KR20090003645A - Electromagnetic coil status supervision circuit for operating mechanism of high voltage switchgear - Google Patents

Electromagnetic coil status supervision circuit for operating mechanism of high voltage switchgear Download PDF

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Abstract

An electromagnetic coil detecting circuit for an operating device of a switchgear is provided to check an electromagnetic coil by confirming a short circuit of a closed circuit composed of the electromagnetic coil and a relay. An electromagnetic coil detecting circuit for an operating device of a switchgear includes a relay, a rectifier(2), and a voltage converter(3). A closed circuit is composed of the relay and an electromagnetic coil. A low voltage outputted from the voltage converter is connected to the electromagnetic coil and the relay in series. A steady state of the electromagnetic coil inside the switchgear is confirmed by the short circuit state of the closed circuit. The short circuit of the closed circuit and the steady state of the replay are checked by the variation of an auxiliary contact of the replay operated when the rated current flows.

Description

개폐기기 조작기구용 전자석 코일 감시회로{Electromagnetic Coil Status Supervision Circuit for Operating Mechanism of High Voltage Switchgear}Electromagnetic Coil Status Supervision Circuit for Operating Mechanism of High Voltage Switchgear}

제1도는 개폐기기 동작상태에 따른 보조 접점을 이용하여 투입 및 개방할 수 있는 구조의 종래 제어 회로도. 1 is a conventional control circuit diagram of a structure that can be opened and closed using an auxiliary contact according to the operating state of the switchgear.

제2도는 본 발명에 따른 개방용 전자석 감시 회로도.2 is an open electromagnet monitoring circuit diagram according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 투입용 전자석 감시 회로도. 3 is an electromagnet monitoring circuit diagram for input according to the present invention.

제4도는 본 발명에 따른 장치의 구성도.4 is a block diagram of an apparatus according to the present invention.

*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명** Brief description of the major symbols in the drawings *

1. 계전기(Relay) 2. 정류기 1. Relay 2. Rectifier

3. 전압변환기 52M. 모터(Motor)3. Voltage converter 52M. Motor

52C. 투입코일(Closing Coil) 52T. 개방코일(Opening Coil)52C. Closing Coil 52T. Opening Coil

52Z. 반-펌핑 계전기(Anti pump relay)52Z. Anti pump relay

52R. 트립 코일 상태 점검 계전기(Trip coil status check relay)52R. Trip coil status check relay

본 발명의 목적은 실제 부하통전 중에 전자석 코일의 상태를 확인할 수 있는 감시회로를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a monitoring circuit that can confirm the state of the electromagnetic coil during the actual load energization.

발명의 분야Field of invention

본 발명은 고압 및 초고압에 사용되는 개폐기기 조작 기구의 전자석 코일(Electromagnet coil)의 상태가 정상인지를 확인하기 위한 것으로, 특히 실제 부하를 통전하며 사용 중인 개폐기기가, 투입상태에서 개방상태로 또는 개방상태에서 투입상태로 순차적인 동작을 수행할 수 있는지를 확인하기 위해, 개패기기 내의 전자석 코일의 정상상태를 점검하는 감시 회로에 관한 것이다.The present invention is to determine whether the state of the electromagnet coil (Electromagnet coil) of the switchgear operating mechanism used for high and ultra-high pressure is normal, in particular, the switchgear in use while energizing the actual load, in the open state or in the open state The present invention relates to a monitoring circuit for checking the steady state of an electromagnet coil in a shedding device in order to check whether a sequential operation can be performed from a state to an input state.

발명의 배경Background of the Invention

현재 전력 계통의 운용을 위해 사용 중인 차단기 및 개폐기는, 스프링의 압축 및 인장 에너지를 이용하여 투입 및 개방 동작을 행하고 있으며, 전동기를 이용해 스프링을 압축 및 인장하여 그 에너지를 축적시키고, 전자석 코일을 이용해 그 축적된 에너지를 방출함으로써, 투입 및 개방을 행하는 구조로 되어 있다.The breakers and switchgear currently used for the operation of the power system perform the closing and opening operation by using the compression and tensile energy of the spring, compressing and tensioning the spring by using an electric motor to accumulate the energy, and using the electromagnet coil By discharging the accumulated energy, it has a structure for inputting and opening.

