KR101963359B1 - 변압기용 측정 디바이스를 위한 스위치 장치, 테스트 장치, 및 스위치 장치를 동작시키는 방법 - Google Patents

변압기용 측정 디바이스를 위한 스위치 장치, 테스트 장치, 및 스위치 장치를 동작시키는 방법 Download PDF

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Abstract

변압기용 측정 디바이스(30)를 위한 스위치 장치(10)는 변압기의 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는 제어가능한 스위치 수단(14)을 포함한다. 스위치 장치(10)를 포함하는 테스트 장치(40) 및 스위치 장치(10)를 동작시키기 위한 방법(50)이 또한 개시된다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 장치들(10, 40) 및 방법들(50)에 있어서, 작업 노력, 시간 소모 및 에러들 및 부정확도들은 변압기들의 자동화된 테스트를 통해 감소될 수 있다.

Description

변압기용 측정 디바이스를 위한 스위치 장치, 테스트 장치, 및 스위치 장치를 동작시키는 방법
본 발명은 변압기용 측정 디바이스를 위한 스위치 장치, 스위치 장치를 갖는 테스트 장치 및 스위치 장치를 동작시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 전압 변환기용 디바이스들을 측정하기 위해 사용될 수 있는 이러한 장치들 및 방법들에 관한 것이다.
변압기들은, 네트워크 보호 또는 전압 변환을 위해, 예를 들어, 전압을 고전압 측의 제1 값으로부터 저전압 측의 제1 값보다 작은 제2 값으로 변환하기 위해, 예를 들어, 높은 전위의 전기적 변수들을 측정하기 위한 에너지 공급 네트워크들의 엘리먼트들로서 사용된다.
예를 들어, 동작 안전을 보장하기 위해, 또는 다른 이유들로 전송 거동을 측정하기 위해, 측정 디바이스에 의해 변압기의 복수의 특성 크기들을 결정하는 것이 필요할 수 있다. 그러한 특성 크기들의 예들은 권선 저항의 결정, 변압 비의 결정 및/또는 변압기의 스트레이(stray) 임피던스 또는 스트레이 인덕턴스의 결정을 포함한다. 특히, 복수의 특성 크기들의 결정은 전압 및/또는 전류가 각각 등록되고 평가되는 복수의 개별적인 측정들을 포함한다. 예를 들어, 변압기의 측정 정확도(측정 또는 보호 등급)에 관한 측정된 특성 크기들로부터 결론들이 도출될 수 있다.
전압 변환기들의 상이한 파라미터들이 결정될 수 있는 예시적인 방법은 EP 2787 357 A2에 설명되어 있다. 전압 변환기들의 전송 정확도는 이러한 파라미터들에 기초하여 결정될 수 있다. 이러한 방법의 적용을 위해, 파라미터들을 결정할 때 높은 정확도 및 재현성이 필요하다.
일반적으로, 테스트될 변압기의 외부 회로(배선 구성)는 복수의 개별적인 측정들에 따라 변하고, 이는 소위 4-선 또는 4-도체 측정 방법이 사용되는 경우 특히 적용된다. 여기서 수동으로 다시 배선하는 것은 높은 작업 노력 및 시간 소모를 수반할 수 있고, 부정확하거나 재현불가능한 개별적인 측정들을 초래할 수 있다. 이는 또한, 특히 특정 테스트 객체의 1차 측 또는 2차 측에 단락 회로들을 생성하는 경우에도 적용되며, 이 때 적용되는 테스트 방법에 따라 이러한 단락 회로들은 종종 필요하다.
따라서, 변압기 테스트의 상황에서, 변압기 측정 디바이스와 테스트될 변압기 사이의 배선 구성에 대한 자동적인 변경을 수행하는 장치들 및 방법들에 대한 필요성이 존재한다. 특히, 테스트를 필요로 하는 전압 변환기들에 적절한 이러한 장치들 및 방법들에 대한 필요성이 존재한다.
이러한 목적은, 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징들을 갖는 스위치 장치, 청구항 제15항의 특징들을 갖는 테스트 장치 및 청구항 제19항의 특징들을 갖는 방법에 의해 달성된다. 종속항들은 본 발명의 실시예의 바람직한 및/또는 유리한 형태들을 정의한다.
