KR20070083239A - 모터 구동장치를 구비한 부하시 탭 절환장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터 구동장치를 구비한 부하 다이버터 스위치에 관한 것이며, 위치 검출을 위한 부하 다이버터 스위치의 유도성 근접 센서에 제공되고, 특정 시퀀스에 따른 캠 디스크에 의해 작동되는 별도의 캠 스위치와 협동하도록 필요한 모니터링 및 재가동 기능이 실현된다. 본 발명에 따르면, 결과적으로, 각각의 절환의 경우에 적절한 체킹이 이루어지고 정상 상태와 편차가 있는 경우에 모터 보호 스위치가 작동된다.
부하시 탭 절환장치, 부하 다이버터 스위치, 근접 센서, 캠 스위치

Description

모터 구동장치를 구비한 부하시 탭 절환장치 {ON-LOAD TAP CHANGER WITH MOTOR DRIVE}
본 발명은 모터 구동장치를 구비한 부하시 탭 절환장치에 관한 것이다.
이러한 내장용 부하시 탭 절환장치는 본 출원인의 사내 간행물인 "Laststufenschalter AVT-Betriebsanleitung" (BA 163/01de, 0802/500)에 의해 공지되어 있는데, 이 장치는 부하 상태의 건식 변압기의 변압비를 설정하는 작용을 한다. 이러한 공지된 부하시 탭 절환장치는 래피드 레지스턴스 스위칭(rapid resistance switching)의 원리에 따라 작동하며, 절환될 신규 권선 탭의 무부하 사전 선택을 위한 셀렉터, 및 실질적인 절환을 지속시키기 위한 부하 다이버터 스위치(load diverter switch)를 포함한다. 부하 절환 접점으로서 진공 스위칭 셀이 사용된다. 이 경우, 상기 스위치의 작동을 위한 모터 구동장치는 부하시 탭 절환장치의 하우징에 내장된다.
이러한 경우, IEC 60214 및 VDE 0532와 같은 표준서에는 모터 구동장치의 회전방향을 모니터링하고 일단 개시된 방향으로의 절환을 자동으로 마무리하도록 하는 수단을 포함하도록 규정되어 있다. 이것은 회전 방향에 관한 정보를 전제조건으로 한다. 이들 조건을 충족시키기 위해, 공지된 부하시 탭 절환장치에서는 회전 방향의 모니터링을 위한 회전계 체킹 릴레이(rotary field checking relay) 및 일단 개시된 절환의 자동 종료를 위한 쌍안정 릴레이(bistable relay)(래칭 릴레이; latching relay)가 사용된다. 그러나, 이들 전자부품은 매우 고가일 뿐 아니라 열악한 환경 조건에서는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전술한 종류의 모터 구동장치를 구비한 부하시 탭 절환장치에 있어서 간단하고 경제적인 방식으로 상기 안전 조건을 실현시키기 위한 것이다.
상기 목적은 특허청구범위의 특징을 구비한 부하시 탭 절환장치에 의해 달성된다.
본 발명의 경우, 부하시 탭 절환장치는 전술한 안전 조건을 서로 만족시키도록 조합되는 새로운 여러 특징들을 갖는다. 이 경우, 회전 방향 모니터링 및 모터 구동장치의 재가동은 필수적으로 이미 존재하는 보고에 의한다. 본 발명의 특별한 장점은 전술한 회전계 체킹 릴레이나 쌍안정 릴레이와 같은 추가적인 기계 부품이 더 이상 필요하지 않다는 것이다.
이를 위해 다음과 같은 특징이 제공된다.
먼저, 부하시 탭 절환장치의 부하 다이버터 스위치에는 유도성 근접 센서가 제공되어 그 위치를 검출한다.
또한, 모터 구동장치와 부하시 탭 절환장치 사이의 링크에는 언래칭(unlatching) 모니터링을 위한 수단이 배치되고, 캠 스위치를 포함한다.
