KR102180016B1 - 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기 - Google Patents

휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기에 관한 것으로서, 연산부를 PLC 회로로 구성함으로써, 측정대상 변류기의 여자전류(I), 권선비(RATIO) 및 코어의 단면적(S), 코어의 자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF) 및 권선비(RATIO)을 연산할 수 있는 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기에 관한 것이다. 본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 본 발명에 따르면, 변류기의 1차권선전류값(PRI.A), 2차권선전류값(SEC.A), 주파수(f), 권회수(N) 및 코어의 내경(A), 두께(t), 폭(W)이 입력된 후 즉시 변류기의 코어단면적(S), 코어자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF) 및 권선비(RATIO)가 즉시 연산되기 때문에, 측정이 간편하고, 측정시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기 {Portable Current Transformer Excitation And Core Characteristics Tester}
본 발명은 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기에 관한 것으로서, 연산부를 PLC 회로로 구성함으로써, 측정대상 변류기의 여자전류(I), 권선비(RATIO) 및 코어의 단면적(S), 코어의 자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF) 및 권선비(RATIO)을 연산할 수 있는 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기에 관한 것이다.
변류기 및 변성기의 특성을 나타내는 지표로서 전력공급의 안정도와 전력계통의 보호제어에 중요한 영향을 끼치는 파라미터인 극성, 권선비, 여자전압, 여자전류, 단락전류 및 상차각(Phase Difference Angle) 또는 위상각변위(Phase Angle Deviation) 등이 있다.
한국전력공사, 대용량 전력수용, 중전기 제작업체, 전력설비 시공업체, 연구소 등에서 전력설비의 신설, 보수, 점검 및 시험 시에 각종 계측기를 조합하는 방법으로 변류기의 특성시험을 실시하여 측정되고 있다.
종래의 휴대용 변류기는 마이크로프로세서(마이컴) 방식으로 동작되는데, 이에 따르면, 분석데이터의 변수를 측정함에 있어서 그 용량이나 조합수가 방대하여 일일이 변수별로 측정해야 되므로 측정시간이 많이 걸리는 문제점이 있었다.
본 발명은 변류기이 제반 특성을 한번의 시험으로 측정하는 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기로서, 로컬 제어를 통해 PLC를 기반으로 실시간 측정, 기본파 전압비교방식을 이용한 여자특성 측정, Auto-ranging 기능, HMI에 추가로 연결되어 원격지에서 측정결과의 기록/표시기능, 외부장치에서의 검색/인쇄/설정을 가능하게 하는 모니터링 기능, 사용환경의 한글화, 메뉴실 조작 등을 아주 쉽게 실현할 수 있는 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기이다.
특히, PLC 타입은 측정할 수 있는 모든 측정변수(1차 전류, 2차 전류, 부담, 클래스, 코어의 내경·두께·폭 등의 조합에 의해 산출된 측정변수)가 프로그램으로 작화되어 하드웨어 내에 포함되어 측정과 동시에 여자특성 즉, 여자전압 및 여자전류가 연산되는 장점이 있다.
그리고, 본 발명은 플러그소켓패널, 컨트롤패널, 파워인가회로, 안정적인 전원공급장치(SMPS), 중앙처리장치인 PLC를 포함하여 구성된 CPU, 상기 컨트롤패널의 스위치 접점상태신호를 코드 값으로 변환하는 디지털신호 입력회로, 상기 전원조작회로 전자개폐기 구동회로를 개폐하기 위한 디지털신호출력회로, 상기 플러그소켓에 연결되는 시험전류의 입/출력회로에서 전류 및 전압을 검출하는 전류 및 전압 검출회로, 상기 전류 및 전압 검출회로의 출력신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그신호입력회로, 상기 전류 및 전압 검출회로의 Auto-Ranging 회로의 증폭도 설정 값을 제어하는 이득제어회로, 상기 CPU의 모선에 접속되어 있는 터치스크린, 통신포트, 정전보상이 가능한 메모리소자, Clock alc Led 등의 주변장치 구동모듈을 포함하여 구성되는 하드웨어시스템 및 본 발명의 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기 구성요소의 처리 순서와 처리시간 등을 관장하는 시스템 스케줄러, 메인프로그램을 포함하여 구성되는 시스템관리 모듈, 접점신호를 취득하여 코드 값으로 변환하는 디지털신호취득 모듈, 전류 및 전압 검출신호를 샘플링하여 코드 값으로 변환하는 아날로그 신호취득 모듈, 취득 데이터를 가공하여 전기량을 계산하기 위한 페이저 측정기법을 기반으로 하는 측정모듈, 데이터를 파일형태로 내장 메모리에 저장하고, 저장 데이터의 조회를 위한 데이터베이스, 사용자와의 인터페이스를 위한 키 스캔모듈 및 표시모듈을 포함하여 구성되는 MMI 모듈, 상기 전원조작회로의 전자개폐기를 개폐시키는 디지털 신호를 발생하는 디지털출력신호 모듈 및 주변장치 구동모듈을 포함하여 구성되는 PLC 및 HMI 소프트웨어시스템으로 구성된 것을 특징으로 한다.
등록특허 제10-0206655호 (1999.04.09.)
