KR20160092788A - Neutral line current remover - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3상 다선식 전력 계통에 관련된 것으로서, 구체적으로는 중성선 전류를 제거하기 위한 장치에 관한 것이며, 좀 더 구체적으로는 부하 계통에서 전원 계통으로 흐르는 중성선 전류즉, 영상분(3의 배수 고조파) 전류 및 불평형 부하전류를 효율적으로 제거하는 중성선 전류 제거 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a neutral line current flowing from a load system to a power supply system, that is, ) Current and an unbalanced load current.
아파트, 오피스텔, 빌딩, 호텔, 병원, 백화점 및 방송국 등에 컴퓨터, 프린터, 복사기, 에어컨, 전자식 형광등 및 무정전 전원장치와 같은 비선형 부하의 사용이 증가함에 따라 부하 계통에서 발생한 영상분 전류가 중성선(neutral line)을 통하여 전원 계통으로 유입되는 현상이 증가하고 있다.As nonlinear loads such as computers, printers, copiers, air conditioners, electronic fluorescent lamps and uninterruptible power supplies are increasingly used in apartments, office buildings, buildings, hotels, hospitals, department stores and broadcasting stations, the image minute current generated in the load system becomes neutral line ) To the power supply system.
이러한 중성선 전류는 변압기나 케이블, 콘덴서 및 차단기와 같은 전력 기기가 과열되거나 소손되는 주원인이 되고 있으며, 역률 저하와 전력 손실로 인하여 전력 비용이 증가하고 제어 기기의 오동작을 야기시키게 된다.These neutral currents are the major cause of overheating or burning of power equipment such as transformer, cable, condenser and breaker. Power factor decreases due to power factor reduction and power loss, causing malfunction of control equipment.
이에, 중성선과 위상선 사이에 지그재그 변압기(zigzag transformer)를 부가하여 중성선의 영상분 전류를 제거하는 방식이 많이 이용되고 있다.Therefore, a method of eliminating the image minute current of the neutral line by adding a zigzag transformer between the neutral line and the phase line is widely used.
도 1a는 영상분 전류를 제거하기 위한 종래 지그재그 변압기의 연결 구성도이고, 도 1b는 종래의 지그재그 변압기(zigzag transformer)의 구성도이다.FIG. 1A is a connection diagram of a conventional zigzag transformer for eliminating an image minute current, and FIG. 1B is a configuration diagram of a conventional zigzag transformer.
도 1a를 참조하면, 지그재그 변압기(30)는 전원 계통(10)과 부하 계통(20)간의 위상선과 부하 계통(20)의 중성선 사이에 구비됨을 알 수 있다. 지그재그 변압기(30)는 부하 계통에서 전원 계통으로 흐르는 영상분 고조파 전류가 유입되도록 구성되는데, 전원 임피던스, 케이블 임피던스 등 계통의 임피던스가 지그재그 변압기(30)의 임피던스보다 작은 경우에는 영상분 전류의 제거 효과가 떨어지는 문제점이 있다.1A, the
도 1b를 살펴보면, 지그재그 변압기(30)는 철심에 2개의 권선을 반대 방향으로 감고 있으며, 영상분 전류는 위상을 반대로 하여 상쇄하게 하고, 정상분 및 역상분 전류는 벡터 합성이 크게 되도록 한 것으로, 영상분 임피던스는 작게 하고 정상분 및 역상분 임피던스는 크게 하도록 구성된다.1B, the
등록특허공보 10-0428458 및 등록특허공보 10-0493987에서는 지그재그 변압기를 이용한 영상분 제거 방식을 예시하고 있다.In Patent Publication Nos. 10-0428458 and 10-0493987, a method of removing image minute using a zigzag transformer is illustrated.
등록특허공보 10-0428458에서는 지그재그 변압기와 부하 계통사이에 리액터(reactor)와 콘덴서 조합을 더 접속시켜 고조파 성분을 제거하고 있다. 또한, 등록특허공보 10-0493987에서도 영상분 차단 리액터를 별도로 부가하여 영상분 전류가 전원 계통으로 유입되는 것을 차단하고 있다.In Patent Publication No. 10-0428458, a reactor and a capacitor combination are further connected between a zigzag transformer and a load system to remove harmonic components. In addition, in Patent Publication No. 10-0493987, the image minute blocking reactor is additionally provided to block the image minute current from flowing into the power supply system.
