KR20070005864A - 유입변압기의 온도예측을 통한 냉각기기 자동 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대용량 유입변압기의 냉각기기를 제어하는 기술에 관한 것이다.

이 같은 본 발명은, 유입변압기의 특성을 고려하여 절연유의 시정수를 계산하고 운전조건에 따른 부하전류, 대기온도, 절연유 온도를 계산하는 한편, 임의의 시간 후에 상승되는 절연유 온도 및 권선 온도의 계산을 통해 냉각기기의 동작을 제어하는 시스템을 구성함으로써, 과부하 운전이나 급격한 부하 변동과 같은 유입변압기의 부하 운전 조건에서 안정적이고 효율적으로 냉각기기를 제어하여 유입변압기 절연물의 열화현상을 방지함은 물론, 유입변압기의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 유입변압기의 온도예측을 통한 냉각기기 자동 제어 시스템를 제공한다.

유입변압기, 센서, 제어부, 냉각기기, A/D컨버터, 구동부

Description

유입변압기의 온도예측을 통한 냉각기기 자동 제어 시스템{Cooling Machine Automation Control System Estimation Temperature for Immersed Transformer}

도 1은 본 발명의 일실시예로 유입변압기 냉각기기 자동 제어기의 블럭 구성도.

도 2는 본 발명의 일실시예로 냉각기기의 제어명령을 발생하는 래더(Ladder) 화면의 구성도.

도 3은 본 발명의 일실시예로 임의의 시간 후에 절연유 온도 및 권선온도를 계산하는 래더 화면의 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10; 센서부 20; A/D컨버터부

30; 제어부 40; 구동부

100; 유입변압기 200; 냉각기기

본 발명은 대용량 유입변압기의 냉각기기를 제어하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유입변압기의 부하 운전 조건에 따른 절연물의 열화현상을 방지하는 유입변압기의 온도예측을 통한 냉각기기 자동 제어 시스템에 관한 것이다.

주지된 바와같이, 산업 발전과 가정용 냉각기기 등의 사용이 급격하게 증가함에 따라 전력계통이 대용량화되고, 하계 부하가 증가되는 추세이다.

이에따라, 한전 등의 전력회사들은 상기와 같은 전력기기의 대용량화 및 불평등적인 하계부하 증가로부터 과부하 조건에서도 전력기기의 안정적인 운전 능력을 요구받고 있다.

즉, 전력기기에서 중추적인 역할을 수행하는 유입변압기의 경우 부하조건에 따라 온도가 상승되며, 상승된 온도는 절연물을 열화시켜 유입변압기의 전체적인 운전수명을 저감시키게 된다.

이러한 온도상승을 저감시키기 위해 종래에는 냉각팬과 냉각펌프 등의 냉각기기를 이용하여 유입변압기를 강제 냉각하는 방식을 채택하고 있다.

그러나, 상기의 냉각기기 동작은 절연유 온도 및 권선 온도의 정량적인 수치에 의존하는 비교적 단순한 제어방식으로, 이는 절연유의 온도변화 시정수를 고려하지 않기 때문에 급속한 부하 변동 조건을 반영할 수 없으며, 이에따라 유입변압기의 절연물 열화 및 운전 수명이 단축되는 것을 방지하지는 못하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명은, 유입변압기의 특성을 고려하여 절연유의 시정수를 계산하고 운전조건에 따른 부하전류, 대기온도, 절연유 온도를 계산하는 한편, 임의의 시간 후에 상승되는 절연유 온도 및 권선 온도의 계산을 통해 냉각기기의 동작을 제어하는 시스템을 구성함으로써, 과부하 운전이나 급격한 부하 변동과 같은 유입변압기의 부하 운전 조건에서 안정적이고 효율적으로 냉각기기를 제어하여 유입변압기 절연물의 열화현상을 방지함은 물론, 유입변압기의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 유입변압기의 온도예측을 통한 냉각기기 자동 제어 시스템를 제공하려는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 유입변압기 냉각기기 자동 제어기의 블럭 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예로 냉각기기의 제어명령을 발생하는 래더(Ladder) 화면의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예로 임의의 시간 후에 절연유 온도 및 권선온도를 계산하는 래더 화면의 구성도 이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와같이, 유입변압기(100)의 냉각을 위한 냉각기기(200)의 동작제어 시스템을 구성함에 있어서,

상기 유입변압기(100)의 운전조건에 따른 부하전류, 대기온도, 절연유 온도를 측정하는 센서부(10);

상기 센서부(10)로부터 측정된 값을 디지털신호로 변환 출력하는 아날로그/디지털 컨버터부(A/D Converter)(20);

상기 A/D컨버터부(20)에 의해 출력된 신호로부터 유입변압기(100)의 절연유 에 대한 온도 시정수를 계산하여 설정된 임의의 시간 후 유입변압기(100)의 절연유 온도 및 권선 온도를 계산하고 그 계산된 온도에 따라 냉각기기(200)의 동작유무를 결정하는 제어신호를 출력하는 제어부(30); 및,