다시 말하자면, 현재 가장 일반적으로 사용되는 차단기 및 개폐기의 조작 기구의 전자석 코일은 그 비중이 상당히 크고, 전자석 코일의 불량 및 고장으로 인해 차단기 및 개폐기의 동작 불능 및 단락 사고로 이어질 수 있다. 따라서, 이러한 중 요 부품에 대한 일반 및 정기 점검 시 확인해야 하는 전자석 코일의 내부 저항 이나 동작 거리(Stroke) 등에 대한 기준을 제조사가 사용자에게 제시하고 있고, 차단기나 개폐기의 사용자는 이러한 기준을 바탕으로 전자석 코일의 정상 상태를 확인하고 있다.In other words, the electromagnet coil of the operation mechanism of the breaker and switchgear which is most commonly used at present is considerably large in weight, and may cause malfunction and short circuit of the breaker and switchgear due to the failure and failure of the electromagnet coil. Therefore, the manufacturer presents the user with the criteria for the internal resistance of the electromagnet coil or the working distance (Stroke) that should be checked during the regular and regular inspection of these important parts, and the user of the breaker or the switchgear Check the normal state of the electromagnet coil.

하지만, 이는 실제 부하가 통전되고 있는 상태에서는 점검이 불가능하며, 일반 및 정기 점검을 위해 사용 중인 부하를 개방하고 전력 수전을 중단하고서야 확인이 가능했다.However, this could not be checked when the actual load was energized, and it could only be confirmed by opening the load in use and stopping power reception for general and regular checks.

본 발명은 실제 부하가 사용되고 있는 수용가에서 간단한 회로를 추가하여, 차단기 및 개폐기의 전자석 코일의 정상 상태 여부의 확인이 가능하게 한 것이며, 이러한 차단기 및 개폐기 조작기구의 전자석 코일 상태의 확인을 통해 대규모 정전 사고를 예방하고 전력 사용의 안정도를 향상시키기 위한 것이다.The present invention adds a simple circuit to the consumer in which the actual load is used, thereby enabling the confirmation of the normal state of the electromagnetic coils of the circuit breaker and the switchgear, and the large-scale blackout through the confirmation of the electromagnetic coil state of the circuit breaker and the switch operating mechanism. It is to prevent accidents and to improve the stability of power usage.

종래의 기술은 실제 부하를 통전 중인 차단기 및 개폐기의 전자석 코일의 상태를 확인할 수 있는 구조는 전무했으며, 차단기 및 개폐기 조작 기구의 동작 상태 및 전자석 코일의 정상 상태를 확인하기 위해서는 사용 중인 부하를 개방하고, 멀티 미터와 같은 장비를 통해 전자석 코일의 저항 측정 및 외관 상태 확인을 통해 그 정상 상태를 확인 할 수 있었다. 즉, 부하 사용을 중지할 수 없는 경우, 전자석 코일의 상태를 확인하는 것이 불가능했다.In the prior art, there is no structure that can confirm the state of the electromagnetic coil of the circuit breaker and the switch that is energizing the actual load, and in order to check the operating state of the circuit breaker and the switch operating mechanism and the normal state of the electromagnetic coil, the load being used is opened. With the same equipment as the multimeter, it was possible to check its normal state by measuring the resistance of the electromagnet coil and checking the appearance. That is, when the use of the load could not be stopped, it was impossible to confirm the state of the electromagnet coil.

도 1의 종래의 회로도에서와 같이, 기존 개폐기기의 내부 제어 회로는 개폐 기의 기계적 동작 상태에 따라 변화하는 보조 접점과 제어용 계전기(Control Relay)를 이용하여 투입 및 개방 회로를 구성하였다. 모든 개폐기는 개방이 우선되어야 하기 때문에 개방 회로 측에는 여타의 전기적 접점을 사용하지 않고 단순히 보조 접점 하나만으로 구성하여 사용했다. 즉, 개폐기의 투입 및 개방 동작을 행하기 위해서는 외부에서 제어 전원을 인가해 전자석 코일을 여자 시키고 이에 따른 코일의 가동부가 기계적으로 동작해 개폐기를 투입 및 개방하는 구조로 되어 있다. As shown in the conventional circuit diagram of FIG. 1, the internal control circuit of the existing switchgear includes an input and an open circuit using an auxiliary contact and a control relay that change according to the mechanical operating state of the switchgear. Since all switches must be opened first, the open circuit side is composed of only one auxiliary contact instead of other electrical contacts. That is, in order to perform the opening and closing operation of the switch, the control power is externally applied to excite the electromagnet coil, and the movable part of the coil is mechanically operated to open and close the switch.