예시적인 실시예에 따르면, 변압기용 측정 디바이스를 위한 스위치 장치, 스위치 장치를 갖는 테스트 장치 및 스위치 장치를 동작시키기 위한 방법이 개시되며, 이는, 측정 디바이스와 테스트될 변압기 사이의 배선 구성의 자동화된 변경을 수행할 수 있기 위한 제어가능한 스위치 수단에 기초한다.
이러한 장치들 및 방법들에 있어서, 특히 복수의 순차적인 개별적 측정들에 대해 수동 배선에 의해 수반될 수 있는, 측정 디바이스와 테스트될 변압기 사이의 배선 구성의 변경들에서의 이러한 에러들 및 부정확도들이 감소될 수 있는 바와 같이, 작업 노력 및 시간 소모가 감소될 수 있다. 따라서, 측정 결과들은 더 재현가능할 수 있고, 또한 각각의 변압기의 테스트에서 증가된 정확도가 달성될 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 전압 변환기들과 함께 동작하기에 적절하다. 계기 변압기들 또는 보호 변압기들로 또한 공지된 전압 변환기들은 예를 들어 에너지 계측기들 또는 그리드 보호 애플리케이션들에 대한 교류 전압들의 부동(floating) 등록에 사용된다. 그러나, 본 발명은 이러한 바람직한 적용 분야로 제한되지 않는다. 본 발명은 원칙적으로 임의의 타입의 변압기에 사용될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 스위치 장치는, 변압기의 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들을 단락시키도록 구성되는 제어가능한 스위치 수단을 포함한다.
변압기의 권선은 코일, 즉 주로 전기적 인덕턴스에 의해 그리고 또한 옴 저항 및 기생 커패시턴스에 의해 특성화될 수 있는 수동 컴포넌트이다.
권선의 단자들은 권선의 단부들 및/또는 탭들일 수 있다.
여기에서 제어가능하다는 것은 수동 개입없이 해당 스위치 장치가 동작될 수 있음을 의미한다. 바람직한 예시적인 실시예에 따르면, 각각의 스위치 수단을 구동하기 위해 제공되는 제어 신호가 측정 디바이스에 의해 생성될 수 있어서, 배선 구성은 측정 디바이스에 의해 각각의 요구들 및 특정 경우들에 수행될 테스트 시퀀스들에 자동으로 유연하게 적응될 수 있고, 스위치 장치의 구성, 각각의 테스트 신호의 생성 및 인가, 및 각각의 측정 신호의 탭 오프 및 평가는 측정 디바이스에 의해 중앙집중적으로 조정될 수 있다.
스위치 장치는, 측정 디바이스에 의해 테스트 신호로서 변압기에 제공될 제1 전기적 크기를 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자에 공급하도록 구성되는 제1의 추가적인 제어가능한 스위치 수단을 포함할 수 있다.
제1 전기적 크기는 전위 또는 전류일 수 있다. 이는, 변하는 크기 또는 일정한 크기일 수 있다.
스위치 장치는, 측정 디바이스에 의해 측정 신호로서 등록될 제2 전기적 크기를 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자로부터 인출하도록 구성되는 제2의 추가적인 제어가능한 스위치 수단을 포함할 수 있다.
제2 전기적 크기는 또한 전위 또는 전류일 수 있고, 또한 변하는 크기 또는 일정한 크기일 수 있다.
여기서, 2개의 전위들 사이의 차이는 전압이다. 이는 해당 권선의 2개의 단자들 사이 또는 이러한 권선의 하나의 단자와 접지 전위 사이에 존재할 수 있다.
실시예의 일 형태에 따르면, 제어가능한 스위치 수단은, 10Ω 미만, 바람직하게는 1Ω 미만, 특히 바람직하게는 1mΩ 미만의 낮은 옴 저항을 갖는 복수의 권선들의 2차 측의 개별적으로 할당된 단자들을 단락시키도록 구성될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 2차 측 권선은 특히 저전압을 전달하는 변압기의 저전압 측에 대응한다.
실시예의 추가적인 형태에서, 제어가능한 스위치 수단은 또한, 동일한 것의 권선 저항의 50% 미만, 바람직하게는 1Ω 미만, 특히 바람직하게는 1mΩ 미만의 낮은 옴 저항을 갖는 복수의 권선들의 1차 측의 개별적으로 할당된 단자들을 단락시키도록 구성될 수 있다. 실시예의 이러한 형태에서, 1차 측 권선은 특히 고전압을 전달하는 변압기의 고전압 측에 대응한다.