본 발명은 연산부를 PLC 회로로 구성함으로써, 측정대상 변류기의 코어단면적(S), 코어자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X),기전력(EMF) 및 권선비(RATIO)를 연산할 수 있는 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 외부에서 입력되는 교류전원을 변류기(1)에 공급하는 전원공급부(100); 변류기(1)의 2차권선측에 연결되는 교류전류변환기(200); 변류기(1)의 1차권선측인 중심홀(1a)을 관통하는 케이블(1000)에 연결되는 제1교류전압변환기(300); 전원공급부(100)와 교류전류변환기(200) 사이에 연결되는 제2교류전압변환기(400); 교류전류변환기(200), 제1교류전압변환기(300), 제2교류전압변환기(400)에서 변환된 전원을 입력받아 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D컨버터(600); PLC 회로로 이루어지되, A/D컨버터(600)에 의하여 변환된 디지털 신호를 입력받아 코어단면적(S), 코어자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF)을 연산하는 연산부(700); 변류기(1)의 1차권선전류값(PRI.A), 2차권선전류값(SEC.A), 주파수(f), 권회수(N), 부담, 클래스 및 코어의 내경(A), 두께(t), 폭(W)이 입력되는 제어부(800); 연산부(700)에서 연산된 코어의 단면적(S), 코어의 자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF)이 화면상에 출력되는 표시부(900); 변류기(1)의 1차권선측인 중심홀(1a)을 관통하는 케이블(1000); 상기 케이블(1000)을 상호 연결하는 커넥터(1100);를 포함하고, 상기 교류전류변환기(200)는 제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A)에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하고, 상기 제1교류전압변환기(300)는 제어부(800)에 입력된 1차권선전류값(PRI.A)에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하고, 상기 제2교류전압변환기(400)는 제1다중변압부(120), 제2다중변압부(130)에서 변압된 전압값에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하는 것을 특징으로 하는 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기를 제시한다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 본 발명에 따르면, 변류기의 1차권선전류값(PRI.A), 2차권선전류값(SEC.A), 주파수(f), 권회수(N) 및 코어의 내경(A), 두께(t), 폭(W)이 입력된 후 즉시 변류기의 코어의 단면적(S), 코어의 자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF) 및 권선비(RATIO)가 즉시 연산되기 때문에, 측정이 간편하고, 측정시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일부구성인 연산부의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일부구성인 케이블과 커넥터를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 13은 본 발명에 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기를 이용하여 입력 및 출력되는 데이터 값을 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.
본 발명은 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기에 관한 것으로서, 연산부를 PLC 회로로 구성함으로써, 측정대상 변류기의 여자전류(I), 권선비(RATIO) 및 코어의 단면적(S), 코어의 자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF) 및 권선비(RATIO)을 연산할 수 있는 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기의 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일부구성인 연산부의 구성요소를 나타내는 도면이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 일부구성인 케이블과 커넥터를 나타내는 도면이고, 도 5 내지 도 13은 본 발명에 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기를 이용하여 입력 및 출력되는 데이터 값을 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기는 도 1에 도시된 바와 같이, 전원공급부(100)와, 교류전류변환기(200)와, 제1교류전압변환기(300)와, 제2교류전압변환기(400)와, 제3교류전압변환기(500)와, A/D컨버터(600)와, 연산부(700)와, 제어부(800)와, 표시부(900)와, 케이블(1000)과, 커넥터(1100)를 포함하여 구성될 수 있다.
전원공급부(100)에 대해 설명한다. 전원공급부(100)는 외부에서 입력되는 교류전원을 변류기(1)에 공급하는 부분으로서, 전원출력부(110)와, 제1다중변압부(120)와, 제2다중변압부(130), 회로차단부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
전원출력부(110)에 대해 설명한다. 전원출력부(110)는 외부에서 입력되는 교류전원이 출력되는 부분이다. 바람직하게는, AC 0.8V~48V 전원이 출력되도록 구성할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1다중변압부(120)에 대해 설명한다. 제1다중변압부(120)는 전원출력부(110)에서 출력되는 교류전원의 전압값을 기설정된 복수개의 전압값 중 어느 하나의 전압값으로 변압시키는 부분이다.
