KR20010026258A - 주상변압기의 과부하경보장치. - Google Patents

주상변압기의 과부하경보장치. Download PDF

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Abstract

본 발명은 주상변압기의 과부하경보장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주상변압기의 부하 변동을 24시간 감시하여, 부하 변동에 따른 적극적인 대처를 수행할 수 있는 주상변압기의 과부하경보장치에 관한 것이다. 본 발명은 주상변압기의 과부하를 감시하기 위하여 전류 트랜스포머(Current Transformer)를 이용한다. 즉, 본 발명은 전류 트랜스포머로 검출된 전류크기에 기초하여 주상변압기의 과부하발생을 감시하고, 과부하율을 측정 관리할 수 있으며, 전류치를 육안으로 식별 가능하다. 따라서 과부하라고 판단되면 경보신호를 발생하여 즉각적인 대처가 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

주상변압기의 과부하경보장치.{Over load alarming device for transformer}
본 발명은 주상변압기의 과부하경보장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주상변압기의 부하 변동을 24시간 감시하여, 부하 변동에 따른 적극적인 대처를 수행할 수 있는 주상변압기의 과부하경보장치에 관한 것이다.
주상변압기는 전주 위에 설치한 변압기로서, 변전소에서 보내온 높은 전압을 공장용이나 가정용의 낮은 전압으로 변압하는 기능을 담당한다. 이러한 주상변압기는 전기의 사용을 필요로 하는 곳이면 모두 사용되고 있기 때문에 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있을 정도로 많이 사용되고 있다.
그런데 상기 주상변압기의 기능이 변전소에서 보내온 높은 전압을 낮은 전압으로 변압시키는 일이다. 즉, 전압을 공급하는 변전소와 전압을 공급받는 가정 또는 공장 사이에서 전압공급을 중계하는 일을 담당하기 때문에, 상기 주상변압기의 입력전압 및 출력전압은 매우 고전력상태이다. 따라서 상기 주상변압기의 조금만 오동작에 의해서도 사람에게 치명적일 수 있는 전류량을 누설시킬 위험이 있다. 또한 주상변압기의 비정상적인 동작에 의하여 공급받는 측으로 하여금 화재를 일으킬 수도 있다.
그리고 주상변압기의 설치 장소 또한 자연적인 재해 또는 인위적인 재해로부터 위험이 항시 발생될 수 있는 노변이다. 따라서 변전소 측에서 전압을 공급받는 다수개의 주상변압기 중에서 임의의 주상변압기가 자연적인 재해로 고장될 수 있으며, 이때 특정 주상변압기는 과부하상태를 발생시키게 되는 것이다. 또한, 자연적인 재해에 의해서 주상변압기에서 변압 전압을 공급받는 가정 또는 공장에서 정상적으로 공급전압을 소모하지 못할 수 있고, 이 상태가 장시간 유지될 경우 상기 주상변압기의 과부하상태가 발생되는 것이다.
상기 주상변압기가 과부하상태로 장시간 유지될 경우, 주상변압기에 치명적인 손상을 입히는 일이 발생된다. 만일, 특정 주상변압기가 고장을 일으켜서 정상적인 변압기능을 수행하지 못하게 되면, 상기 주상변압기의 주변의 전기 사용측은 이상전압을 공급받거나 또는 정상적으로 전기를 공급받지 못하는 일이 발생되는 것이다.
따라서 상기 주상변압기의 과부하상태를 감시하고, 상기 주상변압기의 정상동작여부를 항상 감시할 필요가 있다. 즉, 본 발명에서는 주상변압기의 입력전류의 감시에 의해서 과부하여부를 판단한다.
도 1은 일반적으로 전류 검출을 위한 구성도를 도시하고 있다.
일반적으로 전압공급원(1)에서 부하(5) 사이에 흐르는 전류를 검출하기 위해서는, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 전압공급원(1)과 부하(5) 사이에 연결된 도선(4)을 절단하고, 그 사이에 전류측정기(3)를 장착하고 있다. 이렇게 해서 상기 전류측정기(3)는 상기 전압공급원(1)에서 부하(5) 측으로 흐르는 전류크기를 검출할 수 있는 것이다.