또한, 모터 구동장치의 기계적인 가동 보고를 위한 수단이 제공되며, 이 가동은 방향과 무관한 캠 경로에 의해 셀렉터 구동장치에서 직접 검출된다.
마지막으로, (공지된) 모터 접점의 가동 보고를 위한 전기적 수단이 제공된다.
도 1은 유도성 근접 센서의 배치를 나타내는 도면이다.
도 2는 모터 구동장치와 부하시 탭 절환장치 사이의 링크에 있는 언래칭 모니터링을 위한 수단을 나타내는 도면이다.
도 3은 셀렉터 구동장치에서 기계적인 가동을 보고하기 위한 수단을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 부하시 탭 절환장치의 부품인 모터 구동장치의 전체 회로도를 나타내는 도면이다.
도 5는 안전 장치의 상세 회로를 나타내는 도면이다.
도 6은 건식 변압기의 하나의 권선 탭으로부터 다른 (인접한) 권선 탭으로 절환하는 경우의 스위칭 시퀀스를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1은 부하 다이버터 스위치에 있는 유도성 근접 센서(S70, S71)에 의해 부하 다이버터 스위치의 위치가 어떻게 검출되는가 하는 것을 보여준다. 이 경우, 상세하게 후술될 보조 프로텍터(K13, K14)에 의해 증가되는 직접/간접 보고가 생성된다. 부하 다이버터 스위치는 스위칭 종료 전 대략 20도에서 자체적으로 스위치 한다. 이 경우, 전체적인 실시예의 시작점은 각각의 부하 절환에 대하여 360도의 전체 회전각도이다.
도 2는 언래칭 모니터링을 위한 수단을 상세하게 나타낸다. 이를 위해, 모터 구동장치와 탭 절환장치 사이의 링크에는 도면에서 검은색으로 표시하고 130도의 방향으로 확장되는 캠 경로가 제공되어, 각각의 순간적인 설정 및 제어되는 가동 방향에 따라, 대응되는 캠 스위치(S23, S24)가 절환의 종로 개시 후 또는 종료 전 25도에서 온·오프 되도록 한다.
도 3은 모터 구동장치의 기계적인 가동 보고를 위한 수단을 나타낸다. 도시된 캠 경로는 방향에 의존하는 방식으로 작용하며 셀렉터 구동장치에 직접 배치된다. 이와 관련하여, 캠 스위치(S13)는 절환 개시 후 35도에서 온되고 절환 종료 전 35도에서 다시 오프된다. 셀렉터 자체의 이동은 35도 이상의 회전각도에서만 개시된다.
도 4는 본 발명에 따른 회로도를 나타내며, 전체적인 기능을 설명하는데 필요하지 않은 공지된 부품은 생략되었으며, 도 5에 나타낸 실제 모니터링 유닛에도 동일하게 적용된다. 이들 2개의 도면에서 사용되는 부호에 대한 설명은 다음과 같다.
F2 아크 모니터링 유닛
H1 신호 램프
K1 모터 접점
K2 모터 접점
K13 근접 센서(S70)의 보조 프로텍터
K14 근접 센서(S71)의 보조 프로텍터
K20 스텝 스위칭 릴레이
M1 모터
Q1 모터 보호 스위치
S3 상위/하위 스위치
S4 K1용 리미트 스위치
S5 K2용 리미트 스위치
S8A 리미트 스위치
S8B 리미트 스위치
S13 캠 스위치
S23 캠 스위치
S24 캠 스위치
S38 전위차계 접점
S70 근접 센서
S71 근접 센서
X.. 단자
이하에서, 모터 구동장치를 구비한 본 발명에 따른 부하시 탭 절환장치의 기능 모드, 특히 전술한 기술적 조건을 만족하기 위한 안전 장치를, 상호 관계에 관하여 다시 설명한다. 모터 접점(K1, K2) 중 하나의 구동 제어 후에 모터 구동장치 의 모터(M1)가 기동한다. 25도를 지나면 캠 스위치(S23, S24)가 이들의 위치를 변경한다(도 2 참조). 스위칭 개시 후 35도에서 또 다른 캠 스위치(S13)가 장치를 재가동시키거나 회전 방향 모니터링이 활성화되도록 스위치한다(도 3 참조). 캠 스위치(S13)가 활성화되어 있는 동안, 보고의 다중화를 위한 부하 다이버터 스위치, 즉 유도성 근접 스위치(S70, S71) 및 그 보조 프로텍터(K13, K14)(도 1 참조)는 물론, 언래칭 모니터링의 캠 스위치(S23, S24)(도 2 참조)도 그 위치가 변화되지 않는다.