여기서, 기설정된 복수개의 전압값은 제어부(800)에 입력된 1,2차권선전류값(PRI.A,SEC.A)에 대응되는 특정한 값으로 설정될 수 있다. 구체적으로, 상기 전압값을 10V, 40V, 70V, 100V, 170V 로 설정하는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제2다중변압부(130)에 대해 설명한다. 제2다중변압부(130)는 제1다중변압부(120)에서 변압된 전압값을 기설정된 복수개의 배율 중 어느 하나의 배율만큼 변압시키는 부분이다.
여기서, 기설정된 복수개의 배율은
Figure 112020073650153-pat00001
,
Figure 112020073650153-pat00002
,
Figure 112020073650153-pat00003
,
Figure 112020073650153-pat00004
,
Figure 112020073650153-pat00005
,
Figure 112020073650153-pat00006
,
Figure 112020073650153-pat00007
,
Figure 112020073650153-pat00008
,
Figure 112020073650153-pat00009
,
Figure 112020073650153-pat00010
,
Figure 112020073650153-pat00011
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Figure 112020073650153-pat00012
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Figure 112020073650153-pat00013
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Figure 112020073650153-pat00014
,
Figure 112020073650153-pat00015
,
Figure 112020073650153-pat00016
으로 설정될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제1다중변압부(120)에서 40V로 변압된 전압값이 제2다중변압부(130)에서
Figure 112020073650153-pat00017
만큼 변압된다면, 최종적으로 2.5V 로 변압되는 것이다.
제1다중변압부(120), 제2다중변압부(130) 사이에는 제2릴레이(20)가 연결될 수 있다.
제2릴레이(20)는 상호 병렬적으로 연결되는 제2-1릴레이(20-1), 제2-2릴레이(20-2), 제2-3릴레이(20-3), 제2-4릴레이(20-4), 제2-5릴레이(20-5)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제2-1릴레이(20-1)는 제2-1변압값의 통과를 on/off 하는 부분이고, 제2-2릴레이(20-2)는 제2-2변압값의 통과를 on/off 하는 부분이고, 제2-3릴레이(20-3)는 제2-3변압값의 통과를 on/off 하는 부분이고, 제2-4릴레이(20-4)는 제2-4변압값의 통과를 on/off 하는 부분이고, 제2-5릴레이(20-5)는 제2-5변압값의 통과를 on/off 하는 부분이다.
여기서, 제2-1변압값은 10V, 제2-2변압값은 40V, 제2-3변압값은 70V, 제2-4변압값은 100V, 제2-5변압값은 170V로 설정하는 것이 바람직하다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제2릴레이(20)의 갯수를 가감할 수 있음은 물론이고, 다른 특정한 변압값으로 설정할 수도 있다.
회로차단부(140)에 대해 설명한다. 회로차단부(140)는 전원출력부(110)와 제1다중변압부(120) 사이에 연결되어 회로를 개방 또는 단락시키는
상기 회로차단부(140)와 제1다중변압부(120) 사이에는 제1릴레이(10)가 연결될 수 있다. 상기 제1릴레이(10)는 제1다중변압부(120)를 on/off 하는 역할을 한다.
교류전류변환기(200)에 대해 설명한다. 교류전류변환기(200)는 변류기(1)의 2차권선측에 연결되는 부분으로서, 제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A)에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하는 부분이다.
바람직하게는, 교류전류변환기(200)에서 AC 0.5A 가 DC 4~20mA 로 변환되도록 구성할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 교류전류변환기(200)와 변류기(1) 사이에는 제6릴레이(60)가 연결될 수 있다. 여기서, 제6릴레이(60)는 3상의 2차권선전류값(SEC.A) 중에서 어느 하나의 전류값의 통과를 on/off 하는 부분으로서, 바람직하게는, 상호 병렬적으로 연결되는 제6-1릴레이(61), 제6-2릴레이(62), 제6-3릴레이(63)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1교류전압변환기(300)에 대해 설명한다. 제1교류전압변환기(300)는 변류기(1)의 1차권선측인 중심홀(1a)을 관통하는 케이블(1000)에 연결되는 부분으로서, 제어부(800)에 입력된 1차권선전류값(PRI.A)에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하는 부분이다.
바람직하게는, 제1교류전압변환기(300)에서 AC 10V 가 DC 4~20mA 로 변환되도록 구성할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제2교류전압변환기(400)에 대해 설명한다. 제2교류전압변환기(400)는 전원공급부(100)와 교류전류변환기(200) 사이에 연결되는 부분으로서, 제1다중변압부(120), 제2다중변압부(130)에서 변압된 전압값이 제1변압값의 범위에 해당되는 경우, 제1변압값에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하는 부분이다.
