KR200322462Y1 - Apparatus of Preventing Over-voltage of the Excitation System in the Power Generator - Google Patents

Apparatus of Preventing Over-voltage of the Excitation System in the Power Generator Download PDF

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KR200322462Y1
KR200322462Y1 KR20-2003-0016052U KR20030016052U KR200322462Y1 KR 200322462 Y1 KR200322462 Y1 KR 200322462Y1 KR 20030016052 U KR20030016052 U KR 20030016052U KR 200322462 Y1 KR200322462 Y1 KR 200322462Y1
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김대중
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두산중공업 주식회사
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/06Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors

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Abstract

본 고안은 발전기에서 계자 차단기를 이용하여 계자를 직접 보호함과 동시에 전력 소자를 이용하여 과전압을 감시하고 과전압 발생시에 보호하도록 한 발전기 계자의 과전압 방지 장치에 관한 것으로, 발전기에서 계자 차단기를 이용하여 계자를 직접 보호하며, 과전압을 감시하고 있다가 과전압 발생시에 전력 소자를 이용하여 해당 과전압을 디스차지하는 과전압 방지용 회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 함으로써, 회로의 간략화를 추구하며, 두 가지 계자에 영향을 주는 원인 요소에 대하여 동시에 두 가지 요인을 하나의 전력 소자만으로 보호 가능하도록 고려하여 신뢰성, 경제적인 측면에서 더욱 향상된 시스템이 되도록 설계 및 제작이 가능하다.The present invention relates to an overvoltage protection device of a generator field that protects a field directly by using a field circuit breaker in a generator and simultaneously monitors overvoltage using a power device and protects it when an overvoltage occurs. And overvoltage monitoring circuits to monitor the overvoltage and discharge the overvoltage using a power device when the overvoltage occurs, thereby simplifying the circuit and affecting the two fields. Considering that two factors can be protected by only one power device at the same time, it can be designed and manufactured to improve the system in terms of reliability and economics.

Description

발전기 계자의 과전압 방지 장치 {Apparatus of Preventing Over-voltage of the Excitation System in the Power Generator}Apparatus of Preventing Over-voltage of the Excitation System in the Power Generator}

본 고안은 발전기 계자의 과전압 방지 장치에 관한 것으로, 특히 발전기에서 계자 차단기를 이용하여 계자를 직접 보호함과 동시에 전력 소자를 이용하여 과전압을 감시하고 과전압 발생시에 보호하도록 한 발전기 계자의 과전압 방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overvoltage protection device of a generator field, and more particularly, to an overvoltage protection device of a generator field that protects a field directly by using a field circuit breaker in a generator and simultaneously monitors overvoltage using a power device and protects it when an overvoltage occurs. It is about.

일반적으로, 발전기 계자의 기본 역할은 고정자와 전기자 권선에 쇄교하여 출력 전압을 유도할 수 있는 크기와 형상을 가지는 자계를 생성시켜 주는 것이며, 해당 전기자 권선에 전압 유도 원리는 고정자에 대해 계자가 시간에 따라 회전함으로써 패러데이 법칙의 원리로 해당 전기자 권선에 전압이 유도되어진다.In general, the basic role of a generator field is to generate a magnetic field with a size and shape that can be coupled to the stator and armature windings to induce an output voltage. The principle of voltage induction in the armature winding is that the field By rotating according to the principle of Faraday's law, a voltage is induced in the armature winding.

그리고, 계자는 남과 북극의 극성을 가진 거대한 회전 전자석으로, 해당 계자로부터 방사하는 자속은 공극, 고정자 코아를 거쳐 다시 공극으로 돌아오는 자기 폐회로를 형성한다. 또한, 해당 계자의 MMF(Magnetic Motive Force)는 전기가 권선에 정현파의 전압을 유도하기 위해서 정현파의 형상을 필요로 하는데, 그 크기와 형태는 계자 권선의 위치와 간격, 그리고 계자 전류의 크기에 따라 제어되어진다.The field is a large rotating electromagnet with polar polarities in the south and north poles, and the magnetic flux radiating from the field forms a magnetic closed circuit that returns through the voids, stator cores and back to the voids. In addition, the MMF (Magnetic Motive Force) of the field requires the shape of the sine wave in order for electricity to induce the sine wave voltage in the winding, the size and shape of the field depends on the position and spacing of the field winding and the magnitude of the field current To be controlled.

