KR102151150B1 - 단상 가변탭 변압기 보호 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

단상 가변탭 변압기 보호 장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부 전기자기적 영향에 대해 전자식 가변탭 변압기를 보호하도록 하는 단상 가변탭 변압기 보호 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 변압기의 일차코일에서 서로 다른 권선수를 갖는 복수의 각 위치에 가변탭이 설치되고, 상기 가변탭들의 접속상태를 변경하여 이차코일과의 변압비를 조정하도록 상기 가변탭들에 각각 연결되는 전자식 스위칭소자를 구비하고 있는 단상 가변탭 변압기의 보호장치에 있어서, 상기 일차코일은 제1 일차코일과 제2 일차코일로 분리되어, 제1 일차코일과 제2 일차코일의 각 내측 끝단의 가변탭이 제1 전자식 스위칭소자에 의해 직렬로 연결됨과 아울러, 상기 제1 일차코일 및 제2 일차코일의 내측 끝단의 각 가변탭에서 점차 변압비가 감소하도록 외측 끝단 방향으로 단계적으로 설치되는 가변탭들에 제2 전자식 스위칭소자 내지 제N 전자식 스위칭소자가 연결되고, 상기 제1 전자식 스위칭소자의 양단에는 평소 오프상태를 유지하다가 상기 제1 전자식 스위칭소자가 사고에 의해 오프되는 경우 온상태로 접속되는 기계식 스위치가 병렬 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

단상 가변탭 변압기 보호 장치 및 그 제어방법 {DEVICE FOR PROTECTING SINGLE PHASE TRANSFORMER WITH VARIABLE TAB AND ITS CONTROL METHOD}
본 발명은 단상 가변탭 변압기 보호 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 전기자기적 영향에 대해 전자식 가변탭 변압기를 보호하도록 하는 단상 가변탭 변압기 보호 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
배전계통의 단상변압기는 변압비를 조정할 수 있는 여러 탭을 갖고 있고, 각 탭에는 전자식 스위칭 소자가 연결되어 있어서, 이차측 전압변화에 따라 단전중 수동 또는 무부하시 NLTC(No Load Tap Changer)를 이용하여 전자식 스위칭 소자의 스위칭을 제어하여 접속되는 탭을 전환시킴으로써 전압변동에 대처를 하였다.
지구온난화에 따른 기후변화에 대한 대책으로 풍력, 태양광 등 신재생에너지에 의한 발전에 대한 보급이 확산되고 있으나 이들 신재생에너지 발전시스템은 연속적이지 못하고 에너지원이 발생하는 동안만 발전이 가능하기 때문에 전압불안정에 영향을 주게 된다.
입력전압의 변동에 자동적으로 출력전압을 일정한 전압으로 유지하기 위해 기계식 OLTC(On Load Tap Changer) 가변탭을 이용한 변압기가 사용되고 있는데, 기계식 OLTC의 단점인 탭가변시 아크가 발생하여 접촉단자의 마모가 발생하고 오일의 절연저하에 따른 유지보수비용이 크게 증가하고 큰 설치공간을 필요로 하며 고가이면서 반응속도가 빠르지 않아 전력품질에 악영향을 미치게 된다.
최근들어 큰 전압과 전류용량을 갖는 반도체 스위칭 소자가 개발됨에 따라 탭가변시 발생하는 아크를 해결하기 위해 전자식 가변탭 변압기의 사용이 가능하게 되었다.
하지만 전자식 가변탭 변압기는 외부 전기자기적 영향에 취약하고 특히 외부 단락사고에 견디어야 하기 때문에 보호시스템의 구성이 중요한 과제이다.
