KR20130037544A - 전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기 권선회로 - Google Patents

전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기 권선회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기 권선회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직렬변압기의 여자권선에 병렬연결되도록 주변압기에 전압조정용 탭권선을 추가 구성하여 변압기의 전원측 및 부하측의 위상을 제어함은 물론, 전원측 및 부하측의 위상이 동위상일 때 전압을 제어하여 전원측의 전압변동에 따른 부하측의 전압변동을 방지하여 정전압을 부하측에 공급할 수 있도록 한 전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기 권선회로에 관한 것이다.

Description

전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기 권선회로{The winding circuit of the phase shifting transformer having the voltage regulating function}
본 발명은 전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기 권선회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직렬변압기의 여자권선에 병렬연결되도록 주변압기에 전압조정용 탭권선을 추가 구성하여 변압기의 전원측 및 부하측의 위상을 제어함은 물론, 전원측 및 부하측의 위상이 동위상일 때 전압을 제어하여 전원측의 전압변동에 따른 부하측의 전압변동을 방지하여 정전압을 부하측에 공급할 수 있도록 한 전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기 권선회로에 관한 것이다.
일반적으로 위상조정 변압기는 탭절환기를 사용하여 부하측(Load side) 전압과 전원측(Source side) 전압 사이의 위상각(Phase angle)을 제어하여 복잡하게 연계된 장거리 송전망에서 유효전력(active power flow)의 흐름을 제어하여 송전효율을 향상시키는데 사용되는 변압기이다.
도 1 은 종래 위상조정 변압기 권선회로를 도시한 것이고, 도 2 는 종래 위상조정 변압기에 따른 전압 벡터를 나타내는 도면으로 이 도면을 참조하여 종래기술을 설명하면 다음과 같다.
종래 위상조정 변압기는 주변압기(10)와 직렬변압기(20)로 구성된다.
주변압기(10)는 고압권선(HW)(3)과 위상조정용 탭권선(RW)(4)으로 이루어지고, 직렬변압기(20)는 여자권선(EW)(2)과 직렬권선(SW)(1)으로 이루어진다.
직렬권선(1)의 L1,L2,L3는 부하측 전압을 나타내고, S1,S2,S3은 전원측 전압을 나타낸다.
위상조정용 탭권선(RW)(4)은 고압권선(HW)(3)에 의해 여자되며, 위상조정용 탭권선(RW)(4)의 턴수를 조정하여 전압의 위상을 제어할 수 있다.
그리고, 위상조정용 탭권선(RW)(4)에서 발생된 전압은 위상조정용 탭권선(RW)(4)과 병렬로 연결된 여자권선(2)에 동일하게 인가되고, 여자권선(2)에 인가된 전압에 의해 여자되는 직렬권선(1)의 전압은 고압권선(3)의 전압과 ±90°의 위상각을 가지게 된다.
위상조정 변압기의 부하측(L1~L3) 전압과 전원측(S1~S3) 전압은 직렬권선(1) 전압과 고압권선(3)전압의 벡터 합으로 작용하게되므로, 도 2 에 도시된 바와같이 직렬권선(1)의 크기에 따라 위상조정 변압기의 부하측 및 전원측 전압 사이의 위상각이 결정되게 되는 것이다.
그러나, 종래기술에 따른 위상조정 변압기는 도 2 에 도시된 바와같이 부하측(L1~L3) 전압과 전원측(S1~S3) 전압의 크기가 항상 동일하게 나타나므로 인해 전원측의 전압변동에 따라 부하측의 전압변동이 발생하게되어 일정한 정전압을 부하측에 공급하지 못하게되는 문제점이 발생하고 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 전원측 및 부하측 사이의 전압 위상각을 제어함과 동시에 전원측 및 부하측 전원이 동위상(제로)일때 전압 조정이 가능토록하여 부하측에 일정한 정전압을 공급할 수 있도록 구성한 전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기 권선회로를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은, 고압권선과 위상조정용 탭권선으로 이루어진 주변압기와, 여자권선과 직렬권선으로 구성된 직렬변압기를 포함하여 구성된 전압조정기능을 가지는 위상조정 변압기 권선회로에 있어서, 주변압기는 여자권선과 병렬 연결되는 전압조정용 탭권선을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 여자권선은 전원측 및 부하측 전압의 위상각 차이가 0(제로-동위상)일때 위상조정용 탭권선의 중성점에 의해 성형(Y자형)결선으로 변경되어 전압조정용 탭권선과 동일한 위상을 갖게되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 직렬변압기의 여자권선에 병렬연결되도록 주변압기에 전압조정용 탭권선을 추가 구성하여 변압기의 전원측 및 부하측의 위상을 제어함은 물론, 전원측 및 부하측의 위상이 동위상일 때 전압을 제어하여 전원측의 전압변동에 따른 부하측의 전압변동을 방지하여 정전압을 부하측에 공급할 수 있게되는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 위상조정 변압기의 권선회로를 도시한 예시도.