또한, 제어가능한 스위치 수단은 각각의 1차 또는 2차 변압기 권선의 각각 할당된 단자들을 이중 단락시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 신뢰성 및 제품 안전성을 증가시키기 위해, 예를 들어 제1 모듈, 특히 저전압 모듈 내의 적절한 스위치 수단을 통해, 그리고 추가적으로 제2 모듈, 특히 고전압 모듈 내의 대응하는 스위치 수단을 통해 대응하는 단락 회로가 실현될 수 있다. 결함있는 단락 회로가 스위치 장치에서 위험한 전위들을 발생시킬 수 있는 가능성은 이러한 방식으로 회피된다.
특히 각각의 변압기는 측정 동안 업-컨버터로서 동작될 수 있다. 따라서, 입력에서의 수 볼트로부터 1차 측에서 수 킬로볼트가 얻어질 수 있다. 결함있는 단락 회로의 존재 시에, 킬로볼트는 설명된 제어가능한 스위치 수단에 의해 형성된 스위치 매트릭스에 대응적으로 존재한다. 따라서, 단락 회로와 병렬로 연결된 변압기는 "다른” 측의 부분에 대해 여분의 단락 회로와 함께 단락 회로를 충분히 보호할 수 있다.
개별적인 제어가능한 스위치 수단은 각각 전력 스위치들일 수 있다.
전력 스위치들은 제어 회로의 제어 하에 부하 회로를 스위칭하도록 설계된 특수 스위치들이다. 제어가능한 스위치 수단은 각각 고전압 중계기들, 절연 제어 전극들을 갖는 바이폴라 트랜지스터들(IGBT) 또는 전계 효과 트랜지스터들(FET)일 수 있거나, 이들을 포함할 수 있다.
변압기의 복수의 권선들은 또한 부분 권선들을 포함할 수 있다.
스위치 장치는 측정 디바이스에 통합되어, 테스트 신호를 위한 신호원을 갖는 스위치 장치 및 측정 디바이스의 측정 신호 평가 유닛이 공통 하우징 내에 설치될 수 있다.
그러나, 스위치 장치 및 측정 디바이스는 또한 별개의 하우징들 내에 제공될 수 있다. 현장, 특히 고전압 구역에서 사용되는 경우 별개의 스위치 장치가 테스트될 변압기 근처에 위치될 수 있는 한편, 측정 디바이스는 고전압 환경 외부의 안전 구역에서 동작될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 테스트 장치는 전술한 실시예의 형태들 중 하나에 따른 스위치 디바이스 및 변압기용 측정 디바이스를 포함한다.
일 예시적인 실시예에 따르면, 변압기용 측정 디바이스에 대한 스위치 장치를 동작시키기 위한 방법은, 제어가능한 스위치 수단의 보조로 변압기의 복수의 권선들로부터 권선의 개별적으로 할당된 단자들을 단락시키는 단계를 포함한다.
이 방법은 전술한 예시적인 실시예들 중 하나에 따른 스위치 장치 또는 테스트 장치로 수행될 수 있다.
특히, 전술한 스위치 장치의 모든 특징들은 그에 따라 본 방법의 유사한 방법 특징들로서 제공될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 장치들 및 방법들은 설명된 바와 같이, 변압기 측정 디바이스와 테스트될 변압기 사이에 상이한 배선 구성들을 자동으로 제공할 수 있다. 다양한 장점들을 여기에서 실현될 수 있다. 특히, 복수의 순차적인 개별적 측정들에 대해 수동 배선에 의해 수반될 수 있는, 측정 디바이스와 테스트될 변압기 사이의 배선 구성의 변경들에서의 이러한 에러들 및 부정확도들이 감소될 수 있는 바와 같이 작업 노력 및 시간 소모가 감소될 수 있다. 따라서 측정 결과들은 보다 재현가능하게 될 수 있다.
실제로, 많은 수의 상이한 구성들을 갖는 변압기들이 사용된다. 변압기들의 특성들은 그에 따라 변한다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 장치들 및 방법들은 매우 많은 상이한 구성들을 갖는 매우 다양한 상이한 변압기들의 간단한 테스트를 가능하게 하며, 변압기 테스트의 자동화의 광범위한 측정이 가능하다.