상기 문헌과 같은 방식으로 지그재그 변압기(30)의 영상분 전류 제거 효과를 높이기 위해 지그재그 변압기와 리액터(reactor) 등의 전력 소자를 조합하여 설치하는 등의 다양한 방법이 이용되고 있다. 그러나, 상기와 같은 방식은 그 임피던스 정합을 위해 리액터나 다른 소자들을 부가하여 설계하여야 하므로, 전력 설비마다 상당한 어려움이 발생할 수밖에 없다는 문제점이 있다.A variety of methods have been used, such as the combination of a zigzag transformer and a power device such as a reactor to enhance the effect of removing the zenith electric current of the
본 발명의 목적은 중성선 전류 제거 장치를 제공하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide a neutral current removing device.
상술한 본 발명의 목적에 따른 중성선 전류 제거 장치는, 부하 계통의 중성선(neutral line)에 1차 권선(primary windings)이 병렬연결되고 전원 계통과 상기 부하 계통간의 R상의 위상선에 2차 권선(secondary windings)이 병렬연결되어 상기 부하 계통과 함께 하나의 폐회로를 형성하는 제1 변압기(transformer); 상기 부하 계통의 중성선에 1차 권선이 병렬연결되고 상기 전원 계통과 상기 부하 계통간의 S상의 위상선에 2차 권선이 병렬연결되어 상기 부하 계통과 함께 하나의 폐회로를 형성하는 제2 변압기; 상기 부하 계통의 중성선에 1차 권선이 병렬연결되고 상기 전원 계통과 상기 부하 계통간의 T상의 위상선에 2차 권선이 병렬연결되어 상기 부하 계통과 함께 하나의 폐회로를 형성하는 제3 변압기를 포함하도록 구성될 수 있다.The apparatus for removing neutral current according to the present invention is characterized in that primary windings are connected in parallel to the neutral line of the load system and secondary windings are connected to the phase line of R between the power supply system and the load system secondary windings are connected in parallel to form one closed circuit together with the load system; A second transformer in which a primary winding is connected in parallel to a neutral line of the load system and a secondary winding is connected in parallel to a phase line of an S phase between the power supply system and the load system to form one closed circuit together with the load system; And a third transformer in which a primary winding is connected in parallel to the neutral line of the load system and a secondary winding is connected in parallel to a phase line on the T phase between the power supply system and the load system to form one closed circuit together with the load system Lt; / RTI >
여기서, 상기 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기와 상기 전원 계통 간의 중성선을 통해 상기 전원 계통으로 흐르는 전류 INS를 0으로 조절하고 상불평형을 개선하도록 상기 제1 변압기의 권선비 KR, 제2 변압기의 권선비 KS 및 제3 변압기의 권선비 KT가 설정되는 것을 특징으로 하는 중성선 전류 제거 장치(Neutral line Current Remover, NCR).Wherein the winding ratio K R of the first transformer to adjust the current I NS flowing through the neutral line between the first transformer, the second transformer and the third transformer to the power supply system to zero and improve the phase imbalance, 2 winding ratio K S of the transformer, and the winding ratio K T of the third transformer are set in the neutral line current remover (NCR).
한편, 상기 부하 계통의 고장으로 인한 과도 고장 전류가 상기 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기로 유입되는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 변압기와 상기 R상의 위상선, 상기 제2 변압기와 상기 S상의 위상선, 상기 제3 변압기와 상기 T상의 위상선 간에 각각 구비되는 제1 스위치(switch); 상기 부하 계통의 고장으로 인한 과도 고장 전류가 상기 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기로 유입되는 것을 방지하기 위해, 상기 부하 계통의 중성선과 상기 전원 계통의 중성선을 단락시키도록 구성되는 상기 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기의 1차 권선과 병렬 연결되는 제2 스위치를 더 포함하도록 구성될 수 있다. In order to prevent an excessive fault current due to the failure of the load system from flowing into the first transformer, the second transformer, and the third transformer, the phase line of the first transformer and the phase of the R, A first switch disposed between the phase line of the S phase, and the phase line of the third transformer and the T phase; A second transformer, and a third transformer, wherein the first transformer, the second transformer, and the third transformer are connected in parallel to each other to prevent a transient fault current due to the failure of the load system from flowing into the first transformer, 1 transformer, a second transformer, and a second switch connected in parallel with the primary winding of the third transformer.