도 2는 종래기술에 따른 위상조정 변압기의 전압 벡터를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기의 권선회로를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에서 전원측과 부하측 전압 위상각이 0(제로)일때 위상조정 변압기의 전압 조정회로를 나타내는 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 위상조정 변압기의 전압 벡터를 나타내는 예시도.
이하, 첨부된 도면 도 3 내지 도 5 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기의 권선회로를 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명에서 전원측과 부하측 전압 위상각이 0(제로)일때 위상조정 변압기의 전압 조정회로를 나타내는 예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 위상조정 변압기의 전압 벡터를 나타내는 예시도이다.
본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.
상기 도면에 의하면, 본 발명은 고압권선(HW)(3)과 위상조정용 탭권선(RW)4)으로 이루어진 주변압기(10)와, 여자권선(EW)(2)과 직렬권선(SW)(1)으로 구성된 직렬변압기(20)를 포함하여 구성된 전압조정기능을 가지는 위상조정 변압기 권선회로에 있어서, 주변압기(10)는 여자권선(EW)(2)과 병렬 연결되는 전압조정용 탭권선(DW)(5)을 더 포함하는 것이다.
상기 여자권선(2)은 전원측 및 부하측 전압의 위상각 차이가 0(제로-동위상)일때 위상조정용 탭권선(4)의 중성점에 의해 성형(Y자형)결선으로 변경되어 전압조정용 탭권선(5)과 동일한 위상을 갖게 되는 것이다.
상기 설명과 같이 본 발명의 가장 큰 특징은 도 3에 도시된 바와같이 주변압기(10)에 전압조정용 탭권선(DW)(5)을 더 구성한 것이며, 전압조정용 탭권선(DW)(5)은 직렬변압기(20)의 여자권선(EW)(2)에 병렬로 연결한다.
즉, 위상조정용 탭권선(RW)(4)과 전압조정용 탭권선(DW)(5)이 여자권선(EW)(2)에 병렬로 연결되는 것이다.
이와같이 전압조정용 탭권선(DW)(5)을 여자권선(EW)(2)에 병렬로 연결함에 따라 전원측(S1~S3)전압과 부하측(L1~L3) 전압의 위상각 차이가 '0'(제로-동위상)일때, 위상조정용 탭권선(4)은 권선회로에서 없는 것과 동일하게되고, 이때 위상 조정용 탭권선(4)의 중성점(N0)에 의해 여자권선은 도 4 와 같이 성형결선(Y결선)으로 변경된다.
또한, 상기 여자권선(2)은 전압조정용 탭권선(5)과 병렬로 연결되어 있으므로 여자권선(2)에 여자되는 전압은 전압조정용 탭권선(5)과 동일한 위상을 가지게되고, 이에따라 여자권선(2)에 의해 여자되는 직렬권선(1) 또한 전압조정용 탭권선(5)과 동일한 위상을 갖게 되는 것이다.
결과적으로, 전원측 및 부하측의 전압은 직렬권선(1)과 고압권선(3)의 벡터합으로 나타나게되므로 도 5 에 도시된 바와같이 위상은 동일하고 크기는 서로 다른 전압이 만들어지게되며, 이를통해 전원측의 전압변동에 따른 부하측의 전압변동을 방지할 수 있게되는 것이다.
따라서, 전원측과 부하측의 위상이 동위상일때 전압을 제어함에 따라 전원측에 전압변동이 발생하더라도 부하측에는 항상 일정한 정전압이 공급될 수 있게되는 것이다.
이상에서 본 발명의 전압조정기능을 가지는 위상조정 변압기 권선회로에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.
1: 직렬권선, 2: 여자권선,
3: 고압권선, 4: 위상조정용 탭권선,
5: 전압조정용 탭권선, 10: 주변압기,
20: 직렬변압기,

Claims (2)

  1. 고압권선과 위상조정용 탭권선으로 이루어진 주변압기와, 여자권선과 직렬권선으로 구성된 직렬변압기를 포함하여 구성된 전압조정기능을 가지는 위상조정 변압기 권선회로에 있어서,
    주변압기는 여자권선과 병렬 연결되는 전압조정용 탭권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기 권선회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 여자권선은 전원측 및 부하측 전압의 위상각 차이가 0(제로-동위상)일때 위상조정용 탭권선의 중성점에 의해 성형(Y자형)결선으로 변경되어 전압조정용 탭권선과 동일한 위상을 갖게되는 것을 특징으로 하는 전압조정 기능을 갖는 위상조정 변압기 권선회로.
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