KR20090132349A

KR20090132349A - 씨티 극성 판별장치

Info

Publication number: KR20090132349A
Application number: KR1020080058564A
Authority: KR
Inventors: 손석환
Original assignee: 손석환
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2009-12-30

Abstract

본 발명은 수배전반 또는 분전반의 내부선로에 장착되는 계기용변류기(CT:Current Transformer)의 이상 여부 및 정상설치 여부를 판별하기 위한 씨티(CT)극성 판별장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 씨티 극성 판별장치는 콘덴서(16)와, 상기 콘덴서에 전압을 축적하기 위한 배터리(15)와, 상기 콘덴서의 출력단에 접속되는 테스트버튼(17)과, 상기 테스트버튼의 온에 의해 출력되는 단펄스의 콘덴서 방전전류를 테스트 대상 CT(30)의 철심 내부로 흘려주기 위한 리드와이어(19)와, 상기 테스트 대상 CT의 CT코일(31)에 나타나는 유도전압에 의해 플러스(+)방향 또는 마이너스(-)방향을 지시하고 복귀하는 전압미터(18)로 구성된 것을 특징으로 한다.

CT, 테스트버튼, 단펄스, 배터리, 콘덴서, 극성판별

Description

씨티 극성 판별장치{Current transformer checker}

본 발명은 수배전반 또는 분전반의 내부선로에 장착되는 계기용변류기(CT)의 이상여부 및 정상설치 여부를 판별하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히, 간단한 회로구성과 전압미터를 이용하여 수배전반설비에 장착된 CT의 탈착작업 없이도 CT의 오접속상태 내지 제품불량 여부를 즉시 체크할 수 있는 씨티 극성 판별장치에 관한 것이다.

일반적으로 수배전반의 저압부 선로에는 부하변동에 따른 단상 또는 3상 선로전류를 변화를 감시하여 과전류 여부를 감시하고 전력 및 역율 등을 계산하기 위해 CT(Current Transformer)가 설치된다.

도 1은 일반적인 수배전반장치의 저압부 회로구성도로서, 여기에서 참고되는 바와 같이 3상(또는 단상)의 내부선로, 즉 부스바(40)에 CT(30)를 장착하고 이 CT(30)에서 검출되는 부하변동 전류값을 신호처리부(51)에서 처리하여 과전류상태 여부, 전력, 역률 등을 산출하게 된다.

일예로, 상기 CT(30)에 의해 검출된 전류가 상기 신호처리부(51)에서 과전류조건으로 판단되면 이 신호처리부(51)는 트립신호를 차단기(52)에 출력하여 회로를 차단하는 기능을 수행한다. 또한 상기 신호처리부는 ZCT(50)의 검출값으로부터 누전여부를 판단한다.

CT는 통상 수배전반 내부의 대전류를 5A 이내로 간접검출할 목적으로 주로 환형으로 만들어진 성층철심 구경 내부에 수백 내지 수천 암페어의 전류가 1차코일에 흐르도록 하여 해당 CT의 2차코일에서 5암페어 이하의 유도전류가 얻어지도록 함으로써 2차코일에서 얻어지는 5암페어 이하의 전류를 이용하여 제어 및 계측, 전력량 등을 산출하고 또한 보호계전차단 동작이 이루어지도록 하고 있다. 이때 CT(30)와 신호처리부(51) 사이에는 CT체크시의 회로보호를 CT를 일시적으로 단락시키기 위한 CTT(35)가 설치된다.

이와 같은 CT는 대전류가 흐르는 1차코일의 유입(K) 및 유출(L)방향과 2차코일(출력코일, 5A 이하 소전류)의 유입(k) 유출(l)단자구조를 가진다.

현재 표준 CT의 1, 2차 전류방향은 철심 자속의 감극성 방향에 의해 1, 2차 1차코일의 전류방향은 K, L 과 k, l이 같은 방향으로 규정되어 있고 제반 CT회로에 사용되는 계측, 제어, 계량 장치도 이에 준해 제작되고 있다.

그런데 전력설비의 제작 및 설치 현장에서는 CT극성의 식별이 불가능한 경우가 있다. 일예로 단상(CT 1개부설)CT는 대전력 부하를 인가시켜도 계측상 1, 2차 극성이 바뀌어도 동일하기 때문에 극성식별이 불가하다.

