KR20120056815A - 부하시 탭 전환기의 진공 차단기의 고장을 검출하기 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

Abstract

부하시 탭 전환기에서 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법으로서, 탭 전환기는, 오일 충진 하우징, 하우징 내에 배열된 수소 센서, 가동 콘택트 (MC, RC) 를 포함하는 디버터 스위치 (3), 및 디버터 스위치 (3) 의 가동 콘택트를 통과하는 전류를 차단하도록 배열된 적어도 하나의 진공 차단기 (MVI, RVI) 를 포함한다. 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법은, 반복적으로, 오일의 수소 함유량을 측정하는 단계, 수소 함유량의 측정 데이터를 컴퓨팅 유닛으로 전달하는 단계, 및 오일의 수소 함유량의 측정치에 기초하여 진공 차단기 (MVI, RVI) 에 고장이 존재하는지를 판정하는 단계를 특징으로 하는, 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법이 개시된다.

Description

부하시 탭 전환기의 진공 차단기의 고장을 검출하기 위한 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR DETECTING FAILURE OF A VACUUM INTERRUPTER OF AN ON LOAD TAP CHANGER}

본 발명은 부하시 탭 전환기에서 진공 차단기의 고장을 검출하기 위한 방법 및 디바이스에 관한 것으로, 여기서 탭 전환기는, 오일 충진 하우징, 가동 (movable) 콘택트 (MC, RC) 를 포함하는 디버터 스위치 (3), 및 디버터 스위치의 가동 콘택트를 통과하는 전류를 차단하도록 배열된 적어도 하나의 진공 차단기 (MVI, RVI) 를 포함한다.

탭 전환기는 전압 레벨들의 조절을 위해 변압기들과 함께 사용되는 디바이스이다. 이것은 변압기의 권선의 권회수를 변경하는 탭 전환기를 구비함으로 달성된다.

부하시 탭 전환기들 (OLTC) 은 일반적으로 하나의 전압 탭으로부터 다음 전압 탭으로의 전달 전류에 영향을 미치는 유닛으로서 동작하는 탭 선택기 스위치 및 디버터 스위치를 포함한다.

디버터 스위치는 전류들의 전체적인 부하시 생성 및 차단을 행하며, 그 반면에 탭 선택기는 디버터 스위치가 부하 전류를 전달할 탭을 사전 선택한다. 탭 선택기는 부하를 차단하도록 동작한다. 변압기로부터 출력된 전력이 하나의 전압 레벨로부터 다른 전압 레벨로 변경되어야 하는 경우, 이것은, 먼저, 디버터 스위치가 여전히 기존 전압 레벨로부터 급전되면서, 선택기를 새로운 전압 레벨에 대응하는 변압기 권선의 탭 포인트에 접속시킴으로써 일어난다.

따라서, 선택기의 접속은 전류 부하 없이 일어난다. 선택기가 새로운 전압 레벨용 탭에 접속될 경우, 그 후, 디버터 스위치의 도움으로 출력 전류가 변압기의 새로운 탭 포인트로부터 취해지도록 스위칭 동작이 발생한다. 변압기가 복수의 탭 포인트들을 갖는 경우, 스위칭은 통상적으로 전압과 관련하여 서로 가까운 2 개의 탭 포인트들 사이에서만 일어난다. 보다 먼 위치로의 조절이 요구되는 경우, 이것은 단계별로 일어난다. 여기에 언급되는 종류의 디버터 스위치는 통상적으로 전력 제어 또는 분배 변압기들에 이용된다. OLTC 는 또한 유리하게는 리액터들, 산업용 변압기들, 위상 시프터들, 커패시터들 등과 같이, 송전 또는 배전 제품들과 같은 다른 타입들의 전기 디바이스들의 제어에 이용될 수도 있다.

디버터 스위치의 동작은 하나의 회로로부터 다른 회로로의 정류 (commutation) 를 포함하는데, 이는 전기 아크의 발생을 보장한다. 디버터 스위치는, 모든 서브시스템과 함께, 탱크에 배치되고, 오일에 침유된다. 부하시 탭 전환기는 오일, 디버터 스위치들 및 서브시스템들과 함께 탱크를 포함한다.

탱크의 오일은 전기 절연체 및 냉각제로서 작용하여 OLTC 에서의 발생한 열을 제거한다. 오일은 또한 스위칭 동안에 발생한 아크들을 퀀치할 것이다. OLTC 의 동작 동안의 아킹 (arcing) 은 절연유를 오염시키고 스위치 콘택트들을 마모시킬 것이다.

오일에서의 아킹을 극복하기 위해, 아크가 발생하는 스위칭 동작들에 대해 진공 스위치들 또는 진공 차단기들을 사용하는 것이 이전에 공지되어 있다. 그 후, 전기 콘택트 마모 및 아크들은 진공 스위치에서만 발생할 것이다. 전기적 관점으로부터의 적절한 절차에 대해, 이 종류의 디버터 스위치에는 진공 차단기를 각각 갖고 있는 적어도 하나의 메인 브랜치 및 하나의 저항 브랜치가 제공된다.

상기 종류의 디버터 스위치는, 예를 들어 US 5,786,552 (D0) 로부터 이전에 공지되어 있다. 따라서, 그 문헌에 설명된 디버터 스위치는, 병렬로 접속되고 출력 라인에 접속된 정상 사태에서, 하나의 메인 브랜치 및 하나의 저항 브랜치를 갖는다. 각각의 브랜치에는 진공 스위치 및 이와 직렬로 접속되는 콘택트가 제공된다. 이들은 디버터 스위칭이 발생할 때 유한 시퀀스로 동작하며, 이 경우에는 OLTC 에 대해서 메인 브랜치가 저항 브랜치 이전에 동작하지만 일부 부하 차단기들에 대해서는 메인 브랜치가 저항 브랜치에 앞서 동작하지 않는다는 것을 보장하는 것이 중요하다. 이 방식으로, 메인 브랜치의 진공 스위치는 부하 전류의 차단만을 위해 디멘전될 수도 있고, 저항 브랜치의 진공 스위치는 발생하는 순환 전류만을 위해 디멘전될 수도 있다. 역 시퀀스의 경우, 메인 브랜치의 진공 스위치는 이러한 전류들의 합을 차단하도록 강제될 것이고, 그에 따라 디멘전될 것이다.

US 3,206,569 (D1) 은 진공 스위치들이 제공된 탭 전환기 (8) 를 설명한다. 탭 전환기는 메인 변압기 (1) 에 접속된다 (5). 탭 전환기는 변압기와는 분리되고, 변압기와 동일한 컨테이너 및 액체에 제공되거나 (도 2) 또는 별도의 컨테이너 및 별도의 액체에 제공된다 (도 3). 가스를 수집하기 위해 제공된 후드 (39) 는 탭 전환기 위에 배열되고, 후드 (39) 는 가스를 가스 센서 (40) 로 전달하도록 적응된다. 가스 센서 (40) 는 수소 및 탄화수소 가스들을 감지하는 타입의 것이다. 진공 스위치가 고장나면 (칼럼 5, 라인 11-25 참조), 콘택터들 (9, 10) 이 개방되고, 가스 기포를 생성하는 아크를 끌어낸다. 가스는 알람을 제공하는 센서에 의해 검출된다. 이 방식으로, 알람은 진공 스위치가 기능불량이라는 것을 나타낸다.

