KR20120039771A - 육불화유황 가스계량기를 갖춘 전력설비의 가스회수 및 공급시스템 - Google Patents

육불화유황 가스계량기를 갖춘 전력설비의 가스회수 및 공급시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스절연개폐장치(GIS), 가스차단기(GCB), 가스변압기 등 SF6 가스를 절연물질로 사용하는 전력설비의 신ㅇ증설, 점검, 철거작업시 SF6 가스량이 관리되도록 기존 SF6 가스회수시스템에 고압용 가스계량기를 추가하고, 가스충진 및 회수시 설정된 압력에 도달하면 경보발생기 및 가스밸브를 자동차단하는 시스템을 갖추어 기존 가스회수시스템의 성능을 업그레이드 하며, SF6 가스의 사용량 및 대기 방출량을 관리하여 규제함으로써 기후변화협약 및 교토의정서 발효에 의해 강화되는 온실가스 저감 및 탄소 배출권 확보에 기여할 수 있는 SF6 가스계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템을 제공하기 위한 것이다.

Description

육불화유황 가스계량기를 갖춘 전력설비의 가스회수 및 공급시스템{System for recovering or supplying gas having SF6 gas meter}
본 발명은 육불화유황(SF6) 가스계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 SF6 가스를 절연물질로 사용하는 전력설비에 SF6 가스를 충진하거나 회수시 실시간으로 가스량을 계량하기 위한 계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 가스절연개폐장치(GIS), 가스차단기(GCB), 가스변압기 등은 SF6 가스절연 전력설비의 신?증설, 정밀점검, 철거, 유지보수 등 가스의 회수 및 충진작업에 사용된다. 현재 시중의 SF6 가스 회수시스템은 최대가스 회수율이 80% ~ 99%로 차단기 등 전력기기 내부의 가스가 100% 회수되지 않아 일부 가스의 대기 배출이 불가피하고, 가스 계량기가 없어 정확한 회수량 및 대기배출량이 관리되고 있지 않다. 또한 전력기기에 충진된 가스량도 제작사에서 제시한 표준온도, 표준압력 기준으로 계산한 데이터에 근거하고 있어 실제 기기 운전환경(온도, 압력)과 차이가 있으므로 정확한 가스량 파악에 한계가 있다.
기후변화협약과 및 교토의정서 발효에 의해 2013년 이후 국내에서도 온실가스 의무감축이 예상되며 이에 능동적으로 대처하기 위해 SF6 가스 배출저감 및 CDM(청정개발체제) 사업을 추진 중에 있으나, 현재는 가스처리 작업시 현장에서 쉽게 사용할 수 있는 가스 계량기가 없어 정확한 가스량 관리보다는 고효율 가스 회수기의 사용 권장을 통한 대기 배출량 저감에 중점을 두고 있다.
특히 종래의 가스회수시스템은 가스 주입량을 확인하기 위하여 휴대용 저울을 사용하여 가스 실린더의 무게를 일일이 측정하여 주입량을 확안함으로써 상당히 번거롭고 또한 저장장치에 저장용량이 표시되어 있으나, %로 지시되어 주입량이 부정확한 단점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 가스절연개폐장치(GIS), 가스차단기(GCB), 가스변압기 등 SF6 가스를 절연물질로 사용하는 전력설비의 신ㅇ증설, 점검, 철거작업시 SF6 가스량이 관리되도록 기존 SF6 가스회수시스템에 고압용 가스계량기를 추가하고, 가스충진 및 회수시 설정된 압력에 도달하면 경보발생기 및 가스밸브를 자동차단하는 시스템을 갖추어 기존 가스회수시스템의 성능을 업그레이드 하며, SF6 가스의 사용량 및 대기 방출량을 관리하여 규제함으로써 기후변화협약 및 교토의정서 발효에 의해 강화되는 온실가스 저감 및 탄소 배출권 확보에 기여할 수 있는 SF6 가스계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 SF6 가스를 주입 및 회수를 위해 전력설비와 연결되어 있는 연결관; 상기 연결관과 연결되어 있으며, 가스의 주입 및 회수시 압력 측정을 위한 접점압력계; 상기 가스 주입 및 회수시 설정된 압력에 따라 개폐조작되는 전자밸브, 전력설비의 진공도를 측정하기 위한 진공게이지; 상기 전력설비의 진공과 가스주입을 위한 진공펌프; SF6 가스를 저장탱크로 보내기 위한 콤프레샤; SF6 가스내의 불순물을 거르기 위한 필터; 회수된 SF6 가스를 저장하기 위한 저장탱크; 해당 저장탱크 내의 기체상태의 가스를 액화시키기 위한 냉동기로 구성되어 있는 전력설비로부터 SF6 가스를 회수 및 공급하기 위한 시스템에서, 상기 전자밸브와 진공게이지 또는 진공펌프 사이에 전력설비 내에 충진된 SF6 가스의 회수시 가스량을 적산하기 위한 고압용 가스계량기를 추가로 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 접점압력계는 가스주입시나 회수시 미리 설정된 압력에 도달하면 경보를 발생하고 상기 전자밸브를 자동을 차단하도록 설정된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 가스계량기는 가스회수 및 주입시 1~10kgf/㎠의 고압의 가스사용 환경하에서 계량의 신뢰성을 확보할 수 있도록 로터리 계량방식의 가스계량기이며, 상기 가스계량기의 성능은 고효율 가스회수 및 공급시스템의 성능에 영향이 미치지 않도록 0.4 ~ 65㎥/h로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 가스계량기는 입, 출입부에 개폐용 밸브를 설치하고 전력설비의 진공작업시 계량기에 영향을 주지 않도록 다른 밸브가 설치된 바이패스 배관을 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 SF6 가스계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템은 SF6 가스를 절연물질로 사용하는 전력설비의 신ㅇ증설, 정밀점검, 철거, 유지보수 작업시 SF6 가스의 주입 및 회수량을 실시간 계량하여 관리함으로써 온실가스 중의 하나이고, 온난화 지수가 CO2의 23,900배인 SF6 가스의 사용량 및 배출량을 줄여 지구 환경보호 및 탄소배출권 확보에 기여할 수 있고, 전력설비에 가스주입 및 회수작업시 설정된 압력에 도달하면 경보발생, 콤프레샤 운전정지 및 가스밸브가 자동차단되도록 함으로써 기존 가스회수시스템(작업시간 96시간 소요)에 비해 성능을 업그레이드(작업시간 약 8시간으로 감축)할 수 있는 효과가 있다.
