KR20170102456A - 변압기 시험 장치 및 변압기 시험 방법 - Google Patents
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Abstract
변압기(40)를 시험하기 위한 변압기 시험 장치(10)는 상기 변압기 시험 장치(10)를 상기 변압기(40)에 분리 가능하게 연결하기 위한 연결부들(12)을 구비한다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 상기 변압기(40)를 시험하기 위한 시험 신호를 발생시키기 위한 소스(13)를 구비한다. 상기 변압기 시험 장치(10)는, 상기 변압기(40)의 적어도 하나의 와인딩(42)을 단락시키기 위해 변압기 시험 과정 중에 상기 연결부들(12)에 연결되는 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 구비한다.
Description
본 발명은 변압기 시험 장치 및 변압기를 시험하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 적어도 변압기 시험의 일부 과정 중에 상기 변압기의 와인딩(winding; 권선)이 단락되는 장치 및 방법들에 관한 것이다.
변압기는 에너지 공급 시스템의 구성 요소로 사용된다. 변압기는 고압측의 제1 값으로부터, 상기 제1 값보다 낮은 저압측의 제2 값으로의 전압 변환에 사용될 수 있다.
변압기의 하나 이상의 특징적 변수들을 측정하여 확인하는 변압기 시험을 통해 이루어지는 변압기의 특성 판단은, 가령 변압기 작동 및 기타 이유로 작동 신뢰성 확보를 위해 필요하다. 이러한 유형의 변압기 시험의 예로는 정저항(static resistance) 판단, 동저항(dynamic resistance) 판단, 변압비(transformation ratio) 및/또는 부유 임피던스(stray impedance) 또는 부유 인덕턴스(stray inductance) 판단 등이 포함된다. 정저항 측정의 경우, 직류 전압을 상기 변압기의 와인딩(winding)에 공급한 후, 전압을 측정할 수 있다. 동저항 측정의 경우, 부하시 탭 전환장치(on-load tap changer)를 사용한 측정 시, 상기 변압기의 변압비가 스위치 오버(switch over) 될 수 있다. 전압, 전류 및/또는 저항은 기록 및 평가할 수 있다. 가령, 측정된 파라미터들의 프로필로부터, 상기 부하시 탭 전환장치의 상태에 대한 결론을 도출할 수 있다.
변압기의 와인딩, 가령, 저압측의 와인딩은, 적어도 변압기 시험의 일부 과정 중에 단락(short circuit)될 수 있다. 이를 위해서는 통상적으로, 변압기 시험 중 와인딩이 단락되는 일부 과정이 실행되도록, 전기적으로 전도성 있는 연결부들을 다르게 연결해야 하는, 수동 개입을 통한 재배선(rewiring)이 필요하다. 이 때문에 추가 작업 및 시간이 요구된다. 이러한 재배선 작업은, 특히 발전소나 변전소에서 사용하는 변압기의 경우 매우 복잡할 수 있다. 종종 컨덕터(conductors)나 라이저(risers)가 필요하다.
변압기 시험을 보다 자동화할 수 있는 장치 및 방법들이 필요하다. 특히, 변압기 시험을 보다 자동화하고, 재배선 관련 업무량을 줄일 수 있는 장치 및 방법들이 필요하다.
본 실시예들은 변압기의 적어도 하나의 와인딩을 단락시키도록 설계된 변압기 시험 장치 및 변압기 시험 방법을 특정하고 있다. 이러한 변압기 시험 장치는 제어 가능한 스위칭 장치 또는 스위칭 수단을 포함할 수 있는데, 여기서, 상기 제어 가능한 스위칭 장치 또는 스위칭 수단은, 변압기로부터의 단락 전류가 유동하여 통과하도록 작동된다.