종래 회로의 경우, 부하사용 중에 전자석 코일의 정상 상태를 확인할 수 없으며, 부하 사용 중 실제로 전자석 코일을 여자 시켜서, 개폐기를 동작함으로써 그 이상 유무에 대해 판별하였다. 중요 부하를 사용하는 개소에 설치된 개폐기기의 경우, 부하 통전 시에는 그 상태확인이 불가하여 점검 시기에만 개폐기를 강제 개방시켜, 부하 사용을 중지하고서야 전자석 코일의 저항 및 외관 상태를 확인할 수 있었다.In the case of the conventional circuit, the normal state of the electromagnet coil cannot be confirmed during the use of the load, and the electromagnet coil is actually excited during the use of the load to determine whether there is an abnormality by operating the switch. In case of switchgear installed in the place using important load, it was impossible to check the status when the load was energized, and the switch was forced to open only during the inspection time, and the resistance and appearance of the electromagnet coil could not be confirmed until the load was stopped.

즉, 부하가 사용될 때, 코일에 불량이 발생한다면 필요시에 조작자에 의한 부하 개폐 시에, 전자석 코일이 동작하지 않아 큰 사고로 이어질 수 있는 가능성이 있었다.In other words, if a failure occurs in the coil when the load is used, there is a possibility that the electromagnet coil does not operate when the load is opened and closed by the operator when necessary, which may lead to a big accident.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명은 기존 차단기 및 개폐기 내부의 제어 회로부에 계전기(Relay)(1), 정류기(2), 전압 변환기(3)를 추가 설치함으로써, 별도의 특별한 장치 없이 전자석 코일의 상태를 상시 확인할 수 있는 구조를 가지고 있다. 개폐기기 동작 기구에 설치된 전자석 코일과 계전기(1)를 직렬로 연결해 폐회로를 구성하고, 이 폐 회로의 단락 여부를 확인함으로써 전자석 코일의 정상 상태를 확인할 수 있는 구조로 되어 있다.According to the present invention, a relay (1), a rectifier (2), and a voltage converter (3) are additionally installed in a control circuit inside an existing circuit breaker and a switch, so that the state of the electromagnet coil can be always checked without any special device. Have The electromagnet coil and the relay 1 installed in the switchgear operating mechanism are connected in series to form a closed circuit, and the structure of the electromagnet coil can be confirmed by checking whether the closed circuit is short-circuited.

계전기는 전자석 코일과 함께 직렬로 연결하여 폐회로를 구성하고 상시로 전압을 인가하면 계전기에는 상시로 정격 전류가 흐르고 이와 함께 계전기의 보조 접점이 동작하게 되고 이 접점을 이용하여 경보 기능을 사용할 수 있다.The relay is connected in series with the electromagnetic coil to form a closed circuit, and when voltage is applied at all times, the rated current flows through the relay at all times, and the auxiliary contact of the relay operates together with the alarm function.

고압 또는 초고압 개폐기기를 구성하는 배전반의 경우 강압(降壓)된 낮은 AC 전압(AC220, AC380V)이 상시로 인가되며, 이 AC 전압을 전압 변환기로 더 낮은 AC 전압(AC10, AC12V)으로 변환해서 정류기를 통하여 DC 전압을 얻게 된다. 이 DC 전압을 이용해 계전기를 동작시킬 수 있다.     In case of a switchgear constituting a high voltage or ultra high voltage switchgear, a stepped low AC voltage (AC220, AC380V) is always applied, and this AC voltage is converted into a lower AC voltage (AC10, AC12V) by a voltage converter. DC voltage is obtained through. The DC voltage can be used to operate the relay.

전압 변환기는 코일의 권선수의 비율에 따라 입력 전압과 출력 전압을 조정할 수 있다. 본 고안에 사용되는 전압 변환기는 고압 배전반에서 상시로 사용가능한 AC 220V의 입력을 AC10V로 강압(降壓)시킬 수 있도록 권선수를 조정하고 이 강압(降壓)된 전압을 정류기를 통하면 DC 전압이 얻어진다.The voltage converter can adjust the input voltage and output voltage according to the ratio of the number of turns of the coil. The voltage converter used in the present invention adjusts the number of turns so that the input of AC 220V, which is always available in the high voltage switchboard, can be reduced to AC10V, and the rectified voltage is applied to the DC voltage through the rectifier. Is obtained.

