KR200430711Y1 - 리액터식 변압기의 서지전압 방지회로 - Google Patents

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KR200430711Y1 KR2020060023198U KR20060023198U KR200430711Y1 KR 200430711 Y1 KR200430711 Y1 KR 200430711Y1 KR 2020060023198 U KR2020060023198 U KR 2020060023198U KR 20060023198 U KR20060023198 U KR 20060023198U KR 200430711 Y1 KR200430711 Y1 KR 200430711Y1
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박염준
이명환
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한일월드(주)
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Abstract

본 고안은 서지전압방지 리액터식 변압기 회로에 있어서, 삼상(R,S,T)을 하나로 묶는 중성점(neutral)과, 주권선인 1차코일과, 상기 주권선과 연결되고 복수개의 탭을 구비한 여자권선인 2차코일과, 사용자의 선택에 따라 상기 복수개의 탭 중 어느 하나의 탭과 접속되고 상기 중성점과 연결되는 스위치와, 상기 복수개의 탭과 상기 중성점 사이에 병렬로 연결되어 상기 복수개의 탭 운용 중에 발생되는 돌입전류를 차단하고 상기 차단되지 못한 돌입전류를 저장하여 서지전압을 방지하는 저항 및 콘덴서를 포함함을 특징으로 한다.
리액터식 변압기, 제어용 탭, 서지전압, 저항, 콘덴서

Description

리액터식 변압기의 서지전압 방지회로{THE CIRCUIT OF REACTER TRANSFORMER FOR PROTECTING SURGE VOLTAGE}
도 1은 본 고안의 제1일실시 예에 따른 리액터식 변압기의 서지방지회로도.
도 2는 본 고안의 제2일실시 예에 따른 리액터식 변압기의 서지방지회로도.
도 3은 본 고안의 제3일실시 예에 따른 리액터식 변압기의 서지방지회로도.
본 고안은 리액터식 변압기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리액터식 변압기에서 발생되는 서지전압을 방지하기 위한 회로에 관한 것이다.
일반적으로 변압기(Transformer)는 전기기기 중에 제일 많이 또한 제일 널리 사용되고 있는 기기이며 송전계통이나 배전계통의 일부로서 교류전압을 승압하거나 강압하여, 경제적인 송배전을 통하여 산업설비나 공장에 혹은 가정에 필요한 전압을 공급하는 용도로 사용된다.
상기 변압기의 종류로는 크게 단권변압기와 복권변압기로 구분되며 최근에는 상기 단권변압기와 복권변압기를 응용한 리액터식 변압기(REACTER TRANSFORMER)가 개발되고 있는 추세이다. 상기 리액터식 변압기는 주권선(1차코일)의 코일의 방향과 여자권선(2차코일)의 코일의 방향을 동일 또는 반대로 감고 1차 전압을 인가하면 상기 주권선(1차코일)의 코일과 여자권선(2차코일)의 코일의 상관관계에 의하여 승압 또는 감압된 2차 전압을 발생시키는 변압기를 말한다.
최근에는 사용자가 원하는 2차 전압을 생성하기 위하여 상기 리액터식 변압기의 여자권선(2차코일)에 복수개의 탭을 구비하고 상기 탭 운용으로 상기 2차 전압을 제어한다. 상기 탭은 동시에 여러 개를 상기 주권선(1차코일)과 접속할 수 있는 것이 아니고 하나의 탭만을 접속할 수 있는데, 현재 상기 주권선(1차코일)과 접속된 탭을 다른 탭으로 변경하려면, 스위치를 제어하여 상기 현재 접속된 탭을 해제한 후 상기 다른 탭을 상기 주권선(1차코일)과 접속시켜야 한다. 이때, 상기 해제된 탭에는 돌입전류가 흐르게 되어 서지전압이 발생하게 된다. 상기 서지전압이 발생하게 됨에 따라 상기 해제된 탭에는 불꽃이 발생하고 이로 인하여 상기 탭의 수명을 현저하게 감소시키고 상기 여자권선(2차코일)에 충격을 주어 합선사고를 유발시키는 문제점이 발생하게 된다.
따라서 본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 리액터식 변압기에서 발생되는 서지전압을 방지하기 위한 회로를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 서지전압방지 리액터식 변압기 회로에 있어서, 삼상(R,S,T)을 하나로 묶는 중성점(neutral)과, 주권선인 1차코일과, 상기 주권선과 연결되고 복수개의 탭을 구비한 여자권선인 2차코일과, 사용자의 선택에 따라 상기 복수개의 탭 중 어느 하나의 탭과 접속되고 상기 중성점과 연결되는 스위치와, 상기 복수개의 탭과 상기 중성점 사이에 병렬로 연결되어 상기 복수개의 탭 운용 중에 발생되는 돌입전류를 차단하고 상기 차단되지 못한 돌입전류를 저장하여 서지전압을 방지하는 저항 및/또는 콘덴서를 포함함을 특징으로 한다.