진공 차단기 고장의 경우, OLTC 에서의 보조 콘택트 시스템은, OLTC 타입 및 부하에 따라, 제한된 횟수의 동작들, 가능하게는 10 내지 500 회 사이의 동작들로 전류를 차단할 수 있다.

보조 콘택트 시스템, 즉 디버터 스위치의 가동 콘택트가 전류를 제한된 횟수보다 많이 차단해야 하는 경우, 아크들에 의한 보조 콘택트들의 마모는 콘택트들이 더 이상 접속할 수 없게 하고 전류를 이끌어 낸다. 보조 메인 콘택트들이 접속할 수 없는 경우, 다음과 같은 두 가지 상황이 발생할 수 있다:

1. 메인 회로가 차단되고, 부하가 저항 회로를 통해 전달된다. 트랜지션 저항기 상의 연속적인 전 부하 (full load) 에 의해, 저항기는 결국 용융될 것이고, 그 결과로 OLTC 내부에서 증가한 아크로 파손될 것이다. 이 아크는 바라건대 검출될 것이며, OLTC-변압기 시스템의 즉각적인 긴급 셧-다운을 가져와야 한다. 디버터 스위치의 장기간 수선 또는 교환이 그 결과가 될 것이며, 수선 시간 동안 변압기는 오프-라인일 것이다.

2. 지속적인 아크는 2 개의 페이즈들 사이에 단락 회로를 야기할 수 있는 보조 콘택트들에 걸쳐 나타나는데, 단락 회로는 재해적 고장, 예컨대 폭발 또는 화재를 야기할 것이다. 운이 좋다면, 지속적인 아크는 퀀치되고, 포인트 (1) 로 되돌아간다.

따라서, 상기의 가능한 고장들을 방지하기 위해 진공 차단기들의 동작을 모니터링하는 것이 중요하다. 현재는 탭 전환기의 진공 차단기가 고장났는지의 여부 및 기능불량의 심각성을 검출하는 간단하고 신뢰할 수 있는 어떠한 방법도 없다.

ABB 는, OLTC 와 같이, 변압기들 및 탭 전환기들을 모니터링하는, TEC (Transformer Electronic Control) 라고 지칭되는 모니터링 및 컴퓨팅 시스템을 제공한다. TEC 를 구비한 시스템은 센서들 및 측정 유닛들을 갖추며, 탭 전환기 또는 변압기의 상태 및 성능을 측정하고 모니터링하도록 구성된다. 그것은 또한 측정치들로부터 프로세스 데이터를 계산하는 컴퓨팅 유닛을 포함한다. 예를 들어, TEC 시스템은 변압기 탱크의 저부 및 상부 오일 온도를 측정하고 모니터링하며, 변압기 권선들의 핫 스폿 온도들을 계산한다. 다른 모니터링된 데이터는, 고전압 및 저전압 부싱들 (bushings) 을 통과하는 전압들 및 전류들, 대기 온도, 사용 시간 누적에 따른 노후화, 열적 노후화, 온도에 따른 상대적인 노후화, 최고 부하, 부하 비율, 과부하 용량, 오일의 수분량, ppm 으로 표현되는, 오일의 수소 함유량, 냉각 장비의 상태, 탭 전환기 위치, 센서들의 상태, 예컨대 고장들 등이다. TEC 는 또한 상부 및 저부 온도들에 대한 기준 값과 같은 기준 값들을 디스플레이하도록 적응된다.

수소 센서는 변압기 오일에 배열되었으며, TEC 에 통신 가능하게 접속되면, OLTC 의 변압기 부분에서의 전기적 아킹 또는 스파크들을 나타내는, 변압기의 수소의 측정치들을 제공하고 있다. TEC 는 웹 사이트 http://www.abb.com/electricalcomponents 에 공개된 "Intelligent Monitoring System, Type TEC User' s manual" 에 더 상세히 설명된다.

또한, 탭 전환기의 자동 제어 유닛이 탭 전환기의 모터 구동 메커니즘에 스위칭 명령를 제공하여, 후속으로 탭 전환기에서의 탭 변경을 가져오는 경우, 이 이벤트는 TEC 컴퓨팅 시스템에 의해 등록된다.

본 발명의 한 가지 목적은 부하시 탭 전환기 (OLTC) 의 진공 차단기들의 고장을 검출하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1 에 기재된 바와 같은 방법에 의해 달성된다.

본 발명은 ABB 로부터의 TEC 시스템 및 다른 공급자들로부터의 탭 전환기들에 대한 유사한 모니터링 및 제어 시스템들의 기능을 개선하는 데 이용될 수 있다.

그 방법은 탭 전환기의 하우징의 오일의 수소 함유량을 반복적으로 측정하는 단계, 및 오일의 수소 함유량의 측정치에 기초하여 진공 차단기에 고장이 존재하는지를 판정하는 단계를 포함한다. 그 방법은 수소 함유량을 모니터링하도록 제공되고, 그 변화를 모니터링하는 것을 가능하게 만든다.

또한, 판정하는 단계는, 고장을 판정하기 위해, 탭 전환기의 스위칭 이력을, 예를 들어 탭 전환기가 얼마나 많이 스위칭되었는지 또는 얼마나 자주 스위칭되는지를 이용하는 단계를 포함할 수도 있다. 수소 함유량의 측정치는 스위칭 이력에 기초한 예측된 함유량과 비교되고, 그 방법은 측정된 함유량이 예측된 함유량으로부터 특정 양만큼 벗어나는 경우, 즉 그 차이가 임계값보다 큰 경우에만 고장을 나타낸다.

전술한 바와 같은 수소 센서 및 TEC 시스템 결합이 이용될 수 있지만, 센서는 변압기 오일 대신에 (또는 변압기 오일의 센서에 더하여) 탭 전환기 오일에 배치되어야 하며, 변압기의 성능을 더 이상 측정하고 있지 않으므로, 상이한 분석이 수행되어야 한다. 또한, 탭 전환기의 사용은 동작 횟수를 모니터링함으로써 모니터링되는데, 이는 수소 함유량 및 오일에서의 수소 함유량의 변화를 분석하는 데 이용된다.

본 발명의 다른 목적은 탭 전환기의 진공 차단기들의 고장을 검출하기 위한 디바이스를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 제 10 항에 기재된 디바이스에 의해 달성된다.