국내공개특허공보 10-2004-0081414 (2004년09월21일 공개)
상기한 사정을 감안한 본 발명은 피뢰기를 이용하여 단상변압기의 2차측의 단락사고를 보호하고, BOD(BreakeOver Diode) 다이오드를 이용하여 단상변압기의 1차측에 설치되는 전자식 가변탭의 과전압과 과전류를 보호하며, MOV(Metal-Oxide Varistors)를 이용하여 입출력 과전압을 보호함과 아울러, 가변탭간에 콘덴서를 설치하여 탭 가변시 서지전압을 보호할 수 있도록 된 단상 가변탭 변압기 보호 장치 및 그 제어방법을 제공함을 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 단상 가변탭 변압기 보호 장치는,
변압기의 일차코일에서 서로 다른 권선수를 갖는 복수의 각 위치에 가변탭이 설치되고, 상기 가변탭들의 접속상태를 변경하여 이차코일과의 변압비를 조정하도록 상기 가변탭들에 각각 연결되는 전자식 스위칭소자를 구비하고 있는 단상 가변탭 변압기의 보호장치에 있어서,
상기 일차코일은 제1 일차코일과 제2 일차코일로 분리되어, 제1 일차코일과 제2 일차코일의 각 내측 끝단의 가변탭이 제1 전자식 스위칭소자에 의해 직렬로 연결됨과 아울러, 상기 제1 일차코일 및 제2 일차코일의 내측 끝단의 각 가변탭에서 점차 변압비가 감소하도록 외측 끝단 방향으로 단계적으로 설치되는 가변탭들에 제2 전자식 스위칭소자 내지 제N 전자식 스위칭소자가 연결되고, 상기 제1 전자식 스위칭소자의 양단에는 평소 오프상태를 유지하다가 상기 제1 전자식 스위칭소자가 사고에 의해 오프되는 경우 온상태로 접속되는 기계식 스위치가 병렬 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 일차코일의 가변탭 중에서 최외곽에 연결되는 전자식 스위칭소자의 양단에는 서로 반대 방향의 BOD가 병렬로 연결되어, 일차코일의 과전압을 방지하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 BOD는 상기 전자식 스위칭소자들보다 내압이 큰 것을 특징으로 한다.
상기 일차코일과 이차코일의 각 전원선에는 Common Mode MOV가 접지측과 연결되는 한편 일차코일과 이차코일의 양측 전원선간에는 Differential Mode MOV가 연결되어, 낙뢰에 의한 입출력단의 과전압을 보호하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 가변탭에는 인접된 가변탭간에 서지보호를 위한 콘덴서가 연결되어, 전자식 스위칭소자의 전환 접속시 발생되는 서지전압에 의한 손상을 방지하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 전자식 스위칭소자는 사이리스터 또는 IGBT로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 단상 가변탭 변압기 보호 장치의 제어방법은,
제1 일차코일과 상기 제2 일차코일에서 각각 복수의 위치에 가변탭이 설치되고, 상기 제1 일차코일의 가변탭과 상기 제2 일차코일의 가변탭 중 서로 대응되는 위치에 있는 가변탭을 전자식 스위칭소자들로 각각 연결하여 하나의 일차코일을 구성하되, 상기 전자식 스위칭소자들의 스위칭 상태를 제어하여 일차코일의 권선수 조정을 통해 변압비를 제어하는 변압기를 포함하는 단상 가변탭 변압기의 보호장치를 제어하는 방법에 있어서, 변압기의 동작초기에 변압기의 제1 일차코일 가변탭과 제2 일차코일 가변탭에 연결되어 있는 전자식 스위칭소자를 동작시키기 이전에, 일차코일의 권선수가 최대가 되도록 연결되어 있는 전자식 스위칭소자와 병렬로 연결되어 있는 기계식 스위치(RY1)를 온(on) 상태로 접속시키고, 이후 소정의 변압비에 대응되는 전자식 스위칭소자를 온상태로 스위칭 시키고나서 상기 기계식 스위치를 오프(off) 상태로 전환시켜, 전원투입시의 돌입전류와 이차측 단락사고에 의한 전자식 스위칭소자의 손상을 방지하도록 하도록 이루어져 있다.
또한, 상기 방법에 있어서, 상기 일차코일의 양 전원선간에는 상기 전자식 스위칭소자보다 브레이크오버 전압이 낮은 사이리스터 또는 BOD를 연결하여, 상기 전자식 스위칭소자보다 사이리스터 또는 BOD를 먼저 동작시킨 후, 상기 전자식 스위칭소자가 동작되면 상기 사이리스터 또는 상기 BOD의 동작을 차단하도록 하도록 이루어져 있다.
