KR200456420Y1

KR200456420Y1 - 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치

Info

Publication number: KR200456420Y1
Application number: KR2020100010248U
Authority: KR
Inventors: 박진엽; 박인규; 진수환; 변상윤; 김순용
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2011-10-28

Abstract

본 고안은 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치에 관한 것으로, 오일탱크에 저장된 절연유를 순환관을 통해 순환시키며, 순환관에 연결된 부흐홀쯔 계전기의 상기 절연유 유속에 따른 차단시험을 수행하며, 이때의 유속을 제어패널로 송신하는 오일유속시험부와, 상기 오일순환관에서 분기된 분기관을 통해 공급되는 절연유를 가압하여 충격압력계전기에 공급하여 제어패널에서 상기 충격압력계전기의 동작신호를 검출하여 충격압력계전기의 동작 임계압력을 시험하는 충격압력시험부와, 가스탱크에 저장된 가스의 공급압력을 조절하여 방압장치로 공급하고, 그 방압장치의 가스 방출이 개시된 시점의 가스압력을 확인함과 아울러 가스를 상기 부흐홀쯔 계전기에 공급하여 부흐홀쯔 계전기의 가스량 임계값을 시험하는 가스량시험부를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 고안은 실제 유입식변압기의 동작과 동일한 조건에서 기계적보호계전기를 이루는 부흐홀쯔 계전기, 충격압력 계전기 및 방압장치를 직접시험할 수 있어, 각 장치의 동작 임계조건의 정확한 측정이 가능하여, 기계적보호계전기의 건전성을 정확하게 평가할 수 있어, 기계적보호계전기의 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치{Test Equipment for Oil Filled Transformer Mechanical Protective Relays}

본 고안은 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유입식변압기의 이상에 따라 유압 또는 유속이 변화하는 경우 이를 차단하는 기계적보호계전기를 구성하는 다수의 장치들을 실제와 동일한 조건에서 시험하여 기계적보호계전기의 건전성을 평가할 수 있는 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치에 관한 것이다.

일반적으로, 발전소나 일반 산업현장에서 사용되고 있는 유입식변압기는, 절연유를 절연매체로 사용하는 변압기이며, 경년변화가 없는 고투자율의 방향성 냉간압연 규소강판을 사용하며, 운전시 소음이 대단히 적은 고효율의 변압기이다.

이러한 유입식변압기의 보호를 위하여 사고발생시 가스량 및 유속의 변화, 유압의 변화를 검출하여 경보를 발생하거나 변압기를 차단하는 기계적보호계전기를 사용하고 있다.

일반적으로 유입식변압기의 기계적보호계전기는 부흐홀쯔 계전기(buchholz relay), 충격압력계전기, 방압장치를 사용하고 있다.

상기 부흐홀쯔 계전기는 상부부표와 하부부표를 구비하고 가스량과 절연유의 유속에 따라 상부부표와 하부부표가 동작하도록 하여, 가스의 일정량 이상시 경보발생 또는 절연유의 유속이 일정 유속 이상이 되는 경우 차단동작을 하도록 구성된다.

종래에는 유입식변압기의 기계적보호계전기로서 설치된 부흐홀쯔 계전기를 직접시험하지 못하며, 유입식변압기와 컨서베이터 연결배관이 연결 설치된 상태에서 부흐홀쯔 계전기에 마련된 부표 고정장치를 인위적으로 동작시켜 상기 상부부표와 하부부표의 동작접점의 상태만을 확인하고 있다.

이러한 상부부표와 하부부표의 동작접점의 상태만을 확인하는 방법은 그 상부부표와 하부부표가 어떤 가스량 또는 유속 조건에서 동작되는지 실제로 확인할 수 없기 때문에 부흐홀쯔 계전기 점검의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

아울러 상기 충격압력 계전기는 동작 감지용 벨로우즈가 설치되어 있으며, 유입식변압기 권선의 층간단락 등 이상이 발생한 경우 발생되는 압력의 변화를 감지하여 변압기를 전기적으로 격리시켜 보호하는 역할을 한다.