그 디바이스는 오일에서 수소 함유량을 반복적으로 측정하기 위한 센서 (10) 와 함께 배열된 탭 전환기의 오일 충진 하우징을 포함하며, 컴퓨팅 유닛은 오일의 수소 함유량의 측정치들을 분석하고, 진공 차단기들 (MVI, RVI) 에 고장이 존재하는지를 판정하도록 구성된다.

본 발명의 목적은, 진공 차단기가 고장난 경우, 전류가 더 이상 진공 차단기에 의해 차단되지 않지만 보조 콘택트 시스템에 의해 차단된다는 것을 구현함으로써 해결된다. 보조 콘택트는 전류를 차단해야 하고, 그에 따라 오일에서 아크들을 생성한다. 이 아크들은, 절연유의 아크들이 절연유의 수소량을 증가시킨다는 공지된 사실과 결합된다. 수소 센서를 이용하여, 오일의 절대적인 수소량 또는 오일의 수소 변화를 검출하면, 진공 차단기가 전류를 차단할 수 없었다는 것을 검출하는 것이 가능하고, 그에 따라 진공 차단기 고장의 검출을 허용한다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 그 방법은,

- 오일의 수소 함유량의 측정치를 저장하는 단계, 및

- 오일의 수소 함유량의 측정치 및 오일의 수소 함유량의 적어도 하나의 저장된 측정치에 기초하여, 진공 차단기 (MVI, RVI) 에 고장이 존재하는지를 판정하는 단계를 더 포함한다.

진공 차단기에 고장이 존재하는지를 판정하는 것은, 오일의 수소의 측정 레벨을 고정된 최대 허용 수소 레벨과 비교함으로써, 및/또는 오일의 수소의 저장된 이전 측정치들을 이용하여 시간에 따른 오일에서의 수소의 증가를 비교함으로써 이행될 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 그 방법은,

- 진공 차단기에 고장이 판정되는 경우, 액션을 실행하는 단계를 더 포함한다.

액션은 탭 전환기 또는 변압기의 제어 시스템에 경고를 전송하는 것일 수 있다. 경고는 또한 발전소 와이드 제어 시스템으로 전송될 수 있다. 액션은 또한 디버터 스위치의 과부하 없이 오로지 제한된 수의 임계적 동작들만을 허용하는 것일 수 있다. 액션은 또한 디버터 스위치가 이동하는 것을 완전히 중지시키는 것일 수 있다. 선택된 액션은 오일에서의 수소 레벨 또는 오일에서의 수소 레벨의 증가율에 의존할 수 있다.

심각한 진공 차단기 고장이 검출되었을 때, OLTC 는 조작을 즉시 중지시키거나, 또는 이들이 그것을 서빙하는 시스템의 동작에 대해 임계적인 것으로 간주된다면 과부하 없이 제한된 수의 임계적 동작들만을 행해야 한다. 디버터 스위치의 제한된 수의 동작들은, OLTC 가 유지 보수자에 의해 체킹될 때까지, 200 보다 적거나 심지어 20 보다 적을 수 있다.

OLTC 가 조작을 중지시키는 경우, 변압기는 여전히 사용될 수 있는 반면에 전압 레벨은 더 이상 제어가능하지 않지만, 이것은 에러가 불검출되고 OLTC 가 재해적 고장을 겪는 경우에 대해 바람직한 상태이다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 진공 차단기에 고장이 존재하는지를 판정하는 단계는, 반복적으로 이행되는,

- 탭 전환기의 동작 데이터를 수신하는 단계,

- 탭 전환기의 수학적 모델 및 탭 전환기의 상기 동작 데이터에 기초하여 수소 함유량의 예상되는 변화를 계산하는 단계, 및

- 수소 함유량의 예상되는 변화 및 수소 함유량 측정치들 중 적어도 2 개의 측정치들에 기초하여 진공 차단기의 고장이 존재하는지를 판정하는 단계를 포함한다.

그 단계들을 반복적으로 수행하는 것은, 그들이 거의 연속적으로 또는 초 단위의 이산 시간 스텝 또는 수 분의 더 긴 이산 시간 스텝으로 수행된다는 것을 의미한다. 탭 전환기의 동작은, 스위칭 움직임 시간에서의 디버터 스위치 및 부하 전류의 스위칭 움직임들의 타이밍이다. 모델은 스위치들의 개수 및 부하 전류에 기초한 수소 방출을 계획하도록 하는 물리적 모델일 수 있고, 또는 모델은 스위치들의 개수 및 부하 전류에 기초하여 평균 수소 방출이 계산되는 측정치들 및/또는 과거 데이터에 기초한 룩업 모델일 수 있다.

탭 전환기 오일의 수소 레벨은 탭 전환기가 어떻게 동작하는가, 즉 탭들이 얼마나 자주 수행되고 어떤 부하 전류들이 차단되어야 하는가에 따라 자연스럽게 변할 것이다. 진공 차단기 고장의 이 모델 기반 판정은, 단지 오일의 측정된 수소 레벨을 절대적인 수소 레벨과 비교하는 시스템보다, 고장들을 판정하는 데 있어서 에러들을 발생시킬 가능성이 훨씬 적을 것 같다. 진공 차단기 고장의 결함 판정을 내리는 것은 변압기-탭 전환기 시스템의 불필요한 셧다운을 야기할 수 있다. 이 불필요한 셧다운은 모든 접속 시스템들, 예컨대 매우 고가인 산업용 설비 또는 설비용 하우징의 잠재적 전력 손실을 가져올 것이다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 진공 차단기의 고장이 존재하는지의 판정은,

가 참인지에 기초한다.

는 오일에서의 현재 측정 수소 함유량을 기술하는 파라미터이며, 이것은 단일 측정치이거나 또는 다수의 측정치들의 일부 중앙값 (mean) 또는 평균값 (average) 일 수 있다.

은 오일에서의 이전 측정 수소 함유량을 설명하는 파라미터이며, 이것은 단일 측정치이거나 또는 다수의 이전 측정치들의 일부 중앙값 또는 평균값일 수 있다.

는 탭 전환기의 동작에 기초한 오일의 수소 함유량의 예상되는 변화이다. 탭 전환기의 동작은 스위칭 움직임들의 시간에서의 디버터 스위치 및 부하 전류의 스위칭 움직임들의 타이밍이다.

eps 는, 수소의 측정된 증가량이 eps 보다 크지 않은 경우에는 진공 차단기의 고장이 판정되지 않는다는 것을 보장할 안전성 파라미터이다. eps 는, 탭 전환기의 타입, 부하, 오일 수명, 및 허위 알람의 위험성에 따라, 오일에서의 수 ppm 내지 수백 ppm 정도의 수소일 수 있다.

탭 전환기에서의 수소 검출 및 모니터링은 다음을 검출하는 데에도 사용될 수 있다는 추가적인 이점들을 갖는다:

- 정류 스파크들 - 전 아크 (full arc) 보다 훨씬 적은 수소를 오일에 생성할 것임

- 부분 방전들 - 오일에서 일정한 저 증가율의 수소로서 아크에 대한 수소 신호와는 상이한 수소 신호를 생성할 것임

- 관련 아크들에 따른 심각한 과열 - 탭 전환 아크에 대한 수소 신호와는 상이한 수소 신호를 생성할 것임.