한편, 상기 발전기 계자에 유기되는 과전압을 방지하기 위한 일반적인 방식으로, 계자 차단기의 접점을 이용한 직접 보호 방식과 전력용 소자를 이용한 과전압 디텍션(Detection)용이 있다.On the other hand, as a general method for preventing overvoltage induced in the generator field, there is a direct protection method using the contact of the field circuit breaker and for the overvoltage detection using the power device.

최근 들어, 전력용 소자를 이용한 계자의 과전압 보호 방식이 대다수를 차지하고 있으나, 계자 차단기의 보조 접점을 이용한 회로 구현 시에 버스 바(Bus-bar) 등의 별도 라인(Line)이 결선되어야 하는 단점이다.Recently, the overvoltage protection method of the field using the power device occupies the majority, but when the circuit is implemented using the auxiliary contact of the field circuit breaker, a separate line such as a bus bar must be connected. .

그런데, 종래 기술에서 발전기 계자의 과전압 방지 장치는 상술한 바와 같이, 계자 차단기의 보조 접점에 의한 직접 보호 방식과, 전압을 감시한 후에 디텍션화하고 있는 전력 소자를 이용한 방식으로 크게 나누어 이용하고 있으므로, 목적에 따라 설치되어 있는 설비의 비동작으로 인한 파급 효과가 증대되어 신뢰성 측면에서 강조되어야 할 것으로 검토되어지고 있다.By the way, in the prior art, since the overvoltage protection device of the generator field is largely divided into the direct protection method by the auxiliary contact of the field circuit breaker and the method using the power element detected after monitoring the voltage, as described above, It is considered that the ripple effect due to non-operation of the installed facilities is increased according to the purpose and should be emphasized in terms of reliability.

전술한 바와 같은 필요성을 해결하기 위한 것으로, 본 고안은 발전기에서 계자 차단기를 이용하여 계자를 직접 보호함과 동시에 전력 소자를 이용하여 과전압을 감시하고 과전압 발생시에 보호하도록 한 발전기 계자의 과전압 방지 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.In order to solve the necessity as described above, the present invention provides an overvoltage protection device of the generator field to protect the field directly by using a field circuit breaker in the generator and at the same time to monitor the overvoltage by using a power element and to protect against the occurrence of overvoltage To provide, the purpose is.

또한, 본 고안은 발전기에서 계자 차단기를 이용하여 계자를 직접 보호함과 동시에 전력 소자를 이용하여 과전압을 감시하고 과전압 발생시에 보호하도록 함으로써, 종래의 계자 차단기 이용시의 별도 라인 결선이 필요 없고, 과전압 보호 회로를 동시 사용함으로 회로의 간략화를 추구하도록 하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention protects the field directly by using a field circuit breaker in the generator, and at the same time to monitor the overvoltage using a power device and to protect against overvoltage, there is no need for a separate line connection when using a conventional field breaker, overvoltage protection The use of the circuits simultaneously seeks to simplify the circuits.

또한, 본 고안은 발전기에서 계자 차단기를 이용하여 계자를 직접 보호함과 동시에 전력 소자를 이용하여 과전압을 감시하고 과전압 발생시에 보호하도록 함으로써, 두 가지 계자에 영향을 주는 원인 요소에 대해 동시에 두 가지 요인을 하나의 전력 소자만으로 보호 가능하도록 하여 신뢰성, 경제적인 측면에서 더욱 향상된 시스템 구현이 되도록 하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention protects the field directly by using a field circuit breaker in the generator and simultaneously monitors the overvoltage using a power device and protects it when an overvoltage occurs, thereby simultaneously causing two factors for the cause factors affecting the two fields. The purpose of the present invention is to provide an improved system implementation in terms of reliability and economy by enabling protection of only one power device.

도 1은 본 고안의 실시 예에 따른 발전기 계자의 과전압 방지 장치의 구성을 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing the configuration of an overvoltage protection device of a generator field according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 있어 과전압 방지용 회로를 나타낸 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit for preventing overvoltage in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1에 있어 디텍션 보드(Detection Board)를 나타낸 레이아웃(Layout) 도면.FIG. 3 is a layout diagram illustrating a detection board in FIG. 1. FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 계자 차단기 20 : 발전기 계자10: field breaker 20: generator field

30 : 디텍션 보드 31 : 전력 소자30: detection board 31: power device

32 : 계자 차단기 접점 입력 부분32: field breaker contact input

40 : 발전기40: generator

50 : 제어기50: controller

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시 예에 따른 발전기 계자의 과전압 방지 장치는 발전기에서 계자 차단기를 이용하여 계자를 직접 보호하며, 과전압을 감시하고 있다가 과전압 발생시에 전력 소자를 이용하여 해당 과전압을 디스차지하는 과전압 방지용 회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The overvoltage protection device of the generator field according to the embodiment of the present invention for achieving the above object is to protect the field directly by using a field circuit breaker in the generator, and to monitor the overvoltage, using a power device when the overvoltage occurs And an overvoltage prevention circuit for discharging the overvoltage.