상술한 중성선 전류 제거 장치에 의하면, 위상선과 부하 계통의 중성선 사이에 변압기를 구비하고 변압기의 권선비를 조절하여 전원 계통의 중성선으로는 전류가 흐르지 않도록 설정함으로써, 전원 계통으로는 중성선 전류가 유입되지 않도록 하는 효과가 있다.According to the neutral line current eliminating apparatus described above, the transformer is provided between the phase line and the neutral line of the load system and the winding ratio of the transformer is adjusted so that no current flows through the neutral line of the power supply system. .
또한, 변압기의 권선비 KR, KS, KT를 각각 조절하여 중성선 전류 제거 장치로부터 위상선으로 흐르는 전류를 개별 제어함으로써 상불평형을 개선할 수 있다.In addition, the phase unbalance can be improved by separately controlling the current flowing from the neutral wire current removing device to the phase line by controlling the winding ratios K R , K S , and K T of the transformer.
또한, 중성선 제거 장치의 변압기 1차 권선과 병렬로 스위치를 부가하고 변압기의 2차 권선과 위상선 사이에도 스위치를 부가함으로써, 과도한 고장 전류에 의한 변압기의 소손을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, by adding a switch in parallel with the primary winding of the transformer of the neutral wire removing device and adding a switch between the secondary winding and the phase line of the transformer, burnout of the transformer due to excessive fault current can be prevented.
또한, 지그재그 변압기와 달리 계통의 임피던스에 영향 받지 않으므로, 설치 위치에 무관하게 중성선 전류를 제거할 수 있는 효과가 있다. 또한, 중성선 전류 제거 효율을 높이기 위하여 별도의 전력소자를 부가할 필요가 없으므로 유지보수가 용이한 장점이 있으며, 그 설치 비용도 현저하게 줄어들게 된다.Also, unlike a zigzag transformer, it is not influenced by the impedance of the system, so that the neutral current can be removed irrespective of the installation position. In addition, since there is no need to add a separate power device to increase the neutral current removal efficiency, it is easy to maintain, and the installation cost is remarkably reduced.
또한, 지그재그 변압기와 달리 영상분 전류 외에도 불평형 부하 계통에 의한 불평형 부하 전류도 제거함으로써, 중성선 전류를 확실하게 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, unlike the zigzag transformer, it eliminates the unbalanced load current due to the unbalanced load system in addition to the image minute current, thereby reliably eliminating the neutral current.
또한, 타 부하 계통으로부터 중성선 전류 제거 장치가 설치된 부하 계통으로 유입되는 중성선 전류의 영향을 받지 않으므로 중성선 전류 제거 장치의 과부하 및 과열을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, since there is no influence of the neutral line current flowing from the other load system to the load system provided with the neutral line current removing device, it is possible to prevent overload and overheating of the neutral line current removing device.
도 1a는 영상분 전류를 제거하기 위한 종래 지그재그 변압기의 연결 구성도이다.
도 1b는 종래의 지그재그 변압기(zigzag transformer)의 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중성선 전류 제거 장치의 연결 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 중성선 전류 제거 장치의 연결 구성도이다.
도 4a는 종래 지그재그 변압기를 적용한 중성선 전류 제거 장치의 실험 계통도이다.
도 4b는 종래 지그재그 변압기를 적용한 중성선 전류 제거 장치의 중성선 전류를 나타내는 그래프이다.
도 4c는 종래 지그재그 변압기를 적용한 중성선 전류 제거 장치의 고조파 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 5a는 본 발명에 따른 중성선 전류 제거 장치의 실험 계통도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 중성선 전류 제거 장치의 중성선 전류를 나타내는 그래프이다.
도 5c는 본 발명에 따른 중성선 전류 제거 장치의 고조파 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중성선 전류 제거 방법의 구성도이다.FIG. 1A is a connection diagram of a conventional zig-zag transformer for eliminating an image minute current.
1B is a block diagram of a conventional zigzag transformer.
2A is a connection diagram of a neutral current removing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2B is a configuration diagram of a first transformer, a second transformer, and a third transformer according to the first embodiment of the present invention.
3 is a connection diagram of a neutral current removing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
4A is an experimental system diagram of a conventional neutral current removing apparatus using a conventional zig-zag transformer.
4B is a graph showing a neutral current of a neutral current removing apparatus using a conventional zig-zag transformer.
4C is a graph showing a harmonic spectrum of a neutral current removing apparatus using a conventional zig-zag transformer.
5A is an experimental system diagram of a neutral current removing apparatus according to the present invention.
