KR20050059368A - 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 단권이 Y형, △형, Zigzag형,인 다권선 변압기에 비해 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 단권을 형성하는 권선에 있어서, 하나가 아닌 한쌍의 권선을 각각 갖는 단상 변압기 3대가 결선되어 3상 4선 1차권선( U, V, W, O)에 입력을 받고, 같은 모양의 권선이 3상 4선 2차권선( u, v, w, o)에 출력을 내는 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기이다.

1차 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 변압기를 상세하게는 보면 한 쌍(두가닥)의 권선을 각각 갖는 제 1 단상 변압기(U), 제 2 단상 변압기(V), 제 3 단상 변압기(W); 를 포함하고,

제 1 단상 변압기(U)의 제 1 권선(60)의 시작측이 제 2 권선 (61)의 시작측과 전기적으로 결선되어 U상으로 사용하고,

제 2 단상 변압기(V)의 제 1 권선(62)의 시작측이 제 2 권선 (63)의 시작측과 전기적으로 결선되어 V상으로 사용하고,

제 3 단상 변압기(W)의 제 1 권선(64)의 시작측이 제 2 권선 (65)의 시작측과 전기적으로 결선되어 W상으로 사용하는 것이 제공된다.

제 1 단상 변압기(U)의 제 1 권선(61)의 끝측이 제 2 단상 변압기(V)의 제 2 권선(62)의 끝측과 전기적으로 결선되고,

제 2 단상 변압기(V)의 제 1 권선(63)의 끝측이 제 3 단상 변압기(W)의 제 2 권선(64)의 끝측과 전기적으로 결선되고,

제 3 단상 변압기(W)의 제 1 권선(65)의 끝측이 제 1 단상 변압기(U)의 제 2 권선 권선 (60)의 끝측과 전기적으로 결선되는 것이 제공된다.

그리고 전기적으로 결선된 부분이 3개가 중성점이다. 이중 하나를 중성선 O상으로 사용한다. 또 6개의 철심조각으로 이루어진 내철형 삼상변압기를 사용한다.

Description

단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기 { The 3 phases 4 lines double-winding transformer have that only-winding have 3 neutral point }

본 발명은 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 단권이 Y형, △형, Zigzag형,인 다권선 변압기에 비해 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기에 관한 것이다.

일반적으로 전기를 사용하는 데 있어서 변압기가 꼭 있어야 하나 장, 단점이 있어서 Y형, △형, Zigzag형을 사항에 맞게 적용하여 쓰고 있으나 불편하다.

그 일례로서 도 1은 종래의 단권선이 Y형, △형, Zigzag형,인 다권선 변압기 벡터도의 장,단점을 살펴보면

그러나 이와같은 장,단점에 제조되는 다권선 변압기는 항상 단점 때문에 고민이 있다. 이로인해 변압기의 제용량을 못 쓸 뿐만아니라 전력에 고조파의 전류, 전압으로 통신장애 전력낭비의 문제점이 발생하게 되는 것이다.

도 1은 종래의 단권선이 Y형, △형, Zigzag형,인 다권선 변압기 이며 입력 3상 4선 Y(스타)형 단권선 변압기의 벡터도이고,

제1출력 3상 3선 △(델타)형 단권선 변압기의 벡터도이고,

제2출력 3상 4선 Zigzag형 단권선 변압기의 벡터도이다.

도 1에 도시된 바와 같이,

일반적으로 입력 3상 4선 Y(스타)형 단권 변압기를 상세하게는 보면 하나의 권선을 각각 갖는

제 1 단상 변압기(U), 제 2 단상 변압기(V), 제 3 단상 변압기(W); 를 포함하고,

제 1 단상 변압기 권선(20)의 시작측이 입력 U상으로 사용되고

제 2 단상 변압기 권선(22)의 시작측이 입력 V상으로 사용되고

제 3 단상 변압기 권선(24)의 시작측이 입력 W상으로 사용되고

제 1 단상 변압기 권선(20)의 끝측이 제 2 단상 변압기 권선(22)의 끝측과 제 3 단상 변압기 권선(24)의 끝측과 한점에서 전기적으로 결선되어 중성선 O상으로 사용되는 것이 제공된다.

