KR102105812B1 - 무정전 변압기 교체 장치 및 이를 이용한 무정전 변압기 교체 공법 - Google Patents

Abstract

본 기술은 무정전 변압기 교체 장치 및 이를 이용한 무정전 변압기 교체 공법이 개시된다. 본 기술의 구체적인 예에 따르면, 부하 측의 주 전력의 PQ 제어를 통해 생성된 위성 신호에 동기되어 절체되는 개폐기와 발전기의 보조 전력의 전력 제어를 통해 도출된 출력 신호에 동기되어 절체되는 제2 스위치를 이용하여 변압기를 간단하게 신속하게 교체할 수 있고, 개폐기에 의거 변압기의 각 상에 동시에 절체됨에 따라 변압기의 각 상의 순차적 절체 시 발생되는 순간 정전을 방지할 수 있고 변압기의 교체 시간을 근본적으로 단축할 수 있다.

Description

무정전 변압기 교체 장치 및 이를 이용한 무정전 변압기 교체 공법{APPARATUS FOR REPLACING TRANSFORMER WITH UNINTERRUPTIABLE POWER SUPPLY AND METHOD}

본 발명은 무정전 변압기 교체 장치 및 이를 이용한 무정전 변압기 교체 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주 전력에 대한 PQ 제어를 통해 생성된 위상 신호에 동기되어 절체되는 마그네틱 구조의 개폐기와 발전기의 보조 전력에 대한 전력 제어를 통해 도출된 출력 신호에 동기되어 절체되는 제2 스위치를 이용하여 변압기를 순간 정전 없이 간단하게 신속하게 교체할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

일반적으로 배전선로용 주상 변압기는 주 전력원의 특고압(대지전압 13,200V, 상간전압 22,900V) 전선으로부터 각상 별로 전원이 연결된 상태에서 특고압의 전기를 변압하여 저압 배전선로나 인입선을 통하여 전력 사용자측으로 공급된다. 이때, 주상변압기를 이용한 저압 공급방식은 1상2선식 220V 공급방식과 3상4선식 380/220V 공급방식으로 나눌 수 있는데, 1상2선식 220V의 전압을 공급하기 위해서는 단상 변압기 1대, 3상4선식 380/220V의 전압을 공급하기 위해서는 단상 변압기 3대를 조합하여 변대를 구성한다.

여기에서, 주상 변압기의 3상4선식 공급방식의 결선방법은 주 전력원의 특고압선로의 A상, B상, C상 선로에서 각 상별로 변압기 1차 특고압 리드선을 결선하고, 상기 3개의 변압기의 접지 인하선을 붓싱 단자에서 공동접지하여 단독으로 인하하여 저압선로의 N상 선로에 연결하고, 각 변압기의 2차측 출력을 저압선로의 전력선에 결선한다.

이러한 주상 변압기를 노후 또는 과부하 등의 사유로 교체하고자 할 때 종래의 교체방법은 교체하고자 하는 변압기를 사선작업에 의해 부하 측으로 정전을 유발시키면서 작업하는 방법과, 부하 측의 정전을 회피하기 위해 이동형 변압기를 이용하여 작업 대상 변압기를 바이패스하여 무정전상태로 변압기를 교체하는 방법을 활용하고 있었는데, 최근에는 위상변환장치에 의한 바이패스 공법이 개발되어 현장에서 시범 적용되고 있다.

이와 같은 이동형 무정전 변압기에 의한 바이패스 공법은 특고압선로의 각상이 각각 3개의 변압기의 1차측에 결선되고, 그 변압기의 2차측이 저압선로의 각상에 결선되어 있어서, 무정전 변압기를 이용하여 3상 변압기를 교체 시 특고압선로의 각상에 1차측에 특고압 인하선을 각각 연결하고, 저압선로에 2차측 저압 인하선을 연결한 다음 무정전 변압기에 전압을 인가해 3상 주상변압기에 무정전 바이패스 회로를 구성한다.

