KR20100005360U - 슬림형 지상변압기를 이용한 무정전공사용 변압기장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전력회사에서 전력 수용가에게 전기를 공급하기 위하여 배전선로 전주에 설치한 주상변압기를 교체할 때 전기 공급의 중단 없이 무정전으로 작업을 하기 위한 무정전 공사용 변압기 장치를 Slim형 변압기 내부에 장착하여 소형화, 경량화한 것이며,

이동변압기와 기설 변압기 간의 병렬운전 조건이 합치되었는지를 검출하여 병렬운전 여건이 되지 않을 시 위상각 차이로 나타나는 전압을 표시하여 알리도록 검상 전압계전기를 설치하였다.

부하전류를 측정하기 위하여 R, S, T 각 상에는 변류기 (Current transfomer)를 통하여 전류를 측정하도록 전류계를 각각 설치하였고 이것과 연계하여 과부하시 동작하도록 과전류 계전기 (Over Current Reley)를 설치하였다.

만약 이동변압기와 기설변압기 간의 전압 방식이 상이하던지 다른 상 끼리 연결되었다면 두 변압기 간에는 병렬 운전여건이 성립되지 않는 것으로 판단케 하여 내장된 전압계전기가 이것을 감지하여 작동하도록 하였다.

VM₁ VM₂ VM₃에서 이상상태를 감지하면 R₁-R₂ S₁-S₂ T₁-T₂표시등에는 적색표시등이 점등되어 이상상태를 알리면서 경보용 부저가 울리도록 하였고 병렬운전용 스위치는 투입할 수 없게 하였다.

만약에 병렬운전 중이라면 병렬운전 스위치는 개방되어 사고를 예방하도록 하였다.

슬림형, 지상변압기, 무정전공사, 검상장치, 개폐써지, 주상변압기

Description

슬림형 지상변압기를 이용한 무정전공사용 변압기장치{ Apparatus for Transformer for Construction of non interruption electric power installed in Slim Type Transformer}

본 고안은 전력회사에서 전력 수용가에게 전기를 공급하기 위하여 배전선로 전주에 설치한 주상변압기를 교체할 때 전기 공급의 중단 없이 무정전으로 작업을 하기 위한 무정전 공사용 변압기 장치를 Slim형 변압기 내부에 장착하여 소형화, 경량화한 것이다.

무정전 공사용 변압기 장치를 이용하여 배전선로 전주 상에 설치된 변압기를 교체하는 공법을 설명한 것으로 교체할 주상변압기와 같은 장소에 무정전공사용 변압기장치를 설치하여 이곳에서 출력된 저압선을 기설 변압기의 저압측 모선에 연결하여 검상장치를 통하여 병렬운전조건이 일치되는 것을 확인 후 기설 변압기와 병렬운전시키면 전력 수용하는 기설 변압기와 무정전공사용 변압기 장치 두 곳에서 전력을 공급받게 된다.

이때 교체할 변압기의 저압선을 절단하여도 (그림에서와 같이) 전력 수용가는 순간 정전도 없이 무정전공사용 변압기 장치에서 전력을 지속적으로 공급받게 된다.

다음 변압기 교체공사가 종료되면 재차 이동용변압기 장치와 병렬 운전시키면 두 변압기에서 전력을 공급받게 한다.

이때 이동용 무정전 공사용 변압기에서 주상변압기의 저압선에 연결시켰던 저압선을 차단하면 전력수용가는 종전대로 기설된 주상변압기에서 전력을 공급받게 되는 것이다. 다음 이동용 변압기의 고압측 연결을 철거하면 작업은 끝나게 된다.

무정전 공사용 변압기 장치를 고압 개폐기를 통하여 고압배전선로에 연결하여 변압기를 가압시키고 저압 개폐기에서 인출된 저압선을 기설 주상변압기에서 인출된 저압선로에 연결 후 검상하여 병렬 운전시키는 방법을 수행함에 있어서 변압기와 검상장치를 별도로 제작된 외함에 수납한 형식이며, 변압기와 검상장치가 조립된 것을 별도의 외함에 수납한 것으로 대형화되고 중량도 무거워진다. (중량:1900kg)