본 실시예들에 따른 변압기 시험 장치 및 방법의 경우, 상기 적어도 하나의 와인딩은 변압기 시험의 일부 과정 중에 단락될 수 있다. 상기 적어도 하나의 와인딩은 상기 변압기 시험 과정 내내 단락될 수 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단은, 단락 전류의 유동이 시간 종속적 방식으로 상기 변압기 시험 장치를 통과할 수 있도록 변압기 시험의 실행 중에 자동으로 작동될 수 있다. 변압기 시험 실행 중에, 상기 제어 가능한 스위칭 수단은, 단락 전류의 유동이 시간 종속적 방식으로 상기 변압기 시험 장치를 통과한 후, 다른 측정을 수행하기 위해 다시 억류될 수 있도록, 자동으로 작동될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 상기 변압기의 저압측에 연결되는 연결부들을 구비할 수 있다. 상기 변압기 시험 장치는, 상기 변압기의 저압측의 적어도 하나의 와인딩을 단락시키기 위해, 상기 저압측에 연결되는 상기 연결부들 중 적어도 두 개 사이의 저항을 상기 제어 가능한 스위칭 수단이 감축하도록, 설계될 수 있다. 상기 변압기 시험 장치는, 상기 저압측의 대안으로서, 또는 상기 저압측에 추가하여, 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 사용해 상기 변압기의 고압측 또는 3차 와인딩을 단락시키도록, 설계될 수 있다. 상기 변압기 시험 장치는, 두 개의 와인딩의 조합을 단락시키도록 설계될 수 있다. 가령, 상기 변압기 시험 장치는 변압기의 3개의 와인딩 중 두 개를 자동으로 단락시키도록 설계될 수 있다.
여기서 단락은 저항이 낮은 전기적으로 전도성 있는 경로를 설정하는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 전기적으로 전도성 있는 경로는, 변압기의 와인딩에 근접한 사실상 완벽한 전기적 연결을 설정할 수 있다. 전류 측정 장치, 가령 전류계(ammeter) 또한 연결라인들을 사용해 경로 안에 루프(loop) 연결될 수 있다. 연결라인들의 저항과 전류계의 내부 저항 때문에 단락이 완벽하지는 않지만, 무부하 작동이나 전압계가 연결된 무부하 동작과는 분명히 구별될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는, 시험 시퀀스 중에 자동으로 일시적으로(temporarily) 단락을 적용하고 그리고 단락을 일시적으로 개방하도록 설계될 수 있다. 따라서, 가령, 시험 신호의 소스는 상기 변압기의 1차 와인딩에 AC 전압을 인가하고, 2차측에 단락이 발생하면, 단락 임피던스(impedance)를 측정할 수 있다. 단락이 중단되면, 1차측 전압 및 2차측 전압을 측정하여 상기 변압기의 변압비를 판단할 수 있다.
단락은 상기 변압기 시험 장치에 의해 상기 변압기의 저압측 또는 2차측에서 설정될 수 있다.
본 실시예들에 따른 변압기 시험 장치 및 방법들에 따른 측정에서는, 수행될 변압기 시험의 적어도 일부 과정 중에 적어도 하나의 와인딩이 단락될 수 있도록 하는데, 여기서는 이를 위해 상기 변압기와 변압기 시험 장치 간의 연결부들이 특정하게 변경될 필요가 없다. 재배선 작업과 관련된 업무량이 감축되거나 아예 필요치 않을 수 있다.
일 실시예에 따른 변압기를 시험하기 위한 변압기 시험 장치는 상기 변압기에 상기 변압기 시험 장치를 분리 가능하게 연결하기 위한 연결부들을 포함한다. 상기 변압기 시험 장치는, 상기 변압기를 시험하기 위한 시험 신호 발생을 위한 소스를 포함한다. 상기 변압기 시험 장치는, 상기 변압기의 적어도 하나의 와인딩을 단락시키기 위해 변압기 시험 중에 상기 연결부들에 연결된, 제어 가능한 스위칭 수단을 포함한다.
상기 변압기 시험 장치는, 상기 제어 가능한 스위칭 수단에 연결된 제어 장치를 포함할 수 있다. 상기 제어 장치는 변압기 시험을 수행하기 위해 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 적어도 한번 자동으로 작동시키도록 설계될 수 있다. 상기 제어 장치는 하나 이상의 반도체 집적 회로를 포함할 수 있다.