바람직하게는, 상기 과전압 방지용 회로는 발전기의 과전압 발생시에 과전압 발생 통보 신호를 생성시키고 상기 전력 소자를 온시켜 해당 과전압을 디스차지시켜 주는 디텍션 보드와; 상기 디텍션 보드의 과전압 발생 통보 신호를 인가받아 온/오프 제어 신호를 생성시켜 주는 제어기와; 상기 제어기의 온/오프 제어 신호에 따라 계자로 인가되는 전원을 온/오프하는 계자 차단기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Preferably, the over-voltage prevention circuit includes a detection board for generating an over-voltage generation notification signal upon generation of an over-voltage of a generator and turning on the power device to discharge the over-voltage; A controller configured to generate an on / off control signal by receiving an overvoltage occurrence notification signal of the detection board; And a field breaker for turning on / off power applied to the field according to the on / off control signal of the controller.

이하, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention for achieving the object as described above in detail as follows.

본 고안의 실시 예에 따른 발전기 계자의 과전압 방지 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 계자 차단기(10)와, 발전기 계자(20)와, 디텍션 보드(30)와,발전기(40)와, 제어기(50)를 포함하여 이루어지는데, 해당 발전기(40)의 과전압 발전이 유기되는 것을 방지하기 위해서 과전압 방지용 회로를 구현하도록 이루어진다.The overvoltage protection device of the generator field according to the embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, the field breaker 10, the generator field 20, the detection board 30, the generator 40, the controller 50, which is configured to implement a circuit for preventing overvoltage in order to prevent overvoltage generation of the generator 40 from being induced.

상기 과전압 방지용 회로는 계자 차단기의 경우에 상기 계자 차단기(10)를 상기 발전기 계자(20) 앞단에 투입시켜 온/오프 구동으로 상기 발전기 계자(20)를 직접 보호하도록 하며, 과전압의 발생을 감시하고 있다가 과전압 발생시에 도 2에 도시된 바와 같은 전력 소자(31)만을 이용하여 보호하도록 이루어진다.The circuit for preventing overvoltage inserts the field breaker 10 in front of the generator field 20 in the case of a field breaker to directly protect the generator field 20 by on / off driving and monitors the occurrence of overvoltage. Then, in the event of an overvoltage, protection is performed using only the power element 31 as shown in FIG.

이를 위하여 입력에서는 상기 계자 차단기(10)의 접점(32)과 상기 디텍션 보드(30) 내의 직류(DC) 전압 센서(Sensor)(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)를 이용하며, 출력에서는 각 상황 발생시에 자동으로 상기 전력 소자(31)를 온(ON)시켜 디스차지(Discharge)하도록 구현함으로써, 두 가지 동작 원인 요소 중에서 어느 하나가 먼저 발생되더라도 상기발전기 계자(10)의 안정적인 보호가 가능하도록 이루어진다.For this purpose, the input uses a contact point 32 of the field circuit breaker 10 and a direct current (DC) voltage sensor (not shown in the drawing for convenience of description) in the detection board 30. When the situation occurs, the power element 31 is automatically turned on to be discharged so that the generator field 10 can be stably protected even if any one of the two operation causes factors occurs first. Is done.

다시 말해서, 상기 과전압 방지용 회로는 계자 차단기(10)와, 디텍션 보드(30)와, 제어기(50)로 이루어진다.In other words, the overvoltage protection circuit includes a field circuit breaker 10, a detection board 30, and a controller 50.

상기 계자 차단기(10)는 상기 발전기 계자(20)의 앞단에 설치 구비되며, 상기 제어기(50)로부터 인가되는 온/오프 제어 신호에 따라 상기 발전기 계자(20)로 인가되는 전원을 온/오프해 상기 발전기 계자(20)를 보호한다.The field circuit breaker 10 is provided at the front end of the generator field 20, the power is applied to the generator field 20 in accordance with the on / off control signal applied from the controller 50 to turn on / off The generator field 20 is protected.

