KR200161674Y1

KR200161674Y1 - 자동전환 개폐기용 전압 감시장치

Info

Publication number: KR200161674Y1
Application number: KR2019970001654U
Authority: KR
Inventors: 박정주
Original assignee: 이종수; 엘지산전주식회사
Priority date: 1997-02-04
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 1999-12-01
Also published as: KR19980057440U

Abstract

자동전환 개폐기의 전원선로의 전환 동작을 정확하게 하기 위한 자동전환 개폐기용 전압감시장치에 관한 것으로서, 배전선로의 자동전환 개폐기에 있어서, 각부에 제어전원을 공급하는 제어전원 공급부와, 배전선로의 전압을 감지하는 전압 감지부와, 감지된 전압을 증폭하는 증폭부와, 증폭된 전압의 순간적인 변화를 보상하기 위한 보상 회로부와, 제어전원을 분압하여 기준전압을 생성하는 기준전압 생성부와, 보상 회로부 및 기준전압 생성부의 출력을 비교하여 비교신호를 출력하는 비교부와, 비교신호에 의해 구동되는 구동부와, 구동부에 의해 동작되어 배전선로의 전원을 전환하는 접점 신호를 출력하는 릴레이부를 포함하여 구성되는데, 배전선로의 불안정한 출력파형에 의해 증폭부에서의 출력이 순간적으로 변화하는 것을 보상 회로부에서 순간적으로 변화하는 것을 보상함으로써 릴레이부에서 안정적인 접점신호를 출력하여 자동전환 개폐기가 정확하게 동작할수 있다.

Description

자동전환 개폐기용 전압 감시장치

본 고안은 자동전환 부하 개폐기(이하, ALTS라 칭함)에 관한 것으로서, 특히 개폐기 선로의 전압을 감지하여 ALTS가 정확하게 동작하도록 하기 위한 ALTS용 전압 감시장치에 관한 것이다.

특고압 개폐기의 일종인 ALTS는 전원을 공급하는 두개의 전원선로와 한개의 부하선로로 접속되어 두 전원중 하나를 주전원으로 사용하다가 주전원이 정전으로 인해 전원이 차단되면 자동으로 전환되어 보조전원으로 부하에 전원을 공급하고, 다시 주전원이 복귀되면 자동으로 전환되어 주전원을 통해 부하에 전원을 공급하도록 동작되는 특성이 있다. 그러므로 ALTS는 전원의 정전 유무를 감지하는 것이 매우 중요하다.

일반적으로 ALTS의 케이블 접속에는 엘보 접속재(Elbow connector)를 사용하며, 엘보 접속재에 설치된 전압 감지센서를 통해 미소전압을 감지하는데 이 미소전압을 분석하여 선로의 정전유무를 판단하는 것이 전압 감시장치(EPD)이다. 이처럼 ALTS가 정확하게 동작하도록 하기 위해서는 전압 감시장치의 역할이 중요하다.

이와같은 종래기술에 따른 ALTS용 전압 감시장치는 도 1과 같이, 입력되는 DC 24V의 전원을 입력받아 DC 9V의 제어 전압으로 전환하여 출력하는 제어전원 공급부(10)와, 선로의 전압을 감지하는 전압 감지센서(11)와, 감지센서(11)의 감지전압을 정류 및 평활하는 정류 및 평활부(12)와, 정류 및 평활된 전압을 소정 비율로 증폭하는 증폭부(13)와, 제어전압을 분압저항(R1,R2)에 의해 분압하여 그 분압전압과 증폭부(13)의 출력을 비교하는 비교부(14)와, 비교부(14)의 출력에 의해 구동되는 구동부(15)와, 구동부(15)의 동작에 따라 릴레이 접점신호를 발생하는 릴레이부(16)와, 릴레이부(16)에서 발생하는 역기전력을 방전하기 위한 다이오드(D₁)로 구성된다.

여기서, 비교부(14)는 제어전원 공급부(10)의 제어 전압을 분압하는 분압 저항(R1,R2)과, 분압 저항(R1,R2)에 의해 분압된 전압이 비반전 단자(+)에, 증폭부(13)의 출력이 반전 단자(-)에 인가되는 비교기(CP₁)로 구성된다.