종래에는 이러한 충격압력 계전기를 시험하기 위하여 별도의 공기가압기를 사용하여, 특정한 압력으로 가압된 공기를 직접 공급함으로써, 특정 압력에서의 동작시험 또는 부동작시험을 하고 있다.

즉, 상기 공기가압기로 0.2kg/cm²의 가압공기를 공급하여 해당 압력에서 충격압력 계전기가 동작하여 전기적인 격리가 이루어짐을 확인하고, 0.1kg/cm²의 가압공기를 공급하여 해당 압력에서 충격압력 계전기에 의해 상기 변압기가 전기적으로 격리되지 않는 것을 확인하여 정상동작 여부를 시험하게 된다.

그러나 이러한 종래의 시험방법은 충격압력 계전기의 정확한 동작압력을 확인하기가 어려운 문제점이 있었다. 앞의 예에서 공기의 압력이 0.1kg/cm²을 초과하고 0.2kg/cm²의 미만의 압력에서 그 충격압력 계전기에 의해 전력의 차단이 이루어짐은 알 수 있으나, 이는 동작의 개략적인 압력정도만 확인할 수 있는 것이며 입력의 크기가 클수록 동작시간이 짧아지는 반한시 특성을 확인할 수 없어 완전한 시험을 할 수 없는 문제점이 있었다.

정확한 압력을 확인할 수는 없어 상기 충격압력 계전기의 동작 임계 압력을 확인할 수 없는 문제점이 있었다.

그리고 상기 방압장치는 유입식변압기의 내부압력이 증가되는 경우 이를 방압하는 장치이며, 종래에는 방압장치를 직접 시험하지 못하고 설치되어 있는 리셋버튼을 사용하여 접점의 동작여부만을 확인할 수 있다.

따라서 방압장치의 방압이 유입식변압기의 적정한 내부압력에서 동작하는지는 확인할 방법이 없는 문제점이 있었다.

또한 종래에는 기계적보호계전기들을 개별적으로 시험해야 하기 때문에 시험시간이 지연되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 실제 운전상태와 동일한 조건으로 유입식변압기의 기계적보호계전기들의 동작임계값 을 보다 정확하게 시험할 수 있는 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치를 제공함에 있다.

또한 본 고안이 해결하고자 하는 다른 과제는, 다수의 기계적보호계전기들을 동시에 시험하여 시험시간을 단축할 수 있는 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 고안 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치는, 오일탱크에 저장된 절연유를 순환관을 통해 순환시키며, 순환관에 연결된 부흐홀쯔 계전기의 상기 절연유 유속에 따른 차단시험을 수행하며, 이때의 유속을 제어패널로 송신하는 오일유속시험부와, 상기 오일순환관에서 분기된 분기관을 통해 공급되는 절연유를 시간에 대한 가변적인 가압비율로 가압하여 충격압력계전기에 공급하여 제어패널에서 상기 충격압력계전기의 동작신호를 검출하여 충격압력계전기의 반한시 특성을 시험하는 충격압력시험부와, 가스탱크에 저장된 가스의 공급압력을 조절하여 방압장치로 공급하고, 그 방압장치의 가스 방출이 개시된 시점의 가스압력을 확인함과 아울러 가스를 상기 부흐홀쯔 계전기에 공급하여 부흐홀쯔 계전기의 가스량 임계값을 시험하는 가스량 시험부를 포함한다.