또, CT의 케이스에 표시된 1차, 2차의 KL, kl 표식이 정상적으로 잘 식별된다 그 내부에서 권선의 k와 l이 바뀐 경우, 잘못된 CT정보에 의해 계측오류가 일어나고 있음에도 불구하고 이를 쉽게 알 아낼 수 없다는 문제가 나타날 수 있다.

배전반이나 CT부설 작업 시에 극성 시험이 불가한 이유는 1차 전류가 수백A에서 수천A이므로 시료전류장치를 별도로 만들려면 많은 경비가 소요되는 문제도 나타난다.

한편, CT의 극성식별 불가로 인해 아래와 같은 다양한 사고가 발생될 수 있다.

그 첫 번째 케이스로, 단상 CT는 수전을 받아도 식별이 불가능한 상태에서 사용하게 된다.

두 번째 케이스는 3상 CT의 경우 3대의 CT가 설치되는데 3대의 CT가 전부 극성이 바뀐 경우 라면 정전 조건에서만 확인이 가능하므로 수배전반 차단후 단자 배선수정을 위한 일부 부스바의 철거 및 재조립작업과 2차 배선 전체 극성 수정이 요구된다.

세 번째는 정상적인 CT를 잘못 장착하여 극성이 바뀐 경우로서 장착시설물의 복잡성으로 인하여 육안검사가 불가능하므로 수배전반 차단(정전)후 부스바 모선부분 철거 및 재조립이 요구된다.

네 번째로, 3상 회로 CT 3개중 일부 1개 내지 2개에서 극성이 바뀔 경우 시설점검 및 극성교체를 위해 장기정전 상태가 요구되며 이때 3개의 CT를 일괄 교체하게 된다.

한편, CT의 극성이 바뀌면 계량장치의 전력량 부호가 진실치 보다 소량지시하게 되며 동시에 음(-)의 부호로 표시된다. 이로 인해 3개의 CT중 1개 이상에서 극성 불량인 것을 알 수는 있으나 어느 CT가 불량인지 알 수 잇는 방법이 없다.

CT 극성이 바뀌면 2차 출력전류의 허위 발생으로 사고시 보호계전기가 동작하지 않거나 또는 정상시 보호계전기 동작하여 차단기가 오동작하는 비정상적인 정전이 일어나게 되고, 계측량 허위 등으로 인해 통계 및 평형운전 부하조절 등이 불가능하게 된다.

기존의 경우 3상에 적용된 3개의 CT중 어느 1개 또는 2개의 CT의 극성이 바뀐 상태로 수배전반 등에 장착된 경우 외부 2차 회로의 교선 결선 등의 방법으로는 쉽게 정상/오결선을 찾기가 불가능하고, 계측상 전력치가 (-)부호를 지시하게 되며, 이것은 수전이 완료된 후에 발견되는 사고로서 CT전량 교체를 하여야 하고 이후 다시 정전계획을 승인을 받아야 한다. 특히 배전반 내의 부하 케이블 철거 및 동대 전량 철거 후 CT를 교체하는데 많은 전체 부하 케이블과 장시간 정전이 요구되므로 수백건 중 1건의 사고가 발생하여도 막대한 피해를 나타나게 된다.

특히, CT 2차 권선의 내부극성(k-l)이 (l-k)로 잘못 제작되었다 해도 CT의 외관상 식별이 불가능하며, 운반도중 CT의 2차 권선이 끊어지는 경우가 발생할 수도 있다.

더구나, CT를 시험하려면 수십-수천 A의 부하전류(3상 또는 단상) 시험설비를 마련해야 하고, 극성시험을 위해 수백 A의 부하 전류발생 장치와 전자화 전력 계량 장치가 필요하며 수학적 계산을 하여야 한다.

더욱더 큰 문제는 모든 문제가 배전반 내부 모선에 CT를 삽입 장착작업이 끝난 후 실제 수전시에서 CT에 문제점이 발견된다는 점이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 (수)배전반 내의 전력케이블이나 부스바를 해체하여 CT를 분리해내지 않고서도 부스바나 전력케이블에 장착된 상태 그대로 CT의 극성을 정확히 점검할 수 있는 씨티 극성 판별장치를 제공하는 있다.