5B is a graph showing the neutral current of the neutral current removing apparatus according to the present invention.
5c is a graph showing a harmonic spectrum of a neutral current removing apparatus according to the present invention.
6 is a block diagram of a method of removing a neutral current according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail to the concrete inventive concept.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중성선 전류 제거 장치의 연결 구성도이고, 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기의 구성도이다.FIG. 2A is a connection diagram of a neutral current removing apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a configuration diagram of a first transformer, a second transformer, and a third transformer according to the first embodiment of the present invention.
먼저 도 2a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 중성선 전류 제거 장치(100)는 제1 변압기(transformer)(110), 제2 변압기(120), 제3 변압기(130)를 포함하도록 구성될 수 있다.2A, a neutral
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.
제1 변압기(110)는 부하 계통(20)의 중성선(neutral line)에 1차 권선(primary windings)이 병렬연결되도록 구성될 수 있다.The
그리고 제1 변압기(110)는 전원 계통(10)과 부하 계통(20)간의 R상의 위상선에 2차 권선(secondary windings)이 병렬연결되도록 구성될 수 있다.The
부하 계통(20), 부하 계통(20)의 중성선, 제1 변압기(110)의 1차 권선, 제1 변압기(110)의 2차 권선, R상의 위상선 그리고 부하 계통(20)은 하나의 폐회로를 구성하게 된다.The
제2 변압기(120)는 부하 계통(20)의 중성선에 1차 권선이 병렬연결되고 전원 계통(10)과 부하 계통(20)간의 S상의 위상선에 2차 권선이 병렬연결되도록 구성될 수 있다.The
마찬가지로 부하 계통(20), 부하 계통(20)의 중성선, 제2 변압기(120)의 1차 권선, 제2 변압기(120)의 2차 권선, S상의 위상선 그리고 부하 계통(20)은 하나의 폐회로를 구성하게 된다.Similarly, the
제3 변압기(130)는 부하 계통(20)의 중성선에 1차 권선이 병렬연결되고 전원 계통(10)과 부하 계통(20)간의 T상의 위상선에 2차 권선이 병렬연결되도록 구성될 수 있다.The
또 마찬가지로 부하 계통(20), 부하 계통(20)의 중성선, 제3 변압기(130)의 1차 권선, 제3 변압기(130)의 2차 권선, T상의 위상선 그리고 부하 계통(20)은 하나의 폐회로를 구성하게 된다.Likewise, the
부하 계통(20)의 중성선을 통해 부하 계통(20)으로부터 3고조파에 의한 중성선 전류 IRh3, ISh3, ITh3의 합인 INL이 흘러 나오게 된다. 즉, 3상 위상선 각각의 고조파가 합성되어 중성선을 통해 나오게 된다.I NL which is the sum of the neutral line currents I Rh3 , I Sh3 and I Th3 due to the third harmonic flows from the
이 중성선 전류는 제1 변압기(110), 제2 변압기(120), 제3 변압기(130)에 의해 3상 위상선으로 각각 전달되게 된다. 이러한 중성선 전류는 앞서 형성된 각각 3개의 폐회로를 통해 흐르게 된다.The neutral line current is transmitted to the three-phase phase line by the
좀 더 구체적으로는, 3고조파 전류인 IRh3, ISh3, ITh3에 의해 제1 변압기(110), 제2 변압기(120) 및 제3 변압기(130)의 1차 권선에 각각 V1NCRTrR, V1NCRTrS, V1NCRTrT의 전압이 형성된다. 그리고 2차 권선에는 각각 V2NCRTrR, V2NCRTrS, V2NCRTrT의 전압이 형성된다. 여기서, 제1 변압기(110), 제2 변압기(120) 및 제3 변압기(130)의 권선비가 각각 KR, KS, KT라고 하면, 위 폐회로를 통해 각각 KR X IRh3, KS X ISh3, KT X ITh3의 고조파 전류가 부하 계통(20)과 중성선 전류 제거 장치(100)를 순환하게 된다. 이때, 각각의 고조파 전류를 조절할 수 있다.More specifically, I Rh3 the third harmonic current, I Sh3, to the primary winding of the
즉, 폐회로의 특정 분기점에서 키르히호프의 전류 법칙(Kirchhoff? Current Law, KCL)에 따라 순환 전류의 유출량과 유입량이 같아지게 되어 중성선 전류 INS를 제거할 수 있게 된다. 즉, 중성선 전류 제거 장치(100)의 권선비 KR, KS, KT를 조절하여 전원 계통(10)의 중성선으로 전류 INS가 흘러나가지 않고 폐회로 내에서 3고조파 전류가 순환하도록 함으로서, 중성선 전류 INS를 제거할 수 있게 된다.That is, according to the Kirchhoff current law (KCL) at the specific branch point of the closed circuit, the flow amount and the inflow amount of the circulating current become equal to each other, so that the neutral line current I NS can be removed. That is, by adjusting the winding ratios K R , K S , and K T of the neutral line current removing
