KR102053169B1 - 배전변압기의 품질 시험 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 - Google Patents

배전변압기의 품질 시험 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 Download PDF

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강현식
이정언
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현대일렉트릭앤에너지시스템(주)
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Abstract

본 발명은, 배전변압기의 시험 전압 또는 전류를 자동으로 측정할 수 있는 배전변압기의 품질 시험 장치 및 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전변압기의 품질 시험 장치는 배전 변압기의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 측정한 측정 데이터를 전송받는 데이터 송수신 처리부, 사용자로부터 정격 전압 및 전류의 값과 측정 오차 범위를 입력받는 시험 조건 입력부, 배전변압기의 무부하 및 부하시의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 전압 및 전류값이 측정 오차 범위 내인지 계산하는 측정부, 상기 시험 조건 입력부로부터 입력받은 시험 조건 데이터와 상기 측정부로부터 측정된 측정 데이터에 기초하여 배전 변압기의 효율을 계산하는 계산부, 계산된 데이터를 저장하는 데이터 저장부, 저장된 데이터를 분석하여 상기 배전변압기의 품질을 판단하는 데이터 분석부를 포함할 수 있다.

Description

배전변압기의 품질 시험 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체{TEST APPARATUS FOR QUALITY OF DISTRIBUTION TRANSFORMER AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM}
본 발명은 배전변압기의 품질 시험 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 관한 것이다.
일반적으로, 배전변압기는 특고압('전기 사업법 시행 규칙’에서, 7000볼트를 초과하는 전압)을 고압 또는 저압의 일반 공장, 가정 등에 사용 가능한 전압으로 변환하는 변압기로서 냉각 매체 별로 크게 유입변압기와 몰드변압기, 가스 변압기로 나눌 수 있다.
변압기 효율은 무부하/부하 시험을 통해 전력 손실(철손+동손)을 측정하여 계산하게 되는데 전력 측정기(Power Meter)(또는 전력 측정기 (Power Analyzer))를 통하여 정격 전압의 일정 비율(90%~120%)에 따라 무부하 손실 전력을 측정하고, 정격 전류에 따라 부하 손실 전력을 측정하여 효율을 계산해 낸다.
그러나, 종래에는 시험 운영자(Operator)가 수동으로 시험 전압/전류를 측정하여 측정 시간에 대한 지연과 측정 오차가 발생하여, 균일한 시험 결과를 도출하기 어려운 문제점이 있다.
대한민국 공개특허번호 제10-2012-0033189호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배전변압기의 시험 전압 또는 전류를 자동으로 측정할 수 있는 배전변압기의 품질 시험 장치 및 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전변압기의 품질 시험 장치는 배전 변압기의 전류, 주파수, 각 상(Phase)의 손실 전력을 측정하는 전력 측정기와 데이터 송수신하여 사용자의 요청에 따라 상기 전력 측정기의 세팅 값들을 변경시켜, 상기 배전 변압기의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 측정한 측정 데이터를 전송받는 데이터 송수신 처리부, 사용자로부터 정격 전압 및 전류의 값과 측정 오차 범위를 입력받는 시험 조건 입력부, 배전변압기의 무부하 및 부하시의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 전압 및 전류값이 측정 오차 범위 내인지 계산하는 측정부, 상기 시험 조건 입력부로부터 입력받은 시험 조건 데이터와 상기 측정부로부터 측정된 측정 데이터에 기초하여 배전 변압기의 효율을 계산하는 계산부, 계산된 데이터를 저장하는 데이터 저장부, 저장된 데이터를 분석하여 상기 배전변압기의 품질을 판단하는 데이터 분석부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 시험 효율값들의 균등화에 기여할 수 있고, 제품의 품질 및 신뢰성 향상에도 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전변압기의 품질 시험 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전변압기의 품질 시험 장치의 개략적인 동작을 나타내는 플로우챠트이다.
도 4는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전변압기의 품질 시험 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전변압기의 품질 시험 장치(100)는 데이터 송수신 처리부(110), 시험 조건 입력부(120), 측정부(130), 계산부(140), 데이터 저장부(150) 및 데이터 분석부(160)를 포함할 수 있으며, 표시부(170) 및 출력부(180)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 전원 공급기(10)는 배전 변압기(20)에 전원을 공급하고, 배전 변압기(20)는 입력되는 특고압을 공장 또는 가정에서 사용 가능한 고압 또는 저압의 전압으로 변환할 수 있다. 계기용 변성기(30)는 변류기인 전류 트랜스포머(Current Transformer;CT) 또는 변압기인 전압 트랜스포머(Voltage Transformer;VT)로 구성되어 배전 변압기(20)의 전류 및 전압을 일정 배율로 변성할 수 있다.