하기의 설명에서는 본 고안에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 고안의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 이하 본 고안의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 고안의 제1일실시 예에 따른 리액터식 변압기의 서지전압방지 회로도이다. 상기 도 1을 참조하여 리액터식 변압기에 콘덴서를 적용하여 서지전압을 방지하기 위한 회로를 살펴보면, 상기 서지전압을 방지하기 위한 리액터식 변압기의 회로는 스타(STAR)상이라 불리는 L1,2상(10), 중성점인 N1,2상(20), 주권선(1차코일)(30), 여자권선(2차코일)(40), 상기 여자권선(2차코일)(40)에 연결된 탭(50, 60, 70), 스위치(150) 및 콘덴서(80)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 L1,2상(10)은 R상, S상, T상중 어느 하나인 스타(star)상을 의미한다.
상기 N1,2상(20)은 뉴트럴(neutral)상으로 상기 R상, S상, T상을 하나로 묶는 중성점을 의미한다.
상기 주권선(30)은 1차코일이고 상기 여자권선(40)은 2차코일이다. 상기 1차코일(30)과 2차코일(40)은 반대방향으로 감겨있다. 이는 2차 전압(70)을 감압하기 위함이다. 예를 들어 상기 주권선(1차코일)(30)이 시계방향으로 감겨있고 상기 여자권선(2차코일)(40)이 반시계방향으로 감겨져 있을 경우, 1차 전압(160)이 인가되면 2차 전압(170)은 감압되어 발생하고 상기 주권선(1차코일)(30)이 시계방향으로 감겨있고 상기 여자권선(2차코일)(40) 또한 시계방향으로 감겨져 있을 경우, 1차 전압(160)이 인가되면 2차 전압(170)은 승압되어 발생한다. 그리고 상기 주권선(1차코일)(30)에 감긴 코일의 개수와 상기 여자권선(2차코일)의 개수의 비례에 따라 상기 2차 전압(70)의 승압 또는 감압의 폭이 정해지게 된다.
또한 상기 여자권선(2차코일)(40)에서는 상단부에 탭1(50), 중단부에 탭2(60) 및 하단부에 탭3(70)을 구비 또는 연결되어 있고 스위치와 상기 탭(50, 60, 70)의 연결로 상기 여자권선(2차코일)(40)의 권선 수(승압 또는 감압의 폭)가 정해지게 된다.
상기 탭(50, 60, 70)은 상기 여자권선(2차코일)(40)에 위치 또는 연결되어 있고 사용자는 선택적으로 상기 탭1(50), 탭2(60) 또는 탭3(70)과 상기 스위치를 접속시켜 상기 2차 전압(170)을 제어할 수 있다.
상기 스위치(150)는 사용자의 선택에 따라 상기 탭1(50), 탭2(60) 또는 탭3(70)과 접속되어 상기 접속된 탭(50, 60 또는 70)과 상기 주권선(1차코일)(30)을 연결시킨다.
상기 콘텐서(60)는 캐패시턴스(C)성분을 특징으로 하는 진상용 콘덴서이고 , 상기 콘텐서(80)는 상기 탭(50, 60, 70)과 상기 N1,2상(20) 사이에 연결(병렬연결)되고 돌입전류 발생시, 상기 돌입전류를 저장하여 전압상승을 멈추게 한다. 또한 상기 콘텐서(80)는 상기 탭(50, 60, 70)과 단일로 연결되거나 복수개를 구비하여 상기 탭(50, 60, 70)에 각각 연결될 수 있다.
상기와 같이 리액터식 변압기에 콘덴서를 적용하여 서지전압을 방지하기 위한 회로의 예시동작을 살펴보면, 상기 2차 전압(170)을 유기하기 위해 상기 여자권선(2차코일)(40)에 위치 또는 연결된 탭1(50), 탭2(60) 및 탭3(70) 중 탭3(70)에 스위치(150)가 접속되어 있는 상태에서, 사용자가 상기 2차 전압(170)을 좀 더 감압하기 위하여 상기 스위치(150)를 상기 탭1(40)에서 상기 탭3(70)으로 변경할 경우, 상기 스위치 (150)는 현재 접속된 탭3(70)과의 접속을 해제하여 상기 주권선(1차코일)(30)과 분리하고, 상기 스위치(150)는 상기 탭1(40)과 접속하여 상기 주권선(1차코일)(30)과 연결한다.
