KR102034001B1 - 냉각팬 제어부와 이를 이용한 변압기 냉각팬 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기를 냉각시키기 위한 복수의 냉각팬을 효율적으로 제어하기 위한 냉각팬 제어부와 이를 이용한 변압기 냉각팬 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 변압기의 온도가 설정된 온도 이상으로 상승하면 제1냉각팬 및 제2냉각팬을 설정된 모드로 구동시키기 위한 구동제어신호를 발생시키는 냉각팬 제어부에 있어서, 상기 변압기의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승하면 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 교대로 구동시키도록 제1구동제어신호를 발생시키고, 상기 변압기의 온도가 제2설정온도 이상으로 상승하면 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 동시에 구동시키도록 제2구동제어신호를 발생시키며, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 교대로 구동시, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간 차가 설정된 시간 이상으로 차이가 나면 교대로 구동시키도록 상기 제1구동제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 냉각팬 제어부와 이를 이용한 변압기 냉각팬 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

냉각팬 제어부와 이를 이용한 변압기 냉각팬 제어 시스템 및 방법{CONTROLLER FOR COOLING FAN ＆ CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR COOLING FAN OF TRANSFOMER USING THE SAME}

본 발명은 냉각팬 제어부와 이를 이용한 변압기 냉각팬 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 변압기를 냉각시키기 위한 복수의 냉각팬을 효율적으로 제어하기 위한 냉각팬 제어부와 이를 이용한 변압기 냉각팬 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

변압기의 효율을 올리고 고장 발생 원인을 감소시키기 위하여 냉각이 필수적으로 요구되며, 이를 위하여 냉각팬이 사용되고 있다. 일반적으로 변압기에 열이 발생하면 내부 코일의 동손 및 와류손 등이 증가하므로 이를 방치하면 다시 온도 상승을 일으키는 원인이 되며, 이는 궁극적으로 열폭주를 유발하여 변압기의 수명을 단축시키고 고장을 일으키는 주 요인이 된다. 따라서, 변압기는 적정한 온도 범위 안에서 관리되어야 하며, 이를 위해서 냉각팬이 사용되고 있다.

최근 들어서는 전기의 안정적인 공급이 무엇보다 더 요구되고 있으며, 이와 함께 변압기의 관리 방법도 바뀌고 있다. 기존에는 대다수가 단상 변압기였다면 현재는 3상을 기본으로 하고, 이에 따라 변압기의 온도 감시 방법도 각 상을 개별 감시하는 방식을 취하고 있다. 그리고, 냉각팬도 1그룹만으로 구성하던 것을 2그룹으로 구성하여 2단 온도 제어를 실시하고 있다. 즉, 설정온도를 2단계로 구분하여 조금 낮은 온도에서는 1단 냉각팬(1그룹)만 구동하고, 1단 냉각팬 구동 상태에서 온도가 더 올라가면 2단 냉각팬(2그룹)을 함께 구동하는 방식이다.

이때, 발생되는 이점은 발생하는 열량에 따라서 최적 개수의 냉각팬을 구동시키므로 냉각팬 구동에 따른 전기료 및 소음을 줄일 수 있으며, 또한 어느 한 그룹의 냉각팬에 이상 발생시에도 나머지 한 그룹의 동작으로 최소한의 냉각 능력을 확보할 수 있기 때문에 안전성을 배가시킬 수 있다는 점이다.

하지만 기존의 방식처럼 설정치 1에 냉각팬 그룹 1이 동작하고, 설정치 2에 냉각팬 그룹 2가 동작하게 되면, 일정 시간 경과 후 두 그룹 사이의 냉각팬 가동시간은 현격히 차이가 날 수 밖에 없다. 즉, 동작 온도 범위가 높게 설정된 냉각팬 그룹은 가동시간이 얼마 되지 않아 수명이 충분히 남아 있는데도 불구하고 낮은 온도 범위로 설정된 냉각팬 그룹의 가동시간은 예상 동작 수명시간을 쉽게 초과할 수 있다. 그리고, 일반적인 기계 전기 장치의 수명은 가동시간에 비례하므로 냉각팬 수명도 동일하며, 어느 한 그룹의 냉각팬은 충분한 여유가 있는데도 불구하고 점검이나 교체를 불필요하게 해야만 한다.

