탭(10, 20)은 다수의 도체 부재(14, 24)가 고정 탭(30)의 상부 및 하부에 탄력적으로 접촉할 수 있으므로, 고정 탭(30)과 안정적인 접촉 상태를 유지할 수 있는 장점이 있다.

다시 도 1을 참조하여 고정 탭(30) 및 그외 구성을 설명한다.

다수의 고정 탭(30)은 가동 탭(10, 20)의 회전 궤적을 따라 배치된다. 예를 들어, 고정 탭(30c, 30d, 30e)은 제1가동 탭(10)의 회전 궤적을 따라 배치되고, 고정 탭(30f, 30g, 30h)은 제2가동 탭(20)의 회전 궤적을 따라 배치된다. 따라서, 고정 탭(30c, 30d, 30e) 중 하나는 제1가동 탭(10)의 회전 위치에 따라 제1가동 탭(10)과 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있고, 고정 탭(30f, 30g, 30h) 중 하나는 제2가동 탭(20)의 회전 위치에 따라 제2가동 탭(20)과 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다.

탭 체인저(100)는 동력전달 부재(50, 52)를 포함한다. 각각의 동력전달 부재(50, 52)는 제1가동 탭(10)과 제2가동 탭(20)에 형성된다. 아울러, 각각의 동력전달 부재(50, 52)는 별도의 구동장치와 연결되어, 가동 탭(10, 20)의 회전 운동에 필요한 동력을 제공한다.

도 1의 회로도를 참조하여 탭 체인저(100)의 회로 구성을 설명한다.

탭 체인저(100)는 다양한 전압 변환 경로를 가질 수 있다. 이를 위해 각각의 탭에 해당하는 지점들은 서로 다른 코일 권선으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 회로도에서 도면부호 ⓐ는 최소 코일 권선으로 구성되고, ⓒ ⓓ ⓔ ⓕ ⓖ ⓗ는 각각 다른 코일 권선으로 구성될 수 있다.

이와 같이 구성된 탭 체인저(100)는 ⓐ와 ⓑ를 연결하는 회로 경로에 따라 각각 다른 코일 권선을 가질 수 있다. 일 예로, ⓐ와 ⓑ가 직접 연결되면 전체 코일 권선 수는 90일 수 있고, ⓔ과 ⓕ에 의해 ⓐ와 ⓑ가 연결되면 전체 코일 권선 수는 100일 수 있다. 다른 예로, ⓓ과 ⓕ에 의해 연결되면, ⓐ와 ⓑ가 연결되면 전체 코일 권선 수는 110일 수 있다. 여기서, 각각의 회로 변경은 가동 탭(10, 20)과 고정 탭(30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h)의 연결지점을 변경함으로써 달성될 수 있다.

이와 같이 구성된 탭 체인저(100)는 변압기의 1차 전압이 정격 전압 이상으로 승압되어 철심이 과포화되는 것을 차단할 수 있도록 변압기의 1차 권선에 설치된다. 아울러, 탭 체인저(100)는 1차 권선의 중간 단자와 연결되며, 1차 권선비를 변경함으로써 2차 전압을 조정하도록 구성된다.

참고로, 도 1은 ⓔ과 ⓕ이 연결된 상태로서, 제1가동 탭(10)은 고정 탭(30e)과 연결되고, 제2가동 탭(20)은 고정 탭(30f)과 연결된다.

도 4를 참조하여 고정 탭(30)의 다른 형태를 설명한다.

고정 탭(30)에는 굴곡이 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정 탭(30)의 상면과 하면에는 가동 탭(10, 20)의 도체 부재(14, 24)들이 끼워지는 다수의 홈(32)이 형성된다.

이와 같은 홈(32)은 고정 탭(30)과 도체 부재(14, 24) 간의 접촉면적을 증대시키므로, 고정 탭(30)과 가동 탭(10, 20)의 부위가 과열되는 현상을 감소시킬 수 있다. 참고로, 상기 홈(32)의 반경은 도체 부재(14, 24)의 반경과 대체로 동일 또는 유사한 것이 좋다. 아울러, 고정 탭(30)의 측면은 상하 도체 부재(14, 24) 사이로 용이하게 삽입될 수 있도록 곡면으로 가공되는 것이 좋다.