여기서, 제1변압값의 범위는 0.8~48V 로 설정하는 것이 바람직하고, 이 경우 제2교류전압변환기(400)에서는 AC 50V 가 DC 4~20mA 로 변환될 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2교류전압변환기(400)와 제2다중변압부(130) 사이에는 제3,4릴레이(30,40)가 직렬적으로 연결될 수 있다.
여기서, 제3릴레이(30)는 제2다중변압부(130)에서 변압된 전압값에 대응되는 전압값을 통과시키는 부분이다.
제3릴레이(30)는 상호 병렬적으로 연결되는 제3-1릴레이(30-1), 제3-2릴레이(30-2), 제3-3릴레이(30-3), 제3-4릴레이(30-4), 제3-5릴레이(30-5), 제3-6릴레이(30-6), 제3-7릴레이(30-7), 제3-8릴레이(30-8), 제3-9릴레이(30-9), 제3-10릴레이(30-10), 제3-11릴레이(30-11), 제3-12릴레이(30-12), 제3-13릴레이(30-13), 제3-14릴레이(30-14), 제3-15릴레이(30-15), 제3-16릴레이(30-16)를 포함하여 구성될 수 있다.
제4릴레이(40)는 제3릴레이(30)를 통과한 전압값이 제2교류전압변환기(400)에 입력되는 것을 on/off 하는 부분이다.
제3교류전압변환기(500)에 대해 설명한다. 제3교류전압변환기(500)는 전원공급부(100)와 교류전류변환기(200) 사이에 연결되는 부분으로서, 제1다중변압부(120), 제2다중변압부(130)에서 변압된 전압값이 제2변압값의 범위에 해당되는 경우, 제2변압값에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하는 부분이다.
여기서, 제2변압값의 범위는 0.8~10V 로 설정하는 것이 바람직하고, 이 경우 제3교류전압변환기(500)에서는 AC 10V 가 DC 4~20mA 로 변환될 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3교류전압변환기(500)와 제2다중변압부(130) 사이에는 제3,5릴레이(30,50)가 직렬적으로 연결될 수 있다.
제5릴레이(50)는 제3릴레이(30)를 통과한 전압값이 제3교류전압변환기(500)에 입력되는 것을 on/off 하는 부분이다.
A/D컨버터(600)에 대해 설명한다. A/D컨버터(600)는 교류전류변환기(200), 제1교류전압변환기(300), 제2교류전압변환기(400), 제3교류전압변환기(500)에서 변환된 전원을 입력받아 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 부분이다.
연산부(700)에 대해 설명한다. 연산부(700)는 PLC 회로로 이루어지되, A/D컨버터(600)에 의하여 변환된 디지털 신호를 입력받아 코어단면적(S), 코어자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF)을 연산하는 부분이다.
상기 상기 연산부(700)는 도 2에 도시된 바와 같이, 코어단면적연산부(710)와, 코어자장길이연산부(720)와, 자속밀도연산부(730)와, 자화력연산부(740)와, 투자율연산부(750)와, 인덕턴스연산부(760)와, 리액턴스연산부(770)와, 기전력연산부(780)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 코어단면적연산부(710)는 제어부(800)에 입력된 코어의 두께(t), 폭(W)을 이용하여 코어의 단면적(S)을 연산하는 부분이다.
구체적으로,
Figure 112020073650153-pat00018
로 연산된다. 여기서, t는 코어의 두께, W는 코어의 폭으로 정의된다.
상기 코어자장길이연산부(720)는 제어부(800)에 입력된 코어의 내경(A), 두께(t)를 이용하여 코어의 자장길이(Lm)를 연산하는 부분이다.
구체적으로,
Figure 112020073650153-pat00019
로 연산된다. 여기서, A는 코어의 내경, t는 코어의 두께로 정의된다.
상기 자속밀도연산부(730)는 ⅰ) 제어부(800)에 입력된 주파수(f), 권회수(N)와, ⅱ) 코어단면적연산부(710)에서 연산된 코어의 단면적(S)과, ⅲ) 제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A), 부담, 클래스의 조합에 의해 결정되는 여자전압(E)을 이용하여 자속밀도(B)를 연산하는 부분이다.
구체적으로,
Figure 112020073650153-pat00020
로 연산된다. 여기서, E는 여자전압, f는 주파수, N은 권회수, S는 코어의 단면적으로 정의된다.
상기 자화력연산부(740)는 ⅰ) 코어자장길이연산부(720)에서 연산된 코어의 자장길이(Lm)와, ⅱ) 제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A), 부담, 클래스의 조합에 의해 결정되는 여자전류(I)를 이용하여 자화력(H)을 연산하는 부분이다.
구체적으로,
Figure 112020073650153-pat00021
로 연산된다. 여기서, I는 여자전류, Lm은 코어의 자장길이로 정의된다.
상기 투자율연산부(750)는 ⅰ) 자속밀도연산부(730)에서 연산되는 자속밀도(B)와, ⅱ) 자화력연산부(740)에서 연산되는 자화력(H)을 이용하여 투자율(μ)을 연산하는 부분이다.
구체적으로,
Figure 112020073650153-pat00022
로 연산된다. 여기서, B는 자속밀도, H는 자화력으로 정의된다.
상기 인덕턴스연산부(760)는 ⅰ) 제어부(800)에 입력된 주파수(f)와, ⅱ) 제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A), 부담, 클래스의 조합에 의해 결정되는 여자전류(I), 여자전압(E)을 이용하여 인덕턴스(L)를 연산하는 부분이다.
구체적으로,
Figure 112020073650153-pat00023
로 연산된다. 여기서, E는 여자전압, f는 주파수, I는 여자전류로 정의된다.
상기 리액턴스연산부(770)는 ⅰ) 제어부(800)에 입력된 주파수(f)와, ⅱ) 인덕턴스연산부(760)에서 연산된 인덕턴스(L)를 이용하여 리액턴스(X)를 연산하는 부분이다.