이를 해결하기 위해 냉각팬을 2그룹으로 만들어 매 동작시 마다 냉각팬을 교번 제어하여 가동시간을 비슷하게 하여 수명을 연장하는 방식이 소개되기도 하였으나, 이와 같은 방식은 앞서 언급한 바와 같이 냉각팬의 제어가 단순 시퀀스로 이루어지므로 동작 누적 시간 관리가 아닌 단순 교번 동작 제어하는 방식에 불과하였다.

(0001) 국내등록특허 제10-0611930호 (0002) 국내등록특허 제10-1919875호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 변압기의 냉각을 위해 사용되는 제1냉각팬과 제2냉각팬의 구동 누적 시간을 파악하고, 어느 하나의 냉각팬 만을 사용시 상호 간의 구동 누적 시간이 설정된 시간 이상으로 차이가 나지 않도록 교대로 동작하도록 구성한 냉각팬 제어부와 이를 이용한 변압기 냉각팬 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 표시부를 통해 냉각팬의 교체 시기, 동작상태 및 이상 유무 등을 쉽게 파악할 수 있도록 구성한 냉각팬 제어부와 이를 이용한 변압기 냉각팬 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 전술한 냉각팬 제어부의 제어 상태 및 연관된 일련의 동작과 이상 유무 등을 원격지에서도 쉽게 파악할 수 있도록 구성한 냉각팬 제어부와 이를 이용한 변압기 냉각팬 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명인 냉각팬 제어부는, 변압기의 온도가 설정된 온도 이상으로 상승하면 제1냉각팬 및 제2냉각팬을 설정된 모드로 구동시키기 위한 구동제어신호를 발생시키는 냉각팬 제어부에 있어서, 상기 변압기의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승하면 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 교대로 구동시키도록 제1구동제어신호를 발생시키고, 상기 변압기의 온도가 제2설정온도 이상으로 상승하면 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 동시에 구동시키도록 제2구동제어신호를 발생시키며, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 교대로 구동시, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간 차가 설정된 시간 이상으로 차이가 나면 교대로 구동시키도록 상기 제1구동제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1구동제어신호는, 상기 제1냉각팬을 동작시키기 위한 제1구동신호; 상기 제1냉각팬을 정지시키기 위한 제1정지신호; 상기 제2냉각팬을 동작시키기 위한 제2구동신호; 및 상기 제2냉각팬을 정지시키기 위한 제2정지신호;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2구동제어신호는, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 동시에 동작시키기 위한 동시구동신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 시스템은, 변압기; 변압기의 온도를 감지하는 온도센서; 변압기의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승하면 교대로 구동되는 제1, 2냉각팬; 변압기의 온도가 제2설정온도 이상으로 상승하면 동시에 구동되는 제1, 2냉각팬; 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 시간을 각각 카운트하는 타이머; 및 상기 온도센서와 연결되어 변압기가 상기 제1설정온도와 상기 제2설정온도 이상으로 상승하면 설정된 조건에 따라 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 구동시키고, 상기 타이머와 연결되어 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간을 저장하는 냉각팬 제어부;를 포함하며, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 교대로 구동시, 상기 냉각팬 제어부는 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간 차가 설정된 시간 이상으로 차이가 나면 교대로 구동시키는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1설정온도는 상기 제2설정온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 설정된 시간은 상기 제1냉각팬 또는 상기 제2냉각팬의 하루 가동시간을 기준으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각팬 제어부와 연결된 전류감지부가 더 구비되고, 상기 제1냉각팬 구동시, 상기 제2냉각팬 구동시 및 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 동시 구동시의 구동전류를 상기 전류감지부를 통해 측정하며, 상기 냉각팬 제어부를 통해 상기 측정된 구동전류를 이용하여 각 구동시의 정상동작 전류치의 상하한 범위가 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬으로 전원을 인가하거나 차단하는 수동스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각팬 제어부에는 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬 각각의 구동 수명 시간이 저장되고, 상기 냉각팬 제어부와 연결되며, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간을 상기 구동 수명 시간과 비교하여 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 교체 시기를 알려주는 표시부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각팬 제어부에는 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬 각각의 구동 수명 시간이 저장되고, 상기 냉각팬 제어부와 연결되며, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간을 상기 구동 수명 시간과 비교하여 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 교체 시기를 알려주고, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬 구동시 설정된 정상동작 전류치의 상하한 범위를 벗어날 경우 알려주는 표시부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각팬 제어부와 연결되어 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 제어 및 구동 상태를 감시하는 원격지감시부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 방법은, 변압기의 온도를 감지하는 변압기 온도 감지단계; 변압기의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승하면 냉각팬 제어부를 통해 제1냉각팬 또는 제2냉각팬을 구동시키는 냉각팬 제1구동단계; 및 변압기의 온도가 제2설정온도 이상으로 상승하면 냉각팬 제어부를 통해 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 동시에 구동시키는 냉각팬 제2구동단계;를 포함하며, 상기 제1구동단계에서는, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간 차가 설정된 시간 이상으로 차이가 나면 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 교대로 구동시키는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간이 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬 각각의 구동 수명 시간을 초과하면, 이를 표시하는 알림단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 알림단계에서는, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬 구동단계에서 설정된 정상동작 전류치의 상하한 범위를 벗어나는 경우에도 이를 표시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 제어 및 구동 상태를 원격지에서 감시하는 중앙감시단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상술한 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