기존에 지그재그 변압기(30)의 방식과 달리 임피던스를 고려할 필요가 없으므로, 매우 간단하고 편리하게 설비를 구축하고 유지 보수하는 데에도 매우 용이하다.Unlike the conventional method of the
여기서, 제1 변압기(110), 제2 변압기(120), 제3 변압기(130)의 각 권선비 KR, KS, KT는 각각 다르게 설정될 수 있으며, 각 권선비의 설정에 따라 중성선 전류 제거 장치(110)로부터 위상선으로 각각 흐르는 고조파 전류값도 개별 제어하도록 구성될 수 있다. 이에, 권선비 KR, KS, KT를 각각 다르게 설정 가능하도록 구성됨으로써, 각 고조파 전류를 개별 제어할 수 있게 되고 이는 상불평형의 개선에 기여하게 된다.Here, the respective winding ratios K R , K S , and K T of the
한편, 중성선 전류 제거 장치(100)의 각 1차측 권선(primary windings)은 병렬(parallel) 결선이고, 각 2차측 권선(secondary windings)은 와이(wye) 결선으로 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the primary windings of the neutral current removing
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 중성선 전류 제거 장치의 연결 구성도이다.3 is a connection diagram of a neutral current removing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 중성선 전류 제거 장치(200)는 제1 변압기(210), 제2 변압기(220), 제3 변압기(230), 제1 스위치(switch)(240), 제2 스위치(250)를 포함하도록 구성될 수 있다.3, the apparatus 200 for removing neutral current according to the second embodiment of the present invention includes a first transformer 210, a second transformer 220, a third transformer 230, a first switch, A second switch 240, and a second switch 250.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.
제1 변압기(210), 제2 변압기(220) 및 제3 변압기(230)의 각 구성과 폐회로의 형성은 앞서 설명한 도 2a의 중성선 전류 제거 장치(100)와 동일하다.The respective constitutions of the first transformer 210, the second transformer 220 and the third transformer 230 and the formation of the closed circuit are the same as those of the neutral current removing
다만, 제2 실시예에서는 제1 스위치(240)와 제2 스위치(250)가 더 구비된다.However, in the second embodiment, the first switch 240 and the second switch 250 are further provided.
제1 스위치(240)는 제1 변압기(210)와 R상의 위상선, 제2 변압기(220)와 S상의 위상선, 제3 변압기(230)와 T상의 위상선 간에 각각 구비되도록 구성될 수 있다.The first switch 240 can be configured to be provided between the phase line of the first transformer 210 and the phase of the R phase, the phase line of the second transformer 220 and the phase line of the S phase, and the phase line of the third transformer 230 and the phase of T .
제1 스위치(240)는 부하 계통(20)의 고장으로 인하여 과도 고장 전류가 제1 변압기(210), 제2 변압기(220) 및 제3 변압기(230)로 유입되는 것을 방지 내지는 차단하기 위한 구성이다.The first switch 240 is configured to prevent or prevent an excessive fault current from flowing into the first transformer 210, the second transformer 220 and the third transformer 230 due to a failure of the
제2 스위치(250)는 제1 변압기(210), 제2 변압기(220) 및 제3 변압기(230)의 1차 권선과 병렬 연결되도록 구성될 수 있다. 제2 스위치(250)가 닫히게 되면, 부하 계통(20)과 전원 계통(10)이 중성선에 의해 직접 연결되며, 제1 변압기(210), 제2 변압기(220) 및 제3 변압기(230)로는 중성선 전류가 유입되지 않게 된다. 이에, 부하 계통(20)의 고장으로 인한 과도 고장 전류가 제1 변압기(210), 제2 변압기(220) 및 제3 변압기(230)로 유입되는 것이 방지된다.The second switch 250 may be configured to be connected in parallel with the primary windings of the first transformer 210, the second transformer 220 and the third transformer 230. When the second switch 250 is closed, the
이와 같이, 제1 스위치(240) 및 제2 스위치(250)에 의해 과도 고장 전류가 중성선 전류 제거 장치(200)로 유입되는 것이 이중으로 차단되어 제1 변압기(210), 제2 변압기(220) 및 제3 변압기(230)가 보호된다.The first switch 240 and the second switch 250 cut off the excessive fault current to the neutral line current canceling device 200 and are connected to the first transformer 210 and the second transformer 220, And the third transformer 230 are protected.
