KR102087563B1 - 탭 절환기 스위칭을 모니터링하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

탭 절환기 스위칭을 모니터링하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 개시는 변압기 권선 (2) 의 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 부하시 탭 절환기 (OLTC) (1) 에 의한 스위칭을 모니터링하는 방법에 관한 것이다. 방법은 변압기의 전압을 측정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 OLTC 의 온도를 측정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 측정된 전압 및 온도에 기초하여, 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 스위칭이 성공적이었는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

탭 절환기 스위칭을 모니터링하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램{METHOD, APPARATUS AND COMPUTER PROGRAM FOR MONITORING TAP CHARGER SWITCHING}
본 개시는 변압기 권선 탭들의 제 1 콘택 (contact) 으로부터 제 2 콘택으로의 부하시 탭 절환기 (on-load tap changer; OLTC) 에 의한 스위칭을 모니터링하는 방법에 관한 것이다.
변압기 탭은, 소정 수의 턴들이 선택되게 하는 변압기 권선을 따른 접속 점 (connection point) 이다. 이는, 가변 턴비 (variable turns ratio) 를 가진 변압기가 생성되어, 출력의 전압 조절 (voltage regulation) 을 가능하게 한다는 것이다. 탭 선택은 탭 절환기 메커니즘을 통해 이루어진다. 탭 절환기는 탭 선택기 및 상이한 콘택들 사이에서 빠르게 이동 가능한 다이버터 (diverter) 스위치를 포함하는 디바이스이며, (변압기의 동작을 중단시키지 않고) 탭 절환기에 부하가 걸릴 때 스위치가 상이한 콘택들 사이에서 이동하는 경우 트랜지션 상태를 완화시키기 위해 트랜지션 저항기들이 사용된다. 탭 절환기는 또한 다이버터 스위치와 탭 선택기를 결합 (선택기 스위치 타입) 하여 설계될 수 있다.
탭 절환기가 새로운 콘택으로 성공적으로 스위칭했는지, 또는 탭 절환기가 콘택들 사이의 트랜지션 동안 예를 들어, 꼼짝 못하게 되어 있는지 (get stuck) 를 검출할 필요가 있다. 실패한 스위칭으로 인한 결함 (fault) 이 검출되면, 변압기는 트리핑 (tripping) 되고 따라서 연결해제될 수도 있다. 그러나, 변압기를 트리핑하는 것은 많은 비용이 들고 다시 온라인에 접속하는데 시간이 걸릴 수도 있다. 따라서 필요한 경우가 아니면 변압기를 트리핑하지 않는 것이 중요하다.
본 발명의 목적은, 변압기 권선의 콘택들 사이의 탭 절환기의 스위칭이 성공적인지 아닌지를 결정하는 개선된 방식을 제공하는 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 변압기 권선의 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 OLTC 에 의한 스위칭을 모니터링하는 방법이 제공된다. 방법은 변압기의 전압을 측정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 OLTC 의 온도를 측정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 측정된 전압 및 온도에 기초하여, 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 스위칭이 성공적이었는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 본 발명의 양태로서 다음과 같은 양태들을 포함할 수 있다.
스위칭 기간 동안 변압기 권선 (2) 의 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 부하시 탭 절환기 (OLTC) (1) 에 의한 스위칭을 모니터링하는 방법은, 시간의 경과에 따라 변압기의 위상 전압을 측정하는 단계 (M1), 시간의 경과에 따라 상기 OLTC (1) 의 온도를 측정하는 단계 (M2), 측정된 상기 전압 및 온도에 기초하여, 상기 제 1 콘택 (3a) 으로부터 상기 제 2 콘택 (3b) 으로의 상기 스위칭이 성공적이지 못했다고 결정하는 단계 (M3) 를 포함하고, 상기 결정하는 단계 (M3) 는, 측정된 상기 전압이 상기 스위칭 기간 동안 변화하였고 상기 변화가 미리결정된 임계치보다 높다고 결정하는 단계를 포함하고, 상기 결정하는 단계 (M3) 는, 측정된 상기 온도가 상기 스위칭 기간의 종료 후에 계속 상승한다고 결정하는 단계를 포함한다.
상기 스위칭을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 결정하는 단계 (M3) 는, 측정된 상기 위상 전압과 동일한 위상의 측정된 전류 간의 비율 (quotient) 이 상기 스위칭 기간 동안 변화하였고 상기 변화가 미리결정된 임계치보다 높다고 결정하는 단계를 포함한다.