고압개폐기가 변압기에 내장된 변압기를 고압 배전선로에 연결하여 변압기를 가압시키고 저압개폐기를 통하여 인출된 저압선을 기설 주상변압기에서 인출된 저압선로에 연결 후 검상하여 병렬 운전시키는 방법으로 별도의 고압측 개폐기가 필 요 없어 위험요소를 줄일 수 있으며 변압기 내부에 검상장치를 내장시켜 별도의 외함이 없는 형식으로 소형화 및 경량화하였다. (중량:1320kg)

1. 무정전 공사용 변압기 장치에서 필수적인 변압기의 고압측 개폐기를 별도로 설치하지 않고 변압기 내부에 설치하여 소형화, 경량화함은 물론 위험요소를 축소하여 안전성을 높일 수 있으며,

2. 기존의 방식에서는 변압기와 검상장치를 별도의 외함에 수납하여 사용하던 것을 별도의 외함 없이 자체 변압기함 내부에 일괄 장착하여 소형화하였으며,

3. Slim형 변압기를 사용함으로써 소형화 경량화하여 협소한 공간에 설치하기 어려웠던 것을 극복할 수 있도록 하였으며,

4. 본 고안의 무정전 변압기장치에 검상장치를 고안 적용함에 따라 배전선로에 설치된 주상변압기를 순간의 정전도 없이 무정전으로 안전하고 손쉽게 교체작업이 가능하도록 하였으며,

5. 개폐써지 등으로 발생할 수 있는 이상 전압으로 검상장치의 오동작을 방지할 수 있도록 오동작 방지 회로를 신설하였다.

제 1 도 : 무정전공사용 변압기 장치의 공법설명도

제 1 도는 무정전 공사용 변압기 장치를 이용하여 배전선로 전주 상에 설치된 변압기를 교체하는 공법을 설명한 것으로 교체할 주상변압기와 같은 장소에 무정전공사용 변압기장치를 설치하여 이곳에서 출력된 저압선을 기설변압기의 저압측 모선에 연결하여 검상장치를 통하여 병렬운전조건이 일치되는 것을 확인 후 기설변압기와 병렬운전 시키면 전력 수용하는 기설변압기와 무정전공사용 변압기 장치 두 곳에서 전력을 공급받게 된다.

이 때 교체할 변압기의 저압선을 절단하여도 (그림에서와 같이) 전력 수용가는 순간 정전도 없이 무정전공사용 변압기 장치에서 전력을 지속적으로 공급받게 된다.

다음 변압기 교체공사가 종료되면 재차 이동용변압기 장치와 병렬 운전시키면 두 변압기에서 전력을 공급받게 한다.

*18이 때 이동용 무정전공사용변압기에서 추상변압기의 저압선에 연결시켰던 저압 선을 차단하면 전력수용가는 종전대로 기설된 주상변압기에서 전력을 공급받게 되는 것이다.

다음 이동용 변압기의 고압측 연결을 철거하면 작업은 끝나게 된다.

제 2 도 : 무정전공사용 변압기 장치 설명도

① 기존의 방식

무정전 공사용 변압기 장치를 고압 개폐기를 통하여 고압배전선로에 연결하여 변압기를 가압시키고 저압 개폐기에서 인출된 저압선을 기설주상변압기에서 인출된 저압선로에 연결 후 검상하여 병렬 운전시키는 방법이다.

② 본 고안의 방식

고압개폐기가 변압기에 내장된 변압기를 고압 배전선로에 연결하여 변압기를 가압시키고 저압개폐기를 통하여 인출된 저압선을 기설주상변압기에서 인출된 저압선로에 연결 후 검상하여 병렬 운전시키는 방법으로 고압축개폐기가 별도로 없는 것이 차이점이다.

제 3 도 : 무정전공사용 변압기 장치의 외함 구조 설명도

① 기존의 방식

변압기와 검상장치를 별도로 제작된 외함에 수납한 형식

② 본 고안의 방식

변압기 내부에 검상장치를 내장시켜 별도의 외함이 없는 형식

제 4 도 : 무정전공사용 변압기 장치의 소형화 설명도

① 기존의 방식

변압기와 검상장치가 조립된 것을 별도의 외함에 수납한 것으로 대형화되고 중량도 무거워진다. (중량:1900kg)

② 본 고안의 방식

별도의 외함 없이 검상장치를 변압기 자체에 내장시킴으로 소형화 경량화하였다. (중량:1320kg)

제 5 도 : 검상반의 계측장치

검상반의 각종 계측 장치로 이동 변압기측과 기설 변압기측의 선간 전압을 표시하도록 각각 3개씩의 전압계를 설치하였다.