전력 측정기(또는 전력 측정기)(40)는 배전 변압기(20)의 전류, 주파수, 각 상(Phase)의 손실 전력 등을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배전변압기의 품질 시험 장치(100)는 전력 측정기(40)로부터의 배전 변압기(20)의 무부하 및 부하시의 전압 및 전류를 검출하여 설정된 정격 전압 및 전류와 비교하고, 비교 결과에 따라 배전 변압기(20)의 효율을 최종적으로 도출할 수 있다.
데이터 송수신 처리부(110)는 전력 측정기(40)와 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 계기용 변성기(30)에 의해 변성된 인가 전압 및 전류값을 전력 측정기(40)를 통해 전송받을 수 있다. 전력 측정기(40)와 품질 시험 장치(100) 간에는 이더넷(Ethernet), 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus; USB), 범용 인터페이스 버스(General Purpose Interface Bus; GPIB) 등의 인터페이스를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 이에 따라, 품질 시험 장치(100)는 전력 측정기(40)에 측정 전압, 전류, 전력, 주파수 등의 데이터를 요청할 수 있고, 사용자의 요청에 따라 전력 측정기(40)의 세팅 값들을 변경시킬 수 있다.
시험 조건 입력부(120)는 사용자로부터 배전 변압기(20)의 품질 시험 조건을 입력받을 수 있다. 즉, 사용자는 정격 전압 및 전류값과 측정 오차 범위를 입력할 수 있다. 더하여, 사용자는 손실 및 효율 계산에 필요한 변수들, 예를 들어, 상간 저항, 전압 비율, 측정된 전류/전압간 비율, 전력계법, 배전 변압기의 용량, 결선도 및 권선 재질 등을 입력할 수 있다.
측정부(130)는 배전 변압기(20)의 무부하 및 부하시의 전압 및 전류 중 적어도 하나의 값을 측정할 수 있으며, 각 상(Phase)의 손실 전력 등을 측정할 수 있다. 즉, 측정부(130)는 배전 변압기(20)의 무부하시의 전압값 또는 부하시의 전류값, 각 상(Phase)의 손실 전력 등을 측정할 수 있다.
측정부(130)는 무부하시에 배전 변압기(20)의 이차측 전압값을 측정할 수 있고, 부하시에는 배전 변압기(20)의 일차측 전류값을 측정할 수 있다. 이에 기초하여, 측정부(130)는 각 상(Phase)의 손실 전력 등을 측정할 수 있다.
계산부(140)는 시험 조건 입력부(120)로부터 입력받은 시험 조건 데이터와 측정부(130)로부터 측정된 측정 데이터에 기초하여 배전 변압기의 효율을 계산할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전변압기의 품질 시험 장치의 개략적인 동작을 나타내는 플로우챠트이다.
도 1과 함께 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전변압기의 품질 시험 장치(100)의 품질 시험기(120)의 시험 조건 입력부(120)는 배전 변압기(20)의 무부하시에 사용자로부터 정격 전압(V)를 입력받을 수 있다(S10).
또한, 시험 조건 입력부(120)는 사용자로부터 측정 오차 범위(하한치αL, 상한치αH)를 입력받을 수 있다. 측정 오차 범위는 비율(%)로 입력받을 수 있다(S11).
더하여, 시험 조건 입력부(120)는 사용자로부터 손실 및 효율 계산에 필요한 변수들, 예를 들어, 상간 저항, 전압 비율, 측정된 전류/전압간 비율, 전력계법, 배전 변압기의 용량, 결선도 및 권선 재질 등을 입력받을 수 있다.
이후, 측정부(130)는 측정된 배전 변압기(20)의 시험 전압(v)이 사용자로부터 입력받은 측정 오차 범위 내인지 계산하여 범위 내에 들어오면 자동으로 배전 변압기(20)의 시험 전압(v)을 측정할 수 있다(S12).
예를 들어, 측정부(130)는 다음의 수식 1에 따라 측정된 배전 변압기(20)의 시험 전압(v)이 사용자로부터 입력받은 측정 오차 범위내인지 계산할 수 있다(S13).
(수식 1)
Vx(1-αL)≤v≤Vx(1+αH)
여기서, V는 배전 변압기(20)의 무부하시에 사용자로부터 입력받은 정격 전압, αL는 사용자로부터 측정 오차 범위의 하한치, αH는 사용자로부터 측정 오차 범위의 상한치, v는 측정된 배전 변압기(20)의 시험 전압일 수 있다.
이후, 데이터 저장부(150)는 시험 전압(v)을 저장하고, 표시부(170)는 시험 전압(v)를 외부에 표시할 수 있다(S14).
도 1과 함께 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전변압기의 품질 시험 장치(100)의 품질 시험기(120)의 시험 조건 입력부(120)는 배전 변압기(20)의 부하시에 사용자로부터 정격 전류(A)를 입력받을 수 있다(S20).
또한, 시험 조건 입력부(120)는 사용자로부터 측정 오차 범위(하한치βL, 상한치βH)를 입력받을 수 있다. 측정 오차 범위는 비율(%)로 입력받을 수 있다(S21).
이후, 측정부(130)는 측정된 배전 변압기(20)의 시험 전류(a)가 사용자로부터 입력받은 측정 오차 범위 내인지 계산하여 범위 내에 들어오면 자동으로 배전 변압기(20)의 시험 전류(a)를 측정할 수 있다(S22).
예를 들어, 계산부(140)는 다음의 수식 2에 따라 측정된 배전 변압기(20)의 시험 전류(a)가 사용자로부터 입력받은 측정 오차 범위내인지 계산할 수 있다(S23).
(수식 2)
Ax(1-βL)≤a≤Ax(1+βH)
여기서, A는 배전 변압기(20)의 부하시에 사용자로부터 입력받은 정격 전류, βL는 사용자로부터 측정 오차 범위의 하한치, βH는 사용자로부터 측정 오차 범위의 상한치, a는 측정된 배전 변압기(20)의 시험 전류일 수 있다.
이후, 데이터 저장부(150)는 시험 전류(a)를 저장하고, 표시부(170)는 시험 전류(a)를 외부에 표시할 수 있다(S14).
다시, 도 1을 참조하면,
계산부(140)는 시험 조건 입력부(120)로부터 입력받은 시험조건 데이터와 측정부(130)로부터 측정된 전압, 전류, 각 상(Phase)의 손실 전력 등의 데이터를 배전변압기(20)의 효율을 계산할 수 있다.