먼저, 냉각팬 제어부를 통해 제1냉각팬과 제2냉각팬 각각의 구동 누적 시간을 고려하여 설정된 시간 이상으로 상호 간의 구동 누적 시간이 차이가 나지 않도록 교대로 동작시킴으로써, 냉각팬의 사용 수명 불균형 문제를 해결함과 동시에 냉각팬의 안정적이고 효율적인 관리가 가능하다.

또한, 수동스위치를 통해 냉각팬 온/오프(ON/OFF)가 가능하므로 냉각팬 구동을 위한 온도 설정치 조작없이 냉각팬 자체의 이상 유무를 바로바로 쉽게 파악할 수 있다.

또한, 냉각팬의 구동 누적 시간을 계산하여 냉각팬의 사용 수명 도달 상태에 따른 냉각팬 교체 여부를 표시함은 물론, 냉각팬의 실 구동시의 정상동작 전류값을 통해 정상동작 전류값의 상하한 범위를 설정하고 이상 동작시에도 표시되도록 구성함으로써 냉각팬의 유지/보수/관리를 효율적으로 수행할 수 있다.

또한, 원격지감시부를 구성하여 냉각팬의 정상 동작 상태 및 이상 여부 등을 별도의 감시부 또는 감시수단을 통해 파악할 수 있으므로 유지/보수/관리를 더욱 효율적으로 수행함은 물론, 안전사고 등에 즉각적인 대처가 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각팬 제어부의 일 실시례에 의한 제어상태를 나타낸 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 시스템의 일 실시례에 의한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 방법의 일 실시례에 의한 구성도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명을 설명하기에 앞서 후술할 제1냉각팬(400) 및 제2냉각팬(500)은 단수로 기재하였으나 각각 복수의 냉각팬으로도 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각팬 제어부(100)의 일 실시례에 의한 제어상태를 나타낸 개념도이며, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 냉각팬 제어부(100)를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일반적인 변압기의 냉각팬 제어부는 평상시 제1냉각팬과 제2냉각팬이 정지된 상태에서 변압기의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승하면 제1냉각팬만 구동시킨다. 이후 변압기의 온도가 제1설정온도 보다 높게 설정된 제2설정온도 이상으로 상승하면 제1냉각팬과 제2냉각팬을 함께 구동시킨다. 이후 변압기의 온도가 떨어져 제2설정온도 보다는 낮은 제1설정온도 이상일 경우 제2냉각팬은 정지되고, 다시 제1냉각팬만 구동시키는 제어 모드를 갖는다. 이와 같은 제어 모드에서는 제2냉각팬에 비해 제1냉각팬의 구동 누적 시간이 늘어날 확률이 매우 높기 때문에 제1냉각팬의 교체 시기가 짧아질 수 밖에 없으며, 이에 따른 잦은 교체 및 점검 작업이 수행되어야만 한다.