본 발명에 따른 스위치 장치는, 변압기용 측정 디바이스(30)를 위한 스위치 장치(10)로서, 변압기의 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는 제1 제어가능한 스위치 수단(14); 및 상기 변압기의 복수의 권선들을 직렬로 연결시키도록 구성되는 제2 제어가능한 스위치 수단(17, 20)을 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 측정 디바이스(30)에 의해 테스트 신호로서 제공될 제1 전기적 크기를, 상기 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자(11)에 공급하도록 구성되는 제1의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(17)을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 전기적 크기는 전위 또는 전류일 수 있다.
그리고 상기 제1의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(17)은 상기 측정 디바이스(30)에 의해 제공되는 제어 신호에 의해 제어가능할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 측정 디바이스(30)에 의해 측정 신호로서 등록될 제2 전기적 크기를, 상기 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자(11)로부터 인출하도록 구성되는 제2의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(20)을 특징으로 한다.
그리고 상기 제2의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(20)은 상기 측정 디바이스(30)에 의해 제공되는 제어 신호에 의해 제어가능할 수 있다.
상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 10Ω 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 2차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성될 수 있다.
또는, 상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 1Ω 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 2차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성될 수 있다.
또는, 상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 1mΩ 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 2차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성될 수 있다.
상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 동일한 것의 권선 저항의 50% 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 1차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성될 수 있다.
또는, 상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 1Ω 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 1차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성될 수 있다.
또는, 상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 1mΩ 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 1차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은 상기 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 변압기를 통해 이중 단락시키도록 추가로 구성될 수 있다.
상기 제1 제어 가능한 스위치 수단(14) 및 상기 제2 제어가능한 스위치 수단(17, 20) 각각은 전력 스위치를 포함할 수 있다.
상기 제1 제어 가능한 스위치 수단(14) 및 상기 제2 제어가능한 스위치 수단(17, 20)은 상기 측정 디바이스(30)에 의해 제공되는 제어 신호에 의해 제어가능할 수 있다.
상기 변압기의 상기 복수의 권선들은 상기 변압기의 부분적 권선을 포함할 수 있다.
상기 스위치 장치는 전압 변환기로서 설계된 변압기와 함께 동작하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 테스트 장치는, 변압기의 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는 제1 제어가능한 스위치 수단(14); 및 상기 변압기의 복수의 권선들을 직렬로 연결시키도록 구성되는 제2 제어가능한 스위치 수단(17, 20)을 포함하는 변압기용 측정 디바이스(30)를 위한 스위치 장치(10)와, 변압기용 측정 디바이스(30)를 포함한다.
여기서, 상기 측정 디바이스(30)는, 테스트 신호를 생성하고 이를 상기 스위치 장치(10)에 공급하여, 상기 테스트 신호를 상기 스위치 장치(10)를 통해 상기 변압기에 적용하도록 설계되고, 상기 측정 디바이스(30)는 상기 스위치 장치(10)를 통해 상기 변압기의 측정 신호를 등록하고 이를 평가하도록 설계될 수 있다.
그리고 측정 디바이스(30)는 상기 테스트 신호의 생성을 위한 신호원 및 상기 측정 신호의 평가를 위한 평가 유닛을 포함할 수 있다.
그리고 상기 스위치 장치(10)는 상기 측정 디바이스(30)에 통합될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 변압기용 측정 디바이스(30)를 위한 스위치 장치(10)를 동작시키기 위한 방법(50)으로서, 상기 스위치 장치(10)의 제1 제어가능한 스위치 수단(14)의 보조로, 상기 변압기의 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키는 단계; 및 상기 스위치 장치(10)의 제2 제어가능한 스위치 수단(17, 20)의 보조로 상기 변압기의 상기 복수의 권선들 중 적어도 2개를 직렬로 연결시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 실시예의 바람직한 형태들의 관점에서 도면들을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 스위치 장치를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 예시적인 실시예의 스위치 장치에서 테스트될 변압기의 예시적인 권선 단자들을 도시한다.