상기와 같이 본 발명의 보호시스템에 의하면 변압기의 이차측에서 단락사고가 발생하는 경우, 가변탭의 전자식 스위칭소자에 과전압/과전류가 인가되는 경우, 변압기의 입력측이나 출력측에 과전압이 발생하는 경우, 탭 전환시 서지전압이 발생하는 경우로부터 전자식 스위칭소자가 손상되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 구성도,
도 2는 도 1에 적용된 사이리스터와 BOD의 전압전류 특성곡선을 나타낸다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 구성도를 나타내고, 도 2는 도 1에 적용된 사이리스터와 BOD(Breakover Diode)의 전압전류 특성곡선을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 변압기(10)는 일차코일(10A, 10B)에는 가변탭부(20)가 설치된다. 상기 가변탭부(20)는 변압기(10)는 일차코일(10A, 10B)에서 서로 다른 권선수를 갖도록 서로 다른 위치에서 분지되는 복수의 가변탭(t1~t6)이 설치되어 이루어진다. 또한 상기 가변탭(t1~t6)들의 접속상태를 변경하여 일차코일(10A, 10B)의 권선수를 변경함으로써 일차코일(10A, 10B)과 이차코일(10C)간의 변압비를 조정하도록 상기 가변탭(t1~t6)들에는 각각 전자식 스위칭소자(S1~S5)들이 연결되어 있다. 그리고 변압기(10)의 일차코일의 양단에는 단상 전원이 인가되고, 변압기(10)의 일차코일(10A, 10B)과 이차코일(10C)의 변압비에 따라 변압된 전원이 이차코일(10C)에 유도된다.
본 발명에서 가변탭부(20)에 구비되는 가변탭(t1~t6)의 개수와 전자식 스위칭소자(S1~S5)의 개수, 그리고 전자식 스위칭소자(S1~S5)의 변경에 따른 일차코일의 권선수 변경구조는 도시된 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 임의로 변경할 수 있음은 당해분야의 기술자에게는 자명한 것이다.
본 실시예에서 상기 변압기(10)의 일차코일은 예컨대, 제1 일차코일(10A)과 제2 일차코일(10B)로 분리되어 제1 일차코일(10A)의 중앙측 일측 끝단인 가변탭(t1)과 제2 일차코일(10B)의 중앙측 일측 끝단인 가변탭(t2) 간에 제1 전자식 스위칭소자(S1)가 연결되어, 제1 전자식 스위칭소자(S1)가 온상태로 접속되는 경우 직렬로 연결될 수 있다. 상기와 같이 제1 전자식 스위칭소자(S1)가 온상태로 접속되는 경우 상기 일차코일의 권선수는 최대로 된다.
또한 변압기(10)에서 제1 일차코일(10A)의 일측 끝단인 가변탭(t1)에서 타측 끝단 방향의 소정 위치에 가변탭(t3)이 설치되고, 상기 가변탭(t3)과 제2 일차코일(10B)의 일측 끝단인 가변탭(t2) 간에 제2 전자식 스위칭소자(S2)가 연결되어, 제2 전자식 스위칭소자(S2)가 온상태로 접속되는 경우에 상기 제1 전자식 스위칭소자(S1)가 온상태로 접속된 경우보다 권선수가 감소된 상태로 제1 일차코일(10A)과 제2 일차코일(10B)이 직렬로 연결될 수 있다.
이와 유사하게, 제2 일차코일(10B)의 일측 끝단인 가변탭(t2)에서 타측 끝단 방향의 소정 위치에 가변탭(t4)이 설치되고, 상기 가변탭(t4)과 제1 일차코일(10A)의 가변탭(t3) 간에 제3 전자식 스위칭소자(S3)가 연결되어, 제3 전자식 스위칭소자(S3)가 온상태로 접속되는 경우에 상기 제2 전자식 스위칭소자(S2)가 온상태로 접속된 경우보다 권선수가 감소된 상태로 제1 일차코일(10A)과 제2 일차코일(10B)이 직렬로 연결될 수 있다.
위와 마찬가지 방법으로, 제1 일차코일(10A)의 가변탭(t5)과 제2 일차코일(10B)의 가변탭(t4) 간에 제4 전자식 스위칭소자(S4)가 연결되어, 제4 전자식 스위칭소자(S4)가 온상태로 접속되는 경우에 상기 제3 전자식 스위칭소자(S3)가 온상태로 접속된 경우보다 권선수가 감소된 상태로 제1 일차코일(10A)과 제2 일차코일(10B)이 직렬로 연결될 수 있으며, 아우러 제1 일차코일(10A)의 가변탭(t5)과 제2 일차코일(10B)의 가변탭(t6) 간에 제5 전자식 스위칭소자(S5)가 연결되어, 제5 전자식 스위칭소자(S5)가 온상태로 접속되는 경우에 상기 제4 전자식 스위칭소자(S4)가 온상태로 접속된 경우보다 권선수가 감소된 상태로 제1 일차코일(10A)과 제2 일차코일(10B)이 직렬로 연결될 수 있다.