이와같이 구성되는 ALTS용 전압 감시장치의 동작을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어전원 공급부(10)는 공급되는 DC 24V의 전원을 DC 9V의 제어전압으로 전환하여 각부에 공급하고, 전압 감지센서(11)는 선로에 발생하는 미세전압을 감지하여 그 감지전압을 도 2a와 같이 출력한다. 여기서, 배전선로 전압의 파형이 매우 불안정하여 전압 감지센서(11)에서 감지한 감지전압도 그 출력변화가 매우 많다.

정류 및 평활부(12)는 감지전압을 정류 및 평활하여 출력하고, 정류 및 평활된 감지전압을 증폭부(13)에서 소정 비율로 증폭하여 도 2b와 같이 출력한다. 즉, 전원 공급이 정상적인 경우는 감지전압을 정류 및 평활한 후 증폭한 전압은 하이 레벨이고, 전원 공급이 차단된 경우에는 정류 및 평활한 후 증폭한 전압은 로우 레벨을 나타낸다.

그리고, 도 2c와 같이 비교부(14)는 비교기(CP₁)의 반전 단자(-)에 입력되는 증폭전압과, 비반전 단자(+)에 입력되는 분압 저항(R1,R2)에 의해 분압된 제어전압(a)을 비교하여 증폭전압이 분압된 제어전압(a) 보다 크면 로우(Low) 신호를 출력하고, 증폭 전압이 분압된 제어전압 보다 작으면 하이(High) 신호를 출력한다.

비교부(14)에서 하이 신호가 출력되면 도 2d와 같이 구동부(15)의 트랜지스터(Q₁)가 온되고, 그에 따라 릴레이부(16) 여자코일(L)에 전류가 흐르게 되어 릴레이 접점 신호를 외부로 출력하는데, 릴레이 접점 신호에 따라 ALTS는 전원선로를 전환한다. 이때. 다이오드(D₁)는 릴레이부(16)의 여자코일(L)에 흐르는 역기전력을 흡수한다. 도 2e는 구동부(15)에 의해 동작되는 릴레이부(16)의 출력 파형도이다.

종래 기술에 따른 ALTS용 전압 감시장치는 배전선로 전압의 파형이 매우 불안정하며 그 전압을 감지하는 전압 감지센서도 미세한 출력을 발생하므로 그 출력 변화가 매우 많은데 그 출력변화에 따라 전압 감시장치가 동작하여 릴레이가 동작하므로 ALTS가 잦은 오동작을 하게 되고 그로인해 부하선로에 불안정한 전원을 공급하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 전압 감지센서의 순간적인 출력변화를 보상하므로 비교부가 릴레이에 안정적인 신호를 제공하여 ALTS가 정확히 동작하도록 하기 위한 ALTS용 전압 감시장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래기술에 따른 자동전환 부하 개폐기용 전압 감시장치의 구성 블록도,

도 2는 도 1의 각부 출력 파형도,

도 3은 본 고안에 따른 자동전환 부하 개폐기용 전압 감시장치의 구성 블록도,

도 4는 도 3의 각부 출력 파형도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

30 : 제어전원 공급부 31 : 기준전압 발생부

32 : 전압 감지센서 33 : 입력부

34 : 정류 및 평활부 35 : 증폭부

36 : 보상 회로부 37 : 비교부

38 : 구동부 39 : 릴레이부

본 고안에 따른 ALTS용 전압 감시장치는 배전선로의 자동전환 개폐기에 있어서, 각부에 제어전원을 공급하는 제어전원 공급부와, 배전선로의 전압을 감지하는 전압 감지부와, 감지된 전압을 증폭하는 증폭부와, 증폭된 전압의 순간적인 변화를 보상하기 위한 보상 회로부와, 제어전원을 분압하여 기준전압을 생성하는 기준전압 생성부와, 보상 회로부 및 기준전압 생성부의 출력을 비교하여 비교신호를 출력하는 비교부와, 비교신호에 의해 구동되는 구동부와, 구동부에 의해 동작되어 배전선로의 전원을 전환하는 접점 신호를 출력하는 릴레이부를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.

이하, 본 고안에 따른 ALTS용 전압 감시장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.도 3은 본 고안에 따른 ALTS용 전압 감시장치를 나타낸 구성 블록도이고, 도 4는 도 3의 각부 출력 파형도이다.