이때, 순간적으로 상기 접속이 해제된 탭3(70)으로 돌입전류가 발생할 경우, 상기 탭(70)과 상기 N1,2상(20) 사이에 병렬 연결된 콘덴서(80)에 의해 상기 돌입전류는 저장되어 전압의 상승을 멈추게 하여 서지전압을 차단한다.
도 2는 본 고안의 제2일실시 예에 따른 리액터식 변압기의 서지방지회로도이다. 상기 도 2를 참조하여 리액터식 변압기에 저항을 적용하여 서지전압을 방지하 기 위한 회로를 살펴보면, 상기 서지전압을 방지하기 위한 리액터식 변압기의 회로는 스타(STAR)상이라 불리는 L1,2상(10), 중성점인 N1,2상(20), 주권선(1차코일)(30), 여자권선(2차코일)(40), 상기 여자권선(2차코일)(40)에 연결된 탭(50, 60, 70), 스위치(150) 및 저항(90)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 L1,2상(10)은 R상, S상, T상중 어느 하나인 스타(star)상을 의미하고 상기 N1,2상(20)은 뉴트럴(neutral)상으로 상기 R상, S상, T상을 하나로 묶는 중성점을 의미한다.
상기 주권선(30)은 1차코일이고 상기 여자권선(40)은 2차코일이다. 상기 주권선인 1차코일(30)과 상기 여자권선인 2차코일(40)은 반대방향으로 감겨있다. 그리고 상기 주권선(1차코일)(30)에 감긴 코일의 개수와 상기 여자권선(2차코일)의 개수의 비례에 따라 상기 2차 전압(170)의 승압 또는 감압의 폭이 정해지게 된다.
또한 상기 여자권선(2차코일)(40)에서는 상단부에 탭1(50), 중단부에 탭2(60) 및 하단부에 탭3(70)을 구비 또는 연결되어 있고 스위치와 상기 탭(50, 60, 70)의 연결로 상기 여자권선(2차코일)(40)의 권선 수(승압 또는 감압의 폭)가 정해지게 된다.
상기 탭(50, 60, 70)은 상기 여자권선(2차코일)(40)에 위치 또는 연결되어 있고 사용자는 선택적으로 상기 탭1(50), 탭2(60) 또는 탭3(70)과 상기 스위치를 접속시켜 상기 2차 전압(170)을 제어할 수 있다.
상기 스위치(150)는 사용자의 선택에 따라 상기 탭1(50), 탭2(60) 또는 탭3(70)과 접속되어 상기 접속된 탭(50, 60 또는 70)과 상기 주권선(1차코일)(30)을 연결시킨다.
상기 저항(90)은 상기 탭(50, 60, 70)과 상기 N1,2상(20) 사이에 연결(병렬연결)되고 돌입전류 발생시, 상기 돌입전류가 흐르는 것을 차단하여 전압상승을 멈추게 한다. 또한 상기 저항(90)은 상기 탭(50, 60, 70)과 단일로 연결되거나 복수개를 구비하여 상기 탭(50, 60, 70)에 각각 연결될 수 있다.
상기와 같이 리액터식 변압기에 저항을 적용하여 서지전압을 방지하기 위한 회로의 예시동작을 살펴보면, 상기 2차 전압(170)을 유기하기 위해 상기 여자권선(2차코일)(40)에 위치 또는 연결된 탭1(50), 탭2(60) 및 탭3(70) 중 탭3(70)에 스위치(150)가 접속되어 있는 상태에서, 사용자가 상기 2차 전압(170)을 좀 더 감압하기 위하여 상기 스위치(150)를 상기 탭1(40)에서 상기 탭3(70)으로 변경할 경우, 상기 스위치 (150)는 현재 접속된 탭3(70)과의 접속을 해제하여 상기 주권선(1차코일)(30)과 분리하고, 상기 스위치(150)는 상기 탭1(40)과 접속하여 상기 주권선(1차코일)(30)과 연결한다.
이때, 순간적으로 상기 접속이 해제된 탭3(70)으로 돌입전류가 발생할 경우, 상기 탭(70)과 상기 N1,2상(20) 사이에 병렬 연결된 저항(90)에 의해 상기 돌입전류가 상기 탭3(70)으로 흐르지는 것을 차단시켜 서지전압이 발생하지 않도록 한다.