이에 반해, 본 발명에 따른 냉각팬 제어부(100)는 변압기의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승하면 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)을 교대로 구동시키도록 제1구동제어신호를 발생시킨다. 이때, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)을 교대로 구동시, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 누적 시간 차가 설정된 시간 이상으로 차이가 나면 교대로 구동시키도록 제어된다. 상기 제1구동제어신호는 제1냉각팬(400)을 제어하는 제1구동신호(S1-1)와 제1정지신호(S1-2) 및 제2냉각팬(500)을 제어하는 제2구동신호(S2-1)와 제2정지신호(S2-2)를 포함하여 구성된다. 상기 '설정된 시간'은 제1냉각팬(400) 또는 제2냉각팬(500)의 하루 가동 시간으로써, 일례로 '4시간'으로 설정할 수 있다. 따라서, 제1설정온도 상태에서 제1구동신호(S1-1)에 의해 제1냉각팬(400)만 구동되다가 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 누적 시간이 4시간 이상 차이가 나게되면 제1정지신호(S1-2)에 의해 제1냉각팬(400)은 정지되고 제2구동신호(S2-1)에 의해 제2냉각팬(500)만 구동된다. 또한, 제2냉각팬(500)만 구동되다가 제2냉각팬(500)과 제1냉각팬(400)의 구동 누적 시간이 또 다시 4시간 이상 차이가 나게되면 제2정지신호(S2-2)에 의해 제2냉각팬(500)은 정지되고 다시 제1구동신호(S1-1)에 의해 제1냉각팬(400)만 구동되며, 전술한 동작은 상기 설정된 시간을 기반으로 교대로 일어난다.

또한, 냉각팬 제어부(100)는 변압기의 온도가 제1설정온도 보다 높은 제2설정온도 이상으로 상승하면 제2구동제어신호인 동시구동신호를 발생시킨다. 상기 동시구동신호에 의해 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)이 함께 구동된다.

도 2는 본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 시스템의 일 실시례에 의한 구성도이고, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 시스템을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 시스템은 냉각팬 제어부(100), 변압기(200), 온도센서(300), 제1냉각팬(400), 제2냉각팬(500) 및 타이머(600)를 포함한다. 또한, 전류감지부(700), 수동스위치(800), 표시부(900) 및 원격지감시부(1000) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 더 포함할 수 있다.

먼저, 냉각팬 제어부(100)는 전술한 설명을 참조할 수 있다.

변압기(200)는 단상과 3상을 포함하여, 냉각팬을 사용하는 변압기는 모두 적용될 수 있다.

온도센서(300)는 변압기(200) 및 냉각팬 제어부(100)와 연결되며, 변압기(200)의 온도를 감지하여 감지된 정보를 냉각팬 제어부(100)로 전달한다.

제1냉각팬(400)은 제1구동부(도면부호 미기재)와 연결되며, 제1냉각팬(400)이라 함은 상기 제1구동부를 포함한 것으로 이해할 수 있다. 또한, 제2냉각팬(500)은 제2구동부(도면부호 미기재)와 연결되며, 제2냉각팬(500)이라 함은 상기 제2구동부를 포함한 것으로 이해할 수 있다. 상기 제1구동부와 상기 제2구동부는 냉각팬을 회전시키기 위한 구동모터로 구성할 수 있다. 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)은 냉각팬 제어부(100)에서 전달받은 상기 제1구동제어신호 및 상기 제2구동제어신호에 의해 동작한다. 즉, 상기 제1구동제어신호 및 상기 제2구동제어신호는 상기 제1구동부와 상기 제2구동부에 전달되어 상기 제1구동부와 상기 제2구동부가 회전하며, 이에 따라 제1냉각팬(400)이 상기 제1구동부의 회전축과 연동회전하고 제2냉각팬(500)이 상기 제2구동부의 회전축과 연동회전한다.

타이머(600)는 제1냉각팬(400) 및 제2냉각팬(500)과 연결되며, 각각의 구동 시간을 카운트한다. 타이머(600)를 통해 카운트된 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 각각의 구동 시간은 냉각팬 제어부(100)에 저장되며, 저장시 누적된 구동 시간으로 저장된다. 따라서, 냉각팬 저장부(100)에는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 각각의 구동 누적 시간이 저장되며, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)을 교대로 구동시, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 누적 시간 차가 설정된 시간 이상으로 차이가 나면 교대로 구동시킨다.

상기 제1설정온도는 상기 제2설정온도보다 낮게 설정하는 것이 바람직하며, 변압기(200)의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승시에는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)을 상기 설정된 시간에 따라 교대로 구동시키고, 제2설정온도 이상으로 상승시에는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)을 동시에 구동시킨다.