상기 스위칭을 모니터링하는 방법은 상기 변압기를 트리핑 (tripping) 하는 단계를 더 포함한다.
상기 스위칭을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 전압을 측정하는 단계 (M1) 는 상기 변압기의 부싱 (bushing) 에서 전압을 측정하는 단계를 포함한다.
상기 스위칭을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 온도를 측정하는 단계 (M2) 는 상기 OLTC 에서의 절연성 액체, 또는 오일의 온도를, 상기 OLTC 내에 위치된 온도 센서에 의하여 측정하는 단계를 포함한다.
상기 스위칭을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 전압을 측정하는 단계 (M1) 는 3-상 변압기의 각각의 위상에 대한 전압을 측정하는 단계를 포함한다.
상기 스위칭을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 OLTC (1) 는, 회로 차단기 (5a; 5b) 를 포함하거나, 또는 진공 인터럽터 (VI) 를 포함한다.
상기 스위칭을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 변압기는 적어도 1kVrms 의 전압 정격을 갖는다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 탭 절환기의 제어기로 하여금, 컴퓨터 실행가능 컴포넌트들이 제어기에 포함된 프로세싱 회로부 상에서 실행될 때 본 개시의 방법의 실시형태를 수행하게 하기 위한 컴퓨터 실행가능 컴포넌트들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
구체적으로, 본 발명의 다른 양태로서 다음과 같은 양태를 포함할 수 있다.
매체 상에 저장된 컴퓨터 프로그램은, 제어기 (6) 로 하여금, 컴퓨터 실행가능 컴포넌트들이 상기 제어기에 포함된 프로세싱 회로부 상에서 실행될 때 상술한 스위칭을 모니터링하는 방법을 수행하게 하기 위한 상기 컴퓨터 실행가능 컴포넌트들을 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 변압기 권선의 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 OLTC 에 의한 스위칭을 모니터링하기 위한 제어기가 제공된다. 제어기는, 프로세싱 회로부, 및 상기 제어기가 변압기의 전압을 측정하도록 동작하는 상기 프로세싱 회로부에 의해 실행가능한 명령들을 저장하는 스토리지를 포함한다. 제어기는 또한 변압기의 OLTC 의 온도를 측정하도록 동작한다. 제어기는 또한, 측정된 전압 및 온도에 기초하여, 변압기의 권선의 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 스위칭이 성공적이었는지 여부를 결정하도록 동작한다.
구체적으로, 본 발명의 다른 양태로서 다음과 같은 양태를 포함할 수 있다.
스위칭 기간 동안 변압기 권선 (2) 의 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 부하시 탭 절환기 (OLTC) (1) 에 의한 스위칭을 모니터링하기 위한 제어기 (6) 는, 프로세싱 회로부; 및 상기 제어기가, 시간의 경과에 따라 변압기의 위상 전압을 측정하고; 시간의 경과에 따라 상기 변압기의 OLTC (1) 의 온도를 측정하고; 측정된 상기 전압 및 온도에 기초하여, 상기 변압기의 권선 (2) 의 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 스위칭이 성공적이지 못했다고 결정하도록 동작하는, 상기 프로세싱 회로부에 의해 실행가능한 명령들을 저장하는 스토리지를 포함하고, 상기 결정하는 것은, 측정된 상기 전압이 상기 스위칭 기간 동안 변화하였고 상기 변화가 미리결정된 임계치보다 높다고 결정하는 것을 포함하고, 그리고 상기 결정하는 것은, 측정된 상기 온도가 상기 스위칭 기간의 종료 후에 계속 상승한다고 결정하는 것을 포함한다.
측정된 전압 및 측정된 탭 절환기 온도 양자 모두에 따른, 스위칭이 성공적인지 아닌지의 결정을 토대로, 상기 결정에 있어서 더 높은 정확성이 얻어지고 변압기를 불필요하게 트리핑할 위험이 감소된다. 또한, 탭 절환기가 측정된 전압에 기초하여 정확한 위치에 있는 것으로 보이지만 스위칭이 사실은 불완전한 경우 (occasion) 들이 본 발명의 실시형태들에 의하여 식별될 수 있다.
임의의 양태들의 임의의 피처가 적절한 경우 임의의 다른 양태에 적용될 수도 있음에 유의해야 한다. 마찬가지로, 임의의 양태들의 임의의 이점이 임의의 다른 양태들에 적용될 수도 있다. 개시된 실시형태들의 다른 목적들, 피처들 및 이점들은 다음의 상세한 개시로부터, 첨부된 종속항들로부터 뿐만 아니라 도면들로부터 명백할 것이다.