도 3은 본 고안의 제3일실시 예에 따른 리액터식 변압기의 서지방지 회로도이다. 상기 도 3을 참조하여 리액터식 변압기에 콘덴서와 저항을 적용하여 서지전압을 방지하기 위한 회로를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 서지전압을 방지하기 위한 리액터식 변압기의 회로는 스타(STAR)상이라 불리는 L1,2상(10), 중성점인 N1,2상(20), 주권선(1차코일)(30), 여자권선(2차코일)(40), 상기 여자권선(2차코일)(40)에 연결된 탭(50, 60, 70), 스위치(150), 콘덴서(100) 및 저항(110)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 L1,2상(10)은 R상, S상, T상중 어느 하나인 스타(star)상을 의미하고 상기 N1,2상(20)은 뉴트럴(neutral)상으로 상기 R상, S상, T상을 하나로 묶는 중성점을 의미한다.
상기 주권선(30)은 1차코일이고 상기 여자권선(40)은 2차코일이다. 상기 1차코일(30)과 2차코일(40)은 반대방향으로 감겨있다. 이는 2차 전압(70)을 감압하기 위함이다. 예를 들어 상기 주권선(1차코일)(30)이 시계방향으로 감겨있고 상기 여자권선(2차코일)(40)이 반시계방향으로 감겨져 있을 경우, 1차 전압(160)이 인가되면 2차 전압(170)은 감압되어 발생하고 상기 주권선(1차코일)(30)이 시계방향으로 감겨있고 상기 여자권선(2차코일)(40) 또한 시계방향으로 감겨져 있을 경우, 상기 1차 전압(160)이 인가되면 2차 전압(170)은 승압되어 발생한다. 그리고 상기 주권선(1차코일)(30)에 감긴 코일의 개수와 상기 여자권선(2차코일)의 개수의 비례에 따라 상기 2차 전압(70)의 승압 또는 감압의 폭이 정해지게 된다.
또한 상기 여자권선(2차코일)(40)에서는 상단부에 탭1(50), 중단부에 탭2(60) 및 하단부에 탭3(70)을 구비 또는 연결되어 있고 스위치와 상기 탭(50, 60, 70)의 연결로 상기 여자권선(2차코일)(40)의 권선 수(승압 또는 감압의 폭)가 정해지게 된다.
상기 탭(50, 60, 70)은 상기 여자권선(2차코일)(40)에 위치 또는 연결되어 있고 사용자는 선택적으로 상기 탭1(50), 탭2(60) 또는 탭3(70)과 상기 스위치를 접속시켜 상기 2차 전압(170)을 제어할 수 있다.
상기 스위치(150)는 사용자의 선택에 따라 상기 탭1(50), 탭2(60) 또는 탭3(70)과 접속되어 상기 접속된 탭(50, 60 또는 70)과 상기 주권선(1차코일)(30)을 연결시킨다.
상기 콘덴서(100)와 저항(110)은 직렬연결 되고 상기 직렬연결된 콘덴서(100)와 저항(110)은 상기 탭(50, 60, 70)과 상기 N1,2상(20) 사이에 병렬연결 된다. 상기 콘덴서(100)와 저항(110)을 함께 사용하는 이유는 서지전압을 방지하기 위하여 보다 적은 용량의 저항을 사용할 수 있고 돌입전류 발생시, 순간적으로 열이 발생하게 되는데 이때 저항은 상기 돌입전류가 흐르는 것을 완전히 차단하지 못하는 경우가 발생할 수 있음으로 상기 콘덴서를 이용하여 상기 차단되지 못한 돌입전류를 저장하여 전압상승을 멈추게 한다. 또한 상기 콘덴서(100)와 저항(110)의 직렬연결회로는 상기 탭(50, 60, 70)과 단일로 연결되거나 복수개를 구비하여 상기 탭(50, 60, 70)에 각각 연결될 수 있다.
상기와 같은 서지전압 방지 리액터식 변압기의 회로 예시동작을 살펴보면, 상기 2차 전압(170)을 유기하기 위해 상기 여자권선(2차코일)(40)에 위치 또는 연결된 탭1(50), 탭2(60) 및 탭3(70) 중 탭3(70)에 스위치(150)가 접속되어 있는 상태에서, 사용자가 상기 2차 전압(170)을 좀 더 감압하기 위하여 상기 스위치(150)를 상기 탭1(40)에서 상기 탭3(70)으로 변경할 경우, 상기 스위치 (150)는 현재 접 속된 탭3(70)과의 접속을 해제하여 상기 주권선(1차코일)(30)과 분리하고, 상기 스위치(150)는 상기 탭1(40)과 접속하여 상기 주권선(1차코일)(30)과 연결한다.