본 고안 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치는, 실제 유입식변압기의 동작과 동일한 조건에서 기계적보호계전기를 이루는 부흐홀쯔 계전기, 충격압력 계전기 및 방압장치를 직접시험할 수 있어, 각 장치의 동작 임계조건의 정확한 측정이 가능하여, 기계적보호계전기의 건전성을 정확하게 평가할 수 있어, 기계적보호계전기의 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 고안 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치는, 부흐홀쯔 계전기, 충격압력 계전기 및 방압장치를 한 곳에서 동시에 시험할 수 있기 때문에 시험에 필요한 시간과 인력을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치의 구성도이다.
도 2는 도 1을 간략화한 회로도이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 고안 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치의 구성도이며, 도 2는 도 1을 간략화한 회로도이다.

도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치는, 오일탱크(110)에 저장된 절연유를 순환관(113)을 통해 순환시키며, 순환관(113)에 연결된 부흐홀쯔 계전기(1)의 상기 절연유 유속에 따른 차단시험을 수행하며, 이때의 유속을 제어패널(400)로 송신하는 오일유속시험부(100)와, 상기 오일순환관(113)에서 분기된 분기관(212)을 통해 공급되는 절연유를 가압하여 충격압력계전기(2)에 공급하여 제어패널(400)에서 상기 충격압력계전기(2)의 동작신호를 검출하여 충격압력계전기(2)의 반한시 특성을 시험하는 충격압력시험부(200)와, 가스탱크(310)에 저장된 가스의 공급압력을 조절하여 방압장치(3)로 공급하고, 그 방압장치(3)의 가스 방출이 개시된 시점의 가스압력을 확인함과 아울러 가스를 상기 부흐홀쯔 계전기(1)에 공급하여 부흐홀쯔 계전기(1)의 가스량 임계값을 시험하는 가스량시험부(300)를 포함한다.

상기 오일유속시험부(100)는 오일공급구(111) 및 배기밸브(112)를 포함하는 오일탱크(110)의 절연유를 순환시키며, 그 순환과정에서 상기 부흐홀쯔 계전기(1)에 절연유를 공급하는 순환관(113)과, 상기 순환관(113)에 마련되어 절연유의 순환압력을 제공하되, 인버터(131)에 의해 순환압력을 가변하는 오일순환펌프(130)와, 상기 순환되는 절연유의 압력과 유량을 각각 검출하여 상기 제어패널(400)로 전송하는 압력계(140) 및 유량계(150)를 포함한다.

상기 충격압력시험부(200)는 상기 제어패널(400)의 제어에 의해 동작하는 모터(210)와, 감속기(211)을 통해 상기 모터(210)의 구동력을 전달받아 소정의 회전수로 회전하는 스크류잭(220) 및 구동축(230)과, 상기 구동축(230)의 회전에 따라 상기 순환관(113)에서 분기된 분기관(212)을 통해 공급된 절연유를 압축하여 상기 충격압력 계전기(2)로 공급하는 가압실린더(240)와, 상기 가압된 절연유의 압력을 검출하여 상기 제어패널(400)로 전송하는 압력전송기(250)를 포함한다.

이때 가압실린더(240)는 시간에 따른 다수의 서로 다른 압력증가율로 가압하여 상기 충격압력 계전기(2)의 반한시 특성, 즉 입력이 클수록 동작시간이 짧아지는 특성을 설계사항과 비교하여 시험하도록 구성된다.

상기 가스량시험부(300)는 불활성 가스를 저장하는 가스탱크(310)의 가스 압력을 조절하여 상기 방압장치(3)로 공급하는 압력조절밸브(V31)와, 상기 공급되는 가스의 유량과 압력을 각각 검출하여 상기 제어패널(400)로 전송하는 유량전송기(320) 및 압력전송기(340)와, 상기 방압장치(3)로 공급되는 가스의 압력을 조절하는 압력조절기(330)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 제어패널(400)은 작업자가 상기 인버터(131)를 통해 오일순환펌프(130)의 동작을 제어하고, 모터(210)의 속도를 제어할 수 있는 제어수단을 구비하며, 상기 오일유속시험부(100), 충격압력시험부(200) 및 가스량시험부(300)에서 검출된 압력 또는 유량의 값을 표시하는 표시수단을 포함하고 있다.