구체적으로,
Figure 112020073650153-pat00024
로 연산된다. 여기서, f는 주파수, L은 인덕턴스로 정의된다.
상기 기전력연산부(780)는 ⅰ) 제어부(800)에 입력된 주파수(f)와, ⅱ) 제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A), 부담, 클래스(등급)의 조합에 의해 결정되는 여자전압(E)을 이용하여 기전력(EMF)을 연산하는 부분이다.
구체적으로,
Figure 112020073650153-pat00025
로 연산된다. 여기서, E는 여자전압, f는 주파수로 정의된다.
제어부(800)에 대해 설명한다. 제어부(800)는 변류기(1)의 1차권선전류값(PRI.A), 2차권선전류값(SEC.A), 주파수(f), 권회수(N), 부담, 클래스 및 코어의 내경(A), 두께(t), 폭(W)이 입력되는 부분이다.
표시부(900)에 대해 설명한다. 표시부(900)에서는 변류기(1)의 1차권선전류값(PRI.A), 2차권선전류값(SEC.A), 주파수(f), 권회수(N), 부담, 클래스 및 코어의 내경(A), 두께(t), 폭(W)이 입력될 수 있도록 사용자 인터페이스를 제공하는 역할을 한다.
또한, 표시부(900)에서는 연산부(700)에서 연산된 코어의 단면적(S), 코어의 자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF)이 화면상에 출력되는 부분이다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ)을 이용하여 B-H 곡선이 출력된 모습 또한 확인할 수 있다.
상기 제어부(800) 및 표시부(900)는 HMI 터치스크린 방식으로 구현되거나, PC CIMON 방식으로 구현될 수 있다.
케이블(1000)에 대해 설명한다. 케이블(1000)은 변류기(1)의 1차권선측인 중심홀(1a)을 관통하는 부분으로서, 제1교류전압변환기(300)의 일측에 연결되는 제1케이블(1010)과, 제1교류전압변환기(300)의 타측에 연결되는 제2케이블(1020)을 포함하여 구성된다.
커넥터(1100)에 대해 설명한다. 커넥터(1100)는 상기 케이블(1000)을 상호 연결하는 부분으로서, 상호 연결되는 제1커넥터(1110), 제2커넥터(1120)를 포함하여 구성된다.
상기 제1커넥터(1110)는 제1케이블(1010)의 일단부에 형성되되, 제2커넥터(1120)의 복수개의 핀(1120a)에 대응되는 복수개의 터미널(1110a)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 터미널(1110a)의 갯수는 도 3에 도시된 바와 같이, 8개로 설정할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2커넥터(1120)는 제2케이블(1020)의 일단부에 형성되되, 제1커넥터(1110)의 복수개의 터미널(1110a)에 대응되는 복수개의 핀(1120a)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 핀(1120a)의 갯수는 도 3에 도시된 바와 같이, 터미널(1110a)의 갯수와 같은 8개로 설정할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일부구성인 케이블과 커넥터를 나타내는 도면이다.
복수개의 터미널(1110a)은 제1케이블(1010)을 구성하는 복수개의 서브케이블에 각각 연결되고, 복수개의 핀(1120a)은 제2케이블(1020)을 구성하는 복수개의 서브케이블에 각각 연결된다.
1차권선전류값(PRI.A)은 케이블(1000)이 변류기(1)에 감긴 횟수에 비례해서 증가한다. 또한, 케이블(1000)을 구성하는 서브케이블의 갯수에 비례해서 증가한다(도 3,4 참조).
예를 들어, 케이블(1000)이 한 가닥의 선으로 구성된 경우 즉, 서브케이블이 1개인 경우에는 1차권선전류값(PRI.A)을 8배 증가시키기 위해서는 케이블(1000)을 변류기(1)에 8번 감아야 하지만, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 서브케이블이 8개인 경우에는 케이블(1000)을 변류기(1)에 1번만 감아도 동일한 효과를 얻을 수 있기 때문에, 권선횟수를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 전원공급부
110 : 전원입력부
120 : 제1다중변압부
130 : 제2다중변압부
140 : 회로차단부
200 : 교류전류변환기
300 : 제1교류전압변환기
400 : 제2교류전압변환기
500 : 제3교류전압변환기
600 : A/D컨버터
700 : 연산부
710 : 코어단면적연산부
720 : 코어자장길이연산부
730 : 자속밀도연산부
740 : 자화력연산부
750 : 투자율연산부
760 : 인덕턴스연산부
770 : 리액턴스연산부
780 : 기전력연산부
800 : 제어부
900 : 표시부
1000 : 케이블
1010 : 제1케이블
1020 : 제2케이블
1100 : 커넥터
1110 : 제1커넥터
1110a : 터미널
1120 : 제2커넥터
1120a : 핀
10 : 제1릴레이
20 : 제2릴레이
20-1 : 제2-1릴레이
20-2 : 제2-2릴레이
20-3 : 제2-3릴레이
20-4 : 제2-4릴레이
30 : 제3릴레이
30-1 : 제3-1릴레이
30-2 : 제3-2릴레이
30-3 : 제3-3릴레이
30-4 : 제3-4릴레이
30-5 : 제3-5릴레이
30-6 : 제3-6릴레이
30-7 : 제3-7릴레이
30-8 : 제3-8릴레이
30-9 : 제3-9릴레이
30-10 : 제3-10릴레이
30-11 : 제3-11릴레이
30-12 : 제3-12릴레이
30-13 : 제3-13릴레이
30-14 : 제3-14릴레이
30-15 : 제3-15릴레이
30-16 : 제3-16릴레이
40 : 제4릴레이
50 : 제5릴레이
60 : 제6릴레이
60-1 : 제6-1릴레이
60-2 : 제6-2릴레이
60-3 : 제6-3릴레이
1 : 변류기
1a : 중심홀