상기 제1 전자식 스위칭소자(S1)의 양단에는 이차측 단락사고 보호부(30)가 연결된다. 상기 이차측 단락사고 보호부(30)는 상기 제1 전자식 스위칭소자(S1)의 양단에 기계식 스위치(RY1)가 병렬로 연결되어 이루어진다. 상기 기계식 스위치(RY1)는 무부하시 기본적으로 폐로를 유지하도록 동작됨과 아울러 평소 오프상태를 유지하다가 상기 제1 전자식 스위칭소자(S1)가 사고에 의해 오프되는 경우 온상태로 접속되도록 동작되어, 변압기(10)에 전원투입시에 발생하는 돌입전류와 이차코일(10C)에서 단락사고 발생시 전자식 스위칭소자(S1~S5)가 손상되지 않도록 보호하는 작용을 한다.
제1 일차코일(10A)과 제2 일차코일(10B)에 설치된 가변탭 중에서 최외곽에 설치된 가변탭(t5, t6)을 연결하는 제5 전자식 스위칭소자(S5)에는 가변탭 보호부(40)가 병렬로 연결된다. 상기 가변탭 보호부(40)는 가변탭부20)의 전자식 스위칭소자(S1~S5)에 과전압이 인가되거나 과전류가 흐르는 것을 방지하여 전자식 스위칭소자(S1~S5)를 보호하는 작용을 한다.
이를 위해 가변탭 보호부(40)는 제5 전자식 스위칭소자(S5)와 병렬로 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2)가 각각 연결되어 있다. 상기 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2)는 서로 반대 방향으로 연결되어 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2)의 양단에 순방향의 브레이크오버전압 즉 내압 이상의 과도전압이 인가되거나 역방향의 브레이크오버전압 이상의 과도전압이 인가되더라도 상기 제1 사이리스터(th1) 또는 제2 사이리스터(th2)가 도통되어 상기 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2)의 양단간에 연결되어 있는 전자식 스위칭소자(S1~S5)가 손상되는 것을 방지하는 작용을 한다.
다시 말하면, 가변탭 보호부(40)의 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2)는 기계식 스위치(RY1)의 동작이 느리기 때문에 기계식 스위치(RY1)가 온 상태로 접속되거나 오프 상태로 되기에 앞서 먼저 동작하여 전자식 스위칭소자(S1~S5)를 보호하는 역할을 한다.
또한 상기 가변탭 보호부(40)에는 상기 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2)의 양단에 BOD소자(D1)가 병렬로 연결되어 있다. 상기 BOD소자(D1)는 BOD소자(D1)의 양단에 순방향 또는 역방향의 브레이크오버 전압 이상의 전압이 인가되면 BOD소자(D1)가 도통되어 BOD소자(D1)의 양단에 과도전압이 인가되더라도 BOD소자(D1)의 양단에 연결되어 있는 전기소자 즉 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2) 및 전자식 스위칭소자(S1~S5)의 손상을 방지하는 작용을 하도록 이루어진 것이며, 이를 위해 본 실시예에 사용되는 BOD소자(D1)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2) 및 전자식 스위칭소자(S1~S5) 보다 내압이 작은 것을 사용한다. 이에 따라 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2)는 BOD소자(D1)의 전압동작영역에서 동작하게 되며 변압기(10)의 일차측 사고에 의한 회로개방시 전자식 스위칭소자(S1~S5)를 보호할 수 있게 된다.
아울러, 상기 가변탭 보호부(40)에는 저항(R1)과 콘덴서(C1)가 직렬로 연결되어 제5 전자식 스위칭소자(S5)에 병렬로 연결되어 있다. 상기 저항(R1)과 콘덴서(C1)는 가변탭부(20)의 전자식 스위칭소자에 과전류가 흐르려 할 때 전류를 분로시켜 전자식 스위칭소자(S1~S5)가 손상되는 것을 방지하는 작용을 한다.