도 3은 추가적인 예시적인 실시예에 따라 스위치 장치가 통합되는 측정 디바이스를 도시한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 테스트 장치를 도시한다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
본 발명은 바람직한 예시적인 실시예들의 관점에서 도면들을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다. 동일한 도면 부호들은 도면들에서 동일하거나 유사한 엘리먼트들을 식별한다. 도면들은 본 발명의 실시예의 상이한 형태들에 대한 개략적 예시들이다. 도면들에 예시되는 엘리먼트들은 반드시 실제 축척대로 표현될 필요는 없다. 오히려 도면들에 예시된 다양한 엘리먼트들은 이들의 기능 및 목적이 전문가에게 이해될 수 있는 그러한 방식으로 재현된다.
도면들에 예시된 기능 유닛들과 엘리먼트들 사이의 연결들 및 커플링들은 또한 간접적인 연결들 또는 커플링들로서 구현될 수 있다. 연결 또는 커플링은 유선 또는 무선 형태로 구현될 수 있다.
임의의 구성을 갖는 변압기용 장치들 및 방법들이 아래에서 상세히 설명된다. 변압기는 예를 들어, 고전압 또는 중간전압 네트워크들에 대한 변압기일 수 있다. 변압기는 또한 예를 들어, 발전소 또는 변전소에 설치된 변압기일 수 있다. 장치는, 설치된 변압기에서 현장에서 테스트가 수행되도록 허용하는 모바일 디바이스일 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 스위치 장치(10)를 도시한다.
스위치 장치(10)로부터 도출되는, 여기서는 테스트될 변압기의 권선들을 연결하는데 사용되는 복수의 단자들(11)이 확인될 수 있고, 여기서 변압기는 특히 전압 변환기일 수 있고, 그 복수의 권선들은 또한 부분적 권선들일 수 있다.
예시적인 실시예는 복수의 동시에 연결가능한 2차 측 권선에 대한 3개의 단자 위치(13)뿐만 아니라 1차 측 권선에 대한 단자 위치(12)를 포함한다. 2개의 평행한 수직선들에 의해 제시된 바와 같이, 동일한 자속은 예를 들어 모든 권선들을 통과한다.
스위치 장치(10)는 도 1의 좌측에, 변압기의 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는 제어가능한 스위치 수단(14)을 포함한다.
특히, 제어가능한 스위치 수단(14)은 저저항으로 그에 할당된 단자들(11)을 단락시킬 수 있다. 이는, 단자 위치들(13)에 연결된 2차 측 권선들에 대해 10Ω 미만, 바람직하게는 1Ω 미만, 특히 바람직하게는 1mΩ 미만의 옴 저항을 요구할 수 있는 한편, 상기 변압기의 권선 저항의 50% 미만, 바람직하게는 1Ω 미만, 특히 바람직하게는 1mΩ 미만의 옴 단락 저항이 단자 위치(12)에 연결된 1차 측 권선들에 제공되는 것이 바람직하다.
스위치 장치(10)로부터 도출된 복수의 단자들(15, 16)은 도 1의 최상부의 좌측에서 확인할 수 있다. 제공되어야 할, 특히 전류들 또는 전위들인 제1 전기적 크기들은 바람직하게는 측정 디바이스에 의해 이들을 통한 테스트 신호들로서 스위치 장치(10)에 공급될 수 있다. 예시된 예시적인 실시예에서, 여기서 단자들(15)은 고전압 측 단자들인 한편, 단자들(16)은 저전압 측 단자들이다.
이와 관련하여, 스위치 장치(10)는, 각각의 단자(15, 16)에서 이용가능하게 된 테스트 신호를, 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자(11)에 공급하도록 구성되는 제1의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(17)을 포함한다. 여기서, 2차 측 단자 위치들(13)의 단자들(11)은 각각 2개의 단자들(16) 중 하나에 유연하게 연결될 수 있다.
고전압 테스트 신호를 생성하기 위해 사용되는 블록(18)이 또한 도 1에 제시된다. 이러한 블록은 스위치 디바이스(10) 또는 할당된 측정 디바이스(도 1에 도시되지 않음)에 통합될 수 있다. 그러나, 섹션(18)이 측정 디바이스 및 스위치 장치(10)에 적절하게 연결되어야 하는 별개의 컴포넌트가 되는 것이 또한 가능하다. 블록(18)은 각각의 경우에 안전을 위해, 제어가능한 스위치 수단(14)에 의해 단자들(15)의 측면 뿐만 아니라 단자들(11)의 측면 둘 모두 상에서 이중 단락될 수 있다. 따라서, 1차 측 권선들에 할당된 단자들(11)은 이중 단락될 수 있다.