이 기간 동안, 다음과 같은 작동 상태가 조사된다.
부하 절환 위치 균등 (K13 활성, K14 비활성)
가동 방향 우측 (K2 활성, K1 비활성, S24 활성, S23 비활성)
부하 절환 위치 균등 (K13 활성, K14 비활성)
가동 방향 좌측 (K1 활성, K2 비활성, S23 활성, S24 비활성)
부하 절환 위치 불균등 (K14 활성, K13 비활성)
가동 방향 우측 (K2 활성, K1 비활성, S23 활성, S24 비활성)
부하 절환 위치 불균등 (K14 활성, K13 비활성)
가동 방향 좌측 (K1 활성, K2 비활성, S24 활성, S23 비활성).
그러므로, 순열의 규칙에 따라 문의될 수 있는 모든 가능한 작동 상태가 각각의 경우에 하나 존재한다. 상기 문의 자체는 전술한 보고 접점의 전기적인 접속을 통해 일어난다. 이들은 모터 보호 스위치(Q1)(회전 방향 모니터링) 또는 모터 접점(K1, K2)(재가동 장치) 상에 직접 작용한다.
도 4에 나타낸 회로도를 기본으로 하여 스위칭 시퀀스를 한번 더 상세하게 설명하기로 한다. 이 경우의 제어 자체는 스텝 스위칭의 원리에 따라 기능하고 IEC 60214의 요구조건을 만족한다. 2개의 모터 접점(K1, K2)은 각각의 상이한 회전 방향으로 모터를 제어하고, 모터 보호 스위치(Q1)는 과부하에 대하여 모터를 보호하며 스위칭 오프를 위한 트립 코일(trip coil)을 갖는다. 이하에 사용되는 모든 각도는 절환 당 360도의 완전한 회전 각도로서 언급된다.
a) 부하 절환 스위치 위치 불균등, 구동장치 제어 우측
부하 다이버터 스위치는 불균등 위치에 놓이고, S71은 활성화되며, K14는 당겨지고, S23은 활성화된다. 모터 접점(K2)의 구동장치 제어 후에 모터(M1)는 가동 방향 "우측"으로 기동한다. 25도를 지나면, 언래칭 모니터링을 위한 캠 스위치는 전체 체킹 위상(35도 ... 325도)에 있는 위치에 도달한다. 도 2에서 출발하면, 이 경우의 상태는 변화되지 않으며, S23은 활성화를 유지하고, S24는 비활성화된다. 35도를 지나면 캠 스위치(S13)(도 3 참조)가 활성화되어 체킹 및 재가동 위상을 활성화시킨다.
부하 다이버터 스위치의 위치 보고를 재생하기 위한 (비활성화 된) 보조 프로텍터(K13)의 개방자(opener)인 (활성화 된) 캠 스위치(S13)에 의해, (비활성화 된) 캠 스위치(S24)에는 전압이 인가된다. 올바른 회전 방향에 의해 S24가 활성화되지 않게 되면, 가동 방향 "우측"을 위한 모터 접점(K2)의 코일에 전압이 인가되고, 캠 스위치(S13)가 드롭 아웃(dropping out)될 때까지 재가동이 보장된다. 예를 들어 연결 단자에서의 잘못된 회전계에 의해 S24가 활성화되면, 캠 스위치(S13) 가 스위칭 온 됨으로써, 모터 보호 스위치(Q1)가 모터 접점(K2)의 보조 접점에 의해 기동된다(tripped).