또한 본 발명은 CT 제조시 내부 오결선에 따른 불량 극성 제품을 (수)배전반 장착에 앞서 개별적으로 점검할 수 있어 불량CT제품의 장착-교체-재장착작업에 따른 시간적 및 경제적 손실을 방지할 수 있게 한다.

또한 본 발명은 CT상의 문제가 실부하(한전수전 입전 및 부하절체)투입후 전력계나 디지털계기 등에 의해서 뒤늦게 체크되고 있었던 기존의 경우와는 달리 CT오결선 여부를 즉시 판별할 수 있도록 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 씨티 극성 판별장치는 콘덴서와, 상기 콘덴서에 전압을 축적하기 위한 배터리와, 상기 콘덴서의 출력단에 접속되는 테스트버튼과, 상기 테스트버튼의 온(ON)에 의해 출력되는 단펄스의 콘덴서 방전전류를 테스트 대상 CT의 철심 내부로 흘려주기 위해 테스트 대상 CT의 철심 내부를 관통시키거나 또는 테스트 대상 CT가 부스바 관통형 CT인 경우 해당 부스바의 양단에 접촉시키게 되는 리드와이어와, 상기 테스트 대상 CT의 2차코일에 나타나는 유도전압에 의해 플러스방향 또는 마이너스방향을 지시하고 복귀하는 전압미터로 구성 된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 (수)배전반 내의 전력케이블이나 부스바를 해체하여 CT를 분리해내지 않고서도 부스바나 전력케이블에 장착된 상태 그대로 CT의 극성을 정확히 점검할 수 있어 불량CT제품의 장착-교체-재장착작업에 따른 시간적 및 경제적 손실을 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 CT상의 문제가 실부하(한전수전 입전 및 부하절체)투입후 전력계나 디지털계기 등에 의해서 뒤늦게 체크되고 있었던 기존의 경우와는 달리 CT오결선 여부를 즉시 판별할 수 있다.

특히 본 발명은 제작완료된 수배전반이 반입설치된 후 한전 입전이나 실부하 전체 또는 수전받기 전에 모의 1차전류, 즉, 단펄스신호를 발생하여 CT극성을 확인할 수 있도록 함으로서 오배선 발생시 즉시 확인 및 해당 CT의 배선을 즉시 수정할 수 있는 기회를 제공한다.

또한 본 발명장치는 그 구조가 아주 간단하므로 장치의 염가제작이 가능하고 사용방법이 간단하므로 누구나 쉽게 이용할 수 있고 시험검사 시간을 절약할 수있다.

나아가, 수배전반 내에서 CT를 분리 탈착하지 않고서도 세트 장착상태에서 극성오류를 발견할 수 있어, 오배선 확인시 간단하게 2차 배선 단자에서 배선만 서로 바꾸는 것으로 CT회로를 정상화시킬 수 있다. 이것은 점검대상 CT를 대전력 모선(부스바)에서 철거하고 조립해야하는 작업시간과 작업인력의 소요를 최소화할 수 있게 한다.

특히, 고전압, 대전류의 실부하를 걸어준 상태에서 CT의 정상결선 여부를 확인할 수 있는 종래의 경우와는 달리 테스트용 모의 단펄스전류를 이용하므로 감전 에 따른 인명피해의 위험을 회피할 수 있으며, 현재 사용되고 있는 계기 계측량이 사용자로 하여금 진실치 인지 허위치 인지 확인하는 것이 별도의 계량 및 계측장비없이 가능하게 된다.

또한 본 발명은 CT의 정상동작여부와 오결선 여부가 전압게이지의 지침에 의해 방향성으로 제시되므로 점검자의 목측에 의해 정확한 CT상태를 직관적으로 확인할 수 있게 된다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 씨티 극성 판별장치의 회로구성도이다. 여기에서 참고되는 바와 같이 본 발명의 씨티 극성 판별장치는 콘덴서(16)와, 상기 콘덴서에 전압을 축적하기 위한 배터리(15)와, 상기 콘덴서의 출력단에 접속되는 테스트버튼(17)과, 상기 테스트버튼의 온에 의해 출력되는 단펄스의 콘덴서 방전전압을 테스트 대상 CT(30)의 철심 내부로 흘려주기 위한 리드와이어(19)와, 상기 테스트 대상 CT의 CT코일(31)에 나타나는 유도전압에 의해 플러스(+)방향 또는 마이너스(-)방향을 지시하고 복귀하는 전압미터(18)로 이루어져 있다.