상기 제어패널(400)의 제어에 의하여 오일순환펌프(130)가 동작하면서, 오일탱크(110)에 저장된 절연유를 오일순환관(113)을 통해 소정의 압력으로 순환되도록 하여, 그 절연유를 부흐홀쯔 계전기(1)에 공급한다. 이때 절연유의 순환압력을 가변시키면서 압력계(140)와 유량계(150)를 통해 상기 절연유의 압력과 유량을 검출하며, 이 검출값은 상기 제어패널(400)로 전송되어 표시된다.

이와 같이 인버터(131)에 의해 제어되는 오일순환펌프(130)의 압력을 점차 증가시키면 임계유속에서 상기 부흐홀쯔 계전기(1)의 하부부표(도면 미도시)가 차단되어 그 임계유속을 상기 제어패널(400)에서 확인할 수 있다.

이와 같은 절연유 유속의 증가는 실제 유입식변압기의 이상에 의해 유속이 증가하는 경우와 동일한 조건이며, 따라서 실제 장치에 적용된 상태에서의 부흐홀쯔 계전기(1)의 동작유속을 확인할 수 있게 된다.

상기 오일순환관(113)에는 배유밸브(V11,V13)와, 오일스트레이너(120) 및 밸브(V13,V15)가 마련되어 있으며, 상기 부흐홀쯔 계전기(1)에도 배기밸브(V14)가 마련되어 있다.

상기와 같은 부흐홀쯔 계전기(1)의 유속시험과 아울러 그 가스유량에 대한 시험을 수행할 수 있다. 이는 가스량시험부(300)의 가스탱크(310)에 저장된 질소 등의 불활성가스를 압력조절밸브(V31)를 통해 압력을 조절하여 상기 부흐홀쯔 계전기(1)에 공급하여 그 부흐홀쯔 계전기(1)의 상부부표(도면 미도시)의 동작 가스량을 시험한다.

상기 부흐홀쯔 계전기(1)에 공급되는 가스의 유량은 유량전송기(320)에서 검출되어 상기 제어패널(400)로 전송된다. 다수의 밸브(V32,V33,V34)에 의해 부흐홀쯔 계전기(1)에 가스를 공급 또는 차단할 수 있다.

또한 상기 오일순환관(113)을 통해 순환되는 절연유는 분기관(212)을 통해 가압실린더(240)로 공급되며, 상기 가압실린더(240)는 모터(210)의 동력을 감속기(211), 스크류잭(220) 및 구동축(230)을 통해 전달받아 그 절연유를 가압하여 충격압력 계전기(2)로 공급하며, 이때의 압력은 압력전송기(250)에서 검출되어 상기 제어패널(400)로 전송되어 작업자가 확인할 수 있게 된다.

또한 상기 구동축(230)의 위치는 센서(260)에서 검출되며, 그 센서(260)의 검출정보는 제어패널(400)로 전송되어 확인이 가능하다.

이때 역시 상기 충격압력 계전기(2)는 상기 가압실린더(240)의 시간에 따른 가압정도의 변화량에 차이가 있는 다수회의 시험을 통해 반한시 특성을 확인할 수 있다.

아울러 앞서 일부 설명한 가스량시험부(300)의 가스탱크(310)에서 인출된 후 압력조절밸브(V31)에 의해 압력이 조절된 가스는 방압장치(3) 측으로 공급되며, 이때 상기 제어패널(400)의 제어에 의해 가스의 압력을 조절하는 압력조절기(330)를 통해 그 압력이 조절되며, 압력이 조절된 가스를 공급받은 방압장치(3)는 그 가스의 압력이 소정압력 이상인 경우 방압을 개시한다.

이때와 같이 방압장치(3)에서 방압이 개시될 때의 압력은 압력전송기(340)에서 검출되어 상기 제어패널(400)로 전송되어 작업자가 확인할 수 있게 된다.