전자석 코일은 설계된 정격 전압이 전자석 코일 양단에 인가되면 플레밍의 오른손법칙에 의해 자계가 형성되며 이 자계의 방향으로 힘이 발생해 코일 내부의 가동부가 동작하게 된다. 즉, 설계된 전자석 코일의 동작을 확보하기 위해서는 정격 전압을 인가해야 하며 정격전압 이하의 전압이 인가되면 전자석은 동작하지 않고 전자석 코일이 열화 되거나 자체 비저항이 증가하지 않는다.When the designed rated voltage is applied to both ends of the electromagnetic coil, the magnetic field is formed by Fleming's right-hand law, and a force is generated in the direction of the magnetic field to operate the moving part inside the coil. That is, in order to secure the operation of the designed electromagnet coil, the rated voltage should be applied. If a voltage below the rated voltage is applied, the electromagnet will not operate and the electromagnet coil will not deteriorate or its specific resistance will increase.

본 발명은 이러한 전자석의 원리를 이용하여 개폐기기 조작기구에 설치된 전자석 코일을 감시회로와 직렬로 연결하여 폐회로를 만들고 정격 전압 이하의 전압을 인가하여 코일의 소손 상태 및 저항 상태를 확인할 수 있는 구조로 실제 부하를 통전하고 있는 개폐기기에 정전 또는 개폐기 개방의 과정을 거치지 않고 전자석 코일의 상태를 확인할 수 있는 구조이다.The present invention by using the principle of the electromagnet by connecting the electromagnet coil installed in the switchgear operating mechanism in series with the monitoring circuit to make a closed circuit and applying a voltage below the rated voltage to a structure that can check the burned out state and the resistance state of the coil It is a structure that can check the state of the electromagnet coil without going through the process of power failure or opening the switch to the switchgear which is actually energizing the load.

발명의 구체 예에 대한 상세한 설명Detailed Description of the Invention

도 1에 도시된 종래의 제어 회로도는 개폐기기 동작 상태에 따른 보조 접점을 이용하여 투입 및 개방할 수 있는 구조로 되어 있다. 개폐기 투입 시에 NO 접점은 ON이 되고 NC접점은 OFF가 되며, 개폐기 개방 시에는 NO접점은 OFF가 되고, NC접점은 ON이 된다.The conventional control circuit diagram shown in FIG. 1 has a structure that can be opened and closed using an auxiliary contact according to an operating state of a switchgear. When the switch is closed, the NO contact turns ON and the NC contact turns OFF. When the switch opens, the NO contact turns OFF and the NC contact turns ON.

도 2에 도시된 개방용 전자석 감시회로의 경우, 전압 변환기(3)를 통해 출력되는 낮은 전압을 개방용 전자석 코일(52T)과 계전기(Relay)에 직렬로 연결시킨다. 즉, DC 12V의 낮은 전압을 감시회로에 상시로 인가하며 폐회로를 통해 전류가 흘러 연결된 계전기는 여자 되어 동작 상태를 유지하게 된다. 폐회로에 전자석 코일(52T)과 계전기 코일만이 존재하므로 전자석 코일 소손 시에는 폐회로는 개방되고 연결된 계전기는 복귀하게 되며 이와 함께 연결된 보조 접점 또한 변화하게 된다. 이 접점을 이용해 경보 회로 또는 램프를 연결하여 코일의 소손 상태를 확인한다.In the case of the open electromagnet monitoring circuit shown in FIG. 2, a low voltage output through the voltage converter 3 is connected in series to the open electromagnet coil 52T and a relay. That is, a low voltage of DC 12V is always applied to the monitoring circuit, and current flows through the closed circuit to excite the connected relay to maintain the operating state. Since only the electromagnetic coil 52T and the relay coil exist in the closed circuit, when the electromagnetic coil burns out, the closed circuit is opened and the connected relay is returned, and the auxiliary contact connected thereto is also changed. Use this contact to connect an alarm circuit or lamp to check the burnout of the coil.