그러나, 이러한 변압기의 교체 시 특고압측에 직접 전선을 연결하는 작업은 작업자의 안전에 위해를 가하는 요소로 작용되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 이동식 차량에 탑재된 발전기를 이용하여 간단하고 신속하게 변압기를 무정전으로 교체할 수 있는 무정전 변압기 교체 장치 및 이를 이용한 무정전 변압기 교체 공법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 변압기의 각 상을 동시에 절체됨에 따라 순간 정전 없이 무정전으로 변압기를 교체할 수 있는 무정전 변압기 교체 장치 및 이를 이용한 무정전 변압기 교체 공법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 의거 무정전변압기 교체 장치는

주 전력원의 특고압 전력을 주 전력으로 변환하는 변압기;

상기 변압기의 각 상에 각각 연결되고 주 전력을 부하로 전달하는 제1 스위치를 포함하고,

이동식 차량의 내부에 탑재되어 보조 전력을 생성하여 부하로 바이패스하는 변압기 교체장치를 더 포함하고,

상기 변압기 교체장치는

변압기 교체 시 상기 제1 스위치의 양단에 설치되고 주 전력을 부하측으로 바이패스시키는 개폐기;

상기 보조 전력을 생성하는 발전기;

상기 발전기의 보조 전력을 부하 측으로 전달하는 제2 스위치; 및

상기 부하 측 전력에 대한 PQ 제어를 통해 생성된 위상 신호에 동기되어 개폐기 및 제2 스위치의 절체를 제어하는 발전기 제어부를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 발전기 제어부는,

변압기의 교체 시 부하 측의 주 전력을 전달받아 주 전력에 대한 PQ 제어를 통해 위상 신호를 생성하고, 생성된 위상 신호를 개폐기로 전달하고,

상기 개폐기는 위상 신호에 동기되어 닫힘 상태로 절체되고, 상기 제1 스위치는, 상기 개폐기와 상보적으로 절체되어 열림 상태로 절체됨에 따라 주 전력이 개폐기를 통해 바이패스되며,

상기 제2 스위치는

상기 개폐기의 절체에 동기되어 닫힘 상태로 절체됨에 따라 발전기의 비상 전력이 부하로 전달되도록 구비될 수 있다.

바람직하게 상기 발전기 제어부는,

부하 측의 주 전력을 전달받아 주 전력에 대한 PQ 제어를 통해 위상 신호를 생성하고 생성된 위상 신호를 개폐기로 전달하고,

상기 개폐기는, 위상 신호에 동기되어 열림 상태로 절체됨에 따라 부하측에 발전기의 비상 전력을 전달하도록 구비될 수 있다.

바람직하게 상기 발전기 제어부는,

변압기의 교체 후 발전기의 비상 전력에 대한 전력 제어를 통해 발전기의 출력 전압을 도출하고,

상기 개폐기는

상기 발전기의 출력 전압에 의거 닫힘 상태로 절체하여 주 전력을 부하측으로 전달하도록 구비될 수 있다.

바람직하게 상기 발전기 제어부는,

변압기의 교체 완료 후 부하 측의 주 전력을 전달받아 주 전력에 대한 PQ 제어를 통해 위상 신호를 생성하고 생성된 위상 신호를 제2 스위치로 전달하고,

상기 제2 스위치는,

상기 위상 신호에 동기되어 열림 상태로 절체됨에 따라 주 전력을 부하측으로 전달하도록 구비될 수 있다.

바람직하게 상기 개폐기는 마그네틱 스위칭 소자로 구비되고 변압기의 각 상에 연결된 개폐기를 동시에 열림 또는 닫힘 상태로 절체하도록 구비될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 양태에 의거 무정전 변압기 교체 방법은,

이동식 차량에 탑재된 발전기의 보조 전력으로 변압기를 교체하는 무정전 변압기 교체 장치를 이용한 무정전 변압기 교체 공법에 있어서,

변압기 교체를 위해 부하측 전력에 대한 PQ 제어에 의거 생성된 위상 신호에 의거 닫힘 상태로 절체되는 개폐기로 바이패스된 변압기의 주 전력을 부하로 전달하고, 발전기를 동작하는 단계;

상기 발전기 제어부에서 발전기의 보조 전력의 전력 제어의 출력 전압에 동기되어 절체되는 제2 스위치를 경유하여 발전기의 보조 전력을 부하 측으로 전달하는 단계;