상기 제어 장치는, 선택된 시험 절차에 따른 시간표에 따라, 시간 종속적 방식으로 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 자동으로 작동시키도록 설계될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는, 복수의 시험 절차 중에서 상기 시험 절차를 선택하기 위한 유저 인터페이스를 포함할 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 시간표에 따라 시간 종속적 방식으로 상기 제어 가능한 스위칭 수단과 소스를 작동시키도록 설계될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 모바일 변압기 시험 장치로서 구성될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 휴대용 변압기 시험 장치로서 구성될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 상기 소스와 제어 가능한 스위칭 수단이 수용되는 하우징을 포함할 수 있다. 상기 연결부들은 상기 하우징 상에 제공될 수 있다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단은 상기 하우징의 내부에 배열될 수 있다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단은 상기 변압기 시험 중에 단락 전류를 전도하기 위해 설계될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 전류 측정 장치, 가령, 상기 제어 가능한 스위칭 수단과 직렬 연결된 전류계를 포함할 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 상기 변압기 시험 과정의 일부 기간 중에 상기 적어도 하나의 와인딩을 단락시키도록 설계될 수 있다. 상기 단락은 상기 변압기 시험 과정 중에 시간 종속적 방식으로 설정 및 취소될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 상기 변압기 시험 기간 내내 상기 적어도 하나의 와인딩을 단락시키도록 설계될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 상기 변압기 시험 중에 적어도 하나의 저항 측정을 수행하도록 설계될 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 변압기 시험 장치는, 상기 변압기 시험 과정 중에, 적어도 부유 임피던스를 수행하도록 설계될 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 변압기 시험 장치는 상기 변압기 시험 과정 중에, 부하시 탭 전환장치(on-load tap changer)가 작동되는 경우, 적어도 하나의 동저항 측정을 수행하도록 설계될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 상기 시험 신호에 대한 상기 변압기의 시험 반응을 기록하기 위한 측정 장치를 포함할 수 있다. 상기 측정 장치는 전압계 및/또는 전류계를 포함할 수 있다. 상기 변압기 시험 장치는, 상기 변압기 시험 중에, 상기 측정 장치에 의해 기록된 시험 반응을 더 처리하도록 설계된 프로세서 또는 다른 전자 처리 장치를 구비할 수 있다.
상기 시험 신호는 상기 변압기로 임프레스(impressed, 외부 공급 전류)되는 전류일 수 있다. 상기 측정 장치를 사용해 기록되는 시험 반응은 4점(four-point) 측정 방식으로 기록되는 전압일 수 있다.
상기 시험 신호는 상기 변압기에 인가되는 전압일 수 있다. 상기 측정 장치를 사용해 기록되는 상기 시험 반응은, 전압일 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는, 정저항 측정을 위해, 상기 변압기의 철심(core)이 포화 상태로 진입하기 전까지는 상기 적어도 하나의 와인딩을 단락시키지 않도록 설계될 수 있다. 상기 변압기 시험 장치는, 그런 다음, 상기 제어 가능한 스위치의 작동에 의해 상기 저항 측정을 수행하기 위해 상기 적어도 하나의 와인딩을 단락시키도록 설계될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 상기 변압기의 와인딩 저항을 측정하도록 설계될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는, 상기 변압기의 부하시 탭 전환장치가 작동하는 경우, 상기 변압기에서 측정을 수행하도록 설계될 수 있다. 상기 측정은 상기 부하시 탭 전환장치의 스위칭 프로세스 중에 수행하는 동저항 측정일 수 있다. 이러한 경우, 상기 변압기 시험 장치는, 상기 부하시 탭 전환장치의 스위칭 중의 전류, 전압 및/또는 전압의 변화를 기록할 수 있다. 상기 변압기 시험 장치는, 유리하게는 전기적 변수들에 있어서의 변화를 증폭하기 위해, 상기 부하시 탭 전환장치 와인딩과는 다른 와이딩에서 상기 변압기를 단락시키도록 설계될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치의 소스는 전류원 또는 전압원으로서 선택적으로 작동될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 소스는 전류 측정 장치를 포함할 수 있다. 상기 소스는 전류 제어를 위한 제어 루프(loop)에서, 상기 전류 측정 장치로부터의 출력 신호를 사용하도록 설계될 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 전류 측정 장치는 상기 소스와 직렬 연결될 수 있다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단은 릴레이(relay)이거나 릴레이를 포함할 수 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단은 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT) 또는 전계 효과 트랜지스터(FET)이거나, IGBT 또는 FET를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 시스템은 변압기 및 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하고, 여기서 상기 변압기 시험 장치는 상기 연결부들을 통해 상기 변압기에 분리 가능하게 연결된다.
상기 변압기 시험 장치는, 상기 변압기의 저압측 또는 2차측의 적어도 하나의 와인딩이, 상기 변압기 시험 장치의 상기 제어 가능한 스위치를 통해 단락될 수 있도록, 상기 변압기에 연결될 수 있다.