상기 테스트 대상 CT(30)의 i단자와 k단자는 CT값 출력선이며 그 후단측으로 회로보호용 CTT(35)가 마련된다.

특히, 상기 콘덴서(16)를 충전하기 위한 배터리(15)의 전류는 다이오드(13)와 전류제한저항(14)을 통해 공급되게 연결하여 콘덴서의 충전전류가 역류하는 것을 방지하게 구성한다. 또한 상기 전류제한저항(14)을 통해 콘덴서(16)의 충전시간을 조절할 수 있다.

또한 상기 콘덴서(17)에는 상용220V전압을 6V-24V의 저전압으로 변환하는 트랜스(10)와 상기 트랜스의 저전압을 정류하는 다이오드(11)와 전류제한저항(12)을 통하여 인가되게 회로동작전압 공급회로를 변경하거나 공용으로 설계할 수 있으며, 통상적으로 잘 알려져 있는 충전회로를 통해 상기 다이오드(11)를 통해 정류된 전압이 상기 배터리(15)를 충전하게 구성할 수 있다.

상기 리드와이어(19)는 CT(30)의 철심 내부에 단펄스의 모의 전류를 흘려주기 위한 것으로, 양 끝단에 부스바나 전력케이블을 물어 고정하기 위한 클립이 마련될 수 있다.

여기서 CT(30)의 CT코일(31)에 대해 가극성 조건으로 상기 리드와이어(19)를 CT철심을 통과시켜 테스트단자에 순방향 접속("K":"+","L":"-")하고 CT코일(31)극성과 전압미터 극성을 순방향으로 접속("k":"+", "l":"-")시킨후 테스트버튼(17)을 누르게 되면 콘덴서(16)에 충전된 전압이 모의시험선인 리드와이어(19)의 K단자에서 L단자로 흐르게 되고 이에 따라 CT코일(31)의 k단자에서 l단자로 전류가 흐르게 되어 가극성이 되므로 전압미터(18)는 정(+)방향으로 테스트펄스 기간 동안 이동하였다가 즉시 0점으로 복귀하게 된다. 이를 통하여 CT의 극성이 정극성 장착임을 확인할 수 있게 된다.

즉, CT코일 결선시 1,2차코일 사이에 발생하는 상호인덕턴스 M의 값이 +가 되어 상호인덕턴스 M 〉O인 가극 조건에 해당한다.

만일, CT(30)의 단자K와 단자L가 바뀌거나 단자k와 l이 바뀐 경우라면 CT의 코일 결선에 있어 1,2차코일 사이에 발생하는 상호인덕턴스 M의 값이 -가 되므로 차동결합, 즉 상호인덕턴스 M〈 O인 감극 조건에 해당한다.

도 3a와 도 3b는 본 발명 장치를 이용한 개별CT의 정결선 조건과 오결선 조건의 동작상태 판별 및 CT의 이상 유무 판별 설명도이다.

먼저 도 3a는 CT의 정결선 조건으로서 가극 조건일 때 전압미터(18)가 (+)방향으로 이동하는 것을 보여주고 있다.

이때의 조건은 CT(30)의 CT코일(31)k와 l을 각각 전압미터(18)의 (+)극과 (-)극에 접속하고 CT(30)의 철심 내부에는 리드와이어(19)를 순방향(K=+,L=-)으로 관통(또는 권선)시켜 콘덴서(16)의 (+)극성에 접속된 테스트스위치(17)와 콘덴서(16)의 (-)극성에 각각 K와 L을 접속한 다음 상기 테스트버튼(17)을 누르게 되면 순간 콘덴서(16)에 축적된 전압이 방전하면서 리드와이어(19)의 K측에서 L측로 테스트전류가 이동하여 CT코일(31)에서는 k측에서 l측으로 유도전류가 흐르게 되므로 전압미터는 정방향(+)으로 이동한다.