일반적으로, 청구항들에서 사용된 모든 용어들은, 본 명세서에서 달리 명시적으로 정의되지 않는 한, 기술 분야에서 그 통상의 의미에 따라 해석되어야 한다. "엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등" 에 대한 모든 언급들은, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등 중 적어도 하나의 인스턴스를 언급하는 것으로서 공공연하게 해석되어야 한다. 본 명세서에 개시된 임의의 방법의 단계들은, 명시적으로 언급되지 않는 한, 개시된 정확한 순서로 수행되어야 하는 것은 아니다. 본 개시의 상이한 피처들/컴포넌트들에 대한 "제 1", "제 2" 등의 사용은 오직 그 피처들/컴포넌트들을 다른 유사한 피처들/컴포넌트들과 구별하도록 의도될 뿐, 임의의 순서 또는 계위를 그 피처들/컴포넌트들에 제공하도록 의도되지 않는다.
첨부 도면들을 참조하여 일 예로 실시형태들이 설명될 것이다:
도 1a 는 본 발명에 따른, 제 1 트랜지션 단계에서의 탭 절환기의 실시형태의 개략적 회로 다이어그램이다.
도 1b 는 본 발명에 따른, 제 2 트랜지션 단계에서의 탭 절환기의 실시형태의 개략적 회로 다이어그램이다.
도 1c 는 본 발명에 따른, 제 3 트랜지션 단계에서의 탭 절환기의 실시형태의 개략적 회로 다이어그램이다.
도 1d 는 본 발명에 따른, 제 4 트랜지션 단계에서의 탭 절환기의 실시형태의 개략적 회로 다이어그램이다.
도 1e 는 본 발명에 따른, 제 5 트랜지션 단계에서의 탭 절환기의 실시형태의 개략적 회로 다이어그램이다.
도 1f 는 본 발명에 따른, 제 6 트랜지션 단계에서의 탭 절환기의 실시형태의 개략적 회로 다이어그램이다.
도 2a 는 본 발명에 따른, 성공적인 스위칭의 실시형태를 예시하는 그래프들의 개략적 다이어그램이다.
도 2b 는 본 발명에 따른, 불완전한 스위칭의 실시형태를 예시하는 그래프들의 개략적 다이어그램이다.
도 2c 는 본 발명에 따른, 불완전한 스위칭의 다른 실시형태를 예시하는 그래프들의 개략적 다이어그램이다.
도 3 은 본 발명의 방법의 실시형태의 개략적 플로우 차트이다.
이제, 실시형태들이 첨부 도면들을 참조하여 이하에 더 완전히 설명될 것이며, 첨부 도면들에서 소정의 실시형태들이 도시된다. 그러나, 많은 상이한 형태들의 다른 실시형태들이 본 개시의 범위 내에서 가능하다. 오히려, 다음의 실시형태들이 일 예로 제공되어, 본 개시는 철저하고 완전할 것이며, 당업자들에게 본 개시의 범위를 완전히 전달할 것이다. 유사한 번호들은 설명 전반에 걸쳐 유사한 엘리먼트들을 지칭한다.