이동변압기측:

R₁-S₁ R₁-T₁ S₁-T₁

기설변압기측:

R₂-S₂ R₂-T₂ S₂-T₂

이동변압기와 기설변압기 간의 병렬운전 조건이 합치되었는지를 검출하여 병렬운전 여건이 되지 않을 시 위상각 차이로 나타나는 전압을 표시하여 알리도록 검상전압 계전기를 설치하였다.

다음 부하전류를 측정하기 위하여 R , S , T 각 상에는 변류기 (Current transfomer)를 통하여 전류를 측정하도록 전류계를 각각 설치하였고 이것과 연계하여 과부하시 동작하도록 과전류 계전기 (Over Current Reley)를 설치하였다.

제 6 도 : 검상장치의 보안장치

제 5도 검상반의 계측장치에서 검출된 제반자료를 기초로 다음과 같이 보안기능을 갖도록 하였다.

① 이동용 변압기 측의 전압계 R₁-S₁ R₁-T₁ S₁-T₁를 통하여 이동용 변압기의 출력 전압이 정상인지 식별하도록 하고,

기설변압기 측의 R₂-S₂ R₂-T₂ S₂-T₂의 전압과 비교하여 동일한 전압방식인지 판단하게 하고 이 결과는 검상전압전기(VM₁VM₂VM₃)로 두 변압기 간의 위상각 차이로 나타나는 전압을 표시토록 하였다. (1V 단위까지)

VM₁ VM₂ VM₃의 기능은 이동변압기와 기설변압기의 전압방식이 동일하고 같은 상 끼리 연결이 되었을 경우 전압표시는 이론적으로 0V를 표시하게 된다.

실제로는 같은 전압 방식이고 같은 상끼리 연결되었더라도 이동용 변압기와 기설변압기의 특성상 약간의 전압차이가 발생하여 10V이내의 전압이 검출되고 있다. 이것을 감안하여 본 고안에서는 VM₁ VM₂ VM₃의 최소 동작 전압을 30V로 정정하여 사용하고 있다.

만약 이동변압기와 기설변압기 간의 전압 방식이 상이하던지 다른 상끼리 연결되었다면 두 변압기 간에는 병렬 운전여건이 성립되지 않는 것으로 판단케 하여 내장된 전압계전기가 이것을 감지하여 작동하도록 하였다. 이 경우 VM₁ VM₂ VM₃의 지시치는 200~450V를 지시하게 된다. (저압선로의 공급전압이 220/380V인 경우)

VM₁ VM₂ VM₃와 연계시켜 표시등 R₁-R₂ S₁-S₂ T₁-T₂간의 정상 표시등 (청색) 이상 표시등 (적색)을 각각 설치하였다.

VM₁ VM₂ VM₃에서 감지한 전압차이가 정정해준 30V를 초과하면 이상표시등 (적색) 정상일 때는 정상표시등(청색)이 점등되게 하였다.

VM₁ VM₂ VM₃중 어느 한 곳이라도 이상이 감지되면 그 상의 적색 표시등이 점등되어 표시하고 경보음 부저(BZ)를 울리도록 하였으며 이와 동시에 병렬운전용 투입스위치가 투입될 수 없도록 보조계전기 R₄를 작동시켜 전원을 차단시키도록 하였다.

② R , S , T 각 상에 설치된 전류계를 통하여 작업 시 부하전류상태를 알리도록 하였고 이것과 연동된 과전류계전기 (E .O .C .R)를 이용하여 과부하시 R 계전기를 동작시켜 병렬운전 스위치를 자동차단 시키도록 하였다. (E .O .C .R 의 동작 전류 는 변압기의 최대 출력전류의 130%로 하고 동작시간은 순시동작으로 정정하였다.)