도 4a는 종래 지그재그 변압기를 적용한 중성선 전류 제거 장치의 실험 계통도이고, 도 4b는 종래 지그재그 변압기를 적용한 중성선 전류 제거 장치의 중성선 전류를 나타내는 그래프이고, 도 4c는 종래 지그재그 변압기를 적용한 중성선 전류 제거 장치의 고조파 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 또한, 도 5a는 본 발명에 따른 중성선 전류 제거 장치의 실험 계통도이고, 도 5b는 본 발명에 따른 중성선 전류 제거 장치의 중성선 전류를 나타내는 그래프이고, 도 5c는 본 발명에 따른 중성선 전류 제거 장치의 고조파 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.FIG. 4A is a graph showing an experimental result of a neutral current removing apparatus using a conventional zig-zag transformer, FIG. 4B is a graph showing a neutral current of a neutral current removing apparatus using a conventional zig- Is a graph showing a harmonic spectrum. 5A is a graph showing the neutral current of the neutral line current removing apparatus according to the present invention. FIG. 5C is a graph showing the harmonics of the neutral line current removing apparatus according to the present invention. Fig.
도 4a 내지 도 4c와도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 종래에 비하여 본 발명에서 확연히 영상분 전류와 중성선 전류의 제거에 대한 개선이 이루어졌음을 알 수 있다.Referring to FIGS. 4A to 4C and FIGS. 5A to 5C, it can be seen that the present invention clearly improves the removal of the image minute current and the neutral current.
다음의 표 1은 그러한 실험 데이터를 수치적으로 나타내고 있다.The following Table 1 numerically shows such experimental data.
(3고조파 전류)Image minute current
(3 harmonic current)
전류
제거율
(%)Image minute
electric current
Removal rate
(%)
(영상분 +불평형) 전류Neutral current
(Image min + unbalanced) current
전류
제거율
(%)Neutral line
electric current
Removal rate
(%)
표 1에서 보듯이 지그재그 변압기(30)는 영상분 전류 제거율이 64.38%로 측정되었으며, 본 발명에 따른 중성선 전류 제거장치는 영상분 전류 제거율이 99.34%로 측정되었다. 전원 계통(10)으로 흐르는 영상분 전류가 확실히 제거되었음을 알 수 있다.As shown in Table 1, the
또한, 지그재그 변압기(30)는 중성선 전류 제거율이 64.41%로 측정되었으며, 본 발명에 따른 중성선 전류 제거 장치는 중성선 전류 제거율이 99.35%로 측정되었다. 전원계통(10)으로 흐르는 영상분 전류와 불평형 부하 전류, 즉, 중성선 전류가 확실하게 제거되었음을 확인할 수 있다.In addition, the
이와 같이, 본 발명에 따른 중성선 전류 제거 장치는 종래의 지그재그 변압기(30)에 비하여 현저히 우수한 중성선 전류 제거 기능을 갖고 있으며, 그 설계나 설치 그리고 유지/보수의 면에서도 탁월한 우수성을 가짐을 알 수 있다.As described above, the neutral current removing device according to the present invention has a remarkably excellent neutral current removing function as compared with the conventional zig-
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중성선 전류 제거 방법의 구성도이다.6 is a block diagram of a method of removing a neutral current according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 중성선 전류 제거 원리가 나타나 있다.Referring to FIG. 6, the principle of neutral current removal according to the present invention is shown.