또 다른 실시예는 변압기 시험 장치를 사용하여 변압기를 시험하는 방법을 특정한다. 상기 변압기 시험 장치는 상기 변압기에 상기 변압기 시험 장치를 분리 가능하게 연결하기 위한 연결부들을 구비한다. 상기 방법은 상기 변압기 시험 장치의 제어 가능한 스위칭 수단을 사용해 상기 변압기의 적어도 하나의 와인딩을 단락시키는 단계를 포함한다.
상기 방법은 일 실시예에 따른 상기 변압기 시험 장치에 의해 수행될 수 있다. 상기 방법은 일 실시예에 따른 상기 변압기 시험 장치에 의해 자동으로 실행될 수 있다.
상기 방법에서, 상기 제어 가능한 스위칭 수단에 연결된 제어 장치는, 상기 변압기 시험을 수행하기 위해, 적어도 한번 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 자동으로 작동시킬 수 있다.
상기 방법에서, 상기 제어 가능한 스위칭 수단은 선택된 시험 절차에 따른 시간표에 따라 시간 종속적 방식으로 자동으로 작동될 수 있다.
상기 방법은 유저 인터페이스에서 사용자 입력을 기록하는 단계를 포함할 수 있는데, 여기서 상기 사용자 입력으로, 복수의 시험 절차 중에서 상기 시험 절차가 선택된다.
상기 방법에서, 상기 제어 가능한 스위칭 수단과 소스는 상기 시간표에 따라 시간 종속적 방식으로 작동될 수 있다.
상기 방법은 모바일 변압기 시험 장치로서 구성된 변압기 시험 장치에 의해 수행될 수 있다.
상기 방법은 이동식 변압기 시험 장치로서 구성된 변압기 시험 장치에 의해 실행될 수 있다.
상기 방법 중에 스위칭되는 상기 제어 가능한 스위칭 수단은, 상기 변압기 시험 장치의 하우징 내부에 배열될 수 있다. 상기 소스 또한 상기 하우징 내에 배열될 수 있다.
상기 방법에서, 상기 제어 가능한 스위칭 수단은 상기 변압기 시험 중에 단락 전류를 전도할 수 있다.
상기 방법에서, 상기 적어도 하나의 와인딩은 상기 변압기 시험의 일부 기간 중에 단락될 수 있다. 상기 단락은 상기 변압기 시험 중에 시간 종속적 방식으로 설정 및 취소될 수 있다.
상기 방법에서, 상기 적어도 하나의 와인딩은 상기 변압기 시험 기간 내내 단락될 수 있다.
상기 방법은 적어도 하나의 저항 측정을 포함할 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 방법은 적어도 하나의 부유 임피던스 측정을 포함할 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 방법은 적어도 하나의 동저항 측정을 포함할 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 방법은 변압비 측정을 포함할 수 있다.
상기 방법에서, 상기 시험 신호에 대한 상기 변압기의 시험 반응이 측정 장치를 사용해 기록될 수 있다. 상기 측정 장치는 전압계 및/또는 전류계를 포함할 수 있다. 상기 변압기 시험 중에 상기 측정 장치에 의해 기록된 상기 시험 반응은 자동으로 더 처리될 수 있다.
상기 시험 신호는 상기 변압기로 임프레스(impressed, 외부 공급 전류)되는 전류일 수 있다. 상기 측정 장치를 사용해 기록되는 시험 반응은 4점(four-point) 측정 방식으로 기록되는 전압일 수 있다.
상기 시험 신호는 상기 변압기로 인가되는 전압일 수 있다. 상기 측정 장치를 사용해 기록되는 상기 시험 반응은 전류일 수 있다.
상기 변압기의 와인딩 전압은 상기 방법으로 측정될 수 있다.
상기 방법에서, 상기 변압기의 부하시 탭 전환장치가 작동되는 경우, 상기 변압기에서 측정이 이루어질 수 있다. 상기 측정은 상기 부하시 탭 전환장치의 스위칭 프로세스 중의 동저항 측정일 수 있다. 이러한 경우, 상기 부하시 탭 전환장치의 스위칭 중에, 전류, 전압 및/또는 저항의 변화가 기록될 수 있다. 상기 변압기는. 유리하게는 전기적 변수들에 있어서의 변화를 증폭하기 위해, 상기 부하시 탭 전환장치 와인딩과는 다른 와이딩에서 단락될 수 있다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단은 릴레이(relay)이거나 릴레이를 포함할 수 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단은 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT) 또는 전계 효과 트랜지스터(FET)이거나, IGBT 또는 FET를 포함할 수 있다.