상기 디텍션 보드(30)는 직류 전압 센서를 구비하여 상기 발전기(40)의 과전압 발전이 유기되는 것을 검출하는데, 즉 상기 발전기(40)에 과전압이 발생하는 경우에 해당 발생된 과전압이 기준 전압(약, 2400V) 이상인지를 검출하며, 해당 발생된 과전압이 기준 전압 이상인 경우에 과전압 발생 통보 신호를 생성시켜 상기 제어기(50)에 알려 줌과 동시에, 상기 전력 소자(31)를 온시켜 해당 발생된 과전압을 디스차지시키도록 해 준다.The detection board 30 is provided with a DC voltage sensor to detect that overvoltage generation of the generator 40 is induced, that is, when the overvoltage occurs in the generator 40, the generated overvoltage is a reference voltage (about). , 2400V) or more, and when the generated overvoltage is equal to or greater than the reference voltage, an overvoltage generation notification signal is generated and notified to the controller 50, and the power device 31 is turned on to generate the overvoltage. To be discharged.

상기 제어기(50)는 상기 디텍션 보드(30)로부터 과전압 발생 통보 신호를 인가받아 상기 발전기 계자(20)를 보호하기 위해서 온/오프 제어 신호를 상기 계자 차단기(10)에 인가하여 상기 계자 차단기(10)의 온/오프 제어를 수행한다.The controller 50 receives an overvoltage generation notification signal from the detection board 30 and applies an on / off control signal to the field breaker 10 to protect the generator field 20. ) Control on / off.

이상과 같이, 본 고안에 의해 발전기에서 계자 차단기를 이용하여 계자를 직접 보호함과 동시에 전력 소자를 이용하여 과전압을 감시하고 과전압 발생시에 보호하도록 함으로써, 종래 기술에서 계자 차단기의 보조 접점을 이용한 회로 구현 시에 버스 바 등의 별도 라인이 결선되어야 하는 단점을 극복할 수 있으며, 과전압 보호 회로를 동시 사용함으로 인하여 회로의 간략화를 추구할 수 있다.As described above, by using the present invention to protect the field directly by using a field circuit breaker in the generator, and to monitor the overvoltage using a power device and to protect against the occurrence of overvoltage, the circuit implementation using the auxiliary contact of the field circuit breaker in the prior art In this case, it is possible to overcome the disadvantage that a separate line such as a bus bar must be connected, and the circuit can be simplified by simultaneously using an overvoltage protection circuit.

또한, 본 고안에 의해 두 가지 계자에 영향을 주는 원인 요소에 대하여 동시에 두 가지 요인을 하나의 전력 소자만으로 보호 가능하도록 고려하여 신뢰성, 경제적인 측면에서 더욱 향상된 시스템이 되도록 설계 및 제작이 가능하다.In addition, the present invention can be designed and manufactured to improve the system in terms of reliability and economics in consideration of the two factors to be protected by only one power element at the same time for the cause factors affecting the two fields.

Claims (2)

발전기에서 계자 차단기를 이용하여 계자를 직접 보호하며, 과전압을 감시하고 있다가 과전압 발생시에 전력 소자를 이용하여 해당 과전압을 디스차지하는 과전압 방지용 회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발전기 계자의 과전압 방지 장치.An overvoltage protection device for a generator field, comprising an overvoltage protection circuit that directly protects a field using a field circuit breaker in a generator and monitors overvoltage, and discharges the overvoltage using a power device when an overvoltage occurs. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 과전압 방지용 회로는,The overvoltage prevention circuit, 발전기의 과전압 발생시에 과전압 발생 통보 신호를 생성시키고 상기 전력 소자를 온시켜 해당 과전압을 디스차지시켜 주는 디텍션 보드와;A detection board which generates an overvoltage generation notification signal when the generator generates an overvoltage, and turns on the power device to discharge the overvoltage; 상기 디텍션 보드의 과전압 발생 통보 신호를 인가받아 온/오프 제어 신호를 생성시켜 주는 제어기와;A controller configured to generate an on / off control signal by receiving an overvoltage occurrence notification signal of the detection board; 상기 제어기의 온/오프 제어 신호에 따라 계자로 인가되는 전원을 온/오프하는 계자 차단기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발전기 계자의 과전압 방지 장치.And a field circuit breaker for turning on / off power applied to the field according to the on / off control signal of the controller.
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