한편, 상기 변압기(10)의 일차코일(10A)(10B)의 양 전원선 각각에는 공통모드 MOV(Common Mode Metal Oxide Varistor)(MOV1)(MOV2)가 접지측과 연결됨과 아울러 양 전원선 간에 차등모드 MOV(Differential Mode Metal Oxide Varistor)(MOV3)가 연결되어 이루어진 입력측 과전압보호부(50)가 연결되어 있고, 이와 유사하게 상기 변압기(10)의 이차코일(10C)의 양 전원선 각각에는 공통모드 MOV(Common Mode Metal Oxide Varistor)(MOV4)(MOV5)가 접지측과 연결됨과 아울러 양 전원선 간에 차등모드 MOV(Differential Mode Metal Oxide Varistor)(MOV6)가 연결되어 이루어진 출력측 과전압보호부(60)가 연결되어 있다. 상기 MOV(MOV1~MOV6)는 상기 변압기(10)의 일차코일(10A)(10B)과 이차코일(10C)에 낙뢰로 인해 과전압이 유입되는 경우 접지측으로 방전시켜 변압기(10)의 일차코일(10A)(10B)에 연결되는 입력회로부와 변압기(10)의 이차코일(10C)에 연결되는 출력회로부를 보호하여 손상을 방지하는 역할을 한다.
그리고 변압기(10)의 각 가변탭(t1~t6)에는 탭 가변시 발생될 수 있는 서지전압을 방지할 수 있는 탭 가변 서지전압보호부(70)가 연결된다. 상기 탭 가변 서지전압보호부(70)는 각 가변탭(t1~t6)에서 인접된 각 가변탭간에 콘덴서(C2~C5)가 연결되어 이루어진다. 상기 콘덴서(C2~C5)는 전자식 스위칭소자(S1~S5)의 전환 접속시 발생되는 서지전압에 의해 전자식 스위칭소자(S1~S5)가 손상되는 것을 방지하는 작용을 한다.
상기 전자식 스위칭소자(S1~S5)는 사이리스터(Thyristor) 또는 IGBT (Insulated gate bipolar transistor)로 이루어질 수 있다.
상기 전자식 스위칭소자(S1~S5), 기계식 스위치(RY1) 및 사이리스터(th1)(th2)는 도시되지 않은 제어부에 의해 동작이 제어된다.
통상 변압기(10)에서 동작초기에는 가변탭(t1~t6)에 연결되어 있는 전자식 스위칭소자(S1~S5)가 동작하기 이전에 기계식 스위치(RY1)가 온(on) 상태로 접속되어 이차측으로 전압을 유도하게 된다. 이후 제어부의 제어에 따라 가변탭(t1~t6)에 연결되어 있는 전자식 스위칭소자(S1~S5)가 동작하면 가변탭 보호부(40)에 있는 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2)가 동작하면서 기계식 스위치(RY1)가 오프(off) 상태로 전환된다.
상기와 같이 가변탭 보호부(40)의 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2)가 동작 중에 전자식 스위칭소자(S5)가 같이 동작되다가 가변탭 보호부(40)의 제1 사이리스터(th1)와 제2 사이리스터(th2)가 오프됨으로써 변압기(10)는 전자식 스위칭소자(S1~S5)에 의한 가변탭 변압기로서 동작을 하게 된다.
변압기(10)의 정시시에는 위와 반대의 순서로 동작이 이루어진다.
10 -- 변압기, 10A -- 제1 일차코일,
10B -- 제2 일차코일, 10C -- 이차코일,
20 -- 가변탭부, 30 -- 이차측 단락사고 보호부,
40 -- 가변탭 보호부, 50 -- 입력측 과전압보호부,
60 -- 출력측 과전압보호부, 70 -- 탭 가변 서지전압보호부,
t1~t6 -- 가변탭, S1~S5 -- 전자식 스위칭소자,
th1, th2 -- 사이리스터, D1 -- BOD소자,
RY1 -- 기계식 스위치,
MOV1,MOV2,MOV4,MOV5 -- 공통모드 MOV(Common Mode Metal Oxide Varistor),
MOV3,MOV6 -- 차등모드 MOV(Differential Mode Metal Oxide Varistor).