그러나 이와 같은 방법에 의한 전류 검출은 상기 주상변압기의 과부하검출에 사용하기에는 여러가지 면에서 불합리하다. 일 예로, 변전소에서 상기 주상변압기 측으로 공급하는 전압은 매우 고전력이기 때문에, 변전소와 주상변압기 사이의 도선을 차단하고 상기 전류측정기(3)를 장착하는 것은 매우 위험한 일이다. 즉, 조그만 오동작에 의해서도 전류 누설의 위험이 있고, 이렇게 누설되는 전류에 의해서 감전 및 화재발생의 우려가 있는 것이다.
따라서 본 발명에서는 상기 변전소에서 주상변압기 측으로 공급되는 전류 측정을 전류 트랜스포머를 이용하여 하고자 한다.
도 2는 전류 트랜스포머에 의하여 전류를 검출하기 위한 구성도이다.
전원공급원(1)과 부하(5) 사이에 부하로 공급되는 전류를 검출하기 위한 전류 트랜스포머(10)가 장착되고 있다. 이때, 전류 트랜스포머(10)는 도시하고 있는 바와 같이, 상기 전원공급원(1)과 부하(5) 사이의 도선(4)을 절단하지 않고도 흐르는 전류량을 검출할 수 있다.
상기 전류 트랜스포머(10)는 일반적으로 전자석원리를 이용하여 철심에 코일을 감고, 전기를 흘리면 자력이 발생되는 원리를 이용하여, 흐르는 전류량을 검출하고 있다.
따라서 전류 트랜스포머(10)는 변전소와 주상변압기 사이에 연결된 도선(또는 공중선)을 절단하지 않은 상태에서 주상변압기 측으로 공급되는 전류를 검출하는 것이 가능하다. 따라서 주상변압기에 인가되는 과전류에 따른 과부하조건을 감시하고자 할때, 상기 전류 트랜스포머를 이용하면, 보다 쉽게 감시하는 것이 가능할 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 전류트랜스포머를 이용하여 주상변압기의 과부하를 감시하고, 위험발생에 따른 경보를 발생할 수 있는 주상변압기의 과부하경보장치를 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 전류 검출을 위한 구성도,
도 2는 전류 트랜스포머에 의한 전류 검출을 위한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 주상변압기의 과부하경보장치의 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 전압공급원 3 : 전류 측정기
4 : 도선 5 : 부하
10 : 전류 트랜스포머 20 : 전압검출부
30 : 증폭부 40 : 아날로그/디지털변환부
50 : 중앙처리장치 60 : 경보기
70 : 데이터설정부 80 : 경보송신부
90 : 디스플레이부 100 : 충전지
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주상변압기의 과부하경보장치는, 주상변압기의 전류를 검출하는 전류 트랜스포머와; 상기 검출된 전류에 비례하는 전압신호를 검출하는 전압검출수단과; 상기 전압검출수단의 출력을 과부하판단조건값과 비교하는 비교수단과; 상기 비교수단의 비교치에 의해서 경보를 발생하는 경보수단을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 경보수단은, 상기 비교수단의 제어하에 경보를 발생하는 경보기와; 경보신호를 송출하는 경보송신부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 비교수단의 제어하에, 검출된 전류값을 문자 또는 숫자로 표시하는 액정 디스플레이부를 더 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 전압검출수단의 출력을 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털변환수단을 더 포함하고, 상기 비교수단은, 디지털 연산장치를 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 비교수단은, 상기 주상변압기의 과부하조건판단값을 저장하는 메모리부와; 상기 아날로그/디지털변환수단의 출력과 상기 메모리부의 과부파조건판단값을 비교하는 중앙처리장치를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 주상변압기의 과부하경보장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 주상변압기의 과부하경보장치의 구성도이다.
본 발명의 주상변압기의 과부하경보장치는, 주상변압기(도시하지 않음) 측으로 공급되는 전류를 검출하기 위한 전류 트랜스포머(10)가 포함된다. 상기 전류 트랜스포머(10)는 앞서 도 2에서 언급하고 있는 바와 같이 도선을 절단하지 않고도 상기 도선에 흐르는 전류를 검출할 수 있는 전류 검출장치이다. 상기 전류 트랜스포머(10)는 도선에 연결되는 부분이 고리 형상으로 설계되어 있다. 따라서 상기 주상변압기에 간단히 설치되어 입력전류를 검출하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 전류 트랜스포머(10)에서 검출된 전류크기에 비례하는 전압신호를 검출하는 전압검출부(20)와, 상기 전압검출부(20)의 출력을 입력하여 신호처리가 가능한 크기로 증폭하는 증폭부(30)와, 상기 증폭부(30)의 출력을 입력하고 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(40)를 포함한다.
