KR200343777Y1 - 전자식변환기의 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원자력발전소에 설치된 전자식변환기를 용이하게 시험할 수 있도록 한 전자식변환기의 시험장치에 관한 것으로, 이러한 본 고안은 원자력발전소에 설치된 전자식변환기의 시험장치에 있어서, 전기적 신호의 격리와 변환 그리고 신호의 설정값에서 경보 및 신호를 발생하는 전자식변환기에 연결되어 전자식변환기를 시험하는 계측부와, 상기 계측부의 출력결과를 디스플레이함과 아울러 상기 계측부로 제어신호를 입력하는 컴퓨터단말기로 구성된다.

Description

전자식변환기의 시험장치{test device of electronic converter}

본 고안은 전자식변환기의 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력발전소에 설치된 전자식변환기를 용이하게 시험할 수 있도록 한 전자식변환기의 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 발전소에서는 열에너지 또는 기계적에너지를 전기적 에너지로 변환한다. 그러므로 발전을 하려면 이에 상당하는 에너지를 소비해야 하는데, 이러한 발전을 위한 에너지의 근원을 발전자원 또는 전력자원이라고 한다. 현재 발전용으로 사용되는 발전기는 거의 전자기유도 작용을 이용하여, 기계동력을 전력으로 변환시키는 방식이다. 따라서 모든 에너지의 흐름을 기계동력으로 바꾸어 전력을 발생하게 한다. 화학에너지를 직접 전기에너지로 바꾸는 전지나, 열에너지를 직접 전기에너지로 바꾸는 열전쌍이 있지만, 전지는 대규모 발전에는 사용하지 않으며, 열전쌍을 발전에 사용하는 것은 아직 시험적인 단계에 머물러 있다. 발전자원으로서 무엇을 사용하느냐에 따라서 발전방식과 원동설비도 달라지는데, 현재 주로 사용되는 발전소에는 다음과 같다. 수력발전소, 화력발전소, 원자력발전소, 조력발전소, 풍력발전소, 지열발전소등이 있다.

한편, 원자력발전소에는 전기에너지를 생산하기 위해 원자로, 발전기, 터빈, 배관, 보일러 및 원자로 안전계통 및 주요 공정계통의 제어에 사용되는 전자식변환기 등을 포함한 여러 계통의 기기들이 설치된다.

특히, 상기 전자식변환기는 전기적 신호의 격리와 변환 그리고 신호의 설정값에서 경보 및 신호를 발생시키는 경보 유닛이다.

그러나, 상기 전자식변환기는 정밀도가 높고 고가이며, 전자회로로 구성되어 있어 정비시 전자소자의 소손 및 시험장치의 부적절한 사용에 따른 오차가 발생하는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해, 전자식변환기의 기능을 시험하는 시험장치를 개발 운영하는 바, 계측설비의 정밀도 유지 및 발전소의 운전 중 상기 설비의 고장시 신속한 정비가 가능하며 시험장치의 집적화에 따른 일원화로 오차발생 가능성을 대폭 감소시켰다.

그러나, 종래에는 전자식변환기를 시험 및 교정을 하기 위해, 모듈(Module)의 전원과 소켓역할을 하는 기존의 교정장비와 모의 신호장치인 전류, 전압신호변환기, 신호측정장비인 디지털 볼트 메타와 수공구가 필요하다.

또한, 종래의 전자식변환기의 시험장치는 3 채널(Channel)로 구성되어 있으나 검교정시 각각의 독립적인 모의 신호원과 측정장비가 사용됨으로 개별적 시험만가능하고, 수동 점검 및 수동 계산에 의한 검교정의 인위적 양부판정에 따른 작업시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.

그리고, 종래에는 전자식변환기를 시험 및 교정을 하기 위해, 여러대의 계측시험장치를 준비하여 연결하는 불편함과 정비과정에서 인적 오차가 유발될 수 있으며 전자소자의 소손 우려가 있는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 시험장치는 입력신호 가변을 전류, 전압신호변환기의 가변저항을 이용함으로써 정밀 교정이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 시험장치는 수동 검교정에 의한 과다한 작업시간이 요구되고 오차 허용범위를 계산하고 검교정의 양부를 판단하는데 번거로움이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 고안의 목적은 원자력발전소에 설치된 전자식변환기를 용이하게 시험할 수 있도록 한 전자식변환기의 시험장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 전자식변환기의 시험장치의 특징은,

원자력발전소에 설치된 전자식변환기의 시험장치에 있어서,

전기적 신호의 격리와 변환 그리고 신호의 설정값에서 경보 및 신호를 발생하는 전자식변환기에 연결되어 전자식변환기를 시험하는 계측부(100)와;

상기 계측부(100)의 출력결과를 디스플레이함과 아울러 상기 계측부(100)로 제어신호를 입력하는 컴퓨터단말기(200)로 구성된다.