제 1 출력 3상 3선 △(델타)형 단권선 변압기를 상세하게는 보면 하나의 권선을 각각 갖는 제 1 단상 변압기(30), 제 2 단상 변압기(32), 제 3 단상 변압기(34); 를 포함하고,

제 1 단상 변압기 권선(30)의 시작측이 입력 u1상으로 사용되고

제 2 단상 변압기 권선(32)의 시작측이 입력 v1상으로 사용되고

제 3 단상 변압기 권선(34)의 시작측이 입력 w1상으로 사용되고

제 1 단상 변압기 권선(30)의 끝측이 제 2 단상 변압기 권선(32)의 시작측과 전기적으로 결선

제 2 단상 변압기 권선(32)의 끝측이 제 3 단상 변압기 권선(34)의 시작측과 전기적으로 결선

제 3 단상 변압기 권선(34)의 끝측이 제 1 단상 변압기 권선(30)의 시작측과 전기적으로 결선 되는 것이 제공된다.

제 2 출력 3상 4선 Zigzag형 단권 변압기를 상세하게는 보면 두개의 권선을 각각 갖는 제 1 단상 변압기(40, 41), 제 2 단상 변압기(42, 43), 제 3 단상 변압기(44, 45); 를 포함하고,

제 1 단상 변압기 제 1의 권선(40)의 시작측이 입력 u2상으로 사용되고

제 2 단상 변압기 제 1의 권선(42)의 시작측이 입력 v2상으로 사용되고

제 3 단상 변압기 제 1의 권선(44)의 시작측이 입력 w2상으로 사용되고

제 1 단상 변압기 제 1의 권선(40)의 끝측이 제 2 단상 변압기 제 2의권선(43)의 끝측과 전기적으로 결선

제 2 단상 변압기 제 1의 권선(42)의 끝측이 제 3 단상 변압기 제 2의권선(45)의 끝측과 전기적으로 결선

제 3 단상 변압기 제 1의 권선(44)의 끝측이 제 1 단상 변압기 제 2의권선(41)의 끝측과 전기적으로 결선 되는 것이 제공된다.

제 1 단상 변압기 제 2의 권선(41)의 시작측이 제 2 단상 변압기 제 2의권선(43)의 시작측과 제 3 단상 변압기 제 2의권선(45)의 시작측과 한점에서 전기적으로 결선되어 중성선 o2상으로 사용되는 것이 제공된다.

또 7개의 철심조각으로 이루어진 내철형 삼상변압기를 사용한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 △(델타)형과 Y(스타)형과 Zigzag형의 혼합형인 중성점이 3개 있는 단권을 사용으로서 고조파, 중성점, 단절연, 에 강한 장점을 모두 갖을 수 있도록 하는 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기을 제공하는 데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

단권을 형성하는 권선에 있어서, 하나가 아닌 한쌍의 권선을 각각 갖는 단상 변압기 3대가 결선되어 3상 4선의 구조 1차권선( U, V, W, O )에 입력을 받고, 같은 모양의 권선이 3상 4선의 구조 2차권선( u, v, w, o)을 출력내는 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기이다.

1차 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 변압기를 상세하게는 보면 한 쌍(두가닥)의 권선을 각각 갖는 제 1 단상 변압기(U), 제 2 단상 변압기(V), 제 3 단상 변압기(W); 를 포함하고,

제 1 단상 변압기(U)의 제 1 권선(60)의 시작측이 제 2 권선 (61)의 시작측과 전기적으로 연결되어 U상으로 사용하고,

제 2 단상 변압기(V)의 제 1 권선(62)의 시작측이 제 2 권선 (63)의 시작측과 전기적으로 연결되어 V상으로 사용하고,

제 3 단상 변압기(W)의 제 1 권선(64)의 시작측이 제 2 권선 (65)의 시작측과 전기적으로 연결되어 W상으로 사용하는 것이 제공된다.