도 1a 내지 도 1d 는, 탭 절환기의 트랜지션 스위치가 변압기의 1 차 또는 2 차 측에서, 변압기의 권선 (2) 상의 상이한 탭들에 대해 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로 트랜지션할 때, 탭 절환기 (1), 통상적으로는 부하시 탭 절환기 (OLTC) 의 스위칭에서의 상이한 단계들을 예시한다. 변압기 권선 (2) 은, 권선의 탭에 각각 대응하는 임의의 수의 콘택들 (3) 을 가질 수도 있다. 탭 절환기 (1), 통상적으로는 그의 단순화된 트랜지션 스위치는, 여기서 진공 인터럽터 (Vacuum Interrupter; VI) 형태의, 제 1 회로 차단기 (circuit breaker) (5a) 를 갖는 제 1 브랜치 (4a) 를 포함한다. 제 1 브랜치 (4a) 는, 탭 절환기가 현재 사용되는 탭의 콘택 (3) 에 관하여 적절히 위치될 때 권선 (2) 을 통과한 전류 (IL) 에 대한 메인 컨덕터이다. 탭 절환기는 또한, 제 2 회로 차단기 (5b) 를 가질 수도 있는 제 2 브랜치 (4b) 를 포함하고, 제 2 브랜치는 트랜지션 저항기 (R) 를 포함한다. 제 1 브랜치 (4a) 가 콘택 (3) 에 적절히 연결되고 회로 차단기 (5a) 가 폐쇄되면, 저항기 (R) 는 통상적으로 제 2 브랜치를 통해 전류가 전도되는 것을 제한한다. 제 2 브랜치 (4b) 는, 제 1 브랜치 (4a) 가 콘택들 (3) 로부터 연결해제될 때 및/또는 제 1 회로 차단기 (5a) 가 개방되고 브리징 (bridging) 위치에 있을 때 (도 1d 참조) 권선 (2) 의 전류를 전도하도록 구성된다. 전류가 제 2 브랜치 (4b) 를 통과하게 되고, 따라서 저항기 (R) 를 통과하게 되면, 열이 상기 저항기에서 생성되어, 탭 절환기 (1) 에 있어서 온도 증가를 초래한다. 통상적으로, 탭 절환기는, 냉각 유체로서 또한 기능할 수도 있는, 전기 절연성 유체, 예를 들어, 미네랄 또는 식물성 오일과 같은 액체 또는 에스테르 액체로 충진된다. 이 냉각 유체는 따라서 저항기 (R) 에서 생성된 열을 흡수하기 때문에 온도가 증가할 수도 있다. 냉각 유체의 온도는 유체-충진된 탭 절환기 내의 온도 센서에 의하여 측정될 수도 있다.
탭 절환기 (1) 는 제어기 (6) 에 의하여 모니터링 및/또는 제어된다. 제어기는 변압기의 제어 유닛에, 예를 들어, 제어실 (control room) 에 포함될 수도 있거나, 또는 제어실에 또한 위치될 수도 있는, 탭 절환기의 더 특정한 제어 유닛에 분배될 수도 있다. 제어기 (6) 는 제어기 내의 저장 유닛에 저장된, 통상적으로 소프트웨어 형태의, 컴포넌트들/명령들을 실행하기 위한 프로세싱 회로부를 포함한다. 프로세싱 회로부는, 예를 들어, 중앙 프로세싱 유닛 (CPU) 을 포함할 수도 있다. 프로세싱 회로부는 마이크로프로세서(들) 형태의 하나 또는 복수의 프로세싱 유닛들을 포함할 수도 있다. 그러나, 컴퓨팅 능력들을 가진 다른 적합한 디바이스들, 예를 들어, 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 CPLD (complex programmable logic device) 가 프로세싱 회로부에 포함될 수 있다. 스토리지는 본 명세서에서 논의된 바와 같이 컴퓨터 프로그램 제품으로서 간주되며 예를 들어, 컴퓨터 프로그램을 유지하는, 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리 또는 다른 솔리드 스테이트 메모리, 또는 하드 디스크 형태이거나, 또는 이들의 조합일 수도 있다.
도 1a 에서, 탭 절환기 (1) 는 제 1 콘택 (3a) 에, 상기 제 1 콘택의 탭을 통한 정규 동작을 위해 연결된다. 탭 절환기는 따라서, 탭 절환기가 제 2 콘택 (3b) 으로 스위칭하기 시작하기 전에 배열되는 대로 묘사된다. 권선 (2) 의 부하 전류 (IL) 는 화살표들로 표시된 바와 같이, 폐쇄된 제 1 회로 차단기 (5a) 를 통해 제 1 브랜치 (4a) 를 통과한다. 제 1 콘택 (3a) 과 제 2 콘택 (3b) 사이의 전압 (Ustep) 의 변화가 예시된다.
도 1b 에서, 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 스위칭은, 제 1 회로 차단기 (5a) 를 개방하고, 부하 전류 (IL) 가 제 2 브랜치 (4b) 를 통과하게 하고 저항기 (R) 에서 열을 생성하는 것에 의해 시작되었다.
도 1c 는 제 1 브랜치 (4a) 가 이제 제 2 콘택 (3b) 에 연결되도록 탭 절환기가 어떻게 이동하였는지를 예시한다. 그러나, 제 1 회로 차단기 (5a) 는 여전히 개방되어, 부하 전류 (IL) 가 제 2 브랜치 (4b) 를 통해 계속 통과하여, 저항기 (R) 에서 추가 열을 생성하고, 제 2 브랜치 (4b) 는 제 1 콘택 (3a) 에 여전히 연결된다.