상기 제어부(30)로부터 출력되는 동작유무 결정의 제어신호로부터 냉각기기(200)를 동작시키는 구동부(40); 를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 제어부(30)는,

절연유의 최고점 온도와 권선의 최고점 온도를 기준값으로 설정하고, 설정된 기준값을 기준으로 계산된 절연유와 권선의 온도 상승이 지속적으로 이루어졌는가를 판단한 후 냉각기기(200)의 동작을 명령하는 제어신호를 출력하는 제어프로그램을 탑재 구성함을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 냉각기기(200)의 동작 유무를 결정하기 위한 임의의 시간을 설정한 후 유입변압기(100)를 운전시킨다.

이때, 상기 유입변압기(100)에 설치된 온도계 및 BCT 등의 센서부(10)는 상기 유입변압기(100)가 운전할 때 그 운전조건에 따른 부하전류, 대기온도, 절연유 온도를 측정한 후 그 측정결과를 A/D컨버터부(20)로 출력한다.

그러면, 상기 A/D컨버터부(20)는 센서부(10)로부터 측정된 값을 디지털신호로 변환한 후 이를 제어부(30)로 출력한다.

이때, 상기 제어부(30)에는 절연유의 최고점 온도와 권선의 최고점 온도가 기준값으로 설정되어 있고, 상기의 설정된 기준값을 기준으로 절연유와 권선의 온도 상승이 지속적으로 이루어졌는가를 판단하여 냉각기기(200)의 동작을 명령하는 제어신호를 출력하는 제어프로그램이 탑재되어 있는 바,

상기 제어부(30)는 A/D컨버터부(20)에 의해 디지털신호로 변환되어 출력되는 유입변압기(100)의 운전조건에 따른 부하전류, 대기온도, 절연유 온도를 통해 유입변압기(100)의 절연유에 대한 온도 시정수를 계산함과 동시에, 사용자에 의해 미리 설정된 임의의 시간 후 도 3에서와 같이 유입변압기(100)의 절연유 온도 및 권선 온도를 계산하여 절연유 및 권선 온도가 상승되었는지를 판단한다.

이때, 상기 절연유 및 권선 온도가 상승되었다고 판단될 경우, 상기 제어부(30)는 도 2에서와 같이 냉각기기(200)의 동작을 결정하는 제어신호를 구동부(40)로 출력하여 냉각기기(200)의 동작이 이루어지도록 한다.

따라서, 상기와 같이 냉각기기(200)의 동작이 이루어지면, 유입변압기(100)의 절연유 및 권선 온도는 기준값으로 설정된 절연유 및 권선 최고점 온도로 상승되기 이전에 그 냉각이 이루어짐으로써, 절연물의 열화 현상이 방지될 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 유입변압기의 특성을 고려하여 절연유의 시정수를 계산하고 운전조건에 따른 부하전류, 대기온도, 절연유 온도를 계산하는 한편, 임의의 시간 후에 상승되는 절연유 온도 및 권선 온도의 계산을 통해 냉각기기의 동작을 제어하는 시스템을 구성함으로써, 과부하 운전이나 급격한 부하 변동과 같은 유입변압기의 부하 운전 조건에서 안정적이고 효율적으로 냉각기기를 제어하여 유입변압기 절연물의 열화현상을 방지함은 물론, 유입변압기의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (2)

1. 유입변압기의 냉각을 위한 냉각기기의 동작제어 시스템을 구성함에 있어서,

   상기 유입변압기의 운전조건에 따른 부하전류, 대기온도, 절연유 온도를 측정하는 센서부;

   상기 센서부로부터 측정된 값을 디지털신호로 변환 출력하는 A/D컨버터부;

   상기 A/D컨버터부에 의해 출력된 신호로부터 유입변압기의 절연유에 대한 온도 시정수를 계산하여 설정된 임의의 시간 후 유입변압기의 절연유 온도 및 권선 온도를 계산하고 그 계산된 온도에 따라 냉각기기의 동작유무를 결정하는 제어신호를 출력하는 제어부; 및,

   상기 제어부로부터 출력되는 동작유무 결정의 제어신호로부터 냉각기기를 동작시키는 구동부; 를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 유입변압기의 온도예측을 통한 냉각기기 자동 제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,

   절연유의 최고점 온도와 권선의 최고점 온도를 기준값으로 설정하고, 설정된 기준값을 기준으로 계산된 절연유와 권선의 온도 상승이 지속적으로 이루어졌는가를 판단한 후 냉각기기의 동작을 명령하는 제어신호를 출력하는 제어프로그램을 탑재 구성함을 특징으로 하는 유입변압기의 온도예측을 통한 냉각기기 자동 제어 시스템.

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