도 1은 본 고안에 따른 전자식변환기를 나타낸 도면,

도 2는 도 1의 계측부의 상세 구성 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 계측부

100-1 : 전원공급부

100-3, 100-7 : 전류/전압신호입력부

100-5, 100-9 : 변환부

200 : 컴퓨터단말기

이하, 본 고안에 따른 전자식변환기의 시험장치의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 전자식변환기의 시험장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전기적 신호의 격리와 변환 그리고 신호의 설정값에서 경보 및 신호를 발생하는 전자식변환기(도시는 생략함)에 연결되어 전자식변환기를 시험하는 계측부(100)와, 상기 계측부(100)의 출력결과를 디스플레이함과 아울러 상기 계측부(100)로 제어신호를 입력하는 컴퓨터단말기(200)로 구성된다.

도 2는 도 1의 계측부의 상세 구성 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 계측부(100)는 설비에 쓰이는 전원모듈 또는 자체적으로 가지고 있는 전원모듈을 선택하여 각부에 전원을 공급하는 전원공급부(100-1)와, 상기 전원공급부(100-1)로부터 공급되는 전류/전압신호를 인가받아 소정 전류/전압신호로 증폭하여 제1변환부(100-5)로 전송하는 제1전류/전압신호입력부(100-3)와, 상기 전원공급부(100-1)로부터 공급되는 전류/전압신호를 인가받아 소정 전류/전압신호로 증폭하여 제2변환부(100-9)로 전송하는 제2전류/전압신호입력부(100-7)와, 상기 전원공급부(100-1)로부터 공급되는 전류/전압신호를 인가받아 소정 전류/전압신호로 증폭하여 제3변환부(100-13)로 전송하는 제3전류/전압신호입력부(100-11)와, 상기 제1전류/전압신호입력부(100-3)로부터 증폭된 신호를 인가받아 디지털신호로 변환하여 제1부CPU(100-15)로 전송하는 제1변환부(100-5)와, 상기 제2전류/전압신호입력부(100-7)로부터 증폭된 신호를 인가받아 디지털신호로 변환하여 제2부CPU(100-17)로 전송하는 제2변환부(100-9)와, 상기 제3전류/전압신호입력부(100-11)로부터 증폭된 신호를 인가받아 디지털신호로 변환하여 제3부CPU(100-19)로 전송하는 제3변환부(100-13)와, 상기 제1변환부(100-5)로부터 디지털화된 신호를 인가받아 제어하고 그 제어된 신호를 제1전류/전압신호출력부(100-21) 또는 제1버퍼(100-23)로 전송하는 제1부CPU(100-15)와, 상기 제2변환부(100-9)로부터 디지털화된 신호를 인가받아 제어하고 그 제어된 신호를 제2전류/전압신호출력부(100-25) 또는 제2버퍼(100-27)로 전송하는 제2부CPU(100-17)와, 상기 제3변환부(100-13)로부터 디지털화된 신호를 인가받아 제어하고 그 제어된 신호를 제3전류/전압신호출력부(100-29) 또는 제3버퍼(100-31)로 전송하는 제3부CPU(100-19)와, 상기 제1부CPU(100-15)로부터 제어신호를 인가받아 제1변환기연결부(100-33)로 전류/전압소스를 출력하는 제1전류/전압신호출력부(100-21)와, 상기 제2부CPU(100-17)로부터 제어신호를 인가받아 제2변환기연결부(100-35)로 전류/전압소스를 출력하는 제2전류/전압신호출력부(100-25)와, 상기 제3부CPU(100-19)로부터 제어신호를 인가받아 제3변환기연결부(100-37)로 전류/전압소스를 출력하는 제3전류/전압신호출력부(100-29)와, 상기 제1버퍼(100-23) 또는 제2버퍼(100-27) 또는 제3버퍼(100-31)로부터 출력되는 제어신호를 주CPU(100-39)가 인가받아 전체적인 측정을 관리하여 컴퓨터단말기(200)와 통신을 관리/처리함과 아울러 상기 전원공급부(100-1)로 전원제어신호를 전송하는 메인처리부(100-41)로 구성된다.

여기서, 전원공급부(100-1)는, 실제 설비에 쓰이는 전원모듈 또는 자체적으로 가지고 있는 전원모듈 중 선택하여 공급할 수 있도록 제작됨과 아울러 전원모듈 역시 상태를 판단하기 위해서 출력전압을 측정가능하도록 제작됨이 바람직하다.