도 1d 에 도시된 바와 같이, 제 1 회로 차단기 (5a) 가 그 후 폐쇄되어, Ustep 에 대응하는 변압기의 전압의 변화로 제 2 콘택 (3b) 에 현재 연결된, 제 1 브랜치 (4a) 를 통해 부하 전류 (IL) 가 통과하게 한다. 그러나, 제 2 브랜치 (4b) 는 여전히 제 1 콘택 (3a) 에 연결된다. 스텝 전압 (UStep) 으로 인해, 현재 순환 전류 (Ic) 가 형성되고, 이는 정격 전류의 범위에 있다. 이 순환 전류 (Ic) 는 저항기 (R) 에서 열 생성을 일으킬 것이다. 권선 (2) 의 변압기 측의 전압만이 이 스테이지에서 측정되면, 탭 절환기가 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 스위치를 성공적으로 완료했다고 잘못 결론이 내려질 수도 있다. 그러나, 순환 전류 (Ic) 로 인해, 본 발명에 따라 스위칭이 아직도 성공적으로 완료하지 않았다고 결정하기 위해 측정될 수도 있는 저항기 (R) 에서 열이 여전히 생성된다.
성공적인 스위칭의, 도 1e 에 도시된 바와 같은, 다음 단계에서, 제 2 회로 차단기 (5b) 가 개방되어, 전류가 제 2 브랜치 (4b) 를 통과하지 못하게 막고, 따라서 순환 전류 (Ic) 를 멈추게 한다. 전류가 더 이상 저항기 (R) 를 통과하지 않기 때문에, 더 적은 열이 생성되고, 탭 절환기의 열 생성은 통상적으로 스위칭 동작이 시작하기 전에 도 1a 에 도시된 상황에 대한 레벨과 동일한 레벨에서 다시 시작한다. 그러나, 어떤 이유로 제 2 회로 차단기 (5b) 가 적절히 개방되지 않거나, 또는 그 안에 여전히 아크가 존재하면, 일부 전류는 여전히 저항기 (R) 를 통과할 수도 있고, 이는 본 발명의 실시형태들에 의하여 과도한 가열 (excess heating) 로서 검출될 수 있다.
도 1f 에 도시된 최종 스위칭 단계에서, 탭 절환기는 도 1a 에서와 동일한 위치에 도달하지만, 제 1 콘택 (3a) 대신에 제 2 콘택 (3b) 에 연결되도록, 도면에서 훨씬 더 우측으로 이동하였고, 스위칭이 완료되었다. 제 2 회로 차단기 (5b) 는 이제 다시 폐쇄될 수도 있고, 정규 동작에서는 어떤 유효 전류도 어쨌든 제 2 브랜치 (4b) 를 그 저항기 (R) 때문에 통과해서는 안된다. 다시, 제 2 브랜치 (4b) 를 통과하는 전류로 야기되는 결함이 있으면, 이것은 본 발명의 실시형태들에 의하여 과도한 가열로서 검출될 수도 있다.
변압기는 임의의 수의 교류 (AC) 위상들을 가질 수도 있으며, 그 이유는 하나의 위상에 관한 본 명세서에서의 논의가 추가 위상들에 관련되기 때문이다. 통상적으로, 변압기는 3 개의 위상들에 대한 것일 수도 있다.
도 2a 내지 도 2c 는, 일부 측정된 및 계산된 파라미터들, 및 3-상 변압기에서 상이한 경우들에 대해 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 스위칭 동안 그들이 어떻게 변화하는지를 예시한다. 위상들의 전압들 및 전류들이 종종 종래의 변압기들에 대해 측정되는데, 그 이유는 어떤 추가적인 전압 또는 전류 센서들도 본 발명의 실시형태들을 수행하기 위해 설치될 필요가 없을 수도 있기 때문이다. 전류(들)를 측정하는 것은, 옵션이지만 더 많은 정보를 얻고 전압 측정치(들)의 오해 (misinterpretation) 를 회피하기 위하여 선호된다. 더 큰 시프트를 달성하고 따라서 오해의 위험을 감소시키기 위해, 각각의 위상의 측정된 전압과 측정된 전류 사이의 비율 (quotient) (U/I) 을 계산하는 것이 유리할 수도 있다. 게다가, 각각의 위상의 측정된 전압과 측정된 전류의 곱 (UI) 은 통상적으로 실질적으로 일정해야 하고 이것은 또한 오해의 위험을 감소시키기 위하여 결정될 수도 있다. 그 곱이 상당히 시프트되면, 다른 무언가가 잘못될 수도 있다.