Claims (8)

  1. 변압기의 일차코일에서 서로 다른 권선수를 갖는 복수의 각 위치에 가변탭이 설치되고, 상기 가변탭들의 접속상태를 변경하여 이차코일과의 변압비를 조정하도록 상기 가변탭들에 각각 연결되는 전자식 스위칭소자를 구비하고 있는 단상 가변탭 변압기의 보호장치에 있어서,
    상기 일차코일은 제1 일차코일과 제2 일차코일로 분리되어, 제1 일차코일과 제2 일차코일의 각 내측 끝단의 가변탭이 제1 전자식 스위칭소자에 의해 직렬로 연결됨과 아울러, 상기 제1 일차코일 및 제2 일차코일의 내측 끝단의 각 가변탭에서 점차 변압비가 감소하도록 외측 끝단 방향으로 단계적으로 설치되는 가변탭들에 제2 전자식 스위칭소자 내지 제N 전자식 스위칭소자가 연결되고, 상기 제1 전자식 스위칭소자의 양단에는 평소 오프상태를 유지하다가 상기 제1 전자식 스위칭소자가 사고에 의해 오프되는 경우 온상태로 접속되는 기계식 스위치가 병렬 연결된 것을 특징으로 하는 단상 가변탭 변압기 보호 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일차코일의 가변탭 중에서 최외곽에 연결되는 전자식 스위칭소자의 양단에는 서로 반대 방향의 BOD가 병렬로 연결되어, 일차코일의 과전압을 방지하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 단상 가변탭 변압기 보호 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 BOD는 상기 전자식 스위칭소자들보다 내압이 큰 것을 특징으로 하는 단상 가변탭 변압기 보호 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 일차코일과 이차코일의 각 전원선에는 공통모드 MOV가 접지측과 연결되는 한편 일차코일과 이차코일의 양측 전원선간에는 차등모드 MOV가 연결되어, 낙뢰에 의한 입출력단의 과전압을 보호하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 단상 가변탭 변압기 보호 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가변탭에는 인접된 가변탭간에 서지보호를 위한 콘덴서가 연결되어, 전자식 스위칭소자의 전환 접속시 발생되는 서지전압에 의한 손상을 방지하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 단상 가변탭 변압기 보호 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전자식 스위칭소자는 사이리스터 또는 IGBT로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단상 가변탭 변압기 보호 장치.
  7. 변압기에서 일차코일을 제1 일차코일과 제2 일차코일로 분리하고, 상기 제1 일차코일과 상기 제2 일차코일에서 각각 복수의 위치에 가변탭을 설치하며, 상기 제1 일차코일의 가변탭과 상기 제2 일차코일의 가변탭 중 서로 대응되는 위치에 있는 가변탭을 전자식 스위칭소자들로 각각 연결하여 하나의 일차코일을 구성하되, 상기 전자식 스위칭소자들의 스위칭 상태를 제어하여 일차코일의 권선수 조정을 통해 변압비를 제어하는 변압기를 포함하는 단상 가변탭 변압기의 보호장치를 제어하는 방법에 있어서,
    변압기의 동작초기에 변압기의 제1 일차코일 가변탭과 제2 일차코일 가변탭에 연결되어 있는 전자식 스위칭소자를 동작시키기 이전에, 일차코일의 권선수가 최대가 되도록 연결되어 있는 전자식 스위칭소자와 병렬로 연결되어 있는 기계식 스위치(RY1)를 온(on) 상태로 접속시키고, 이후 소정의 변압비에 대응되는 전자식 스위칭소자를 온상태로 스위칭 시키고나서 상기 기계식 스위치를 오프(off) 상태로 전환시켜, 전원투입시의 돌입전류와 이차측 단락사고에 의한 전자식 스위칭소자의 손상을 방지하도록 하는 단상 가변탭 변압기 보호장치의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 일차코일의 양 전원선간에는 상기 전자식 스위칭소자보다 브레이크오버 전압이 낮은 사이리스터 또는 BOD를 연결하여, 상기 전자식 스위칭소자보다 사이리스터 또는 BOD를 먼저 동작시킨 후, 상기 전자식 스위칭소자가 동작되면 상기 사이리스터 또는 상기 BOD의 동작을 차단하도록 하는 단상 가변탭 변압기 보호장치의 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040081414A (ko) 2004-09-02 2004-09-21 (주)에이엔피테크놀러지 자동전압 조절기의 보호 스위치, 비상 스위치와 변압기탭 전환부
KR20090011303A (ko) * 2007-07-25 2009-02-02 한국전력공사 무정전 기능이 구비된 스위칭 장치 및 이를 이용한 변압기권수비 조절 방법 및 변압기 전압 조절 방법
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