데이터 분석부(160)는 데이터 저장부(150)에 저장된 시험 전압(v) 및 시험 전류(a) 값에 기초하여 데이터를 분석하고, 출력부(180)은 데이터 분석 결과를 외부에 출력할 수 있다.
도 4는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면으로, 상술한 하나 이상의 실시예를 구현하도록 구성된 컴퓨팅 디바이스(1100)를 포함하는 시스템(1000)의 예시를 도시한다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 개인 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드헬드 또는 랩탑 디바이스, 모바일 디바이스(모바일폰, PDA, 미디어 플레이어 등), 멀티프로세서 시스템, 소비자 전자기기, 미니 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 임의의 전술된 시스템 또는 디바이스를 포함하는 분산 컴퓨팅 환경 등을 포함하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
컴퓨팅 디바이스(1100)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛(1110) 및 메모리(1120)를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛(1110)은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리(1120)는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 추가적인 스토리지(1130)를 포함할 수 있다. 스토리지(1130)는 자기 스토리지, 광학 스토리지 등을 포함하지만 이것으로 한정되지 않는다. 스토리지(1130)에는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예를 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 명령이 저장될 수 있고, 운영 시스템, 애플리케이션 프로그램 등을 구현하기 위한 다른 컴퓨터 판독 가능한 명령도 저장될 수 있다. 스토리지(1130)에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령은 프로세싱 유닛(1110)에 의해 실행되기 위해 메모리(1120)에 로딩될 수 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 입력 디바이스(들)(1140) 및 출력 디바이스(들)(1150)을 포함할 수 있다. 여기서, 입력 디바이스(들)(1140)은 예를 들어 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 디바이스, 터치 입력 디바이스, 적외선 카메라, 비디오 입력 디바이스 또는 임의의 다른 입력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 출력 디바이스(들)(1150)은 예를 들어 하나 이상의 디스플레이, 스피커, 프린터 또는 임의의 다른 출력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 다른 컴퓨팅 디바이스에 구비된 입력 디바이스 또는 출력 디바이스를 입력 디바이스(들)(1140) 또는 출력 디바이스(들)(1150)로서 사용할 수도 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 네트워크(1200)을 통하여 다른 디바이스(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(1300))와 통신할 수 있게 하는 통신접속(들)(1160)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 접속(들)(1160)은 모뎀, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 통합 네트워크 인터페이스, 무선 주파수 송신기/수신기, 적외선 포트, USB 접속 또는 컴퓨팅 디바이스(1100)를 다른 컴퓨팅 디바이스에 접속시키기 위한 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 통신 접속(들)(1160)은 유선 접속 또는 무선 접속을 포함할 수 있다.
상술한 컴퓨팅 디바이스(1100)의 각 구성요소는 버스 등의 다양한 상호접속(예를 들어, 주변 구성요소 상호접속(PCI), USB, 펌웨어(IEEE 1394), 광학적 버스 구조 등)에 의해 접속될 수도 있고, 네트워크에 의해 상호접속될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "구성요소", "모듈", "시스템", "인터페이스" 등과 같은 용어들은 일반적으로 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어인 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭하는 것이다. 예를 들어, 구성요소는 프로세서 상에서 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능물(executable), 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컨트롤러 상에서 구동중인 애플리케이션 및 컨트롤러 모두가 구성요소일 수 있다. 하나 이상의 구성요소는 프로세스 및/또는 실행의 스레드 내에 존재할 수 있으며, 구성요소는 하나의 컴퓨터 상에서 로컬화될 수 있고, 둘 이상의 컴퓨터 사이에서 분산될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 배전변압기 무부하/부하 시험을 통한 효율 측정 시 정확한 시험 결과를 도출하여, 시험 효율값들의 균등화에 기여할 수 있으며, 변압기의 설계값과 시험값 관리를 통하여 제품의 품질 및 신뢰성 향상에도 기여할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 배전변압기의 품질 시험 장치
110: 데이터 송수신 처리부
120: 시험 조건 입력부
130: 측정부
140: 계산부
150: 데이터 저장부
160: 데이터 분석부
170: 표시부
180: 출력부