이 후 상기 부하측 전력의 PQ 제어에 의거 생성된 위상 신호에 의거 개폐기를 열림 상태로 절체함에 따라 부하 측에 보조 전력을 전달하고 제1 스위치를 열림 상태로 절체하여 변압기와 부하 측을 분리하는 단계;

변압기의 고압 인하선의 COS(Cut Of Switch)를 개방하여 변압기를 교체하는 단계;

변압기의 교체가 완료 후 발전기의 보조 전력의 전력 제어를 통해 도출된 출력 전압에 동기되어 개폐기를 닫힘 상태로 절체함에 따라 발전기의 보조 전력과 개폐기로 바이패스된 변압기의 주 전력을 부하 측에 공급하는 단계;

부하 측 전력에 대한 PQ 제어에 의거 생성된 위상 신호에 동기되어 상기 제2 스위치를 열림 상태로 절체하여 부하측으로 개폐기를 경유한 교체된 변압기의 주 전력을 전달하는 단계; 및

상기 발전기 제어부에서 부하 측 전력에 대한 PQ 제어에 의거 생성된 위상 신호에 동기되어 제1 스위치를 닫힘 상태로 절체한 다음 개폐기, 제2 스위치, 발전기, 및 발전기 제어부를 탈거하는 단계를 포함할 수 있다.

바람직하게 상기 개폐기의 절체는 변압기의 각 상에서 동시에 절체되도록 구비될 수 있다.

일 실시 예에 따르면 부하 측의 주 전력의 PQ 제어를 통해 생성된 위성 신호에 동기되어 절체되는 개폐기와 발전기의 보조 전력의 전력 제어를 통해 도출된 출력 신호에 동기되어 절체되는 제2 스위치를 이용하여 변압기를 간단하게 신속하게 교체할 수 있다.

또한 일 실시 예에 의거 개폐기에 의해 변압기의 각 상에 동시에 절체됨에 따라 변압기의 각 상의 순차적 절체 시 발생되는 순간 정전을 방지할 수 있고 변압기의 교체 시간을 근본적으로 단축할 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일 실시예의 무정전 변압기 교체 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예의 부하 측 전력을 보인 그래프이다.
도 3은 일 실시예의 발전기 제어부의 외관도이다.
도 4는 일 실시예의 무정전 변압기 교체 장치의 회로도이다.
도 5는 일 실시예의 무정전 변압기 교체 과정을 보인 흐름도이다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시예의 변압기의 부하의 연결도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

따라서, 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

일 실시예가 적용되는 무정전 전원 시스템은 각각의 구성요소에 대해 임의 개를 임의의 적절한 구성으로 포함할 수도 있다. 일반적으로, 컴퓨팅 및 통신 시스템들은 광범위한 구성들로 나타나며, 도면은 본 개시의 범위를 어떤 특정 구성으로 한정하지 않는다. 도면은 본 특허 문서에서 개시된 다양한 특성들이 사용될 수 있는 하나의 동작 환경을 도시하고 있지만, 그러한 특성들은 어떤 다른 적절한 시스템에서 사용될 수도 있다.

일 실시 예는 변압기의 교체 시 부하 측의 주 전력의 PQ 제어를 통해 생성된 위성 신호에 동기되어 절체되는 개폐기와 발전기의 보조 전력의 전력 제어를 통해 도출된 출력 신호에 동기되어 절체되는 제2 스위치를 이용하여 변압기를 간단하게 신속하게 교체할 수 있다.

또한 일 실시예는 개폐기를 마그네틱 스위칭 소자로 구비되어 변압기의 각 상을 동시에 절체함에 따라 순간 정전 없는 무정전으로 변압기를 교체할 수 있다.

도 1은 일 실시 예의 이동형 차량에 탑재된 무정전 변압기 교체 장치의 구성을 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 부하(200)의 전력을 보인 그래프이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 무정전 전원 시스템(UPS: Un interrupt Power Supply)은 주 전력원의 특고압 전력이 변환된 주 전력과 발전기의 보조 전력이 부하로 전달되어 부하(200)가 무정전으로 동작하도록 구비되고, 이에 무정전 변압기 교체 장치(S)는 변압기(110), 제1 스위치(130), 개폐기(150), 부하(200), 발전기(310), 제2 스위치(320), 및 발전기 제어부(330) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 개폐기(150), 발전기(310), 제2 스위치(320), 및 발전기 제어부(330)는 이동형 차량 내에 탑재되어 있다.