도 3을 참조하여 그 구성을 설명하면, DC 24V의 전원을 입력받아 DC 9V의 제어 전압(Vcc)으로 전환하여 출력하는 제어전원 공급부(30)와, 제어전압(Vcc)을 입력받아 일정한 기준전압을 출력하는 기준전압 발생부(31)와, 배전 선로의 전압을 감지하여 미소전압을 출력하는 전압 감지센서(32)와, 전압 감지센서(32)에서 감지된 미소전압과 함께 유입되는 써지(Surge)등을 검출하여 차단하는 입력부(33)와, 써지가 제거된 검출전압을 입력받아 정류하고 평활하여 직류전압으로 출력하는 정류 및 평활부(34)와, 직류전압을 소정비율로 증폭하는 증폭부(35)와, 증폭부(35)의 출력을 입력받아 순간적인 출력의 변화를 보상하여 출력하는 보상 회로부(36)와, 기준전압 발생부(31)의 기준전압 및 보상 회로부(36)의 출력을 입력받아 비교하여 그에 따른 신호를 출력하는 비교부(37)와, 비교부(37)의 출력신호에 따라 구동되는 구동부(38)와, 구동부(38)의 동작에 따라 여자코일(L)에 전류가 흘러 릴레이 접점신호를 출력하는 릴레이부(39)와, 여자코일(L)의 전원 차단시 발생하는 역기전력을 흡수하는 다이오드(D₁)로 구성된다. 여기서, 보상 회로부(36)는 증폭부(35) 출력의 맥동을 보상하는 버퍼(B₁)와, 버퍼(B₁)의 출력을 분압하는 분압저항 R4,R5로 구성된다. 이때, 분압저항 R5는 비교부(37)의 비교기(CP₁) 출력단에 접속되도록 구성된다.

또한, 기준전압 발생부(31)는 제어전압을 제 1 분압하는 분압저항 R1 및 제너 다이오드(ZD₁)와, 제너 다이오드(ZD₁)에 병렬 연결되어 제 1 분압된 전압을 제 2 분압하는 분압저항 R2,R3로 구성된다.

이와같이 구성된 본 고안에 따른 ALTS용 전압 감시장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제어전원 공급부(30)는 밧데리로 부터 공급되는 DC 24V의 전원을 각부에 필요한 DC 9V의 제어전압(Vcc)으로 변환하여 제어전압을 필요로 하는 각부에 공급한다. 그리고, 기준전압 발생부(31)는 제어전압(Vcc)을 입력받아 분압저항 R1과 제너 다이오드(ZD₁)에 의해 1차 분압하고, 그 1차 분압을 다시 분압저항 R2,R3에 의해 2차 분압하여 출력한다.

전압 감지센서(32)는 ALTS의 전원선로 전압을 감지하여 출력하고, 그 감지전압에 함께 유입되는 써지등을 써지업 서버(TNR)로 입력부(33)에서 차단한다. 정류 및 평활부(34)는 입력부(33)를 거쳐 출력되는 감지전압을 정류 및 평활하여 직류 전압을 출력하고, 증폭부(35)는 직류전압을 소정비율로 증폭하여 출력한다. 즉, 전원 공급이 정상적인 경우는 감지전압을 정류 및 평활한 후 증폭한 전압은 하이 레벨이고, 전원 공급이 차단된 경우에는 정류 및 평활한 후 증폭한 전압은 로우 레벨을 나타낸다.

보상 회로부(36)는 증폭부(35)의 출력이 순간적으로 강하하거나 상승하는 것을 보상하여 출력하는데 이를 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

도 4a는 전압 감지센서(32)에서 전원선로의 감지전압을 검출한 것이고, 도 4b는 증폭부(35)에서 감지전압을 소정 비율로 증폭한 출력을 나타낸 것으로서 감지전압의 파형이 불안정하므로 증폭부(35)의 출력 파형도 순간적으로 상승하거나 강하하는 부분이 발생한다.