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 외부에서 입력되는 교류전원을 변류기(1)에 공급하는 전원공급부(100);
    변류기(1)의 2차권선측에 연결되는 교류전류변환기(200);
    변류기(1)의 1차권선측인 중심홀(1a)을 관통하는 케이블(1000)에 연결되는 제1교류전압변환기(300);
    전원공급부(100)와 교류전류변환기(200) 사이에 병렬적으로 연결되는 제2교류전압변환기(400), 제3교류전압변환기(500);
    교류전류변환기(200), 제1교류전압변환기(300), 제2교류전압변환기(400), 제3교류전압변환기(500)에서 변환된 전원을 입력받아 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D컨버터(600);
    PLC 회로로 이루어지되, A/D컨버터(600)에 의하여 변환된 디지털 신호를 입력받아 코어단면적(S), 코어자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF)을 연산하는 연산부(700);
    변류기(1)의 1차권선전류값(PRI.A), 2차권선전류값(SEC.A), 주파수(f), 권회수(N), 부담, 클래스 및 코어의 내경(A), 두께(t), 폭(W)이 입력되는 제어부(800);
    연산부(700)에서 연산된 코어의 단면적(S), 코어의 자장길이(Lm), 자속밀도(B), 자화력(H), 투자율(μ), 인덕턴스(L), 리액턴스(X), 기전력(EMF)이 화면상에 출력되는 표시부(900);
    변류기(1)의 1차권선측인 중심홀(1a)을 관통하는 케이블(1000);
    상기 케이블(1000)을 상호 연결하는 커넥터(1100);를 포함하고,