③ 작업도중 발생할 수 있는 이상 전압 침입으로 인한 검상전압계

VM₁ VM₂ VM₃의 오동작을 방지하기 위하여 오동작 방지용으로 타이머 를 설치하였다. 오동작 방지용 타이머는 동작 시간을 5초로 정정하여 처음 병렬운전 스위치를 투입 시 이상 상태이면 투입과 동시에 자동차단 되지만 타이머 동작 시간으로 설정 된 5초 후에는 이상 전압이 순간적으로 발생하여도 오동작으로 병렬운전 스위치가 개방 될 수 없게 하였다.

이때 병렬 운전 스위치는 차단되지 않지만 이상 전압을 감지한 VM₁ VM₂ VM₃는 그 순간 마다 작동하여 경보용 부저만 울리도록 하였다.

다만 작업자의 실수로 인한 합선(단락사고) 사고 시는 타이머와 무관하게 E .O .C .R (과전류 보호 계전기)로 보호되어 병렬 운전 스위치는 자동 차단된다.

④ VM₁ VM₂ VM₃에서 이상상태를 감지하면 R₁-R₂ S₁-S₂

T₁-T₂표시등에는 적색표시등이 점등되어 이상상태를 알리면서 경보용 부저가 울리도록 하였고 병렬운전용 스위치는 투입할 수 없게 하였다.

만약에 병렬운전 중이라면 병렬운전 스위치는 개방되어 사고를 예방하도록 하였다.

R₁-R₂ S₁-S₂ T₁-T₂에 설치된 표시등이 이상상태를 알리는 적색등이 어느 한 개만 점등되면 그 상에 문제점(이동변압기와 기설변압기 간의 특성불일치)이 있는 것이고, 어느 두 곳에서 이상 표시등(적색)이 점등되었다면 그 상이 서로 바뀌었다는 것이다.

예를 들어 R₁-R₂ S₁-S₂가 점등되었다면 R과 S상의 결선이 서로 바뀌었다는 것 으로 상 결선 잘못이라고 표시된 표시등이 점등되게 하였다.

또한 R₁-R₂ S₁-S₂ T₁-T₂3곳의 표시등이 전부 이상 표시등(적색)이 점등되었다면 3상이 모두 틀린 것으로 전압방식이 맞지 않은 것으로 기판잘못으로 표시한 표시등(적색)이 점등되게 하였다.

만일 과전류로 인하여 과전류 계측기(E .O .C .R)가 동작하였을 시에는 과부하 표시등이 점등되었음을 알리도록 하였다.

R 상 S 상 T 상

청 적 청 적 청 적

상결선 잘못 기판 잘못 과 전 류

<표시등 배치도>

제 1 도 : 무정전 공사용 변압기 장치 공법설명도

제 2 도 : 무정전 공사용 변압기 장치 설명도

제 3 도 : 무정전 공사용 변압기 장치의 외함구조 설명도

제 4 도 : 무정전 공사용 변압기 장치의 소형화 설명도

제 5 도 : 검상반의 계측 장치

제 6 도 : 검상반의 보안 장치

제 7 도 : 검상반의 이상표시등

Claims (2)

1. 무정전공사용변압기장치는 일반적으로 제3도의 ⓛ과같이 변압기와 검상장치를 별도로 제작된 외함에 수납하여 사용하고 있다. 이로 인하여 무정전 공사용 변압기장치의 부피가 커져서 도심지작업의 불편이 있었다. 새로 고안된 장비는 제3도 ②와 같이 변압기 자체에 검상장치를 별도의 외함 없이 내장시킴으로 소형화, 경량화시켰다.

   기존 제품;1900kg 새로 고안한 장비;1320kg
2. 제 5도 검상반의 계측 장치에서 이동용 변압기와 기설 배전용 주상변압기 간의 병렬 운전 조건이 성립되지 않을 시 운전이 불가능하도록 검상 전압계전기 VM₁VM₂VM₃를 설치하여 식별하도록 하였다. 또한 제 6도 검상반의 보안장치로 병렬운전 스위치 투입회로를 차단 시키고 제 7도 검상반의 이상표시등으로 표시등(적색)을 점등시키는 동시에 경보용 부자를 통하여 알리도록 하였다. 병렬운전이 합치되었을시는 정상 표시등(청색)으로 표시하고 이때만 운전이 가능하게 하여 초보자도 안전하게 작업이 가능하도록 하였다.

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