도 5 내지 도 8을 참조하여, 탭 체인저(100)의 여러 작동 상태를 설명한다.

다수의 고정 탭(30c, 30d, 30e)은 제1가동 탭(10)의 회전 궤적과 대체로 일치되도록 배치되고, 다수의 고정 탭(30f, 30g, 30h)은 제2가동 탭(20)의 회전 궤적과 대체로 일치되도록 배치된다. 따라서, 제1가동 탭(10)은 회전 크기를 변경함에 따라 다수의 고정 탭(30c, 30d, 30e) 중 어느 하나와 연결될 수 있고, 제2가동 탭(20)은 회전 크기를 변경함에 따라 다수의 고정 탭(30f, 30g, 30h) 중 어느 하나와 연결될 수 있다.

참고로, 제1고정 탭(30c)은 회로도의 도면부호 ⓒ에 해당되고, 제2고정 탭(30d)은 회로도의 도면부호 ⓓ에 해당되고, 제3고정 탭(30e)은 회로도의 도면부호 ⓔ에 해당되고, 제4고정 탭(30f)은 회로도의 도면부호 ⓕ에 해당되고, 제5고정 탭(30g)은 회로도의 도면부호 ⓖ탭에 해당되고, 제6고정 탭(30h)은 회로도의 도면부호 ⓗ에 해당된다.

도 5는 ⓓ과 ⓕ이 연결된 상태를 나타낸다. 여기서, 제1가동 탭(10)은 소정 크기로 회전되어 고정 탭(30d)과 연결되고, 제2가동 탭(20)은 고정 탭(30f)과 연결된다.

도 6은 ⓓ과 ⓖ이 연결된 상태를 나타낸다. 여기서, 제1가동 탭(10)은 고정 탭(30d)과 연결되고, 제2가동 탭(20)은 소정 크기로 회전되어 고정 탭(30g)과 연결된다.

위와 같이 탭 체인저(100)는 가동 탭(10, 20)과 고정 탭(30) 간의 접촉 위치를 변경함에 따라 전압의 크기를 다양하게 변경할 수 있다. 아울러, 본 실시 예에 따른 탭 체인저(100)는 가동 탭(10, 20)가 고정 탭(30) 간의 접촉이 복수의 도체 부재(12, 22)를 통해 이루어지므로, 탭 접점이 과열되는 것을 최소화할 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.

100 탭 체인저
10, 20 가동 탭
12, 22 프레임
14, 24 도체 부재
16, 26 핀 부재
18, 28 탄성 부재
30 고정 탭
40 회전 축
50 동력전달 부재

Claims

서로 다른 권선수를 갖는 코일과 연결되도록 구성되는 복수의 고정 탭; 및
회전 축을 중심으로 회전하며, 상기 복수의 고정 탭 중 일부와 접촉되도록 구성되는 가동 탭;을 포함하고,
상기 가동 탭은,
상기 회전 축과 결합하는 프레임; 및
상기 프레임에 형성되는 복수의 도체 부재;
를 포함하는 탭 체인저.
제1항에 있어서,
상기 복수의 도체 부재는 상기 프레임의 길이방향을 따라 길게 형성되는 원통 형상인 탭 체인저.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 도체 부재는 상기 프레임의 상면 및 하면에 각각 동수로 배치되는 탭 체인저.
제3항에 있어서,
상기 가동 탭은 상기 프레임의 상면에 배치되는 도체 부재, 상기 프레임, 상기 프레임의 하면에 배치되는 도체 부재를 일체로 연결하는 핀 부재; 및 상기 복수의 도체 부재를 상기 프레임 측으로 가압하도록 구성되는 탄성 부재;를 더 포함하는 탭 체인저.
제4항에 있어서,
상기 고정 탭에는 상기 도체 부재가 끼워지는 복수의 홈이 형성되는 탭 체인저.