전류감지부(700)는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 및 냉각팬 제어부(100)에 연결된다. 전류감지부(700)는 제1냉각팬(400) 구동시의 구동전류, 제2냉각팬(500) 구동시의 구동전류 및 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 동시 구동시의 구동전류를 감지한다. 이와 같이 감지된 구동전류는 냉각팬 제어부(100)로 전달된다. 냉각팬 제어부(100)에서는 상기와 같이 전달받은 각각의 구동전류 값을 통해 각 구동시의 정상동작 전류치의 상하한 범위를 설정할 수 있다. 이때, 냉각팬의 정격 규격과 허용 오차 범위를 고려하여 정상동작 전류치의 상하한 범위가 냉각팬 제어부(100)에서 자동으로 설정되도록 구성하거나, 관리자가 감지된 구동전류 데이터를 바탕으로 직접 설정하도록 구성할 수 있다.

수동스위치(800)는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)으로 구동 전원을 직접 인가하거나 차단하기 위한 냉각팬 온오프(ON/OFF) 스위치이다. 수동스위치(800)를 통해 상기 제1설정온도 및 상기 제2설정온도에 따른 온도 설정치 조작없이 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 정상 동작 여부를 확인할 수 있다. 즉, 냉각팬 자체의 고장 여부를 우선적으로 판단할 수 있으므로, 고장 여부 진단 시간을 크게 줄일 수 있다. 한편, 수동수위치(800)를 통해 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)으로 인가되는 전원은 외부로부터 유입된 전원이거나 배터리 등과 같은 별도의 전원일 수 있다.

표시부(900)는 시각적 알람과 청각적 알람 중 적어도 어느 하나로 구성되어 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 정상 동작 여부나 상기 정상동작 전류치의 상하한 범위를 고려한 오동작 여부 및 상기 구동 누적 시간에 따른 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 교체 시기 등을 표시해준다. 이때, 상기 시각적 알람이란 디스플레이, 엘이디(LED) 램프 등을 이용하여 표시할 수 있으며, 일례로 이상 여부 발생시 엘이디 램프가 점멸되도록 설정하여 표시할 수 있다. 또한, 상기 청각적 알람이란 스피커 등을 이용하여 표시할 수 있으며, 전술한 이상 여부 발생 여부를 스피커 등을 통해 안내음성을 전달한다. 즉, 냉각팬 제어부(100)에는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 각각의 구동 수명 시간이 저장되어 있으며, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 누적 시간을 상기 구동 수명 시간과 비교하여 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 교체 시기를 표시부(900)를 통해 알려준다. 또한, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 동작시 동작 여부는 물론, 상기 정상동작 전류치의 상하한 범위를 벗어날 경우에도 표시부(900)를 통해 알려준다.

원격지감시부(1000)는 냉각팬 제어부(100)와 통신 연결되며, 표시부(900)를 통해 표시되는 정보를 원격지에서 동일하게 파악할 수 있도록 구성된다. 원격지감시부(1000)는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 제어 및 구동 상태를 감시하는 것으로, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 상태를 감시할 수 있는 별도의 중앙감시부로 구성할 수 있다. 또한, 원격지감시부(1000)는 스마트폰에 설치된 어플리케이션의 형태로 구현되어 관리자의 스마트폰을 통해 감시하도록 구성할 수도 있다. 즉, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)에 이상 여부 발생시 관리자의 스마트폰 등으로 진동, 안내문자, 안내화면, 안내음성, 긴급전화 등이 표시되도록 구성하여 원격지에서도 바로바로 파악할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 방법의 일 실시례에 의한 구성도이며, 도 2와 함께 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 방법은 변압기 온도 감지단계(S100), 제1구동단계(S200) 및 제2구동단계(S300)를 포함하며, 알림단계(S400)와 중앙감시단계(S500) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 더 포함할 수 있다.

변압기 온도 감지단계(S100)에서 감지된 변압기(200)의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승하면 제1구동단계(S200)에서 냉각팬 제어부(100)를 통해 제1냉각팬(400) 또는 제2냉각팬(500)을 구동시킨다. 또한, 변압기(200)의 온도가 제2설정온도 이상으로 상승하면 제2구동단계(S300)에서 냉각팬 제어부(100)를 통해 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)을 동시에 구동시킨다. 이때, 제1구동단계(S200)에서는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 누적 시간 차가 설정된 시간 이상으로 차이가 나면 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)을 교대로 구동시킨다.