즉, 위의 조건에서는 CT(30)는 정상결선인 상태로 판별된다.

만일, CT철신에 대한 리드와이어의 통과(또는 권선)방향이 어긋나 리드와이어(19)의 K와 L이 바뀌거나 또는 CT코일(31)의 k와 l이 전압미터(18)에 엇갈려 접속된 경우라면 도3b와 같이 전압미터는 부방향(-)으로 이동하여 CT(30)가 오결선 상태임을 나타낸다.

그러나 도 3a의 조건에서 리드와이어(19)의 K와 L, 그리고 CT코일(31)의 k와 l이 모두 같이 바뀐 상태라면 이 경우에는 정상결선 상태가 된다.

어떠한 경우에도 전압미터가 움직이지 않는다면 이 경우는 CT(30)의 내부코일이 단선된 경우를 포함해서 불량 CT인 경우에 해당한다.

도 4는 수배전반에 장착된 CT(30)의 이상유무 및 오결선여부 확인을 위한 실시 예시도이다.

여기에서는 CT(30)가 부스바(40)에 삽입장착된 경우를 예시하고 있는데, 본 발명의 CT체커(20)의 K단 접속용 리드와이어(19-1)를 부스바(40)의 전류입측에, 그리고 CT체커의 L단 접속용 리드와이어(19-2)를 부스바(40)의 전류출측(부하측)에 각각 접속하여 CT의 오결선 여부를 판별할 때의 구성을 보이고 있다.

이때, 수배전반 내부의 부스바에 장착된 CT(30)가 정상결선일 경우 전압미터는 정(+)의 방향으로 순간 이동하였다가 O점으로 복귀하게 되고 상기 CT가 오결선일 경우 전압미터는 부(-)의 방향으로 이동하였다가 0점으로 복귀하게 된다.

즉, 전압미터(18)의 작동방향성으로부터 직관적으로 CT의 오결선 여부를 확인할 수 있게 된다.

도 1은 수배전반의 저압부 회로결선도이다

도 2는 본 발명의 씨티 극성 판별장치의 회로구성도이다.

도 3a와 도 3b는 본 발명 장치를 이용한 개별CT의 정결선 조건과 오결선 조건의 동작상태 판별 및 CT의 이상유무 판별 설명도이다.

도 4는 본 발명 장치를 이용한 수배전반 내장 CT의 정상장착 여부를 판별하기 위한 테스트 실시예이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 트랜스 11,13 : 다이오드

12,14 : 전류제한저항 15 : 배터리

16 : 콘덴서 17 : 테스트버튼

18 : 전압미터 19, 19-1,19-2 : 리드와이어

20 : CT체커 30 : CT

31 : 2차코일 40 : 부스바

Claims

콘덴서(16)와, 상기 콘덴서에 전압을 축적하기 위한 배터리(15)와, 상기 콘덴서의 출력단에 접속되는 테스트버튼(17)과, 상기 테스트버튼의 온에 의해 출력되는 단펄스의 콘덴서 방전전류를 테스트 대상 CT(30)의 철심 내부로 흘려주기 위해 테스트 대상 CT의 철심 내부를 관통시키거나 또는 테스트 대상 CT가 부스바 관통형 CT인 경우 해당 부스바의 양단에 접촉시키게 되는 리드와이어(19)와, 상기 테스트 대상 CT의 2차코일(출력코일)(31)에 나타나는 유도전압에 의해 플러스(+)방향 또는 마이너스(-)방향을 지시하고 복귀하는 전압미터(18)로 구성된 것을 특징으로 하는 씨티 극성 판별장치.
제1항에 있어서, 상기 콘덴서(16)를 충전하기 위한 배터리(15)의 전류는 다이오드(13)와 전류제한저항(14)을 통해 공급되게 연결하는 것을 특징으로 하는 씨티 극성 판별장치.
제1항에 있어서, 상기 콘덴서(16)에는 상용220V전압을 6V-24V의 저전압으로 변환하는 트랜스(10)와 상기 트랜스의 저전압을 정류하는 다이오드(11)를 통해 회로동작전압이 인가되게 연결하여 구성하는 것을 특징으로 하는 씨티 극성 판별장치.