도 1과 도 2는 본 발명의 SF6 가스계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템의 전체 구성도이다.
도 3은 전력설비 내에 있는 SF6 가스를 회수하기 위한 구성도이다.
도 4는 전력설비에 SF6 가스를 주입하기 전 진공을 확보하기 위한 구성도이다.
도 5는 진공이 완료된 전력설비에 SF6 가스를 공급하기 위한 구성도이다.
도 6은 저장탱크 내에 가스가 부족하면 외부 연결관을 통해 가스를 공급받기 위한 구성도이다.
도 7은 가스회수 및 가스충진작업 플로우차트이다.
이하 본 발명에 따른 SF6 가스계량기를 갖춘 전력설비 내의 가스 회수 및 공급시스템의 구성 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 SF6 가스계량기를 갖춘 전력설비 내의 가스회수 및 공급시스템(11)의 전체 구성도를 나타낸 것으로서, 여기서, 부호 12는 전력설비 내에 충진된 SF6 가스의 회수시 가스량을 적산하기 위한 고압용 가스계량기로서, 가스회수 및 주입시 1~10kgf/㎠의 고압의 가스사용환경하에서 계량의 신뢰성을 확보할 수 있도록 로터리(Rotary) 계량방식의 가스계량기이고, 부호 13은 전력설비의 진공과 가스주입을 위한 진공펌프이며, 부호 14는 SF6를 저장탱크로 보내기 위한 콤프레샤이고, 부호 15는 SF6 가스내의 불순물을 거르기 위한 필터이며, 부호 16은 회수된 SF6 가스를 저장하기 위한 저장탱크이고, 부호 17은 저장탱크(16) 내의 기체상태의 가스를 액화시키기 위한 냉동기이며, 부호 18은 외부에서 SF6 가스를 공급받기 위한 연결관이고, 부호 19는 전력설비 진공도를 측정하기 위한 진공게이지(19)이며, 부호 20은 설정된 압력에 도달하면 자동으로 가스를 차단하는 전자밸브이고, 부호 21은 가스 주입 및 회수시 압력을 측정하기 위한 접점압력계이며, 부호 22는 전력설비와 연결하기 위한 연결관이다.
본 발명에 따른 SF6 가스계량기를 갖춘 전력설비 내의 가스회수 및 공급시스템(11)은 도 1과 2에 예시한 바와 같이, 전력설비(도면에 도시하지 않음)와 연결되어 있는 연결관(22)을 통해서 SF6의 가스가 주입 및 회수되어 전자밸브(20)를 경유해서 콤프레샤(14)의 가동에 의해 저장탱크(16)로 회수되게 되는데, 이때 전력설비의 진공도는 진공게이지(19)로 측정하고, 가스회수 및 주입시의 가스압력은 연결관(22)에 연결되어 있는 접점 압력계(21)에서 측정하며, 가스량은 가스계량기(12)에서 실시간으로 적산되어지게 되며, SF6 내의 불순물은 필터(15)에 의해서 걸러지게 되고, 저장탱크(16)에 저장된 SF6 가스는 냉동기(17)에 의해서 기체상태의 가스가 액화되어진다.
여기서, 만일 전력설비의 가스압력이 설정된 수치에 도달할 경우에는 접점압력계의 접점을 이용하여 콤프레샤(14)를 정지시키고 전자밸브(20)를 밀폐하여 SF6 가스의 회수를 차단하여 작업을 종료할 수 있다.
SF6 가스를 전력설비로부터 회수하기 위한 보다 구체적인 구성 및 과정에 대해서는 도 3을 중심으로 설명하기로 한다.
SF6 가스를 전력설비로부터 회수하기 위해서는 먼저 전력설비와 가스회수시스템의 연결관(22)을 고압호스를 이용하여 연결시킨다. 다음에 콤프레샤(14)를 작동시키고 밸브(1,8,9,10)는 밀폐하고 밸브(2,3,4,5,6,7,11)는 전부 개방시킨다. 저장탱크(16)로 가스가 회수되기 시작하면 가스계량기(12)를 통해서 회수되는 가스량이 계량 되어진다. 여기서, 가스 계량기의 계량성능은 0.4 ~ 65㎥/h로 고효율 가스 회수 및 공급시스템의 성능에 영향을 미치지 않도록 하고, 가스의 계량단위는 ㎥로 소수점이하 2자리까지 계량되도록 하여 전력기기에 충진되거나 배출되는 가스량이 정확히 계랭되도록 하는 것이 바람직하다.
전력설비의 가스압력이 설정된 압력에 도달하면, 접점압력계(21)의 접점을 이용한 제어회로에 의해 운전 중인 콤프레샤(14)가 경보발생에 의해 정지되고 전자밸브(20)를 닫아 가스회수가 중지된다(도 7의 플로우챠트 참조).
도 4는 전력설비에 SF6 가스를 주입하기 전 진공확보를 위한 구성도를 나타낸 것이다. 즉, 전력설비와 회수시스템을 연결관(22)을 통해 연결시키고 개폐용 밸브(2,3,4,5,6,7,8,)를 잠그고, 진공펌프(13)를 가동시킨 후에 바이패스 배관에 설치된 밸브(1)와 밸브(10)를 각각 개방시킨다. 접점압력계(21)의 밸브(11)는 진공 중 상시 잠금상태로 하고, 진공도 측정을 위한 진공게이지(19)의 밸브(9)는 진공도 측정 이외에는 상시 잠금상태로 한다.
도 5는 진공이 완료된 전력설비에 SF6 가스를 공급하기 위한 구성도이다. 즉, 진공이 위와 같이 완료되면 밸브(1,5,6,8,9,10)를 잠근 후에, 밸브(2,3,4,7)를 개방한다. 전력설비에 가스가 주입되기 시작하면 가스계량기(12)를 통해 가스주입량이 계측되고, 압력계(19)는 전력설비에 충진되는 가스압력을 지시한다. 전력설비에 충진된 가스가 설정된 압력에 도달하면 점점 압력계(19)의 접점을 이용한 제어회로에 의해 전자밸브(20)를 차단하므로 가스주입은 자동으로 정지되어 작업이 종료된다(도 7참조).
도 6은 저장탱크(16) 내에 가스가 부족하면 외부 연결관(18)을 통해 가스를 공급받을 수 있다.
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 --- 밸브
11 --- 가스회수 및 공급시스템
12 ---- 가스계량기
13 --- 진공펌프
14 --- 콤프레샤
15 --- 필터
16 --- 저장탱크
17 --- 냉동기
18,22 --- 연결관
19 --- 진공게이지
20 --- 전자밸브
21 --- 접점압력계