스위치 장치(10)로부터 도출된 복수의 단자들(19)은 도 1의 상부 우측에 도시되어 있다. 바람직하게는 전류들 또는 전압들인 제2 전기적 크기들은 스위치 장치(10)로부터 이들을 통해 인출되어 측정 신호들로서 측정 디바이스에 공급될 수 있다.
이를 위해, 스위치 장치(10)는 2차 측 단자 위치들(13)의 단자들(11)과 각각의 특정된 단자(19)에 각각 할당된 단자(11)를 각각 연결하도록 구성된 단자들(19) 사이에 제2의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(20)을 포함한다. 적절한 회로를 통해, 단자들(11)은 각각 2개의 가능한 단자들(19) 중 특정 단자에 유연하게 연결될 수 있다.
제어가능한 스위치 수단(14, 17 및 20)은 각각 전력 스위치들일 수 있다.
도 1에 제시된 바와 같이, 개별적인 제어가능한 스위치 수단(14, 17, 20)은 바람직하게는 측정 디바이스에 의해 이용가능하게 될 제어 신호들 S에 의해 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 가변적이고 상이한 테스트 구성들은, 스위치 장치(10)에서 테스트되는 객체의 각각의 요구된 권선들을 단락시킴으로써 이러한 제어 신호들 S를 통해 그리고 원하는 1차 측 또는 2차 측 단자들에 공급되는 테스트 신호들을 통해 설정될 수 있는 한편, 측정 신호들은 원하는 1차 측 또는 2차 측 단자들에서 액세스될 수 있다.
이러한 경우, 테스트 신호들의 생성 및 측정 신호들의 평가 둘 모두 뿐만 아니라 제어 신호들 S에 의한 스위치 장치(10)의 각각의 원하는 구성의 규격은 하나의 동일한 유닛을 통해 간단한 방식으로 수행되기 때문에, 여기서 측정 디바이스를 통한 구성은 특히 유리하다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 예시적인 실시예의 스위치 장치(10)에서 예시적인 권선 단자들을 도시한다.
도 2a는 1차 측 권선 및 2차 측 권선들을 포함하는 변압기의 예시적인 권선 단자들을 예시한다.
도 2b는 또한 1차 측 권선 및 2차 측 권선들을 포함하는 변압기의 예시적인 권선 단자들을 예시한다. 이러한 변압기의 2개의 2차 측 권선들은 실제로 단일 2차 측 권선의 부분적 권선들이고, 부분적 권선들 사이에 탭이 존재한다. 따라서, 2개의 부분적 권선들은 하나의 공통 단자(11)를 공유한다.
도 1 및 도 2에 예시된 실시예의 형태로 각각의 변압기의 개별적인 1차 또는 2차 권선들에 단자들(11) 및 제어가능한 스위치 수단(14, 17 및 20)을 할당하는 것은 예시로서 이해되어야 한다 . 물론, 스위치 장치(10)의 설계는 여기에 예시된 적용 케이스로 제한되지 않는다. 원칙적으로, 테스트될 변압기의 임의의 1차 측 또는 2차 측 단자들은 제어가능한 스위치 수단(14)을 통해 단락될 수 있다. 마찬가지로, 테스트 신호 단자들(15, 16) 중 임의의 단자가 제어가능한 스위치 수단(17)을 통해 변압기의 임의의 1차 측 또는 2차 측 단자들에 연결될 수 있는 한편, 측정 신호 단자들(19) 중 임의의 단자가 제어가능한 스위치 수단(20)을 통해 변압기의 임의의 1차 측 또는 2차 측 단자들에 커플링될 수 있다.
도 3은, 스위치 장치(10)가 할당된 측정 디바이스(30)에 집적되는 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 측정 디바이스(30) 및 스위치 장치(10)는 이에 따라 공통 하우징을 공유하고 공통의 구조적 유닛을 형성한다. 측정 디바이스(30)와 스위치 장치(10) 사이의 배선과 관련된 오류 및 위험원들은 하우징들의 통합을 통해 회피될 수 있다.