상기 아날로그/디지털 변환부(40)의 출력은 중앙처리장치(50)에 입력되고, 상기 중앙처리장치(50)는 상기 아날로그/디지털 변환부(40)의 출력신호와 기설정된 값을 비교하고, 현재 주상변압기 측으로 공급되는 전류가 과전류인지 또는 아닌지를 판단한다. 따라서 본 발명은 입력전류가 주상변압기의 과부하조건인지 아닌지를 판단하기 위하여 주상변압기의 과부하율 90%에 따른 값을 디지탈신호로 설정하여 데이타 설정부(70)에 저장한다. 따라서 중앙처리장치(50)는 상기 아날로그/디지털 변환부(40)의 출력과 상기 데이타 설정부(70)의 저장값을 비교하여, 과부하조건 여부를 판단한다.
그리고 본 발명은 과부하조건 판단시에 경보를 발생하는 경보기(60)와, 경보신호를 송신하기 위한 경보송신부(80), 그리고 검출된 전류량에 따른 표시를 액정표시기를 이용하여 디지털화한 디스플레이부(90)를 포함한다.
그리고 부호 100은 충전지를 나타내며, 상기 충전지는 본 발명의 과부하경보장치가 정전과 같은 상황에서도 항상 동작될 수 있도록 예비전원을 구비하기 위한 구성이다.
다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 주상변압기의 과부하경보장치의 동작과정에 대해서 설명한다.
변전소 또는 한전에서 공급되는 전압은 공중선을 통해서 각 주상변압기에 공급된다. 이때, 상기 주상변압기의 입력단에 공통으로 연결되고 있는 전류 트랜스포머(10)는 상기 주상변압기 측으로 입력되는 전류 크기를 검출한다. 상기 전류 트랜스포머(10)에서 검출된 전류는 전압검출부(20)에 입력되고, 상기 전압검출부(20)는 입력된 전류 크기에 비례하는 전압신호를 발생시킨다.
상기 전압검출부(20)의 검출 전압은 증폭부(30)에 입력되고, 상기 증폭부(30)는 입력신호를 아날로그/디지털 변환부(40)에서 인식할 수 있는 만큼의 충분한 크기로 증폭 및 전압이득을 조절하여 출력한다. 상기 아날로그/디지털 변환부(40)는 입력신호를 중앙처리장치(50)에서 인식할 수 있는 디지털신호로 변환하여 출력한다.
이상의 과정을 통해서 상기 중앙처리장치(50)는 현재 주상변압기 측으로 공급되는 전류크기를 인지하게 된다.
한편, 데이터 설정부(70)에는 주상변압기의 과부하율 90%에 이르는 전류값을 디지털신호로 저장하고 있다. 즉, 상기 데이터 설정부(70)에 저장된 전류값은 주상변압기의 과부하조건을 판단하기 위한 기준값이다. 만약, 상기 아날로그/디지털변환부(40)에서 출력되는 전류값이 상기 기준값보다 작은 경우에 있어서는 현재 입력전류가 정상이라고 판단하고, 상기 기준값보다 큰 경우에 있어서는 현재 입력전류가 과전류라고 판단하는 것이다.
따라서 중앙처리장치(50)는 주상변압기의 과부하조건을 판단하기 위하여, 상기 데이터 설정부(70)에 저장된 전류값을 읽어오고, 상기 읽어온 전류값과 상기 아날로그/디지털변환부(40)에서 출력되는 전류값을 비교한다. 이때 두 신호의 비교치에 의해서 상기 중앙처리장치(50)는 주상변압기의 과부하발생 또는 정상동작을 판단하여 그에 따른 제어를 수행하는 것이다.