알림단계(S400)에서는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 누적 시간이 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 각각의 구동 수명 시간을 초과할 경우 이를 표시해주며, 상기 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 구동단계에서 설정된 정상동작 전류치의 상하한 범위를 벗어나는 경우에도 이를 표시해준다.

중앙감시단계(S500)에서는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 제어 및 구동 상태를 원격지에서 감시하는 단계로써, 전술한 원격지감시부(1000)의 설명을 참조할 수 있으며, 전체적으로 변압기 냉각팬 제어 방법은 전술한 변압기 냉각팬 제어 시스템의 설명을 참조할 수 있다.

일반적으로 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)을 사용하여 변압기(200)를 냉각시키는 방식은 변압기(200)에서 발생하는 열량에 따라서 최적의 냉각팬을 구동시킴으로써 냉각팬 구동에 따른 전기료 및 소음 등을 줄일 수 있으며, 어느 하나의 냉각팬에 이상 발생시에도 나머지 다른 하나의 냉각팬을 통해 냉각 능력을 확보할 수 있기 때문에 안전성을 배가시킬 수 있다.

하지만 기존의 방식처럼 단순히 제1설정온도에서 제1냉각팬(400)이 동작하고, 제2설정온도에서 제2냉각팬(500)이 추가로 동작한다면, 두 개의 냉각팬 사이에는 가동시간이 현격히 차이가 날 수 밖에 없다. 또한, 일반적인 기계 전기 장치의 수명은 가동시간에 비례해서 정해지므로 기존의 방식에서는 제1냉각팬(400)이 구동 수명 시간을 쉽게 초과할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 2개의 냉각팬을 구동함에 있어서 제1설정온도에서는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)이 정해진 시간 간격 차이로 자동으로 교번 동작하고, 제2설정온도에서는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)이 동시에 동작한다. 이때, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 시간을 냉각팬 제어부(100) 내부에 내장된 정밀한 시계를 통해 가동 시간의 누적치를 만들고, 설정 운전 시간을 초과하는 경우 가동 시간 초과 엘이디(LED)를 점등하여 사용자가 알 수 있게 하는 기능을 가진다. 이때, 자동 교번 운전 시간 주기는 제1냉각팬(400) 또는 제2냉각팬(500)의 평균적인 하루 가동시간 추정치인 4시간 단위로 운전되며, 모든 정보를 원격에서 확인 및 감시할 수 있도록 구성된다.

또한, 본 발명에서는 제1냉각팬(400) 구동, 제2냉각팬(500) 구동 및 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 동시 구동 등의 최소한 3가지 동작 조건에 대한 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 정상 상태에서의 실 구동전류를 보면서 고장 판단 전류의 상하한 한계점을 설정할 수 있다.

또한, 냉각팬 제어부(100)와 외부 결선 등의 이상 유무를 간단히 확인하기 위한 수동스위치(800)를 구성하여 온도 설정치의 조작없이 바로 냉각팬의 수동 조작을 통한 이상 유무 확인이 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 변압기 냉각팬 제어 시스템 및 방법에 따른 사용상태를 설명하면 다음과 같다.(도 2 및 도 3 참조)

먼저, 제1설정온도에서는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 중 어느 하나가 동작하도록 하며, 이때, 두 개의 냉각팬의 구동 누적 시간이 4시간 이상 차이가 나지 않도록 설정하여 4시간 이상 차이가 날 경우 교대로 동작하도록 설정한다. 또한, 제2설정온도에서는 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)이 모두 동작하도록 설정한다.

냉각팬 제어부(100) 내부에 전원이 차단되어도 자체 축전지로 동작하는 시계칩(RTC: Real Time Clock)을 내장하여, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 유무에 따라서 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동(동작)시간을 개별적으로 누적시켜 저장한다.

제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 누적 시간이 4시간 이상 차이가 생기면, 구동 누적 시간 차이를 줄이기 위해서 만약, 제1냉각팬(400)이 구동되는 상황이었다면 제1냉각팬(400)이 정지되고 제2냉각팬(500)이 구동된다.