도 4c는 보상 회로부(36)의 출력을 나타낸 것으로 증폭부(35)의 출력 파형이 순간적으로 상승하거나 강하하는 부분이 발생하면 이를 보상하여 출력한다. 즉, 전원선로의 감지전압이 순간적으로 강하하고 이에 따라 증폭부(35)의 출력파형도 변화하면, 보상 회로부(36)는 입력되는 증폭부(35)의 출력을 버퍼(B₁)에서 버퍼링 한후 분압저항 R4,R5에 의해 분배된 분압에 비교부(37)의 비교기(CP₁) 출력을 분압저항 R5를 통해 피드백 받은 전압을 더하여 순간적으로 강하하는 것을 보상한다. 한편, 전원선로의 감지전압의 변화에 의해 증폭부(35)의 출력이 순간적으로 상승했다 복귀하면, 보상 회로부(35)는 증폭부(35)의 출력을 버퍼(B₁)에서 버퍼링한후 분압저항 R4,R5에 의해 분압하고 R5에 걸리는 전압을 비교기(CP₁)의 출력단을 통해 흡수시키므로 순간적인 상승하는 것을 보상하므로써, 도 4e와 같이 비교부(37)가 증폭부(35)의 순간적인 상승으로 인해 하이(High) 신호를 출력하는 것을 방지한다.

그리고, 비교부(37)는 이렇게 보상된 보상 회로부(36)의 출력을 비교기(CP₁)의 반전 단자(-)로 입력받고, 기준전압 발생부(31)의 출력을 비반전 단자(+)로 입력받아 그 값을 비교하여 결과값을 출력한다. 여기서, 도 4e와 같이 비교기(CP₁)의 반전 단자(-)에 입력되는 보상 회로부(36)의 출력이 비반전 단자(+)에 입력되는 기준전압 생성부(31)의 출력보다 작으면 비교부(37)는 하이 신호를 출력하고, 크면 로우 신호를 출력한다.

구동부(38)는 도 4f와 같이 비교부(37)의 출력이 하이(high)이면 트랜지스터(Q₁)를 온시켜 릴레이부(39)의 여자코일(L)에 전류를 인가하고, 비교부(37)의 출력이 로우(low)이면 트랜지스터(Q₁)를 오프시키므로 릴레이부(39)의 여자코일(L)에 흐르는 전류를 차단한다. 이때, 다이오드(D₁)는 릴레이부(39)의 여자코일(L)의 전류 차단시 발생하는 역기전력을 흡수한다.

그리고 릴레이부(39)는 도 4g와 같이 구동부(38)의 동작에 따라 여자코일(L)에 전류가 인가되어 릴레이 접점 신호를 발생하므로 ALTS가 전원선로를 자동으로 전환한다.

본 고안에 따른 ALTS용 전압 감지장치는 전원선로의 전압을 감지하는 전압 감지센서의 출력 파형이 순간적으로 변하여 불안정할 경우 이를 보상 회로부를 통해 보상함으로써, 릴레이부에서 안정적인 접점신호를 출력하여 자동전환 개폐기가 정확하게 동작할수 있다.

Claims

배전선로의 자동전환 개폐기에 있어서,

각부에 제어전원을 공급하는 제어전원 공급부와;

상기 배전선로의 전압을 감지하는 전압 감지부와;

상기 감지된 전압을 증폭하는 증폭부와;

상기 증폭된 전압의 순간적인 변화를 보상하기 위한 보상 회로부와;

상기 제어전원을 분압하여 기준전압을 생성하는 기준전압 생성부와;

상기 보상 회로부 및 상기 기준전압 생성부의 출력을 비교하여 비교신호를 출력하는 비교부와;

상기 비교신호에 의해 구동되는 구동부와;

상기 구동부에 의해 동작되어 상기 배전선로의 전원을 전환하는 접점 신호를 출력하는 릴레이부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동전환 개폐기용 전압 감시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 보상 회로부는 상기 증폭부의 출력파형의 맥동을 보상하여 출력하는 버퍼와, 상기 버퍼의 출력을 분압하고 상기 비교기의 출력을 피드백 받는 제 4 및 제 5 분압 저항으로 구성됨을 특징으로 하는 자동전환 개폐기용 전압 감시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기준전압 발생부는 상기 제어전원을 1차 분압하기 위해 직렬로 연결된 제 1 분압저항(R1) 및 제너 다이오드와, 상기 제너 다이오드에 병렬로 연결되어 2차 분압하는 제 2 및 제 3 분압저항으로 구성됨을 특징으로 하는 자동전환 개폐기용 전압 감시장치.