도 6에서는 변압기(110, 120, 130) 대신 고조파 전압원(310, 320, 330)이 표시되어 있다.6, harmonic voltage sources 310, 320, and 330 are shown instead of the
앞서 설명한 바와 같이 비선형의 부하 계통(20)에서 발생한 고조파 전류는 중성선을 통하여 전원 계통(10)으로 흐르게 되는데, 중성선 전류 제거 장치가 설치되지 않을 경우에는 전원 계통(10)에 기본파 전압원(VRh1, VSh1, VTh1)과, 고조파 전압원(VRh3, VSh3, VTh3)이 형성된다. 하지만, 본 발명에 의한 중성선 전류 제거 장치를 설치하면, 기본파 전압원(VRh1, VSh1, VTh1)은 전원 계통(10)에 형성되고 고조파 전압원(VRh3', VSh3', VTh3')은 변압기(110, 120, 130)에 형성된다.As described above, the harmonic current generated in the
본 발명의 핵심은 이와 같이 기본파 전압은 전원 계통(10)이 공급하게 하고 고조파 전압은 변압기(110, 120, 130)가 공급하도록 구성된다. 즉, 권선비 KR, KS, KT의 조절에 의한 고조파 전압원의 이동이 본 발명의 핵심이라 할 수 있다. 특히, 권선비 KR, KS, KT를 각각 다르게 설정하여 영상분 전압을 조절할 수 있다. 중성선과 변압기(110, 120, 130)간의 연결을 직렬이 아닌 병렬로 구성하고 각 변압기(110, 120, 130)의 권선비KR, KS, KT를 각각 설정하여 상불평형에 개선 효용성을 갖도록 구성될 수 있다.The core of the present invention is such that the fundamental wave voltage is supplied by the
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims. There will be.
10: 전원 계통
20: 부하 계통
30: 지그재그 변압기
110: 제1 변압기
120: 제2 변압기
130: 제3 변압기
210: 제1 변압기
220: 제2 변압기
230: 제3 변압기
240: 제1 스위치
250: 제2 스위치
310: 고조파 전압원
320: 고조파 전압원
330: 고조파 전압원10: power supply system 20: load system
30: zigzag transformer 110: first transformer
120: second transformer 130: third transformer
210: first transformer 220: second transformer
230: third transformer 240: first switch
250: second switch 310: harmonic voltage source
320: Harmonic voltage source 330: Harmonic voltage source
Claims (2)
상기 부하 계통의 중성선에 1차 권선이 병렬연결되고 상기 전원 계통과 상기 부하 계통간의 S상의 위상선에 2차 권선이 병렬연결되어 상기 부하 계통과 함께 하나의 폐회로를 형성하는 제2 변압기;
상기 부하 계통의 중성선에 1차 권선이 병렬연결되고 상기 전원 계통과 상기 부하 계통간의 T상의 위상선에 2차 권선이 병렬연결되어 상기 부하 계통과 함께 하나의 폐회로를 형성하는 제3 변압기를 포함하고,
상기 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기는,
상기 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기와 상기 전원 계통 간의 중성선을 통해 상기 전원 계통으로 흐르는 전류 INS를 0으로 조절하고 상불평형을 개선하도록 상기 제1 변압기의 권선비 KR, 제2 변압기의 권선비 KS 및 제3 변압기의 권선비 KT가 설정되는 것을 특징으로 하는 중성선 전류 제거 장치(Neutral line Current Remover, NCR).Primary windings are connected in parallel to the neutral line of the load system and secondary windings are connected in parallel to the phase line of R between the power supply system and the load system so that one A first transformer forming a closed circuit;
A second transformer in which a primary winding is connected in parallel to a neutral line of the load system and a secondary winding is connected in parallel to a phase line of an S phase between the power supply system and the load system to form one closed circuit together with the load system;
And a third transformer in which a primary winding is connected in parallel to the neutral line of the load system and a secondary winding is connected in parallel to a phase line on the T phase between the power supply system and the load system to form one closed circuit together with the load system ,
The first transformer, the second transformer, and the third transformer,
The winding ratio K R of the first transformer to adjust the current I NS flowing through the neutral line between the first transformer, the second transformer and the third transformer and the power supply system to zero and improve the phase imbalance, Wherein the winding ratio K S of the third transformer and the winding ratio K T of the third transformer are set.
상기 부하 계통의 고장으로 인한 과도 고장 전류가 상기 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기로 유입되는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 변압기와 상기 R상의 위상선, 상기 제2 변압기와 상기 S상의 위상선, 상기 제3 변압기와 상기 T상의 위상선 간에 각각 구비되는 제1 스위치(switch);
상기 부하 계통의 고장으로 인한 과도 고장 전류가 상기 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기로 유입되는 것을 방지하기 위해, 상기 부하 계통의 중성선과 상기 전원 계통의 중성선을 단락시키도록 구성되는 상기 제1 변압기, 제2 변압기 및 제3 변압기의 1차 권선과 병렬 연결되는 제2 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중성선 전류 제거 장치.