도 2a 에서, 성공적인 스위칭이 예시된다. 알 수 있는 바와 같이, 스위칭은 위상들 (B, R 및 G) 각각에 대해, 현저하게 증가된 전압들 (UB, UR, UG) 을 초래한다. 이 예에서, 통상적으로 각각의 위상에 대해, 전류가 또한 측정되지만 여기에는 위상 (B) 의 전류 (IB) 만이 도시된다. 또한 전류를 측정함으로써, 스위칭에 관한 보다 완전한 정보가 얻어질 수 있다. 예상한 대로, 전류는 스위칭의 결과로서 (대응하는 전압이 증가했기 때문에) 감소한다. 스위칭으로부터 발생하는 더 큰 변화를 얻기 위해, 예를 들어, 전압 (UB) 을 그 대응하는 전류 (IB) 와 나누는 것에 의해 (도 2a 내지 도 2c 에 도시된 바와 같음), 더 뚜렷한 변화가 관찰될 수도 있도록 전류를 대응하는 전압과 관련시키는 것이 또한 가능하다. 따라서, 단지 전류 및/또는 전압만을 보는 것보다는 전압과 전류의 비율을 보는 것에 의해 성공적인 스위칭을 검출하는 것이 보다 용이할 수도 있다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 스위칭이 성공적이었는지 여부를 결정하는 것은 따라서, 측정된 전압, 전류 및/또는 측정된 전압과 측정된 전류 간의 비율의 변화가 미리결정된 임계치보다 높다고 결정하는 것을 포함할 수도 있다.
도 2a 의 스위칭이 성공적이었기 때문에, 탭 절환기 온도 (TOLTC) 의 작은 변화만이 발생한다 (상기 논의된 도 1b 내지 도 1d 의 단계들을 참조). 온도의 변화가 미리결정된 임계치보다 낮기 때문에, 온도 변화는 결함을 표시하지 않는다. 따라서, 본 발명의 일부 실시형태들에서, 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 스위칭이 성공적이었는지 여부를 결정하는 것은, 측정된 온도가 변화하지 않았다고 결정하거나, 또는 변화하였지만 그 변화가 미리결정된 임계치보다 낮다고 결정하는 것을 포함할 수도 있다.
그에 반해서, 도 2b 는 스위칭이 실패한 때의 상황을 예시한다. 알 수 있는 바와 같이, 권선 (2) 이 여전히 제 1 콘택 (3a) 을 통해 연결된다는 것을 표시하는 전압 또는 전류의 변화가 없다. 동시에, 온도 (TOLTC) 가 스위칭 기간의 종료 후에 계속 상승한다는 사실은, 전류가 제 2 브랜치 (4b) 를 통과하고 결함이 발생하였다 (가능하게는, 탭 절환기 (1) 가 도 1b 또는 도 1c 에 예시된 임의의 단계들에서 꼼짝 못하게 되어 있다) 는 것을 표시한다. 변압기의 전압을 측정하는 것과 탭 절환기의 온도를 측정하는 것 양자 모두에 의해 결함을 검출함으로써, 결함이 발생했는지가 더 높은 정확성으로 결정될 수 있어, 불필요하게 변압기를 트리핑할 위험을 감소시킨다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 스위칭이 성공적이었는지 여부를 결정하는 것은 따라서, 측정된 전압, 전류 및/또는 측정된 전압과 측정된 전류 간의 비율의 변화가 미리결정된 임계치보다 낮다고 결정하는 것을 포함할 수도 있다.
게다가, 본 발명의 일부 실시형태들에서, 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 스위칭이 성공적이었는지 여부를 결정하는 것은, 측정된 온도가 변화했다고 결정하고 그 변화가 미리결정된 임계치보다 높다고 결정하는 것을 포함할 수도 있다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 스위칭이 성공적이었는지 여부를 결정하는 것은, 스위칭이 성공적이지 못했다고 결정하는 것을 포함할 수도 있고, 그것에 의하여 방법은 변압기를 트리핑하는 단계 (그것을 전류와 연결해제하는 단계) 를 더 포함한다.