b) 부하 다이버터 스위치 위치 분균등, 구동장치 제어 좌측
부하 다이버터 스위치는 불균등 위치에 놓이고, S71은 활성화되며, K14는 당겨지고, S23은 활성화된다. 모터 접점(K1)의 구동장치 제어 후에 모터(M1)는 가동 방향 "좌측"으로 기동한다. 25도를 지나면, 언래칭 모니터링을 위한 캠 스위치는 전체 체킹 위상(35도 ... 325도)에 있는 위치에 도달한다. 도 2에서 출발하면, S24는 활성화되고, S23은 드롭 백(drop back)된다. 35도를 지나면 캠 스위치(S13)(도 3 참조)가 활성화되어 체킹 및 재기동 위상을 활성화시킨다.
부하 다이버터 스위치의 위치 보고를 재생하기 위한 (비활성화 된) 보조 프로텍터(K13)의 개방자인 (활성화 된) 캠 스위치(S13)에 의해, (활성화 된) 캠 스위치(S24)에는 전압이 인가된다. 올바른 회전 방향에 의해 S24가 활성화되면, 가동 방향 "좌측"을 위한 모터 접점(K1)의 코일에 전압이 인가되고, 캠 스위치(S13)가 드롭 아웃될 때까지 재가동이 보장된다. 예를 들어 연결 단자에서의 잘못된 회전계에 의해 S24가 비활성화되면, 캠 스위치(S13)가 스위칭 온 됨으로써, 모터 보호 스위치(Q1)가 모터 접점(K1)의 보조 접점에 의해 기동된다.
c) 부하 다이버터 스위치 위치 균등, 구동장치 제어 우측
부하 다이버터 스위치는 균등 위치에 놓이고, S70은 활성화되며, K13은 당겨지고, S24는 활성화된다. 모터 접점(K2)의 구동장치 제어 후에 모터(M1)는 가동 방향 "우측"으로 기동한다. 25도를 지나면, 언래칭 모니터링을 위한 캠 스위치는 전체 체킹 위상(35도 ... 325도)에 있는 위치에 도달한다. 도 2에서 출발하면, 이 경우의 상태는 변화되지 않으며, S24는 활성화를 유지하고, S23은 비활성화된다. 35도를 지나면 캠 스위치(S13)(도 3 참조)가 활성화되어 체킹 및 재기동 위상을 활성화시킨다.
부하 다이버터 스위치의 위치 오류를 재생하기 위한 (비활성화 된) 보조 프로텍터(K14)의 개방자인 (활성화 된) 캠 스위치(S13)에 의해, (활성화 된) 캠 스위치(S23)에는 전압이 인가된다. 올바른 회전 방향에 의해 S23이 비활성화되면, 가동 방향 "좌측"을 위한 모터 접점(K2)의 코일에 전압이 인가되고, 캠 스위치(S13)가 드롭 아웃될 때까지 재가동이 보장된다. 예를 들어 연결 단자에서의 잘못된 회전계에 의해 S23이 활성화되면, 캠 스위치(S13)가 스위칭 온 됨으로써, 모터 보호 스위치(Q1)가 모터 접점(K2)의 보조 접점에 의해 기동된다.
d) 부하 다이버터 스위치 위치 균등, 구동장치 제어 좌측
부하 다이버터 스위치는 균등 위치에 놓이고, S70은 활성화되며, K13은 당겨지고, S24는 활성화된다. 모터 접점(K1)의 구동장치 제어 후에 모터(M1)는 가동 방향 "우측"으로 기동한다. 25도를 지나면, 언래칭 모니터링을 위한 캠 스위치는 전체 체킹 위상(35도 ... 325도)에 있는 위치에 도달한다. 도 2에서 출발하면, S23은 활성화되고, S24는 드롭 백 된다. 35도를 지나면 캠 스위치(S13)(도 3 참조)가 활성화되어 체킹 및 재기동 위상을 활성화시킨다.