본 발명의 다른 실시형태에서, 컴퓨팅 유닛은 진공 차단기들 (MVI, RVI) 의 고장이 검출되는 경우에 제어 시스템으로 경고를 전송하도록 구성된다.

다른 실시형태에서, 컴퓨팅 수단은 제어 시스템의 통합된 부분으로서, 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 제공되어 기존 제어 프로그램을 업그레이드할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 컴퓨팅 유닛은 진공 차단기들 (MVI, RVI) 의 고장이 검출되는 경우에 디버터 스위치의 움직임을 중지시키거나 제한하도록 하는 신호를 제어 시스템으로 전송하도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 컴퓨팅 유닛은 탭 전환기의 동작 데이터를 수신하도록 구성되고, 상기 컴퓨팅 유닛은, 수소 함유량의 예상되는 변화를 계산하고, 수소 함유량의 예상되는 변화를 오일에서의 수소 함유량의 분석된 측정치들과 비교하여 진공 차단기들 (MVI, RVI) 에서의 고장을 판정하도록 구성된다.

도면은 이 명세서의 일부분을 구성하고, 다양한 형태들로 구현될 수도 있는 본 발명의 예시적인 실시형태들을 포함한다.
도 1 은 본 발명의 실시형태를 갖는 변압기에서의 부하시 탭 전환기를 개략적으로 도시한다.
도 2a 내지 도 2e 는 진공 차단기들을 구비하지 않은 부하시 탭 전환기의 스위칭을 개략적으로 도시한다.
도 3a 내지 도 3g 는 진공 차단기들을 구비한 부하시 탭 전환기의 스위칭을 개략적으로 도시한다.
도 4 는 진공 차단기들을 구비한 부하시 탭 전환기에서의 보조 스위치들에 아킹이 존재할 한 가지 상황을 도시한다.
도 5 는 부하시 탭 전환기의 개략도이다.
도 6 내지 도 8 은 탭 전환기에서 시간에 따른 오일 내 수소 함유량의 전개 및 상이한 경고 또는 알람 레벨들의 개략도이다.
도 9 는 도 1 의 부하시 탭 전환기 장치에 대한 대안을 제공하는 본 발명의 실시형태를 도시한다.

바람직한 실시형태의 상세한 설명들이 여기에 제공된다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태들로 구현될 수도 있음이 이해될 것이다. 따라서, 여기에 개시된 특정 세부사항들은 제한하는 것으로 이해되어야 하는 것이 아니라, 오히려, 특허청구범위에 대한 기초로서, 또한 당업자가 본 발명을 사실상 임의의 적절하게 세부적인 시스템, 구조 또는 방법으로 구현하게 하는 대표적인 기초로서 이해되어야 한다.

도 1 은 본 발명의 실시형태를 갖는 변압기 (8) 에서의 부하시 탭 전환기 (2) 를 개략적으로 도시한다. 탭 선택기 (1) 는 디버터 스위치 (3) 아래에 탑재된다. OLTC 의 움직임들은, 여기서 변압기 (8) 의 벽에 탑재된 모터 구동 메커니즘 (9) 으로부터 에너지를 얻는다. 모터 (9) 로부터의 움직임들은 샤프트 (6', 6") 및 베벨 기어 (7) 에 의해 전달된다. 오일 저장소 (5) 는 모든 온도들에서 OLTC 에 충분한 오일이 있다는 것을 보장한다.

수소 센서 디바이스 (10) 는 탭 전환기의 오일에 침유되며, 도면에서의 위치는 단지 그것이 하우징의 어느 곳에든 배열될 수 있다는 것을 나타낸다.

수소 센서 디바이스 (10) 는 디버터 스위치 (3) 를 구동하는 모터 (9) 의 움직임들을 제어하는 구동 제어 유닛 (11) 으로 신호를 보낸다.

대안으로, 수소 센서 디바이스 (10) 는 컴퓨팅 유닛으로 신호를 보내고, 컴퓨팅 유닛은 또한 모터 (9) 에 대한 구동 명령 신호들과 같은, 디버팅 스위치의 조작을 나타내는 신호들을 수신하며, 구동 명령 신호는, 예를 들어 모터 (9) 로부터 수신된 구동 명령 신호이다. 변압기 (8) 및 OLTC (2) 는 양쪽 모두 오일 충진되지만 상이한 하우징들을 가지며, OLTC의 오일 및 변압기의 오일은 결코 접촉하지 않는다. 또한 OLTC 를 변압기 탱크 외부에 배열하는 것도 가능하다.

도 1 은 제 1 실시형태를 도시하는데, 여기서 센서 (10) 는 수소 측정치들에 기초하여 고장을 판정하기 위한 수단을 포함하는 구동 제어 유닛 (11) 에 통신 가능하게 접속된다. 제어 유닛 (11) 은 전기 송전 변전소의 제어 시스템에 포함될 수도 있다.

도 9 는 대안의 실시형태를 도시하는데, 여기서 센서 (10) 는 수소 함유량에 기초한 고장 판정용 수단을 포함하는 컴퓨팅 유닛 (12) 에 통신가능하게 접속된다. 컴퓨팅 유닛 (12) 은, 도 9 에서, 또한 모터 구동 메커니즘에 통신 가능하게 접속되며, 탭 전환기가 조작될 때 모터 구동 메커니즘으로부터 신호들을 수신한다. 이러한 신호들은 모터 구동 메커니즘 (9) 이 구동 제어 유닛 (11) 을 모터 (9) 에 동작 가능하게 접속시키는 구동 제어 접속부를 통해 구동 제어 유닛 (11) 으로부터 수신하는 명령 신호들일 수 있다. 도 1 및 도 9 의 실시형태들은 탭 전환기의 오일 내에 센서 (10) 를 배열하는 것을 포함하는데, 센서는 측정치들을 컴퓨팅 유닛 (11, 12) 에 전달한다. 통신은 센서로부터 아날로그 신호들의 전기적 시그널링에 의해 제공될 수 있고, 아날로그 신호들은, 예를 들어 아날로그 프로세스 데이터를 샘플링하고 AC/DC 컨버터, 및 이더넷 통신 능력들과 같은 디지털 통신 수단을 포함하는 I/O 모듈에 의해 디지털 데이터로 변환되며, 이 모듈은 센서로부터 측정치들의 전기적 아날로그 신호들을 수신하고, 그 신호들을, 후속하여 이더넷에 의해, 예를 들어 변전소의 컴퓨터 제어 시스템으로 전달하게 되는 디지털 데이터로 변환한다. 대안으로, 센서 (10) 는 디지털 프로세싱 및 통신 수단을 포함하고, 측정치들을, 예를 들어 디지털 데이터 버스를 통해 변전소 제어 시스템의 컴퓨팅 유닛에 전달되는 데이터로 샘플링한다. 따라서, 수소 센서 디바이스 (10) 는 수소 함유량, 바람직하게는 그것의 이력 또는 수소 함유량 변동에 기초하여, 진공 차단기가 기능불량인지를 판정하도록 적응된 컴퓨팅 수단 (11, 12) 으로 신호를 보낸다. 컴퓨팅 수단은 또한 탭 전환기의 동작 데이터를 이용하도록 하고 진공 차단기가 고장났는지를 더 잘 판정하도록 분석을 개선하기 위해 그 데이터를 이용하도록 적절하게 적응된다. 이 방식으로, 탭 전환기를 스위칭하는 효과는 수소 함유량을 평가할 때 설명될 수 있어서, 정상적인 수소 함유량 변동에 기초한 수소 함유량의 예상되는 레벨 및 또한 스위칭으로부터 도출되는 수소 함유량 증가는 오직 고정된 수소 함유량 알람 레벨 대신에 이용될 수 있다.