도 2c 는, 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 스위치가 발생했음을 전압 및 전류 측정치들이 표시하지만, 온도가 스위칭 기간의 종료 후에 계속 상승하는 상황을 예시한다. 이것은 탭 절환기 (1) 가 도 1d 에 예시된 단계에서 꼼짝 못하게 되어 있는 것에 대응할 수도 있다. 이 경우에, 결함이 발생하였지만, 측정된 전압 및/또는 전류만이 고려된 경우에는 검출되지 않을 수도 있다. 그것은 그러나, 탭 절환기에서 측정된 온도를 또한 고려하는 본 발명에 의하여 검출될 것이다.
측정된 온도가 성공적인 스위칭을 위해 예상되는 것보다 높게 상승하지만 변압기의 트리핑을 트리거하는데 충분하지 않으면, 스위칭 동작이 너무 오래 걸리거나, 또는 완전히 완료되지 않았다고 결정하는 것이 또한 가능하다. 이것은, 예를 들어, 탭 절환기가 기능하지만 서비스를 필요로 하거나, 또는 다른 무언가가 잘못되었다는 것을 표시할 수도 있다.
도 3 은 본 발명의 방법의 실시형태들을 예시하는 플로우 차트이다. 방법은 변압기 권선 (2) 의 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 탭 절환기, 통상적으로 OLTC (1) 에 의한 스위칭을 모니터링하기 위한 것이다.
방법은 변압기의 전압을 측정하는 단계 (M1) 를 포함한다. 전압은, 변압기의 부싱 (bushing) 에서 콘덴서 코어에 대한 전압을 측정함으로써 종래의 방식으로 또는 간접적으로 측정될 수도 있다. 부싱은 변압기의 권선 (2) 을 포함하는 탱크의 벽을 통과할 수도 있고, 여기서 탱크는, 냉각 유체로서 또한 기능할 수도 있는, 전기 절연성 유체, 예를 들어, 미네랄 또는 식물성 오일과 같은 액체 또는 에스테르 액체로 충진될 수도 있다. 전압의 측정 (M1) 은 3-상 변압기의 각각의 위상에 대한 전압을 측정하는 것을 포함할 수도 있다.
방법은 또한 탭 절환기 (1) 의 온도를 측정하는 단계 (M2) 를 포함한다. 온도는, 예를 들어, 탭 절환기에 위치된 센서에 의하여 측정될 수도 있다. 온도는 탭 절환기에서의, 절연성 유체, 이를 테면 액체, 예를 들어, 오일의 온도일 수도 있다.
방법은 또한, M1 & M2 에서 측정된 전압 및 온도에 기초하여, 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 스위칭이 성공적으로 완료되었는지 여부를 결정하는 단계 (M3) 를 포함한다.
방법은 본 명세서에서 논의된 제어기 (6) 에 의해 수행될 수도 있다.
본 발명의 실시형태들은 고-전압 애플리케이션들에서 특히 유용할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시형태들에서, 변압기는 적어도 1kVrms (rms = root-mean-square) 의 전압 정격을 갖는다.
본 발명의 실시형태들은, 본 개시의 교시들에 따라 프로그래밍된 하나 이상의 프로세서들, 메모리 및/또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체들을 포함하는, 하나 이상의 종래의 범용 또는 전문화된 디지털 컴퓨터, 컴퓨팅 디바이스, 머신, 또는 마이크로프로세서를 사용하여 편리하게 구현될 수도 있다. 적절한 소프트웨어 코딩은, 소프트웨어 분야의 당업자들에게 명백할 바와 같이, 본 개시의 교시들에 기초하여 숙련된 프로그래머들에 의해 용이하게 준비될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 본 발명은 본 발명의 방법들/프로세스들 중 임의의 것을 수행하도록 컴퓨터를 프로그래밍하는데 사용될 수 있는/명령들을 저장하고 있는 비일시적 저장 매체 또는 컴퓨터 판독가능 매체 (매체들) 인 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다. 저장 매체의 예들은 플로피 디스크들, 광학 디스크들, DVD, CD-ROM들, 마이크로드라이브, 및 광-자기 디스크들, ROM들, RAM들, EPROM들, EEPROM들, DRAM들, VRAM들, 플래시 메모리 디바이스들, 자기 또는 광학 카드들, 나노시스템들 (분자 메모리 IC들을 포함함), 또는 명령들 및/또는 데이터를 저장하는데 적합한 임의의 타입의 매체들 또는 디바이스를 포함하는 임의의 타입의 디스크를 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지는 않는다.