여기서, 부하인 수용가 측의 플랜트에는 정전의 발생이 최소화하여야 하는 병원, 은행, 데이터 센터 등에서 주 전력의 연결 없이 전력을 생산하여 부하로 전달하는 적어도 하나의 발전기, 비상 발전 또는 정전 후 자동으로 기동하는 발전기, 설정된 고정 전력을 생산하는 발전기, 주 전력원과 병렬로 연결되어 피크 부하 변동분의 보조 전력을 생산하여 부하로 전달하는 발전기, 특정 피크 전력 수요 시간 또는 정전의 위험이 있는 기간 동안 전력을 생산하여 주 전력원에 인가하는 발전기, 설정된 전력을 설정치 생산하고 설정치를 제외한 나머지 전력을 주 전력원에 판매하는 발전기를 보조 전력으로 사용하고 있으며, 이에 주 전력원의 정전 또는 사고로부터 플랜트의 소손을 방지할 수 있다.

이하 주 전력원과 병렬로 연결되어 피크 부하 변동분의 보조 전력을 생산하여 부하로 전달하는 발전기의 보조 전력과 주 전력으로 부하가 무정전으로 동작되는 과정을 일 례로 설명하고 있으며, 이에 한정하지 아니한다.

일 실시 예의 변압기(110)는 주 전력원의 특고압선에서 고압 부싱까지의 연결되는 고압 인하선(111), 변압기(110)에서 제1 스위치(130)까지 연결되는 저압 인하선(112), 및 접지 인하선(N)을 포함하고, 고압 인하선(111) 및 저압 인하선(112) 각각은 3상 R, S, T 상으로 구비될 수 있다.

이에 변압기(110)는 주 전력원으로부터 공급된 고압 인하선(111)의 특고압 전력을 기 정해진 주 전력으로 변압한 다음 저압 인하선(112)으로 바이패스되어 부하(200) 측으로 전달되도록 구비할 수 있다. 그리고 변압기(110)의 저압 인하선(112)의 주 전력은 제1 스위치(130)를 경유하여 부하(200)로 전달된다. 그리고, 제1 스위치(130)는 통상의 기계식 스위치로서 변압기(110)의 3상 단자에 각각 연결되는 구조를 채택한다.

이러한 변압기(110)의 교체를 위해 클램프를 이용하여 변압기(110)의 저압 인하선(112)과 제1 스위치(130)의 일단을 개폐기(150)의 일단 및 이동형 차량 내의 발전기 제어부(330)에 연결하고, 제1 스위치(130)의 타단을 클램프를 이용하여 개폐기(150)의 타단에 연결한다.

이에 변압기(110)의 주 전력은 개폐기(150)를 통해 부하(200)로 바이패스된다.

한편, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치의 발전기(310)와 제2 스위치(320)는 부하(200) 측에 직렬로 연결된다. 여기서, 발전기(310)는 주 전력 이외의 보조 전력을 생산하고, 제2 스위치(320)는 발전기(310)의 보조 전력을 부하(200)로 전달하기 위해 절체된다.

또한, 무정전 변압기 교체 장치의 발전기 제어부(330)는 변압기(110)의 주 전력에 대해 유효 전력 P과 무효 전력 Q을 모두 0 또는 일정하게 제어하기 위한 위상 신호로 주 전력을 제어하는 PQ 제어를 수행한다.

발전기 제어부(330)는 발전기(310)의 보조 전력에 대해 전력 제어를 수행하여 보조 전력을 일정하게 유지시키기 위한 출력 신호를 도출할 수 있다.

이러한 주 전력에 대한 위상 신호 및 발전기의 보조 전력에 대한 출력 신호에 동기되어 상기 개폐기(150) 및 제2 스위치(320)가 절체되고, 이에 변압기(110)는 순간 정전 없이 무정전으로 교체될 수 있다.