이때, 순간적으로 상기 접속이 해제된 탭3(70)으로 돌입전류가 발생할 경우, 상기 탭(70)과 상기 N1,2상(20) 사이에 병렬 연결된 콘덴서(100) 및 저항(110)에 의해 상기 돌입전류가 상기 탭3(70)으로 흐르지는 것을 차단시켜 서지전압이 발생하지 않도록 한다.
한편 본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않는 한도에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 특히 상기 본원 고안에서의 저항, 콘덴서 이외에 바리스터를 이용할 수 있다. 그러므로 본 고안은 청구범위 및 청구범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 서지전압 방지 리액터식 변압기의 회로는 탭 운용 중에 발생하는 돌입전류의 흐름을 차단하여 서지전압 발생을 방지할 수 있고, 이로 인하여 회로상에서 가장 취약한 부분인 탭을 보호할 수 있는 효과가 있다. 또한 여러 개의 탭을 가변적으로 운용할 수 있음으로 보다 효율적으로 전압을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 서지전압방지 리액터식 변압기 회로에 있어서,
    삼상(R,S,T)을 하나로 묶는 중성점(neutral)과,
    주권선인 1차코일과,
    상기 주권선과 연결되고 복수개의 탭을 구비한 여자권선인 2차코일과,
    사용자의 선택에 따라 상기 복수개의 탭 중 어느 하나의 탭과 접속되고 상기 중성점과 연결되는 스위치와,
    상기 복수개의 탭과 상기 중성점 사이에 병렬로 연결되어 상기 복수개의 탭 운용 중에 발생되는 돌입전류를 저장하여 서지전압을 방지하는 콘덴서를 포함함을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  2. 재1항에 있어서, 상기 주권선에 갑긴 코일 방향과 상기 여자권선에 감긴 코일방향이 서로 반대됨을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  3. 재1항에 있어서, 상기 복수개의 탭 중 어느 하나의 탭과 상기 스위치의 접속에 의하여 2차 전압을 제어할 수 있음을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  4. 재1항에 있어서, 상기 콘덴서를 복수개 구비하여 상기 복수개의 탭 각각과 연결됨을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  5. 서지전압방지 리액터식 변압기 회로에 있어서,
    삼상(R,S,T)을 하나로 묶는 중성점(neutral)과,
    주권선인 1차코일과,
    상기 주권선과 연결되고 복수개의 탭을 구비한 여자권선인 2차코일과,
    사용자의 선택에 따라 상기 복수개의 탭 중 어느 하나의 탭과 접속되고 상기 중성점과 연결되는 스위치와,
    상기 복수개의 탭과 상기 중성점 사이에 병렬로 연결되어 상기 복수개의 탭 운용 중에 발생되는 돌입전류를 차단하여 서지전압을 방지하는 저항을 포함함을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  6. 재5항에 있어서, 상기 복수개의 탭 중 어느 하나의 탭과 상기 스위치의 접속에 의하여 2차 전압을 제어할 수 있음을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  7. 재5항에 있어서, 상기 저항을 복수개 구비하여 상기 복수개의 탭 각각과 연결됨을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  8. 서지전압방지 리액터식 변압기 회로에 있어서,
    삼상(R,S,T)을 하나로 묶는 중성점(neutral)과,
    주권선인 1차코일과,
    상기 주권선과 연결되고 복수개의 탭을 구비한 여자권선인 2차코일과,
    사용자의 선택에 따라 상기 복수개의 탭 중 어느 하나의 탭과 접속되고 상기 중성점과 연결되는 스위치와,
    상기 복수개의 탭과 상기 중성점 사이에 병렬로 연결되어 상기 복수개의 탭 운용 중에 발생되는 돌입전류를 차단하고 상기 차단되지 못한 돌입전류를 저장하여 서지전압을 방지하는 저항 및 콘덴서를 포함함을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  9. 재8항에 있어서, 상기 저항 및 상기 콘덴서는 직렬도 연결됨을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  10. 재8항에 있어서, 상기 주권선에 갑긴 코일 방향과 상기 여자권선에 감긴 코일방향이 서로 반대됨을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  11. 재8항에 있어서, 상기 복수개의 탭 중 어느 하나의 탭과 상기 스위치의 접속에 의하여 2차 전압을 제어할 수 있음을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
  12. 재8항에 있어서, 상기 저항 및 상기 콘덴서의 직렬회로를 복수개를 구비하여 상기 복수개의 탭 각각과 연결됨을 특징으로 하는 서지전압방지 리액터식 변압기 회로.
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