컴퓨팅 수단은, 본 발명에 따른 진공 차단기 기능불량 판정 기능을 추가함으로써, 전기 송신을 위해 변전소의 제어 컴퓨터에 설치되는 경우, 제어 시스템의 성능을 강화하는 컴퓨터 프로그램에 의해 제공될 수 있다. 따라서, 컴퓨터 프로그램은 OLTC 오일 충진 격리실에 적절하게 설치된 수소 센서로부터의 신호들을 이용하여 진공 차단기가 기능불량인지를 판정할 수 있게 할 것이다. 컴퓨터 프로그램은 또한 판정을 더 강화하기 위해 OLTC 의 조작을 나타내는 신호들을 이용하는 수단을 제공할 것이다. 조작을 나타내는 신호들은 제어 시스템에 이미 존재하는 모터 구동 메커니즘 (9) 의 구동 신호들로부터 제공될 수 있고, 또는 지금까지 그 신호들을 이용하지 않은 시스템들에서의 대응하는 신호들을 제공하도록 하는 액션들이 행해질 수 있다. 신호들은 모터 구동 메커니즘 (9) 이 동작되는 경우 이 모터 구동 메커니즘 (9) 으로부터 또는 이러한 명령 신호들을 모터 (9) 에 제공하는 구동 제어 유닛 (11) 으로부터 적절하게 수신된다.

도 2a 내지 도 2e 는 변압기 권선 상에서 위치 (6) 로부터 위치 (5) 로의 부하시 탭 전환기의 스위칭 시퀀스를 개략적으로 도시한다.

우세한 전기적 흐름들은 회색 화살표로 표시된다.

시퀀스는 대칭 플래그 사이클로 지정된다. 이것은, 트랜지션 저항기들이 조절 스텝에 걸쳐 접속되기 전에 디버터 스위치의 메인 스위칭 콘택트가 파손된다는 것을 의미한다. 이것은 스위치가 과부하들로 동작할 때 최대 신뢰성을 보장한다.

정격 부하에서, 파손은 콘택트 접속해제 후에 제 1 전류 0 에서 발생하는데, 이는 대략 4-6 ㎳ 의 평균 아킹 시간을 의미한다. 완전한 시퀀스에 대한 총 시간은 대략 50 밀리초이다. 모터 구동 메커니즘의 탭 전환 동작 시간은 대략 5 s/스텝 이다.

도 2a: 선택기 콘택트 V 는 탭 (6) 과 탭 (5) 상의 선택기 콘택트 H 를 접속시킨다. 메인 콘택트 x 는 부하 전류를 전달한다.

도 2b: 메인 콘택트 x 는 개방되어 있다. 부하 전류는 저항기 Ry 및 저항기 콘택트 y 를 통과한다.

도 2c: 저항기 콘택트 u 는 폐쇄되어 있다. 부하 전류는 Ry 와 Ru 사이에 공유된다. 순환 전류는 Ru 에 Ry 를 더한 저항에 의해 제한된다.

도 2d: 저항기 콘택트 y 는 개방되어 있다. 부하 전류는 Ru 및 콘택트 u 를 통과한다.

도 2e: 메인 콘택트 v 는 폐쇄되어 있고, 저항기 Ru 는 바이패스되며, 부하 전류는 메인 콘택트 v 를 통과한다. 부하시 탭 전환기는 현재 위치 (5) 에 있다.

아크들은 콘택트가 개방되는 움직임들 중 임의의 움직임에서 발생한다.

도 3a 내지 도 3g 는 진공 차단기들을 구비한 부하시 탭 전환기의 스위칭을 개략적으로 도시한다. 진공 차단기들 (MVI, RVI) 과 결합하여 보조 콘택트 시스템 (MC, RC) 을 이용함으로써, 페이즈 당 오로지 2 개의 진공 차단기들만이 요구된다.

도 3a 는 정상 동작 동안 x 로부터 시작점 (또한 다음 페이즈로일 수 있음) 으로의 전류 경로를 도시한다. 메인 전기 경로는 회색 화살표들로 표시된다.

x 로부터 v 로 부하를 대체할 때, 동작 시퀀스의 단계들은 다음과 같다;

도 3b - 메인 진공 차단기 (MVI) 를 개방하고, 그러한 이유로 전류가 트랜지션 저항기 (TR) 를 통과하여 흐르게 한다.

도 3c, 도 3d - 그 후, 메인 콘택트 (MC) 는 v 에 접속하도록 회전한다.

도 3e - 그 후, 메인 진공 차단기가 폐쇄되는데, 이는 새로운 탭이 접속되어 전압 전위차에 의해 구동된 관련 순환 전류를 야기한다는 것을 의미한다.

도 3f - 저항기 진공 차단기들 (RVI) 을 개방할 때 트랜지션 저항기가 접속해제된다. 부하 전류는 현재 v 로부터 시작 지점으로의 정상 경로를 통과한다.

도 3g - 그 후, 저항기 콘택트 (RC) 가 회전하고 정위치에 놓인다.

도 3h - 마지막으로, 시퀀스가 완료되며, 저항기 진공 차단기가 폐쇄될 때 다음 서비스 위치에 도달한다.

도 4 는 도 3c 에서와 동일한 위치이지만, 메인 진공 차단기 (MVI) 가 개방되지 못했거나 메인 보조 콘택트 (MC) 에서의 전류를 차단하지 못했다는 차이점을 갖는다. 메인 콘택트 (MC) 가 v 와 접속하도록 회전하는 경우, 전류는 메인 보조 콘택트 (MC) 에서의 움직임에 의해 차단된다. 나타나는 아크는 오일에 의해 퀀치되지만, 보조 콘택트들이 반복 아크들을 취하도록 설계되지 않을 때에는 일부 손상이 발생할 것이다. 이것이 10-500 회를 초과하여 발생하는 경우, 부하 전류에 따라, 보조 콘택트들이 실패하고 OLTC 가 재해적 고장을 겪을 위험이 존재한다. 전류가 보조 콘택트들에 의해 차단되고 오일에 의해 퀀치되는 경우, 수소 농도는 오일에서 급속하게 증가할 것이고, 이를 검출하는 것은 이 에러 상태를 나타내는 확실한 방법이 될 것이다.