Claims (5)

  1. 배전 변압기의 전류, 주파수, 각 상(Phase)의 손실 전력을 측정하는 전력 측정기와 데이터 송수신하여 사용자의 요청에 따라 상기 전력 측정기의 세팅 값들을 변경시켜, 상기 배전 변압기의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 측정한 측정 데이터를 전송받는 데이터 송수신 처리부;
    사용자로부터 정격 전압 및 전류의 값과 측정 오차 범위를 입력받는 시험 조건 입력부;
    배전변압기의 무부하 및 부하시의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 전압 및 전류값이 측정 오차 범위 내인지 계산하는 측정부;
    상기 시험 조건 입력부로부터 입력받은 시험 조건 데이터와 상기 측정부로부터 측정된 측정 데이터에 기초하여 배전 변압기의 효율을 계산하는 계산부;
    계산된 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 및
    저장된 데이터를 분석하여 상기 배전변압기의 품질을 판단하는 데이터 분석부
    를 포함하는 배전변압기의 품질 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정부에 의해 측정된 상기 배전변압기의 무부하 및 부하시의 전압 및 전류의 값을 표시하는 표시부; 및
    상기 데이터 분석부에 의해 판단된 상기 배전변압기의 품질을 출력하는 출력부
    를 더 포함하는 배전변압기의 품질 시험 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시험 조건 입력부는 사용자로부터 손실 및 효율 계산에 필요한 변수들을 더 입력받는 배전변압기의 품질 시험 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 손실 및 효율 계산에 필요한 변수들은 상간 저항, 전압 비율, 측정된 전류/전압간 비율, 전력계법, 배전 변압기의 용량, 결선도 및 권선 재질을 포함하는 배전변압기의 품질 시험 장치.
  5. 배전 변압기의 전류, 주파수, 각 상(Phase)의 손실 전력을 측정하는 전력 측정기와 데이터 송수신하여 사용자의 요청에 따라 상기 전력 측정기의 세팅 값들을 변경시켜, 상기 배전 변압기의 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 측정한 측정 데이터를 전송받는 데이터 송수신 처리부;
    사용자로부터 정격 전압 및 전류의 값과 측정 오차 범위를 입력받는 시험 조건 입력부;
    배전변압기의 무부하 및 부하시의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 전압 및 전류값이 측정 오차 범위 내인지 계산하는 측정부;
    상기 시험 조건 입력부로부터 입력받은 시험 조건 데이터와 상기 측정부로부터 측정된 측정 데이터에 기초하여 배전 변압기의 효율을 계산하는 계산부;
    계산된 데이터를 저장하는 데이터 저장부;
    저장된 데이터를 분석하여 상기 배전변압기의 품질을 판단하는 데이터 분석부
    상기 측정부에 의해 측정된 상기 배전변압기의 무부하 및 부하시의 전압 및 전류의 값을 표시하는 표시부; 및
    상기 데이터 분석부에 의해 판단된 상기 배전변압기의 품질을 출력하는 출력부
    를 포함하는 배전변압기의 품질 시험기를 실행하는 소프트웨어가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.

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CN111474433A (zh) * 2020-04-26 2020-07-31 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种便于现场测试的配电变压器额定容量核实方法

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