    상기 전원공급부(100)는
    외부에서 입력되는 교류전원이 출력되는 전원출력부(110)와,
    전원출력부(110)에서 출력되는 교류전원의 전압값을 기설정된 복수개의 전압값 중 어느 하나의 전압값으로 변압시키는 제1다중변압부(120)와,
    제1다중변압부(120)에서 변압된 전압값을 기설정된 복수개의 배율 중 어느 하나의 배율만큼 변압시키는 제2다중변압부(130)와,
    전원출력부(110)와 제1다중변압부(120) 사이에 연결되어 회로를 개방 또는 단락시키는 회로차단부(140)를 포함하고,

    상기 교류전류변환기(200)는
    제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A)에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하고,

    상기 제1교류전압변환기(300)는
    제어부(800)에 입력된 1차권선전류값(PRI.A)에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하고,

    상기 제2교류전압변환기(400)는
    제1다중변압부(120), 제2다중변압부(130)에서 변압된 전압값이 제1변압값의 범위에 해당되는 경우, 제1변압값에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하고,

    상기 제3교류전압변환기(500)는
    제1다중변압부(120), 제2다중변압부(130)에서 변압된 전압값이 제2변압값의 범위에 해당되는 경우, 제2변압값에 대응되는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 A/D컨버터(600)로 인가하고,