도 4는 추가적인 예시적 실시예에 따른 테스트 장치(40) 또는 테스트 환경을 도시한다.
테스트 장치(40)는 스위치 장치(10)에 추가로 변압기 측정 디바이스(30)를 포함하고, 여기서 스위치 장치(10) 및 측정 디바이스(30)는 각각 자기 자신들의 하우징 내에 수용되고, 따라서 별개의 유닛들을 형성하며, 이는 고전압 애플리케이션들에 대해 유리할 수 있다. 현장, 특히 고전압 구역에서 사용되는 경우, 이러한 경우 별개의 스위치 장치(10)가 테스트될 변압기 근처에 위치될 수 있는 한편, 측정 디바이스(30)는 고전압 환경 외부의 안전 구역에서 동작될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 방법(50)의 흐름도를 도시한다.
방법(50)은 변압기용 측정 디바이스(30)로 전술한 타입의 스위치 장치(10)를 동작시키기 위해 사용된다.
방법(50)은, 변압기의 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는 제어가능한 스위치 수단(14)을 사용한다. 방법은 추가로, 바람직하게는 측정 디바이스(30)에 의해 테스트 신호로서 제공될 제1 전기적 크기를 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자(11)에 공급하도록 구성되는 제1의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(17)을 이용한다. 또한, 방법(50)은, 바람직하게는 측정 디바이스(30)에 의해 측정 신호로서 등록될 제2 전기적 크기를 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자(11)로부터 인출하도록 구성되는 제2의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(20)을 사용한다.
방법(50)은 하기 단계들을 포함한다: 제1 단계(51)에서, 변압기의 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)은 제어가능한 스위치 수단(14)에 의해 단락된다. 제2 단계(52)에서, 제1 전기적 크기는, 제어가능한 스위치 수단(17)이 적절하게 설정된 후 테스트 신호로서 복수의 권선들 중 하나의 각각 할당된 단자(11)에 공급된다. 제3 단계(53)에서, 제2 전기적 크기는, 제어가능한 스위치 수단(20)이 적절하게 설정된 후 측정 신호로서 복수의 권선들 중 하나의 각각 할당된 단자(11)로부터 제거 또는 탭 오프된다.
방법(50)은 전술한 예시적인 실시예들 중 하나에 따른 임의의 스위치 장치(10) 또는 전술한 예시적인 실시예에 따른 테스트 장치(40)로 수행될 수 있다.
예시적인 실시예들이 도면들을 참조하여 상세히 설명되었지만, 추가적인 예시적인 실시예들에서 대안적인 또는 추가적인 특징들이 사용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명은 전압 변환기들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 일반적으로 임의의 타입의 변압기들에 적용될 수 있다.
또한, 제어가능한 스위치 수단(14, 17 및 20) 모두가 구현될 필요는 없다. 자동화가능한 구성의 장점은, 테스트되는 객체의 개별적인 권선 단자들(11)을 이렇게 선택적으로 단락시키기 위해 그리고/또는 이들을 테스트 신호 출력(15, 16) 또는 측정 디바이스의 측정 신호 입력(19)에 선택적으로 연결시킬 수 있기 위해, 제어가능한 스위치 수단(14, 17 및 20) 중 오직 일부 스위치 수단이 제공되면 이미 달성될 수 있다.
변압기는 에너지 공급 네트워크의 발전소 또는 변전소에 설치될 수 있는 한편, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 장치들 및 방법들은 또한 더 작은 변압기에도 이용될 수 있다.
제어가능한 스위치 수단(14, 17 및 20) 및 이들에 의해 실현되는 스위치 매트릭스는 또한, 실시예의 추가적인 형태에 따라, 테스트되는 객체 또는 변압기의 복수의 권선들, 특히 복수의 2차 권선들을 직렬로 연결하기 위해 사용될 수 있다. 변압기의 인덕턴스는 이러한 측정을 통해 "인위적으로” 증가될 수 있어서, 측정에 더 낮은 전류가 요구되는 결과를 갖고, 따라서 측정 디바이스의 더 낮은 출력 전력 및 더 낮은 치수들(예를 들어, 더 작은 중계기들)을 갖는 스위치 수단이 가능하다.