도 5 는 본 발명의 실시형태들과 함께 사용되는 부하시 탭 전환기의 개략도이다. 도시된 탭 전환기 (12) 는 2 개의 메인 부분들, 디버터 스위치 (24) 및 탭 선택기 (26) 로 형성되는데, 이들은 접속부들 (30) 에 의해 상호 관련된다. 디버터 스위치 (24) 는 일반적인 상부 하우징 (28) 을 포함할 수도 있다.

도 6 은 탭 전환기에서 시간에 따른 오일 내 수소 함유량/농도 (46) 의 가능한 전개의 개략도를 도시한다. 수소 검출기는 오일에서의 수소 함유량/농도를 측정하며, 측정치의 분석은 측정된 데이터를 상이한 경고 또는 알람 레벨들, 예를 들어 경고 레벨 (40), 제 1 알람 레벨 (41) 및 제 2 알람 레벨 (42) 과 비교한다.

각각의 레벨은 상이한 액션들과 관련될 수 있다. 예를 들어, 수소 농도가 경고 레벨 (40) 보다 높아지면 (43), 제어 시스템은 변압기용 모니터링 시스템 또는 발전소 와이드 제어 시스템에 경보를 발하여, 오퍼레이터들에게 탭 전환기에서 무엇인가가 OK 상태가 아닐 수도 있다는 경보를 발한다. 수소 농도가 제 1 알람 레벨 (41) 보다 높아지면 (44), 제어 시스템은 변압기용 모니터링 시스템 또는 발전소 와이드 제어 시스템에 경보를 발하여 오퍼레이터들에게 경보를 발하고, 가장 필수적인 탭 전환들만을 수행할 것이다. 수소 농도가 제 2 알람 레벨 (42) 보다 높아지면 (45), 제어 시스템은 변압기용 모니터링 시스템 또는 발전소 와이드 제어 시스템으로 경보를 발하며, 오퍼레이터들에게 경보를 발하고 모든 탭 전환들을 중지시킨다.

도 7 은 탭 전환기에서 시간에 따른 오일 내 수소 함유량/농도 (46) 의 가능한 전개의 개략도를 도시한다. 수소 검출기는 오일 내 수소 농도 (46) 를 측정하며, 컴퓨팅 수단에 의해 수행되는 측정치의 분석은 측정된 수소 농도 데이터 시리즈를 수소 농도의 증가에 대한 상이한 경고 또는 알람 레벨들과 비교한다.

참조부호 (52) 에서, 측정된 수소 농도의 증가율은 가능한 경고 증가 (50) 보다 크다. 참조부호 (53) 에서, 측정된 수소 농도의 증가율은 가능한 알람 증가 (51) 보다 크다. 데이터 시리즈 (46) 의 분석은 측정된 값들의 평활화 또는 필터링을 포함할 수도 있다.

도 8 은 탭 전환기에서 시간에 따른 오일 내 수소 함유량/농도 (46) 의 가능한 전개의 개략도를 도시하는데, 여기에서 각각의 탭 전환은 수소 농도의 업-틱 (up-tic) 과 연관된다. 이것은, 분석 시스템이 또한 탭 전환 빈도 또는 탭들 사이의 시간을 포함해야 한다는 것을 예증하는 것이다. 다수의 탭 전환들 (51) 은 더 적은 탭들을 이용하는 경우 (50) 에서보다 더 큰 수소 증가율을 생성할 수도 있다. 그러나, 적은 탭들을 구비한 경우의 커브의 증가 (50) 는 문제를 나타낼 수도 있다. 시스템은 두 가지 경우들 (50, 51) 을 접속해제할 수 있어야 하고, 그렇게 하도록 적절히 적응되고, 경우 (50) 에 대해서는 경고/알람을 제공할 수도 있지만 경우 (51) 에 대해서는 그렇지 않을 수도 있다. 도 6 내지 도 8 에서 커브들 및 알람 레벨들의 상대적인 사이즈는 단지 예증을 위한 것이다.

절연유에서의 아크들은 오일에 수소를 생성한다는 것이 공지되어 있다. 이 효과는 때때로 변압기의 동작을 모니터링하는 데 사용된다. 이것은, 오일에서의 아크들이 정상 동작에서 발생하므로, 진공 차단기들을 구비하지 않은 OLTC 를 모니터링하는 데에는 사용되고 있지 않다.

진공 차단기들을 구비한 OLTC 들의 도입으로, 오일에서의 정상 아크들이 제거되었고, 정상 동작 중, 진공 차단기들에서 모든 아크들이 발생한다. 오일에서의 아크가 진공 차단기들을 구비한 OLTC 에 나타나는 경우, 이것은 무엇인가가 심각하게 잘못되었다는 표시이다.

도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 플래그 사이클 원리에 따라 동작하는 오일에서 아크 퀀칭을 갖는 일반적인 OLTC 의 경우, 모든 탭 동작에 대해 발생하는 아크를 갖는 2 개의 인터럽션들이 존재한다. 한 가지 아크는, 메인 콘택트를 파손시킬 때 (즉, 도 2a 와 도 2b 사이에서) 발생하고, 한 가지 아크는 트랜지션 콘택트들을 파손시킬 때 (즉, 도 2c 와 도 2d 사이에서) 발생한다.

메인 콘택트들에서의 아크는 부하 전류와 동일한 전류를 갖지만, 트랜지션 콘택트들에서의 전류는 절반의 부하 전류 및 순환 전류에 의해 구성된다. 순환 전류는 스텝 전압 및 트랜지션 저항기의 저항에 의존하며, 그에 따라 부하 독립적이다.

이러한 아크들 각각은 일반적으로는 최대 절반의 주기 동안 지속되고, 그 평균은 50 Hz 에 대해 5 ㎳ 인 주기의 절반일 것이다. 이러한 아크들에서의 에너지는 발생하는 가스의 양을 판정한다. 가스 발생은 아크들의 에너지 소산에 따라 선형적인 것으로 추정될 수 있다.

진공 차단기들에서 아크가 퀀칭하는 OLTC 에 대한 주요 목표는 오일에서 아크들을 방지하는 것이다. 오일에서의 아킹은, 파손 콘택트들에서 콘택트 재료의 보다 높은 부식 및 아크들에서 고온으로 인한 오일 변패와 같은 여러 가지 단점들을 제공한다. 오일 변패는, 특히 수분의 존재 시, 오일의 내유전성 (dielectric withstand) 을 감소시키고 메커니즘의 마모를 증가시키는 물질들을 생성한다.