    상기 연산부(700)는
    제어부(800)에 입력된 코어의 두께(t), 폭(W)을 이용하여 코어의 단면적(S)을 연산하는 코어단면적연산부(710)와,
    제어부(800)에 입력된 코어의 내경(A), 두께(t)를 이용하여 코어의 자장길이(Lm)를 연산하는 코어자장길이연산부(720)와,
    ⅰ) 제어부(800)에 입력된 주파수(f), 권회수(N)와, ⅱ) 코어단면적연산부(710)에서 연산된 코어의 단면적(S)과, ⅲ) 제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A), 부담, 클래스의 조합에 의해 결정되는 여자전압(E)을 이용하여 자속밀도(B)를 연산하는 자속밀도연산부(730)와,
    ⅰ) 코어자장길이연산부(720)에서 연산된 코어의 자장길이(Lm)와, ⅱ) 제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A), 부담, 클래스의 조합에 의해 결정되는 여자전류(I)를 이용하여 자화력(H)을 연산하는 자화력연산부(740)와,
    ⅰ) 자속밀도연산부(730)에서 연산되는 자속밀도(B)와, ⅱ) 자화력연산부(740)에서 연산되는 자화력(H)을 이용하여 투자율(μ)을 연산하는 투자율연산부(750)와,
    ⅰ) 제어부(800)에 입력된 주파수(f)와, ⅱ) 제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A), 부담, 클래스의 조합에 의해 결정되는 여자전류(I), 여자전압(E)을 이용하여 인덕턴스(L)를 연산하는 인덕턴스연산부(760)와,
    ⅰ) 제어부(800)에 입력된 주파수(f)와, ⅱ) 인덕턴스연산부(760)에서 연산된 인덕턴스(L)를 이용하여 리액턴스(X)를 연산하는 리액턴스연산부(770)와,
    ⅰ) 제어부(800)에 입력된 주파수(f)와, ⅱ) 제어부(800)에 입력된 2차권선전류값(SEC.A), 부담, 클래스의 조합에 의해 결정되는 여자전압(E)을 이용하여 기전력(EMF)을 연산하는 기전력연산부(780)를 포함하고,

    상기 코어단면적연산부(710)에서 연산되는 코어의 단면적(S)은
    Figure 112020111975707-pat00026
    로 연산되고,
    (여기서, t: 코어의 두께, W: 코어의 폭)

    상기 코어자장길이연산부(720)에서 연산되는 코어의 자장길이(Lm)은
    Figure 112020111975707-pat00027
    로 연산되고,
    (여기서, A: 코어의 내경, t: 코어의 두께)

    상기 자속밀도연산부(730)에서 연산되는 자속밀도(B)는
    Figure 112020111975707-pat00028
    로 연산되고,
    (여기서, E: 여자전압, f: 주파수, N: 권회수, S: 코어의 단면적)

    상기 자화력연산부(740)에서 연산되는 자화력(H)은
    Figure 112020111975707-pat00029
    로 연산되고,
    (여기서, I: 여자전류, Lm: 코어의 자장길이)

    상기 투자율연산부(750)에서 연산되는 투자율(μ)은
    Figure 112020111975707-pat00030
    로 연산되고,
    (여기서, B: 자속밀도, H: 자화력)

    상기 인덕턴스연산부(760)에서 연산되는 인덕턴스(L)는
    Figure 112020111975707-pat00031
    로 연산되고,
    (여기서, E: 여자전압, f: 주파수, I: 여자전류)

    상기 리액턴스연산부(770)에서 연산되는 리액턴스(X)는
    Figure 112020111975707-pat00032
    로 연산되고,
    (여기서, f: 주파수, L: 인덕턴스)

    상기 기전력연산부(780)에서 연산되는 기전력(EMF)은
    Figure 112020111975707-pat00033
    로 연산되고,
    (여기서, E: 여자전압, f: 주파수)

    상기 케이블(1000)은
    제1교류전압변환기(300)의 일측에 연결되는 제1케이블(1010)과,
    제1교류전압변환기(300)의 타측에 연결되는 제2케이블(1020)을 포함하고,

    상기 커넥터(1100)는
    상호 연결되는 제1커넥터(1110), 제2커넥터(1120)를 포함하고,

    상기 제1커넥터(1110)는
    제1케이블(1010)의 일단부에 형성되되, 제2커넥터(1120)의 복수개의 핀(1120a)에 대응되는 복수개의 터미널(1110a)을 포함하고,

    상기 제2커넥터(1120)는
    제2케이블(1020)의 일단부에 형성되되, 제1커넥터(1110)의 복수개의 터미널(1110a)에 대응되는 복수개의 핀(1120a)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    휴대용 변류기 여자전류 및 코어특성 시험기.
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