Claims (5)

  1. SF6 가스를 주입 및 회수를 위해 전력설비와 연결되어 있는 연결관(22); 상기 연결관(22)과 연결되어 있으며 전력설비의 진공도를 측정하기 위한 진공게이지(19); 상기 전력설비의 진공과 가스주입을 위한 진공펌프(13); SF6 가스를 저장탱크로 보내기 위한 콤프레샤(14); SF6 가스내의 불순물을 거르기 위한 필터(15); 회수된 SF6 가스를 저장하기 위한 저장탱크(16); 해당 저장탱크(16) 내의 기체상태의 가스를 액화시키기 위한 냉동기(17)로 구성되어 있는 전력설비로부터 SF6 가스를 회수 및 공급하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 연결관(22)과 연결되어 있으며, 가스의 주입 및 회수시 압력 측정을 위한 접점압력계(21); 상기 가스 주입 및 회수시 설정된 압력에 따라 개폐조작될 수 있는 전자밸브(20); 상기 전자밸브(20)와 진공게이지(19) 또는 진공펌프(13) 사이에 전력설비 내에 충진된 SF6 가스의 회수시 가스량을 적산하기 위한 고압용 가스계량기가 추가로 설치한 것을 특징으로 하는 육불화유황 가스계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 접점압력계(21)는 가스주입시나 회수시 미리 설정된 압력에 도달하면 경보를 발생하고 상기 전자밸브(20)를 자동을 차단하도록 설정된 것을 특징으로 하는 육불화유황 가스계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 가스계량기는 가스회수 및 주입시 1~10kgf/㎠의 고압의 가스사용환경하에서 계량의 신뢰성을 확보할 수 있도록 로터리 계량방식의 가스계량기인 것을 특징으로 하는 육불화유황 가스계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 가스계량기의 성능은 0.4 ~ 65㎥/h로 설정하여서 된 것을 특징으로 하는 육불화유황 가스계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 가스계량기는 입, 출입부에 개폐용 밸브(2,3)를 설치하고 밸브(1)가 설치된 바이패스 배관을 설치한 것을 특징으로 하는 육불화유황 가스계량기를 갖춘 가스회수 및 공급시스템.
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