본 개시는 주로 몇몇 실시형태들을 참조하여 위에서 설명되었다. 그러나, 당업자에 의해 용이하게 인식되는 바와 같이, 상기 개시된 것들 이외의 다른 실시형태들이 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같이, 본 개시의 범위 내에서 동일하게 가능하다.

Claims (10)

  1. 스위칭 기간 동안 변압기 권선 (2) 의 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 부하시 탭 절환기 (OLTC) (1) 에 의한 스위칭을 모니터링하는 방법으로서,
    시간의 경과에 따라 변압기의 위상 전압을 측정하는 단계 (M1);
    시간의 경과에 따라 상기 OLTC (1) 의 온도를 측정하는 단계 (M2);
    측정된 상기 전압 및 온도에 기초하여, 상기 제 1 콘택 (3a) 으로부터 상기 제 2 콘택 (3b) 으로의 상기 스위칭이 성공적이지 못했다고 결정하는 단계 (M3) 를 포함하고;
    상기 결정하는 단계 (M3) 는, 측정된 상기 전압이 상기 스위칭 기간 동안 변화하였고 상기 변화가 미리결정된 임계치보다 높다고 결정하는 단계를 포함하고; 그리고
    상기 결정하는 단계 (M3) 는, 측정된 상기 온도가 상기 스위칭 기간의 종료 후에 계속 상승한다고 결정하는 단계를 포함하는, 스위칭을 모니터링하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계 (M3) 는, 측정된 상기 위상 전압과 동일한 위상의 측정된 전류 간의 비율 (quotient) 이 상기 스위칭 기간 동안 변화하였고 상기 변화가 미리결정된 임계치보다 높다고 결정하는 단계를 포함하는, 스위칭을 모니터링하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭을 모니터링하는 방법은 상기 변압기를 트리핑 (tripping) 하는 단계를 더 포함하는, 스위칭을 모니터링하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압을 측정하는 단계 (M1) 는 상기 변압기의 부싱 (bushing) 에서 전압을 측정하는 단계를 포함하는, 스위칭을 모니터링하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도를 측정하는 단계 (M2) 는 상기 OLTC 에서의 절연성 액체, 또는 오일의 온도를, 상기 OLTC 내에 위치된 온도 센서에 의하여 측정하는 단계를 포함하는, 스위칭을 모니터링하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압을 측정하는 단계 (M1) 는 3-상 변압기의 각각의 위상에 대한 전압을 측정하는 단계를 포함하는, 스위칭을 모니터링하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 OLTC (1) 는, 회로 차단기 (5a; 5b) 를 포함하거나, 또는 진공 인터럽터 (VI) 를 포함하는, 스위칭을 모니터링하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 변압기는 적어도 1kVrms 의 전압 정격을 갖는, 스위칭을 모니터링하는 방법.
  9. 매체 상에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 제어기 (6) 로 하여금, 컴퓨터 실행가능 컴포넌트들이 상기 제어기에 포함된 프로세싱 회로부 상에서 실행될 때 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 스위칭을 모니터링하는 방법을 수행하게 하기 위한 상기 컴퓨터 실행가능 컴포넌트들을 포함하는, 매체 상에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  10. 스위칭 기간 동안 변압기 권선 (2) 의 제 1 콘택으로부터 제 2 콘택으로의 부하시 탭 절환기 (OLTC) (1) 에 의한 스위칭을 모니터링하기 위한 제어기 (6) 로서,
    프로세싱 회로부; 및
    상기 제어기가,
    시간의 경과에 따라 변압기의 위상 전압을 측정하고;
    시간의 경과에 따라 상기 변압기의 OLTC (1) 의 온도를 측정하고;
    측정된 상기 전압 및 온도에 기초하여, 상기 변압기의 권선 (2) 의 제 1 콘택 (3a) 으로부터 제 2 콘택 (3b) 으로의 스위칭이 성공적이지 못했다고 결정하도록 동작하는, 상기 프로세싱 회로부에 의해 실행가능한 명령들을 저장하는 스토리지를 포함하고;
    상기 결정하는 것은, 측정된 상기 전압이 상기 스위칭 기간 동안 변화하였고 상기 변화가 미리결정된 임계치보다 높다고 결정하는 것을 포함하고; 그리고
    상기 결정하는 것은, 측정된 상기 온도가 상기 스위칭 기간의 종료 후에 계속 상승한다고 결정하는 것을 포함하는, 제어기.
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