이때의 과정역시 상기 유입식변압기의 이상으로 내부압력이 증가하는 것을 모사하여 실제와 동일한 조건으로 압력을 변화시키면서 상기 방압장치(3)의 건전성을 시험할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 고안에 따른 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치는, 기계적보호계전기를 이루는 부흐홀쯔 계전기, 충격압력 계전기 및 방압장치를 실제와 동일한 조건에서 직접 시험함이 가능하다.

1:부흐홀쯔 계전기 2:충격압력 계전기
3:방압장치 100:오일유속시험부
110:오일탱크 111:오일공급구
112:배기밸브 113:오일순환관
120:오일스트레이너 130:오일순환펌프
131:인버터 140:압력계
150:유량계 200:충격압력시험부
210:모터 211:감속기
212:분기관 220:스크류잭
230:구동축 240:가압실린더
250,340:압력전송기 260:센서
300:가스량시험부 310:가스탱크
320:유량전송기 330:압력조절기

Claims

오일탱크(110)에 저장된 절연유를 순환관(113)을 통해 순환시키며, 순환관(113)에 연결된 부흐홀쯔 계전기(1)의 상기 절연유 유속(유량)에 따른 차단시험을 수행하며, 이때의 압력을 제어패널(400)로 송신하는 오일유속시험부(100);
상기 오일순환관(113)에서 분기된 분기관(212)을 통해 공급되는 절연유를 가압하여 충격압력계전기(2)에 공급하여 제어패널(400)에서 상기 충격압력계전기(2)의 동작신호를 검출하여 충격압력계전기(2)의 동작 임계압력을 시험하는 충격압력시험부(200); 및
가스탱크(310)에 저장된 가스의 공급압력을 조절하여 방압장치(3)로 공급하고, 그 방압장치(3)의 가스 방출이 개시된 시점의 가스압력을 확인함과 아울러 가스를 상기 부흐홀쯔 계전기(1)에 공급하여 부흐홀쯔 계전기(1)의 가스 량 임계값을 시험하는 가스량시험부(300)를 포함하는 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치.
제1항에 있어서,
상기 오일유속시험부(100)는,
오일탱크(110)의 절연유를 순환시키며, 그 순환과정에서 상기 부흐홀쯔 계전기(1)에 절연유를 공급하는 순환관(113);
상기 순환관(113)에 마련되어 절연유의 순환압력을 제공하되, 인버터(131)에 의해 유량을 가변하는 오일순환펌프(130); 및
상기 순환되는 절연유의 압력과 유량을 각각 검출하여 상기 제어패널(400)로 전송하는 압력계(140) 및 유량계(150)를 포함하는 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치.
제1항에 있어서,
상기 충격압력시험부(200)는,
상기 제어패널(400)의 제어에 의해 동작하는 모터(210);
감속기(211)을 통해 상기 모터(210)의 구동력을 전달받아 소정의 회전수로 회전하는 구동축(230);
상기 구동축(230)의 회전에 따라 상기 순환관(113)에서 분기된 분기관(212)을 통해 공급된 절연유를 압축하여 상기 충격압력 계전기(2)로 공급하는 가압실린더(240); 및
상기 가압된 절연유의 압력을 검출하여 상기 제어패널(400)로 전송하는 압력전송기(250)를 포함하는 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치.
제1항에 있어서,
상기 가스량시험부(300)는,
불활성가스를 저장하는 가스탱크(310)의 가스 압력을 조절하여 상기 방압장치(3)로 공급하는 압력조절밸브(V31);
상기 공급되는 가스의 유량과 압력을 각각 검출하여 상기 제어패널(400)로 전송하는 유량전송기(320) 및 압력전송기(340);
상기 방압장치(3)로 공급되는 가스의 압력을 조절하는 압력조절기(330)를 포함하는 유입식변압기 기계적보호계전기의 종합시험장치.