제 1 단상 변압기(U)의 제 1 권선(61)의 끝측이 제 2 단상 변압기(V)의 제 2 권선(62)의 끝측과 전기적으로 결선되고,

제 2 단상 변압기(V)의 제 1 권선(63)의 끝측이 제 3 단상 변압기(W)의 제 2 권선(64)의 끝측과 전기적으로 결선되고,

제 3 단상 변압기(W)의 제 1 권선(65)의 끝측이 제 1 단상 변압기(U)의 제 2 권선(60)의 끝측과 전기적으로 결선되는 것이 제공된다.

그리고 전기적으로 연결된 부분이 3개가 중성점이다. 이중 하나를 중성선 O상으로 사용한다. 또 6개의 철심조각으로 이루어진 내철형 삼상변압기를 사용한다.

이렇게 이루어진 것에 특징이 있다.

아울러, 상기 제 1 단상 변압기(50), 제 2 단상 변압기(52), 제 3 단상 변압기(54)는 동일한 전압, 전류, 전력 용량을 갖는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 2는 본 발명에 따른 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기의 벡터도이다. 도 2에 도시된 바와 같이. 발명의 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은, 단권을 형성하는 권선에 있어서, 하나가 아닌 한쌍의 권선을 각각 갖는 단상 변압기 3대가 결선되어 3상 4선 1차권선( U, V, W, O )에 입력을 받고, 같은 모양의 권선이 3상 4선 2차권선( u, v, w, o)에 출력을 내는 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기이다.

단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 변압기를 상세하게 보면 한 쌍의 권선을 각각 갖는 제 1 단상 변압기(U), 제 2 단상 변압기(V), 제 3 단상 변압기(W); 를 포함하고,

제 1 단상 변압기(U)에는 제 1, 2 권선(60, 61)이 구비되어 있고,

제 2 단상 변압기(V)에는 제 1, 2 권선(62, 63)이 구비되어 있고,

제 3 단상 변압기(W)에는 제 1, 2 권선(64, 65)이 구비되어 있다.

제 1 단상 변압기(U)의 제 1 권선(60)의 시작측이 제 2 권선 (61)의 시작측과 전기적으로 결선되어 U상으로 사용하고,

제 2 단상 변압기(V)의 제 1 권선(62)의 시작측이 제 2 권선 (63)의 시작측과 전기적으로 결선되어 V상으로 사용하고,

제 3 단상 변압기(W)의 제 1 권선(64)의 시작측이 제 2 권선 (65)의 시작측과 전기적으로 결선되어 W상으로 사용하는 것이 제공된다.

제 1 단상 변압기(U)의 제 1 권선(61)의 끝측이 제 2 단상 변압기(V)의 제 2 권선(62)의 끝측과 전기적으로 결선되고,

제 2 단상 변압기(V)의 제 1 권선(63)의 끝측이 제 3 단상 변압기(W)의 제 2 권선(64)의 끝측과 전기적으로 결선되고,

제 3 단상 변압기(W)의 제 1 권선(65)의 끝측이 제 1 단상 변압기(U)의 제 2 권선(60)의 끝측과 전기적으로 결선되는 것이 제공된다.

그리고 전기적으로 결선된 부분 3개가 중성점이다. 이중 하나를 중성선 O상으로 사용한다. 또 6개의 철심조각으로 이루어진 내철형 삼상변압기를 사용한다.

본 발명의 실제적인 실험에서 복권형 변압기 각 단상 변압기( U, V, W )는 380V/220V, 20kva용량 1:1 을 사용하였으며, 선간전압 E₁이 380V일 때, 여자권선의 중성점과 중성점 사이에 걸리는 전압(V₁, V₂, V₃)은 약0.2V였다. 이와 같은 실험을 통해 종래의 변압기에 보다높은 약 2%∼3%정도의 절전효과가 있음을 알 수 있었다. 제 3고조파도 50%이상 감소했다. 또 한상이 단선사고시 단상 3선이 공급될때도 3상 4선이 입, 출력에 나타나 동력을 계속 작동되게 하는 것도 실험에 성공하여 중성점의 O상이 95%정도 안정된다는 것에 획기적인 효과가 있다.