Claims (22)

  1. 변압기용 측정 디바이스(30)를 위한 스위치 장치(10)로서,
    변압기의 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는 제1 제어가능한 스위치 수단(14);
    상기 변압기의 복수의 권선들을 직렬로 연결시키도록 구성되는 제2 제어가능한 스위치 수단(17, 20); 및
    고전압 측 단자들(15)에 연결되어 고전압 테스트 신호를 생성하는 블록(18)을 포함하며,
    상기 블록(18)은 상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)에 의해 상기 고전압 측 단자들(15)의 측면과 상기 단자들(11)의 측면에서 이중 단락되는, 스위치 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정 디바이스(30)에 의해 테스트 신호로서 제공될 제1 전기적 크기를, 상기 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자(11)에 공급하도록 구성되는 제1의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(17)을 특징으로 하는, 스위치 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전기적 크기는 전위 또는 전류인, 스위치 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(17)은 상기 측정 디바이스(30)에 의해 제공되는 제어 신호에 의해 제어가능한, 스위치 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정 디바이스(30)에 의해 측정 신호로서 등록될 제2 전기적 크기를, 상기 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자(11)로부터 인출하도록 구성되는 제2의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(20)을 특징으로 하는, 스위치 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2의 추가적인 제어가능한 스위치 수단(20)은 상기 측정 디바이스(30)에 의해 제공되는 제어 신호에 의해 제어가능한, 스위치 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 10Ω 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 2차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는, 스위치 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 1Ω 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 2차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는, 스위치 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 1mΩ 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 2차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는, 스위치 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 동일한 것의 권선 저항의 50% 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 1차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는, 스위치 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 1Ω 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 1차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는, 스위치 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은, 1mΩ 미만의 옴 저항을 갖는 상기 복수의 권선들의 1차 측의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키도록 구성되는, 스위치 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)은 상기 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 변압기를 통해 이중 단락시키도록 추가로 구성되는, 스위치 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어 가능한 스위치 수단(14) 및 상기 제2 제어가능한 스위치 수단(17, 20) 각각은 전력 스위치를 포함하는, 스위치 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어 가능한 스위치 수단(14) 및 상기 제2 제어가능한 스위치 수단(17, 20)은 상기 측정 디바이스(30)에 의해 제공되는 제어 신호에 의해 제어가능한, 스위치 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 변압기의 상기 복수의 권선들은 상기 변압기의 부분적 권선을 포함하는, 스위치 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 장치는 전압 변환기로서 설계된 변압기와 함께 동작하도록 구성되는, 스위치 장치.
  18. 제1항의 스위치 장치(10), 및
    변압기용 측정 디바이스(30)를 포함하는, 테스트 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 측정 디바이스(30)는, 테스트 신호를 생성하고 이를 상기 스위치 장치(10)에 공급하여, 상기 테스트 신호를 상기 스위치 장치(10)를 통해 상기 변압기에 적용하도록 설계되고,
    상기 측정 디바이스(30)는 상기 스위치 장치(10)를 통해 상기 변압기의 측정 신호를 등록하고 이를 평가하도록 설계되는, 테스트 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    측정 디바이스(30)는 상기 테스트 신호의 생성을 위한 신호원 및 상기 측정 신호의 평가를 위한 평가 유닛을 포함하는, 테스트 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 스위치 장치(10)는 상기 측정 디바이스(30)에 통합되는, 테스트 장치.
  22. 변압기용 측정 디바이스(30)를 위한 스위치 장치(10)를 동작시키기 위한 방법(50)으로서,
    상기 스위치 장치(10)의 제1 제어가능한 스위치 수단(14)의 보조로, 상기 변압기의 복수의 권선들 중 하나의 개별적으로 할당된 단자들(11)을 단락시키는 단계;
    상기 스위치 장치(10)의 제2 제어가능한 스위치 수단(17, 20)의 보조로, 상기 변압기의 상기 복수의 권선들 중 적어도 2개를 직렬로 연결시키는 단계;
    고전압 테스트 신호를 생성하도록 구성되는 블록(18)을 상기 스위치 장치(10)의 고전압 측 단자들(15)에 연결시키는 단계; 및
    상기 제1 제어가능한 스위치 수단(14)에 의해 상기 고전압 측 단자들(15)의 측면과 상기 단자들(11)의 측면에서 상기 블록(18)을 이중 단락시키는 단계를 포함하는, 방법.
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