이러한 동작으로 제1설정온도에서의 동작만 계속되어도 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500) 사이의 구동 누적 시간은 4시간 이상을 벗어나지 않으며, 다중 냉각팬 구동시 각 냉각팬의 구동시간을 동일하게 만들어 냉각팬의 교체 시간을 연장하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 누적 시간이 냉각팬 제어부(100)에 설정된(사용자가 변경 가능함) 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)의 구동 수명 시간을 초과하는 경우 이를 엘이디(LED)를 통해 출력하여 사용자가 알 수 있도록 하며, 통신을 통해 원격에서도 파악할 수 있다. 만약 이 기능이 없으면 냉각팬의 구동 누적 시간과는 무관하게 정해진 점검 주기에 의무적으로 냉각팬 전체를 교체해야 하므로 경제적으로 낭비가 될 수도 있으며, 구동 누적 시간이 구동 수명 시간을 넘어선 경우에도 그냥 방치하는 상태가 되므로 과열 발생으로 인한 큰 사고로 이어질 수 있다.

한편, 전기 장치에서 고장 유무를 가장 쉽게 판단하는 방법 중의 하나가 부하에 흐르는 전류치를 보는 방법이다. 즉, 냉각팬에 흐르는 전류를 감지하면, 팬모터에서 발생되는 불량이나 이상 유무를 판단할 수 있다. 일반적인 고장이나 이상 상태 발생은 다양하지만, 크게는 4 종류(전체 동작 안됨, 일부 동작 안됨, 불안정한 동작, 단락 상황)로 구분할 수 있다. 가장 간단한 고장은 냉각팬 자체가 구동이 안되는 경우이다. 이 경우는 냉각팬 제어부(100) 내부의 문제일 수도 있고, 또한 냉각팬 제어부(100) 외부의 결선 문제, 그리고 냉각팬 자체의 내부 선 개방 등의 고장이 원인일 수 있다. 따라서, 수동스위치(800)를 통해 제1냉각팬(400)과 제2냉각팬(500)을 동작시킬 수 있도록 구성하여 설치 초기나 추후 문제가 발생했을 때 원인 파악을 쉽게 할 수 있다.

다음으로는 구동은 되는 것 같은데 조금 이상한 상황일 것이다. 즉, 여러 개의 병렬 부하를 갖는 경우, 그중 1개가 동작을 하지 않으면 외형적으로 판단하기는 어렵다. 따라서 부하에 흐르는 전류의 유무만 보는 것이 아니라 수치를 보는 것이 필요하다. 특히 냉각팬의 모터가 병렬로 여러 개 연결되어 구동되는 다중팬 구동에서는 절대적으로 필요한 사항이다. 일반적으로 전류의 흐름을 감지하기 위해서는 전류감지센서를 사용한다. 즉, 냉각팬 구동 전선에 전류감지센서를 부착하여 현재 흐르고 있는 전류를 감지하며, 감지된 전류가 설정된 전류치 보다 크거나 작으면 이상이나 고장으로 경보를 띄어주는 기능을 가진다. 이때, 고장을 검출하기 위한 전류치의 설정 방법을 어떻게 하느냐가 사용자 입장에서는 매우 중요한 변수이다.

본 발명에서는 정상 상태의 실 구동전류를 보면서 고장 판단 전류의 상하한 한계점을 설정할 수 있게 기능을 보강하였다. 즉, 고장 체크 전류치 설정 모드에 들어가면 현재 흐르고 있는 전류치를 표시하도록 하고 이상 검출 전류의 상하한치를 설정할 수 있게 하였다.

또한, 초기 구동시 과도 상태에서 발생되는 전류폭주(돌입전류: inrush current)에 의한 동작을 억제하기 위하여 10초간의 체크 유예시간을 주었으며, 이 시간 동안에 발생된 검출 이상 유무도 엘이디(LED)에 표시하여, 이상 동작 검출 기능의 정상 동작 유무를 판단하는 기능으로 활용하도록 하였다. 즉, 만약 현재 흐르고 있는 전류가 상기 유예시간을 지나서도 이상 수치를 보이면, 표시부(900)를 통해 현재 흐르고 있는 전류와 정상동작 설정치를 동시에 표시하고 냉각팬 고장 표시용 엘이디(LED)를 점멸시켜 고장의 원인을 바로 파악할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명을 통해 냉각팬의 효율적인 유지/보수/관리가 가능하다.