그리고, 제1, 제2 및 제3전류/전압신호입력부(100-3)(100-7)(100-11)는, 전원공급부의 출력을 받아서 처리하는 부분이고, 전원공급부의 다양한 출력을 모두 받을 수 있도록 전원공급부에서 오는 전압/전류/알람출력을 모두 입력받을 수 있도록 구성됨이 바람직하다. 또한, 입력도 소스 출력부와 마찬가지로 운영프로그램에서 관리하므로 장비를 열지않고도 교정이 가능하도록 구성됨이 바람직하고, 입력은 입력 저항이 높은 증폭기P를 사용함으로써 출력에 영향이 미치지 않도록 제작함이 바람직하다.

또한, 제1, 제2 및 제3전류/전압신호출력부(100-21)(100-25)(100-29)는, 전원공급부로 테스크 전류/전압소스를 공급받고, 전원공급부의 접속부당 4개의 출력으로 총12개의 단일 전류 출력부로 구성됨이 바람직하고, 16비트 소스 출력을 하여서 정밀도를 향상시키며, 소스교정은 이전의 VR조정 방식이 아닌 운영프로그램에 의해서 교정하므로 본체함을 열지 않고도 교정이 가능하도록 구성함이 바람직하다.

한편, 메인처리부(100-41)는 ROM, RAM, CPU가 일체형으로되어 있어 원칩마이크로 프로세서를 사용해서 프로세서를 자체적으로 발생하는 노이즈 영향을 해소시킴과 아울러 11MIPS정도의 처리 속도를 쓰기 때문에 빠른 DATA 처리가능하다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 전자식변환기의 시험장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전자식변환기의 시험장치인 계측부(100)에 컴퓨터단말기(200)를 연결한 후, 전원을 인가한다.

그리고, 계측부(100)의 제1변환기연결부(100-33) 또는 제2변환기연결부(100-35) 또는 제3변환기연결부(100-37)를 누른다.

이때, 전원공급부(100-1)는 제1전류/전압신호입력부(100-3), 제2전류/전압신호입력부(100-7) 및 제3전류/전압신호입력부(100-11)로 전류/전압신호를 공급한다.

그리고, 제1전류/전압신호입력부(100-3), 제2전류/전압신호입력부(100-7) 및 제3전류/전압신호입력부(100-11)는 각 입력된 전류/전압신호를 증폭하고 증폭된 신호를 제1변환부(100-5), 제2변환부(100-9) 및 제3변환부(100-13)로 인가한다.

또한, 제1변환부(100-5), 제2변환부(100-9) 및 제3변환부(100-13)는 각 입력된 전류/전압신호를 디지털화하여 제1부CPU(100-15), 제2부CPU(100-17) 및제3부CPU(100-19)로 인가한다.

한편, 상기 제1부CPU(100-15), 제2부CPU(100-17) 및 제3부CPU(100-19)는 각 입력된 디지털신호를 제어하고, 제어된 신호를 제1전류/전압신호출력부(100-21) 또는 제1버퍼(100-23)로, 제2전류/전압신호출력부(100-25) 또는 제2버퍼(100-27)로, 제3전류/전압신호출력부(100-29) 또는 제3버퍼(100-31)로 인가한다.

그리고, 제1전류/전압신호출력부(100-21), 제2전류/전압신호출력부(100-25) 및 제3전류/전압신호출력부(100-29)는 상기 제1부CPU(100-15), 제2부CPU(100-17) 및 제3부CPU(100-19)로부터 제어신호를 인가받아 제1변환기연결부(100-33), 제2변환기연결부(100-35) 및 제3변환기연결부(100-37)로 전류/전압소스를 출력한다.

다른 한편, 상기 제1버퍼(100-23), 제2버퍼(100-27) 및 제3버퍼(100-31)는 상기 제1부CPU(100-15), 제2부CPU(100-17) 및 제3부CPU(100-19)로부터 제어신호를 인가받아 메인처리부(100-41)의 주CPU(100-39)로 전류/전압소스를 출력한다.

그리고, 상기 메인처리부(100-41)는 제어신호를 컴퓨터단말기(200)로 전송함과 아울러 상기 전원공급부(100-1)로 전원제어신호를 전송한다.

여기서, 상기 컴퓨터단말기(200)의 동작중 시험사용법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 컴퓨터단말기(200)의 화면에 도시된 아래의 표1과 같이, 시험대상 소켓의 채널을 선택하고 모듈의 타입을 선택한다.

그리고, 자동 모드시 측정버튼을 누르면 모듈을 자동으로 측정하고, 측정을 시작한다.

상기 측정 후, 모듈의 기본정보를 입력한다.

측정 결과 값이 오차 범위를 벗어나면 자동/수동 선택 버튼을 수동으로 선택한다.

또한, 입력단자를 선택하고 5분법에 의한 수동 요구값을 아래의 표2에 입력한다.