도 3은 발전기 제어부(330)의 외관도로서, 도 3를 참조하면, 발전기 제어부(330)는 무정전 전원 시스템의 각 부의 측정값과, 제1 스위치(130)및 제2 스위치(200)의 절체 상태와, 알람 발생 상태, 등을 직관적으로 확인할 수 있다.

도 4는 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치의 세부 회로도로서, 도 4를 참조하면, 일 실시예의 무정전 변압기 교체 장치는 제1 스위치(130), 발전기(310). 제2 스위치(320), 및 발전기 제어부(330)의 결손 상태를 확인할 수 있다.

이러한 무정전 변압기 교체 장치에 의거 변압기(110)를 순간 정전 없이 무정전으로 교체하는 일련의 과정을 이하에서 설명한다.

도 5는 도 1에 도시된 변압기의 교체 과정을 보인 전체 흐름도이고, 도 6a 및 도 6b는 변압기 무정전 교체 시 변압기(110)와 발전기(310)의 연결 관계를 나타낸 도면이다. 도 5 및 도 6a 및 도 6b를 참조하여 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 과정을 설명한다.

일 실시 예는 교체하고자 하는 주 전력과 기 설치된 변압기(110)의 주 전력이 동일하다고 가정하면, 변압기(110)의 저압 인하선(112)은 절연캡으로 씌워 재사용할 수 있다.

일 실시 예에서 변압기(110)의 교체 시 제1 스위치(130)는 기계식 절체 동작으로 변압기(110)의 3상이 순차적으로 절체되므로 변압기(110) 및 부하(200)의 간에 순간적인 정전이 발생되고, 이러한 순간적인 정전을 방지하기 위해 제1 스위치(130)의 양단간에 개폐기(150)를 추가 설치한다.

이때 개폐기(150)는 마그네틱 소재의 전자식 스위치로 구비될 수 있고, 이러한 마그네틱 스위치에 의거 변압기(110)의 3상 및 부하(200) 3상이 동시에 절체되므로, 변압기(110) 교체 시 제1 스위치(130)의 3 상의 순차 절체에 의거 발생한 순간 정전 없이 무정전으로 변압기(110)는 교체될 수 있다.

우선 변압기(110)의 교체 시 단계(S51) 및 단계(S52)에서, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치(S)는 부하(200)의 전류를 측정한 다음 변압기(110)의 저압 인하선(112)과 개폐기(150)의 일단의 각 상을 확인하여 변압기(110)의 저압 인하선(112)과 개폐기(150)의 일단과 발전기 제어부(330)을 클램프로 고정 연결한다.

그리고, 단계(S53)에서, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치(S)는 변압기(110)의 저압 인하선(112)의 상을 확인하여 부하(200)측 일단과 제1 개폐기(150)의 타단을 할선 클램프로 고정시킨다.

제1 개폐기(150)는 마그네틱 스위치로 구비됨에 따라 동시에 변압기(110)의 각 상과 부하(200) 각 상은 동시에 연결된다. 이에 제1 스위치(130)의 기계식 스위치에 의거 변압기(110)의 3상과 부하(200) 측의 3상이 순차 열림 상태로 절체됨에 따라 발생하는 순간 정전을 방지할 수 있다. 이에 부하의 주 전력은 개폐기(150)를 통해 부하(200)으로 바이패스된다.

이 후 단계(S54)에서, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치(S)는 발전기 제어부(330)의 제어에 의거 제1 스위치(130)를 열림 상태로 절체함에 따라 변압기(110)의 저압 인하선(112)과 부하(200)는 분리된다.

한편, 단계(S56)에서, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치(S)는 발전기 제어부(330)에서 생성된 위상 신호에 의거 발전기(310)를 동작시킨다.

그리고, 단계(S57)에서, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치(S)는 발전기 제어부(330)에서 발전기(310)의 보조 전력에 대해 수행되는 전력 제어를 통해 도출된 출력 신호에 동기되어 제2 스위치를 닫힘 상태로 절체시킨다.