이상에서, 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 냉각팬 제어부 200 : 변압기
300 : 온도센서 400 : 제1냉각팬
500 : 제2냉각팬 600 : 타이머
700 : 전류감지부 800 : 수동스위치
900 : 표시부 1000 : 원격지감시부
S100 : 변압기 온도 감지단계 S200 : 제1구동단계
S300 : 제2구동단계 S400 : 알림단계
S500 : 중앙감시단계

Claims (15)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 변압기;
   변압기의 온도를 감지하는 온도센서;
   변압기의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승하면 교대로 구동되는 제1, 2냉각팬;
   변압기의 온도가 제2설정온도 이상으로 상승하면 동시에 구동되는 제1, 2냉각팬;
   상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 시간을 각각 카운트하는 타이머; 및
   상기 온도센서와 연결되어 변압기가 상기 제1설정온도와 상기 제2설정온도 이상으로 상승하면 설정된 조건에 따라 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 구동시키고, 상기 타이머와 연결되어 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간을 저장하는 냉각팬 제어부;를 포함하며,
   상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 교대로 구동시, 상기 냉각팬 제어부는 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간 차가 설정된 시간 이상으로 차이가 나면 교대로 구동시키고,
   상기 냉각팬 제어부에는 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬 각각의 구동 수명 시간이 저장되며,
   상기 냉각팬 제어부와 연결되고, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간을 상기 구동 수명 시간과 비교하여 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 교체 시기를 알려주는 표시부가 더 구비된 변압기 냉각팬 제어 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1설정온도는 상기 제2설정온도보다 낮은 변압기 냉각팬 제어 시스템.
6. 제4항에 있어서,
   상기 설정된 시간은 상기 제1냉각팬 또는 상기 제2냉각팬의 하루 가동시간을 기준으로 하는 변압기 냉각팬 제어 시스템.
7. 제4항에 있어서,
   상기 냉각팬 제어부와 연결된 전류감지부가 더 구비되고,
   상기 제1냉각팬 구동시, 상기 제2냉각팬 구동시 및 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 동시 구동시의 구동전류를 상기 전류감지부를 통해 측정하며,
   상기 냉각팬 제어부를 통해 상기 측정된 구동전류를 이용하여 각 구동시의 정상동작 전류치의 상하한 범위가 설정되는 변압기 냉각팬 제어 시스템.
8. 제4항에 있어서,
   상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬으로 전원을 인가하거나 차단하는 수동스위치;를 더 포함하는 변압기 냉각팬 제어 시스템.
9. 삭제
10. 제7항에 있어서,
    상기 냉각팬 제어부에는 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬 각각의 구동 수명 시간이 저장되고,
    상기 냉각팬 제어부와 연결되며, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간을 상기 구동 수명 시간과 비교하여 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 교체 시기를 알려주고, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬 구동시 설정된 정상동작 전류치의 상하한 범위를 벗어날 경우 알려주는 표시부가 더 구비된 변압기 냉각팬 제어 시스템.
11. 제4항 내지 제8항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각팬 제어부와 연결되어 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 제어 및 구동 상태를 감시하는 원격지감시부가 더 구비된 변압기 냉각팬 제어 시스템.
12. 제4항에 기재된 변압기 냉각팬 제어 시스템을 이용한 제어 방법에 관한 것으로,
    변압기의 온도를 감지하는 변압기 온도 감지단계;
    변압기의 온도가 제1설정온도 이상으로 상승하면 냉각팬 제어부를 통해 제1냉각팬 또는 제2냉각팬을 구동시키는 제1구동단계;
    변압기의 온도가 제2설정온도 이상으로 상승하면 냉각팬 제어부를 통해 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 동시에 구동시키는 제2구동단계; 및
    상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간이 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬 각각의 구동 수명 시간을 초과하면, 이를 표시하는 알림단계;를 포함하며,
    상기 제1구동단계에서는, 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 구동 누적 시간 차가 설정된 시간 이상으로 차이가 나면 상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬을 교대로 구동시키는 것을 특징으로 하는 변압기 냉각팬 제어 방법.
13. 삭제
14. 제12항에 있어서,
    상기 알림단계에서는,
    상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬 구동단계에서 설정된 정상동작 전류치의 상하한 범위를 벗어나는 경우에도 이를 표시하는 변압기 냉각팬 제어 방법.
15. 제12항 또는 제14항에 있어서,
    상기 제1냉각팬과 상기 제2냉각팬의 제어 및 구동 상태를 원격지에서 감시하는 중앙감시단계;를 더 포함하는 변압기 냉각팬 제어 방법.

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