만일, 상기 중앙처리장치(50)에서 상기 데이터 설정부(70)의 값과 아날로그/디지털 변화부(40)의 값을 비교하여, 정상동작이라고 판단한 경우에 있어서는 경보기(60)에서 경보가 발생되지 않고, 또한 경보송신부(80)로부터 경보신호가 송신되지 않는다. 그러나 상기 중앙처리장치(50)에서 상기 데이터 설정부(70)의 값과 아날로그/디지털 변환부(40)의 값을 비교하여, 과부하발생이라고 판단한 경우에 있어서는 상기 중앙처리장치(50)의 제어하에 경보기(60)에서는 경보음이 발생되거나 또는 이상발생을 알릴 수 있는 경보표시가 이루어진다. 또한, 경보 송신부(80)로부터 이상 발생에 따른 경보신호가 송신된다.
따라서 상기 주상변압기의 과부하발생을 감시하는 감시자는 상기 경보 송신부(80)의 경보신호를 수신하여, 주상변압기의 과부하발생에 따른 즉각적인 조치를 행할 수 있는 것이다.
일 예로, 그 지역 주상변압기 감시자 또는 감시자가 이용하는 순찰차 등에 상기 경보 송신부(80)의 송신신호를 수신할 수 있는 수신기를 장착한다. 이때, 경보 송신부(80)의 이용 주파수 또는 이용 채널과 상기 수신기의 채널은 동일해야할 것이다.
만일, 상기 주상변압기의 과부하발생에 따라서 상기 경보 송신부(80)로부터 경보신호가 송출되면, 그 지역을 순찰하고 있는 순찰차 또는 감시자의 수신기에 경보신호가 수신된다. 따라서 감시자는 주상변압기의 과부하발생과 거의 동일한 시간에 경보신호를 수신하게 된다. 이러한 과정으로 경보신호가 발생된 주상변압기를 즉시 확인하고 그에 따른 해결책을 마련하므로써, 주상변압기의 치명적인 손상을 미리 방지할 수 있는 것이다.
그리고 디스플레이부(90)는 액정 디스플레이로써, 검출된 전류값에 따른 표시를 행하며, 이는 중앙처리장치(50)의 제어하에 이루어진다. 즉, 중앙처리장치(50)는 인지된 전류크기에 따라서 문자 또는 숫자에 의해서 상기 디스플레이부(90)의 디지탈 표시가 이루어지도록 제어한다. 따라서 감시자는 상기 디스플레이부(90)의 표시신호에 의해서 과부하 발생에 따른 전류크기를 쉽게 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 주상변압기의 과부하경보장치는, 주상변압기의 과부하발생을 전류 트랜스포머에 의해서 쉽게 검출할 수 있도록 하고 있다. 특히, 도선의 절단과 같은 불필요한 작업없이, 주상변압기의 과부하발생을 검출할 수 있도록 하여, 설치상의 간단함과 이용에 편리함을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 주상변압기의 과부하경보장치는, 주상변압기의 과부하발생시에 주상변압기 감시자에게 경보신호를 송신하여, 과부하발생에 따른 즉각적인 조치가 이루어지도록 한다. 따라서 본 발명은 주상변압기의 과부하발생에 따른 고장 및 오동작을 방지하여, 경제적, 인명적 손실을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (5)

  1. 주상변압기의 전류를 검출하는 전류 트랜스포머와;
    상기 검출된 전류에 비례하는 전압신호를 검출하는 전압검출수단과;
    상기 전압검출수단의 출력을 과부하판단조건값과 비교하는 비교수단과;
    상기 비교수단의 비교치에 의해서 경보를 발생하는 경보수단을 포함하여 구성되는 주상변압기의 과부하경보장치.
  2. 제 1 항에 있어서:
    상기 경보수단은, 상기 비교수단의 제어하에 경보를 발생하는 경보기와;
    경보신호를 송출하는 경보송신부를 포함하여 구성되는 주상변압기의 과부하경보장치.
  3. 제 2 항에 있어서:
    상기 비교수단의 제어하에, 검출된 전류값을 문자 또는 숫자로 표시하는 액정 디스플레이부를 더 포함하는 주상변압기의 과부하경보장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서:
    상기 전압검출수단의 출력을 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털변환수단을 더 포함하고,
    상기 비교수단은, 디지털 연산장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 주상변압기의 과부하경보장치.
  5. 제 4 항에 있어서:
    상기 비교수단은, 상기 주상변압기의 과부하조건판단값을 저장하는 메모리부와;
    상기 아날로그/디지털변환수단의 출력과 상기 메모리부의 과부하조건판단값을 비교하는 중앙처리장치를 포함하여 구성되는 주상변압기의 과부하경보장치.
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