그리고, 수동 입력값에 대한 출력값을 교정한다.

여기서, 우측하단의 버튼중 첫번째는 지금 출력은 유지하는 모드이고, 두번째 버튼은 우측에 기입된 값을 1번부터 5번까지 연속해서 출력하는 모드이며, 세번째 버튼은 5번부터 1번까지 연속해서 출력하는 모드이고, 4번째 버튼은 1번부터 5번까지 출력후 다시 5번에서 1번으로 내려가게 출력하는 모드 입니다.

상기 교정이 완료되면 먼저의 결과값을 전값을 이동하고, 자동/수동 선택후 결과값의 오차를 확인한다.

특히, 상기 컴퓨터단말기(200)의 동작중 시험교정방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 메인 화면에서 교정 시작 버튼을 클릭한다.

상기 교정 시작 버튼을 클릭하면 아래의 표3과 같이 화면이 출력된다.

그리고, 측정하고자하는 교정 소켓을 선택한다.

또한, 측정하고자하는 교정 채널을 선택한다.

한편, 교정원이 전류인지 전압인지 선택하고 교정대상이 장비의 입력단자인지 출력단자인지를 선택한다.

만약, 교정대상이 출력단자이면서 전류인 경우 조정버튼을 사용하여 1㎃, 전압인 경우 1V를 디지털 볼트 메타를 설정한 후, "OFFSET"을 클릭한다.

그리고, 다시 전류인 경우 19㎃, 전압인 경우 9V출력 을 설정하고, 표3에 도시된 "SPAN"버튼을 클릭한다.

또한, 교정대상이 입력단자이면서 전류인 경우 외부에서 켈리브레이터를 사용하여 입력단자에 1㎃, 전압인 경우 1V를 공급하고 "OFFSET"을 클릭한다.

그리고, 다시 전류인 경우 1㎃, 전압인 경우 9V를 공급하고 "SPAN"버튼을 클릭한다.

한편, 교정완료 버튼을 누르면 장비의 교정이 완료된다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안은 여러대의 계측시험장비를 준비하여 연결하는 불편함과 측정과정에서 접촉불량 등에 의한 오차 유발 및 기기손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 3채널의 설비를 동시에 검교정이 가능하도록 개선하여 채널 간 교정 오차에 의한 SPREAD 경보 발생을 사전에 예방하여 오작동을 방지하는 효과가 있다.

그리고, 본 고안은 교정시 입력신호 가변을 0.01㎃ 단위로 STEP Signal(DIGIATL)로 변환가능 하도록 구성하여 교정 정밀도를 향상할 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 고안은 컴퓨터를 이용하여 모델별 원 터치 자동시험이 가능하도록 소프트웨어를 개발할 수 있음과 아울러 과다한 작업시간을 단축하기 위하여 자동 검교정에 의한 설비의 양부 판정 기능을 부과할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 고안은 시험결과가 점검양식에 자동으로 기록되고, 저장되며 시험결과치가 허용범위를 초과하는지 여부를 자동으로 판정하는 기능을 부과할 수 있다.

Claims (2)

1. 원자력발전소에 설치된 전자식변환기의 시험장치에 있어서,

   전기적 신호의 격리와 변환 그리고 신호의 설정값에서 경보 및 신호를 발생하는 전자식변환기에 연결되어 전자식변환기를 시험하는 계측부(100)와;

   상기 계측부(100)의 출력결과를 디스플레이함과 아울러 상기 계측부(100)로 제어신호를 입력하는 컴퓨터단말기(200)로 구성된 것을 특징으로 하는 전자식변환기의 시험장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 계측부는,

   설비에 쓰이는 전원모듈 또는 자체적으로 가지고 있는 전원모듈을 선택하여 각부에 전원을 공급하는 전원공급부와;

   상기 전원공급부로부터 공급되는 전류/전압신호를 인가받아 소정 전류/전압신호로 증폭하여 변환부로 전송하는 전류/전압신호입력부와;

   상기 전류/전압신호입력부로부터 증폭된 신호를 인가받아 디지털신호로 변환하여 부CPU로 전송하는 변환부와;

   상기 변환부로부터 디지털화된 신호를 인가받아 제어하고 그 제어된 신호를 전류/전압신호출력부 또는 버퍼로 전송하는 부CPU와;

   상기 부CPU로부터 제어신호를 인가받아 변환기연결부로 전류/전압소스를 출력하는 전류/전압신호출력부와;

   상기 버퍼로부터 출력되는 제어신호를 주CPU가 인가받아 전체적인 측정을 관리하여 컴퓨터단말기와 통신을 관리/처리함과 아울러 상기 전원공급부로 전원제어신호를 전송하는 메인처리부로 구성된 것을 특징으로 하는 전자식변환기의 시험장치.