디버터 스위치는 하나의 탭으로부터의 전류를 차단하는데, 이는 다른 탭과 접속하기 전에 이루어진다. 회로에서 인터럽션들을 생성하지 않도록 하기 위해, 부하 전류는 탭 (2) 이 접속될 때까지 메인 콘택트들이 탭 (1) 으로부터의 전류를 안전하게 차단하는 데 걸리는 시간 동안 트랜지션 콘택트들을 통과한다.

OLTC 에서의 부하의 차단이, 예를 들어 결함이 있는 진공 차단기로 인해 실패할 경우, 탭 (1) 이 접속해제되기 전에 탭 (2) 을 접속시킬 위험성이 존재한다. 변압기의 전기적 특성들로 인해, 하나의 조절 단계의 단락 회로는 OLTC 및 변압기 권선/권선들을 파괴하는 막대한 전류들을 야기한다. 또한, 화재, 폭발 등으로 인한 더 큰 손상들에 대한 심각한 위험성이 존재할 것이다.

전류들의 정류가 진공 차단기들에 의해 실행되도록 설계함으로써, 이들은 임계적 콤포넌트들이 된다. 그들이 차단하는 데 실패하는 경우, 전술된 심각한 결함들이 발생할 수도 있다.

진공 차단기가 고장난 경우에 있어서 부하 전류 또는 순환 전류를 차단할 수 있도록 보조 콘택트를 설계함으로써, 이러한 심각한 고장들에 대비한 더 큰 안전성 마진이 획득된다.

보조 콘택트들은 주로 전류를 도전시키기 위해 제조되므로, 재료들은 저 저항을 위해 선택되고, 우수한 아크 저항을 위해 선택되지는 않는다. 목적은, 그들이 절반의 사이클의 동작을 이룰 수 있어야 하며, 그와 동시에 전류 컨덕터 및 파손 콘택트 양자 모두로서 유지된 기능을 갖는 정격 부하 전류를 최대로 차단할 수 있어야 한다는 것이다.

따라서, 일부 관리 디바이스는 콘택트들이 그들의 기능들을 충족시키지 않도록 아크들에 의해 그렇게 많이 파괴되기 전에 알람을 제공해야 한다. 목적은 변압기를 작동시키지 않도록 알람을 제공하는 것이다. 여러 동작들이 가능하므로, 변압기를 작동시킬 필요가 없다. 압력 검출, (튜브에서 오일 저장소로의) 오일 흐름의 검출, 광 검출, 무선 방사 검출 등과 같은 다수의 검출 방법들이 가능하다.

본 발명은 오일에서 아크들의 검출을 위한 파라미터로서 절연유에서의 수소 농도 변화들을 이용할 가능성을 다룬다.

그것은 진공 차단기에서의 아크들이 오일에 어떠한 가스도 생성하지 않는다는 사실에 기초한다. 그러나, 높은 전류들에 대해 진공 차단기들을 구비한 OLTC 들은, 일반적으로, OLTC 가 정위치에 있을 때 진공 차단기 회로를 바이패스시키는 바이패스 콘택트들을 구비하여, 진공 차단기들이 전류를 계속해서 도전시키는 것을 방지하고 이들을 단락 회로 전류들로부터 보호한다.

바이패스 콘택트는 회로에서의 작은 인덕턴스들로 인해 전류가 바이패스 경로로부터 진공 차단기 회로로 정류되는 경우에 정류 스파크들을 발생시킬 것이다. 이러한 스파크들은 소량의 수소를 발생시킬 것이다. 오일에 실제 아크의 에너지의 단 몇 퍼센트에 불과할지라도, 방출되는 에너지가 존재하고, 가스 발생은 그와 관련된다.

바이패스 콘택트들을 갖지 않는 이러한 OLTC 들은 여전히 보조 콘택트들을 갖는다. 이들은 어떠한 전류도 정류하지 않지만, 스위칭 동안 잠재적으로 짧게 접속해제되어, 작은 용량성 방전 스파크들을 야기하는 전압을 그들에게 제공한다. 이들에서의 에너지는 바이패스 콘택트들에서의 정류 스파크들로부터의 에너지보다 더욱 작지만, 전압에서의 다량의 동작 후, 오일에 소량의 수소를 발생시킬 것이다.

따라서, 본 발명은 상이한 타입의 OLTC 들, 예를 들어 바이패스 콘택트들을 구비한 OLTC 들 및 바이패스 콘택트들을 구비하지 않은 OLTC 들에서 이용될 수 있다. 컴퓨팅 수단에 의해 수행되는 분석은 대응하게 적응되어야 하지만, 그것의 메인 특징들은 동일한 것일 수 있다.

이러한 가스들의 조성들은, 약 75% 가 수소 (H₂) 이고 약 20% 가 아세틸렌 (C₂H₂) 이 되게 한다. 작은 용량성 방전 스파크들의 경우, 그 조성은 100% 수소에 가까울 것이다. 아세틸렌은 오일에서 탄화수소와의 유사성으로 인해 오일에서 용이하게 용해되지만, 수소는 용이하게 용해되지 않는다.

오일에서의 수소 함유량을 분석함으로써, 탄화수소가 분석되어야 하는 경우에 비해 더 저렴하고 더 신뢰할 수 있는 측정 디바이스들이 이용 가능하다. 변압기 오일에서 수소의 계속적인 측정들은 또한 꽤 오랜 시간 동안 사용되어 온 잘 검증된 방법이다.

따라서, 변압기 오일에서 수소를 측정하는 것은 새로운 것이 아니다. 그 결과들은 신뢰할 수 있는 관리 방법을 제공하는 방식으로 해석되어야 한다. 그 해석은, 상이한 브리딩 (breathing) 시스템을 이용할 때, 적어도 다수의 상이한 애플리케이션들에 대해, 저 전류에서, 저 동작 주파수로 동작해야 한다.

수소 측정치들을 해석하는 데에는 두 가지의 가능한 방법들이 존재한다:

1. 오일에서의 특정 수소 농도에서 알람을 제공하는 방법

2. 시간 단위 당 동작 횟수 및 스위칭 시의 부하 전류와 관련된 수소의 발생률을 평가하는 방법.

해석 1. 시간에 따라 주변 대기에 대해 소멸하는 특정 량의 수소가 존재할 것이므로, 작은 발생은 생성과 소멸 사이의 평형 상태를 곧 찾게 되어, 낮고 상당히 일정한 농도를 야기할 것이다. 알람 레벨은 오일에서 아크들에 대한 수소 발생이 그렇게 훨씬 높으므로 부하 전류들의 전체 범위에 대해 작동할 정도로 높게 설정될 수 있다. 오일에서의 아크들은 알람 레벨로 하여금 낮은 부하 전류들에서도 통과하게 하는 농도의 빠른 상승을 제공할 것이다. 이러한 디바이스는 어떠한 지능화도 필요치 않으며, 그에 따라 간단하고 저렴한 방법이다.