단계(S58)에서, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치(S)는 발전기 제어부(330)의 위상 신호에 동기되어 개폐기(150)를 열림 상태로 절체함에 따라 발전기(310)의 보조 전력은 부하(200)측으로 전달된다. 이에 부하(200)는 발전기(310)의 보조 전력이 전달되고 이에 변압기(110)의 주 전력은 부하와 분리된다.

이 후 단계(S59)에서, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치(S)는 변압기(110)의 고압 인하선(111)의 각 상에 설치된 COS(Cut Of Switch)를 개방한 다음 변압기(110)를 교체하고, 단계(S60)에서, 변압기(110)의 교체 완료 후 변압기(110)의 고압 인하선(111)의 COS(Cut Of Switch)을 통해 특고압 전력의 주 전력원을 투입한다.

이때 단계(S60)에서, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치(S)는 발전기 제어부(330)의 부하측 주 전력에 대한 PQ 제어로 생성된 위상 신호에 동기되어 개폐기(150)를 닫힘 상태로 절체하고, 이에 부하(200)는 발전기(310)의 보조 전력과 개폐기(150)를 경유한 주 전력으로 연계 동작된다.

이 후 단계(S61)에서, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치(S)는 발전기의 보조 전력에 대한 전력 제어를 통해 도출된 출력 신호에 동기되어 제2 스위치(320)를 열림 상태로 절체한 다음 발전기(310)의 동작을 정지시킨다.

그리고 단계(S62) 내지 단계(S63)에서, 일 실시 예의 무정전 변압기 교체 장치(S)는변압기(110)의 저압 인하선(112)과 제1 스위치(130)의 일단을 연결한 다음 변압기(110)의 저압 인하선(112)에 고정된 클램프와 제1 스위치(130)의 타단에 연결된 클램프를 제거하여 개폐기(150)를 탈거하고 이 후 부하(200) 측에 피박된 위치에 테이프 및 카바를 설치한다.

이에 일 실시 예는 변압기의 교체 시 변압기의 3상을 동시에 절체할 수 있는 전자적 스위치를 추가하고, 부하 측 전력에 대한 PQ 제어를 통해 생성된 위상 신호와 발전기의 보조 전력에 대한 전력 제어를 통해 도출된 출력 전압을 토대로 부하 측 전력을 제어함에 따라, 신속하고 간단하게 변압기를 교체할 수 있고, 개폐기에 의거 각 상이 동시에 절체됨에 따라 순간 정전 없이 무정전으로 변압기를 교체할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되 거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명 된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

변압기의 교체 시 변압기의 3상을 동시에 절체할 수 있는 전자적 스위치를 추가하고, 부하 측 전력에 대한 PQ 제어를 통해 생성된 위상 신호와 발전기의 보조 전력에 대한 전력 제어를 통해 도출된 출력 전압을 토대로 부하 측 전력을 제어함에 따라, 신속하고 간단하게 변압기를 교체할 수 있고, 개폐기에 의거 각 상이 동시에 절체됨에 따라 순간 정전 없이 무정전으로 변압기를 교체할 수 있는 무정전 변압기 교체 장치 및 이를 이용한 교체 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보 를 가져올 수 있으며, 무정전 전원 시스템의 시판 또는 영업의 가 능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용 가능성이 있는 발명이다.

Claims (8)