도 3에 도시된 투입용 전자석 감시회로의 경우, 전압 변환기(3)를 통해 출력 되는 낮은 전압을 투입용 전자석 코일(52C)과 계전기(Relay)에 직렬로 연결시킨다. 즉, DC12V의 낮은 전압을 구성한 감시회로에 상시로 인가하며, 폐회로를 통해 전류가 흘러 연결된 계전기는 여자 되어 동작 상태를 유지하게 된다. 폐회로에 전자석 코일(52C)과 계전기 코일만이 존재하므로 전자석 코일 소손 시에는 폐회로는 개방되고 연결된 계전기는 복귀하게 되며 이와 함께 연결된 보조 접점 또한 변화하게 된다. 이 접점을 이용해 경보 회로 또는 램프를 연결하여 코일의 소손 상태를 확인한다.In the case of the injection electromagnet monitoring circuit shown in FIG. 3, the low voltage output through the voltage converter 3 is connected in series to the injection electromagnet coil 52C and the relay (Relay). That is, it is always applied to the supervisory circuit composed of the low voltage of DC12V, and the current is flowed through the closed circuit and the connected relay is excited to maintain the operation state. Since only the electromagnetic coil 52C and the relay coil exist in the closed circuit, when the electromagnetic coil is burned out, the closed circuit is opened and the connected relay is returned, and the auxiliary contact connected thereto is also changed. Use this contact to connect an alarm circuit or lamp to check the burnout of the coil.

본 발명에 필요한 상기 주요 부품은 기존 개폐기기의 제어회로부에 추가할 수 있으며 많은 공간을 필요로 하지 않기 때문에 크기가 작은 개폐기기에도 내장 할 수 있다. The main components required for the present invention can be added to the control circuit portion of the existing switchgear and can be built in a small switchgear because it does not require much space.

본 발명은 기존 차단기 및 개폐기 조작 기구의 전자석 코일의 상태를 확인할 수 있는 감시회로로서, 부하 사용 중에도 언제라도 전자석 코일의 상태를 확인해 차단기 및 개폐기가 다음의 동작을 수행할 수 있는 지의 상태를 감시 및 진단할 수 있는, 개폐기기 조작기구용 전자석 코일 감시회로이다. 즉, 무정전 상태로 개폐기기의 동작 신뢰성을 확인할 수 있으며, 전력 계통의 안정도를 향상시키고 수용가의 전력 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention is a monitoring circuit that can check the state of the electromagnetic coil of the existing circuit breaker and switch operating mechanism, by monitoring the state of the circuit breaker and the switch can perform the following operations at any time even during the use of the load and An electromagnet coil monitoring circuit for switchgear operating mechanism that can be diagnosed. That is, the operation reliability of the switchgear in the uninterrupted state can be confirmed, and the stability of the power system can be improved and the power quality of the consumer can be improved.

Claims (2)

고압 및 초고압 전력 계통에 사용되는 개폐기기의 전자석 코일의 상태를 확인하기 위한 감시회로로서,       As a monitoring circuit to check the state of the electromagnetic coil of the switchgear used in the high and ultra high voltage power system, 계전기(1), 정류기(2), 및 전압 변환기(3)를 포함하고,A relay (1), a rectifier (2), and a voltage converter (3), 상기 개패기기의 전자석 코일에 직렬로 연결되어 폐회로를 구성하며,It is connected to the electromagnet coil of the shedding device in series to form a closed circuit, 상기 폐회로의 단락 여부에 따라 상기 개패기기 내의 상기 전자석 코일의 정상상태를 확인하는, 개폐기기 조작기구용 전자석 코일 감시회로.Electromagnet coil monitoring circuit for switching device operating mechanism for confirming the normal state of the electromagnet coil in the shedding device according to whether or not the short circuit of the closed circuit. 제1항에 있어서, 외부에서 상시로 인가되는 전압을 상기 전압 변환기(3)를 사용하여 상기 개패기기의 전자석 코일이 여자 되지 않을 정도의 낮은 전압으로 강압(降壓)하고, 2. The voltage according to claim 1, wherein the voltage applied at all times from the outside is stepped down using a voltage converter 3 at a voltage low enough to excite the electromagnet coil of the shedding device, 상기 강압된 전압이 상기 정류기(2)를 통과하면서 발생하는 직류전압 에 맞는 상기 계전기(릴레이)(1)에 가 사용되며,Is used for the relay (relay) 1 corresponding to the DC voltage generated while the stepped down voltage passes through the rectifier 2, 상기 계전기에 상시로 일정한 정격전류가 흐를 때 동작하는 상기 계전기의 보조접점의 변화를 이용하여 상기 폐회로의 단락 여부 및 전자석 코일의 정상 상태를 확인하는, 개폐기기 조작기구용 전자석 코일 감시회로.Electromagnet coil monitoring circuit for switching device operating mechanism to check whether the closed circuit short circuit and the normal state of the electromagnet coil by using a change in the auxiliary contact of the relay that operates when a constant rated current flows through the relay at all times.
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