부하 다이버터 스위치의 위치 보고를 재생하기 위한 (비활성화 된) 보조 프로텍터(K14)의 개방자인 (활성화 된) 캠 스위치(S13)에 의해, (활성화 된) 캠 스위 치(S23)에는 전압이 인가된다. 올바른 회전 방향에 의해 S23이 활성화되면, 가동 방향 "좌측"을 위한 모터 접점(K1)의 코일에 전압이 인가되고, 캠 스위치(S13)가 드롭 아웃될 때까지 재가동이 보장된다. 예를 들어 연결 단자에서의 잘못된 회전계에 의해 S23이 비활성화되면, 캠 스위치(S13)가 스위칭 온 됨으로써, 모터 보호 스위치(Q1)가 모터 접점(K1)의 보조 접점에 의해 기동된다.
캠 스위치(S23 및 S24)의 모든 접점이 연결되어 있기 때문에, 모니터링 및 재기동 장치에서의 오류가 자동으로 인식되고 모터 보호 스위치(Q1)를 기동시키게 된다. 부하 다이버터 스위치의 각각의 위치의 인식에 있어서 오류가 존재하는 경우, 2개의 모니터링 회로가 전기적으로 활성화되거나 비활성화되며, 양자 모두는 모터 보호 스위치(Q1)를 기동시키게 된다.

Claims (1)

  1. 태핑된 변압기(tapped transformer)의 상이한 권선 탭 사이에서 부하시의 연속적인 스위치 변환을 위한, 모터 구동장치를 구비한 부하시 탭 절환장치(on-load tap changer)에 있어서,
    새로운 권선 탭의 무부하 사전 설정을 위한 셀렉터 및 부하시의 실질적인 스위치 변환을 위한 부하 다이버터 스위치(load diverter switch)를 구비하고,
    상기 셀렉터 및 상기 부하 다이버터 스위치는, 상기 모터 구동장치가 한편으로는 상기 셀렉터의 셀렉터 구동장치를 작동시키고 다른 한편으로는 상기 부하 다이버터 스위치의 후속 작동을 위해 저장된 동력을 인출하는 방식으로 상기 모터 구동장치의 링크에 의해 공통으로 작동되고,
    상기 모터 구동장치는 모터 접점에 의해 회전 방향에 따라 작동 가능한 전동기를 포함하고, 상기 전동기의 전류 회로는 모터 보호 릴레이를 구비하며,
    상기 부하 다이버터 스위치에는 상기 부하 다이버터 스위치의 각각의 위치를 검출하는 유도성 근접 센서(S70, S71)가 제공되고,
    회전 방향에 따라 작용하는 캠 경로, 및 상기 캠 경로와 대응되는 2개의 캠 스위치(S23, S24)가 상기 링크에 제공되며,
    회전 방향에 따라 작용하는 추가의 캠 경로, 및 상기 추가의 캠 경로와 대응되는 추가의 캠 스위치(S13)가 상기 셀렉터 구동장치에 직접 제공되며,
    상기 부하시 탭 절환장치의 작동 시 마다 상기 근접 센서(S70, S71), 상기 캠 스위치(S23, S24), 및 추가의 캠 스위치(S13)에서 검출되는 순간적인 스위치 설정과 이들의 정상 상태의 값을 비교하기 위한 전기적 수단이, 상기 스위칭 상태 중 적어도 하나가 정상 상태로부터 벗어나게 되면 모터 보호 스위치(Q1)가 작동 가능하게 되는 방식으로 제공되는
    부하시 탭 절환장치.
KR1020057005006A 2003-09-24 2004-08-12 모터 구동장치를 구비한 부하시 탭 절환장치 KR20070083239A (ko)

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