해석 2. 이 방법은 동작들이 발생하는 시기 및 변압기의 부하에 관한 정보에 대한 가용성과 약간의 지능화를 요구한다. 그러나, 그것은, 특히 저 전류들 및/또는 저 동작 주파수를 갖는 애플리케이션들에서 더 민감하고 더 빨리 반응한다는 이점을 제공한다. 이 방법은, 바람직하게는, 필요한 데이터로의 액세스를 이미 갖고 있는, ABB TEC 또는 유사한, 변압기 제어 및 보호 시스템과 결합하여 이용된다. 물론, 그것은 별도의 유닛으로 제조될 수 있다.

해석은 제어 시스템의 특수 프로그램으로 이루어진다. 해석은, 수소 농도의 변화가 시간 단위 당 방출되는 스파크 에너지와 관련되도록 이루어진다. 부하 전류와 단위 시간 당 동작 횟수가 이용 가능하다. 따라서, 아크 에너지는 용이하게 계산될 수도 있고, 수소 농도는 그와 관련된다.

부하가 변경되고 및/또는 동작 주파수가 변경되는 경우, 방법은 특정 허용오차 폭 내의 예상되는 값들을 자동으로 계산하도록 적응되었어야 했다. 이 폭은 매우 클 수 있는데, 이는 정상 서비스에서의 수소 발생과 오일에서의 아크들 사이의 차이가 그처럼 많이 상이하기 때문이다. 따라서, 계산은 매우 정확할 필요가 없다.

Claims (14)

1. 부하시 탭 전환기 (on load tap changer) 에서 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법으로서,
   상기 부하시 탭 전환기는,
   - 오일 충진 하우징;
   - 상기 오일 충진 하우징의 내부에 배열된 수소 센서,
   - 가동 (movable) 콘택트 (MC, RC) 를 포함하는 디버터 스위치 (3), 및
   - 상기 디버터 스위치 (3) 의 상기 가동 콘택트를 통과하는 전류를 차단하도록 배열된 적어도 하나의 진공 차단기 (MVI, RVI) 를 포함하고,
   상기 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법은, 반복적으로 이행되는,
   - 오일의 수소 함유량을 측정하는 단계,
   - 상기 수소 함유량의 측정 데이터를 컴퓨팅 유닛으로 전달하는 단계, 및
   - 상기 오일의 수소 함유량의 측정치에 기초하여 상기 진공 차단기 (MVI, RVI) 에 고장이 존재하는지를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법은,
   - 상기 오일의 수소 함유량의 측정치를 저장하는 단계, 및
   - 상기 오일의 수소 함유량의 상기 측정치 및 상기 오일의 수소 함유량의 적어도 하나의 저장된 측정치에 기초하여 상기 진공 차단기 (MVI, RVI) 에 고장이 존재하는지를 판정하는 단계를 더 포함하는, 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법은,
   - 진공 차단기에서 고장이 판정되면 액션을 실행하는 단계를 더 포함하는, 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 액션은,
   - 경고를 생성하는 것을 포함하는, 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 액션은,
   - 상기 디버터 스위치의 과부하를 갖지 않는 제한된 수의 임계적 동작들만을 허용하는 것을 포함하는, 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 액션은,
   - 상기 디버터 스위치가 움직이는 것을 중지시키는 것을 포함하는, 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진공 차단기에 고장이 존재하는지를 판정하는 단계는, 반복적으로 이행되는,
   - 상기 부하시 탭 전환기의 동작 데이터를 수신하는 단계,
   - 상기 부하시 탭 전환기의 수학적 모델 및 상기 부하시 탭 전환기의 상기 동작 데이터에 기초하여, 수소 함유량의 예상되는 변화를 계산하는 단계, 및
   - 수소 함유량 측정치들 중 적어도 2 개의 측정치들 및 계산된 상기 수소 함유량의 예상되는 변화에 기초하여 상기 진공 차단기의 고장이 존재하는지를 판정하는 단계를 포함하는, 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 동작 데이터는; 콘택트들의 움직임들 및 부하 전류를 포함하는, 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 진공 차단기의 고장이 존재하는지를 판정하는 단계는,
   

   

   
   가 참인지에 기초하며,
   

   

   - 현재 측정된 수소 함유량을 기술하는 파라미터,
   

   

   - 이전에 측정된 수소 함유량을 기술하는 파라미터,
   

   

   - 동작 데이터에 기초한 수소 함유량의 예상되는 변화량, 및
   esp - 측정된 수소 증가가 eps 보다 크지 않으면 상기 진공 차단기의 고장이 판정되지 않는 것을 보장할 안전성 파라미터인, 진공 차단기의 고장을 검출하는 방법.
10. 부하시 탭 전환기에서 진공 차단기의 고장을 검출하기 위한 수단을 구비한 부하시 탭 전환 장치로서,
    상기 부하시 탭 전환기는;
    - 오일 충진 하우징과, 가동 콘택트들 (MC, RC) 을 포함하는 디버터 스위치 (3) 와, 상기 가동 콘택트들 (MC, RC) 이 접속해제되기 전에 전류를 차단하도록 직렬로 배열된 진공 차단기들 (MVI, RVI) 을 포함하고,
    상기 부하시 탭 전환기는,
    - 상기 오일 충진 하우징이, 오일의 수소 함유량을 반복적으로 측정하고 상기 부하시 탭 전환 장치의 컴퓨팅 수단에 통신 가능하게 접속되고 상기 컴퓨팅 수단에 상기 수소 함유량의 측정 신호들을 전송하도록 배열된 센서 (10) 를 구비하여 배열되고,
    - 상기 컴퓨팅 수단이, 상기 오일의 수소 함유량의 측정치들을 분석하고 상기 진공 차단기들 (MVI, RVI) 에 고장이 존재하는지를 판정하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 부하시 탭 전환 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 부하시 탭 전환기는 상기 디버터 스위치의 움직임을 제어하는 제어 시스템 (11) 을 포함하고, 상기 컴퓨팅 수단 (11, 12) 은, 상기 진공 차단기들 (MVI, RVI) 의 고장이 검출되면, 상기 제어 시스템으로 경고를 전송하도록 구성된, 부하시 탭 전환 장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 수단은, 상기 진공 차단기들 (MVI, RVI) 의 고장이 검출되면, 제어 시스템에 상기 디버터 스위치의 움직임을 중지시키거나 제한하도록 하는 신호를 전송하도록 구성된, 부하시 탭 전환 장치.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 수단은 상기 부하시 탭 전환기의 동작 데이터를 수신하도록 구성되고, 상기 컴퓨팅 수단은 상기 수소 함유량의 예상되는 변화를 계산하고 상기 수소 함유량의 예상되는 변화를 상기 오일의 수소 함유량의 분석된 측정치들과 비교하여 상기 진공 차단기들 (MVI, RVI) 에서의 고장을 판정하도록 구성된, 부하시 탭 전환 장치.
14. 탭 전환기의 기능불량을 검출하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 컴퓨터상에서 구동되는 경우, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 방법의 상기 판정하는 단계를 수행하도록 구성된, 컴퓨터 프로그램 제품.

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