비록, 본 발명에서는 도2에 도시된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 국한되는 것이 아니라 당업자 수준에서 도2을 바탕으로 다양한 변형이 가능하며, 이러한 변형 역시 본 발명의 요지범위내에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

따라서, 본 발명의 변압기는 복권형 변압기 380V/220V 1:1 에 한정되는 것이 아니라 단권형변압기, 복권형변압기, 다권선변압기, 발전기, 수천볼트내지 수만볼트 일지라도 동일한 연결관계를 이용하여 변압 및 발전을 수행할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기에 따르면, 최대한 용량의 변압을 수행하면서도 고조파도 거의 줄어들고, 중성점이 있고. 순환전류에 철손이 없고, 단상변압기에 상간전압이 걸려 단절연이 쉬운 것 특징이 있다. 예를 들어 제 3고조파가 50%이상 제거되고 또 한상이 단락사고시 단상 3선이 공급될때도 3상 4선이 입,출력에 나타나 동력을 계속 작동되게 하는 것도 실험에 성공하여 중성점O상이 안정된다는 것에 획기적인 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

도 1은 종래의 단권이 Y형, △형, Zigzag형,인 다권선 변압기의 벡터도

도 2는 본 발명에 따른 단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기의 벡터도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉

상 : 내철형 3상변압기에 감는 방법

하 : 3상의 전위차(전압), 위상각, 기준 O상이 0V , U상이 220V 0도

U : 제 1 단상 변압기, 220V 위상각 0도

V : 제 2 단상 변압기, 220V 위상각 120도

W : 제 3 단상 변압기, 220V 위상각 240도

O : 0V 중성점,

60, 62, 64 : 제 1 권선,

61, 63, 65 : 제 2 권선,

시 : 권선 처음부분

끝 : 권선 마지막부분

Claims (3)

1. 단권을 형성하는 권선에 있어서, 하나가 아닌 한쌍의 권선을 각각 갖는 단상 변압기 3대가 결선되어 3상 4선 1차권선( U, V, W, O )에 입력을 받고, 같은 모양의 권선이 3상 4선 2차권선( u, v, w, o)에 출력을 내는

   -단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기
2. 단권에 중성점이 3개 있는 3상4선 변압기를 상세하게 보면 한 쌍(두가닥)의 권선을 각각 갖는 제 1 단상 변압기(U), 제 2 단상 변압기(V), 제 3 단상 변압기(W); 를 포함하고,

   제 1 단상 변압기(U)에는 제 1, 2 권선(60, 61)이 구비되어 있고,

   제 2 단상 변압기(V)에는 제 1, 2 권선(62, 63)이 구비되어 있고,

   제 3 단상 변압기(W)에는 제 1, 2 권선(64, 65)이 구비되어 있다.

   제 1 단상 변압기(U)의 제 1 권선(60)의 시작측이 제 2 권선 (61)의 시작측과 전기적으로 결선되어 U상으로 사용하고,

   제 2 단상 변압기(V)의 제 1 권선(62)의 시작측이 제 2 권선 (63)의 시작측과 전기적으로 결선되어 V상으로 사용하고,

   제 3 단상 변압기(W)의 제 1 권선(64)의 시작측이 제 2 권선 (65)의 시작측과 전기적으로 결선되어 W상으로 사용하는 것이 제공된다.

   제 1 단상 변압기(U)의 제 1 권선(61)의 끝측이 제 2 단상 변압기(V)의 제 2 권선(62)의 끝측과 전기적으로 결선되고,

   제 2 단상 변압기(V)의 제 1 권선(63)의 끝측이 제 3 단상 변압기(W)의 제 2 권선 (64)의 끝측과 전기적으로 결선되고,

   제 3 단상 변압기(W)의 제 1 권선(65)의 끝측이 제 1 단상 변압기(U)의 제 2 권선(60)의 끝측과 전기적으로 결선되는 것이 제공된다.

   그리고 전기적으로 결선된 부분 3개가 중성점이다. 이중 하나를 중성선 O상으로 사용한다. -단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기
3. 6개의 철심조각으로 이루어진 내철형 삼상변압기를 사용한

   -단권에 중성점이 3개 있는 3상 4선 복권변압기