1. 주 전력원의 특고압 전력을 주 전력으로 변환하는 변압기;
   상기 변압기의 각 상에 각각 연결되고 주 전력을 부하로 전달하는 제1 스위치를 포함하고,
   이동식 차량의 내부에 탑재되어 보조 전력을 생성하여 부하로 바이패스하는 변압기 교체장치를 더 포함하고,
   상기 변압기 교체장치는
   변압기 교체 시 상기 제1 스위치의 양단에 설치되고 주 전력을 부하측으로 바이패스시키는 개폐기; 상기 보조 전력을 생성하는 발전기; 상기 발전기의 보조 전력을 부하 측으로 전달하는 제2 스위치; 및 상기 부하 측 전력에 대한 PQ 제어를 통해 생성된 위상 신호에 동기되어 개폐기 및 제2 스위치의 절체를 제어하는 발전기 제어부를 포함하고,
   상기 발전기 제어부는,
   변압기의 교체 시 부하 측의 주 전력을 전달받아 주 전력에 대한 PQ 제어를 통해 위상 신호를 생성하고, 생성된 위상 신호를 개폐기로 전달하고,
   상기 개폐기는 위상 신호에 동기되어 닫힘 상태로 절체되고,
   상기 제1 스위치는, 상기 개폐기와 상보적으로 절체되어 열림 상태로 절체됨에 따라 주 전력이 개폐기를 통해 바이패스되며,
   상기 제2 스위치는, 상기 개폐기의 절체에 동기되어 닫힘 상태로 절체됨에 따라 발전기의 비상 전력이 부하로 전달되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 무정전 변압기 교체 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 발전기 제어부는,
   부하 측의 주 전력을 전달받아 주 전력에 대한 PQ 제어를 통해 위상 신호를 생성하고 생성된 위상 신호를 개폐기로 전달하고,
   상기 개폐기는, 위상 신호에 동기되어 열림 상태로 절체됨에 따라 부하측에 발전기의 비상 전력을 전달하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 무정전 변압기 교체 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 발전기 제어부는,
   변압기의 교체 후 발전기의 비상 전력에 대한 전력 제어를 통해 발전기의 출력 전압을 도출하고,
   상기 개폐기는
   상기 발전기의 출력 전압에 의거 닫힘 상태로 절체하여 주 전력을 부하측으로 전달하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 무정전 변압기 교체 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 발전기 제어부는,
   변압기의 교체 완료 후 부하 측의 주 전력을 전달받아 주 전력에 대한 PQ 제어를 통해 위상 신호를 생성하고 생성된 위상 신호를 제2 스위치로 전달하고,
   상기 제2 스위치는,
   상기 위상 신호에 동기되어 열림 상태로 절체됨에 따라 주 전력을 부하측으로 전달하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 무정전 변압기 교체 장치.
6. 제1항 , 제3항 내지 제5항 중 한 항에 있어서, 상기 개폐기의 절체는 변압기의 각 상에서 동시에 절체되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 무정전 변압기 교체 장치.
7. 이동식 차량에 탑재된 발전기의 보조 전력으로 변압기를 교체하는 무정전 변압기 교체 장치를 이용한 무정전 변압기 교체 공법에 있어서,
   변압기 교체를 위해 부하측 전력에 대한 PQ 제어에 의거 생성된 위상 신호에 의거 닫힘 상태로 절체되는 개폐기로 바이패스된 변압기의 주 전력을 부하로 전달하고, 발전기를 동작하는 단계;
   발전기 제어부에서 발전기의 보조 전력의 전력 제어의 출력 전압에 동기되어 절체되는 제2 스위치를 경유하여 발전기의 보조 전력을 부하 측으로 전달하는 단계;
   이 후 상기 부하측 전력의 PQ 제어에 의거 생성된 위상 신호에 의거 개폐기를 열림 상태로 절체함에 따라 부하 측에 보조 전력을 전달하고 제1 스위치를 열림 상태로 절체하여 변압기와 부하 측을 분리하는 단계;
   변압기의 고압 인하선의 COS(Cut Of Switch)를 개방하여 변압기를 교체하는 단계;
   변압기의 교체가 완료 후 발전기의 보조 전력의 전력 제어를 통해 도출된 출력 전압에 동기되어 개폐기를 닫힘 상태로 절체함에 따라 발전기의 보조 전력과 개폐기로 바이패스된 변압기의 주 전력을 부하 측에 공급하는 단계;
   부하 측 전력에 대한 PQ 제어에 의거 생성된 위상 신호에 동기되어 상기 제2 스위치를 열림 상태로 절체하여 부하측으로 개폐기를 경유한 교체된 변압기의 주 전력을 전달하는 단계; 및
   상기 발전기 제어부에서 부하 측 전력에 대한 PQ 제어에 의거 생성된 위상 신호에 동기되어 제1 스위치를 닫힘 상태로 절체한 다음 개폐기, 제2 스위치, 발전기, 및 발전기 제어부를 탈거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 변압기 교체 공법.
8. 제7항에 있어서, 상기 개폐기의 절체는 변압기의 각 상에서 동시에 절체되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 무정전 변압기 교체 공법.
   

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