The method according to claim 1,
The second transformer and the third transformer to prevent the transient fault current due to the failure of the load system from flowing into the first transformer, the second transformer, and the third transformer, A first switch provided between the phase line, the third transformer and the phase line on the T-phase, respectively;
A second transformer, and a third transformer, wherein the first transformer, the second transformer, and the third transformer are connected in parallel to each other to prevent a transient fault current due to the failure of the load system from flowing into the first transformer, Further comprising a second switch connected in parallel with the primary winding of the first transformer, the second transformer, and the third transformer.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106340880A (en) * | 2016-11-30 | 2017-01-18 | 广东电网有限责任公司茂名供电局 | Power distribution network neutral line zero sequence harmonic suppression device with changed iron core structure |
CN106487018A (en) * | 2016-11-30 | 2017-03-08 | 广东电网有限责任公司茂名供电局 | The power distribution network neutral conductor Zero-pharse harmonic restraining device that winding technique mode changes |
WO2018131797A1 (en) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 주식회사 나은에너지 | Real-time detection/recovery system of power line failure in power distribution system and construction method therefor |
CN108631341A (en) * | 2018-05-17 | 2018-10-09 | 福建奥通迈胜电力科技有限公司 | Distribution low-voltage side current three-phase imbalance appraisal procedure based on zero-sequence current |
KR20200018514A (en) * | 2017-12-07 | 2020-02-19 | 주식회사 아이티이 | Real-time detection and recovery system and its construction method in case of power line failure in distribution system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20240114002A (en) | 2023-01-16 | 2024-07-23 | 주식회사 아모센스 | Ground switch enclosure |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100428458B1 (en) | 2003-11-07 | 2004-04-28 | 주식회사 에너테크 | power saving apparatus |
KR100493987B1 (en) | 2004-09-21 | 2005-06-08 | 전력품질기술주식회사 | Advanced zero sequence harmonic filter |
KR20060050624A (en) * | 2004-08-25 | 2006-05-19 | 이성호 | Apparatus removing harmonics of 3-phase multiple-line power line |
KR101227537B1 (en) * | 2012-06-29 | 2013-01-31 | 김나운 | Cabinet panel of built-in neutral line repair function |
KR20140110533A (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-17 | 김나운 | Eco-friendly energ-saving hybrid pole transformer |
-
2015
- 2015-01-28 KR KR1020150013623A patent/KR101717561B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100428458B1 (en) | 2003-11-07 | 2004-04-28 | 주식회사 에너테크 | power saving apparatus |
KR20060050624A (en) * | 2004-08-25 | 2006-05-19 | 이성호 | Apparatus removing harmonics of 3-phase multiple-line power line |
KR100493987B1 (en) | 2004-09-21 | 2005-06-08 | 전력품질기술주식회사 | Advanced zero sequence harmonic filter |
KR101227537B1 (en) * | 2012-06-29 | 2013-01-31 | 김나운 | Cabinet panel of built-in neutral line repair function |
KR20140110533A (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-17 | 김나운 | Eco-friendly energ-saving hybrid pole transformer |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106340880A (en) * | 2016-11-30 | 2017-01-18 | 广东电网有限责任公司茂名供电局 | Power distribution network neutral line zero sequence harmonic suppression device with changed iron core structure |
CN106487018A (en) * | 2016-11-30 | 2017-03-08 | 广东电网有限责任公司茂名供电局 | The power distribution network neutral conductor Zero-pharse harmonic restraining device that winding technique mode changes |
WO2018131797A1 (en) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 주식회사 나은에너지 | Real-time detection/recovery system of power line failure in power distribution system and construction method therefor |
US11402437B2 (en) | 2017-01-11 | 2022-08-02 | Naeun Energy Co., Ltd. | Real-time detection/recovery system of power line failure in power distribution system and construction method therefor |
KR20200018514A (en) * | 2017-12-07 | 2020-02-19 | 주식회사 아이티이 | Real-time detection and recovery system and its construction method in case of power line failure in distribution system |
CN108631341A (en) * | 2018-05-17 | 2018-10-09 | 福建奥通迈胜电力科技有限公司 | Distribution low-voltage side current three-phase imbalance appraisal procedure based on zero-sequence current |
CN108631341B (en) * | 2018-05-17 | 2021-12-21 | 福建奥通迈胜电力科技有限公司 | Zero-sequence current-based three-phase unbalance evaluation method for distribution transformer low-voltage side current |
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