본 실시예들에 따른 변압기 시험 장치, 시스템 및 방법들에서는, 단락을 위해 재배선을 수행할 필요 없이 상기 변압기 시험의 적어도 일부 과정 중에 단락이 설정될 수 있다.
다양한 측정 기술이 사용될 수 있다. 가령, 상기 변압기의 단락 임피던스 측정은, 상기 변압기의 1차측에 임프레스된 전류 및 단락된 2차 와인딩과 함께 특히 잘 수행될 수 있다. 상기 변압비는 특히 유리하게는, 상기 1차측에 전압이 인가되고 상기 2차측에서 단락이 제거된 상태에서 측정될 수 있다.
본 실시예들에 따른 변압기 시험 장치, 방법 및 시스템들은 변압기 시험을 더 자동화할 수 있도록 한다.
이하, 도면을 참조로 바람직한 실시예들을 사용해 본 발명을 더 상세히 설명한다. 도면들에서, 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하는 시스템을 도시하고 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하는 시스템을 도시하고 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하는 시스템을 도시하고 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치에 의해 시간 종속적 방식으로 발생된 단락을 도시하고 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치에 의해 시간 종속적 방식으로 발생된 단락을 도시하고 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하는 시스템을 도시하고 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 1은 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하는 시스템을 도시하고 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하는 시스템을 도시하고 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하는 시스템을 도시하고 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치에 의해 시간 종속적 방식으로 발생된 단락을 도시하고 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치에 의해 시간 종속적 방식으로 발생된 단락을 도시하고 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하는 시스템을 도시하고 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
이하, 도면들을 참조로 바람직한 실시예들을 바탕으로 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 도면들에서, 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. 도면들은 본 발명의 다양한 실시예들을 개략적으로 도시한 것이다. 도면들에 도시된 구성 요소들의 크기는 실제 축적과 다를 수 있다. 도면들에 도시된 다양한 구성 요소들은 그 기능과 목적이 당업자에게 명백하게 이해되도록 재현된 것이다.
도면들에 도시된 기능 유닛들과 구성 요소들 간의 연결 및 결합은 간접적인 연결 또는 결합으로도 실시될 수 있다. 연결 또는 결합은 배선을 사용하거나 배선없이 실시될 수 있다.
이하, 변압기 시험 장치를 사용해 변압기 시험을 수행하기 위한 장치 및 방법들을 상세히 설명한다. 상기 변압기는 고압 또는 중압 네트워크용 변압기일 수 있다. 상기 변압기는 발전소나 변전소에 설치된 변압기일 수 있다. 상기 변압기 시험 장치는, 설치된 변압기에서 변압기 시험이 수행될 수 있도록 하는, 모바일 장치일 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는, 변압기의 제1 와인딩, 및 상기 제1 와인딩으로부터 DC-절연된 제2 와인딩에 연결되도록 설계된다. 상기 제1 와인딩은 1차 와인딩일 수 있다. 상기 제2 와인딩은 2차 와인딩일 수 있다. 상기 1차 와인딩은 고압측 와인딩일 수 있고, 상기 2차 와인딩은 변압기의 저압측 와인딩일 수 있다. 상기 제2 와인딩은 변압기의 3차 와인딩일 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는 제1 연결부들을 포함할 수 있는데, 여기서, 상기 변압기 시험 장치는 4개의 전기적으로 전도성 있는 연결부들을 통해 상기 변압기의 제1 와인딩에 연결될 수 있다. 이는 가령, 전류가 임프레스되고 전압 강하가 기록되는 4점 측정 기하학으로 임피던스 측정이 수행될 수 있도록 한다. 상기 변압기 시험 장치는 제2 연결부들을 포함할 수 있는데, 여기서, 상기 변압기 시험 장치는 또 다른 4개의 전기적으로 전도성 있는 연결부들을 통해 상기 변압기의 제2 와인딩에 연결될 수 있다.
이하 보다 상세히 설명할 바와 같이, 상기 변압기 시험 장치는 상기 변압기의 와인딩들 중 적어도 하나를 단락시키도록 설계된다. 상기 변압기 시험 장치는, 상기 적어도 하나의 와인딩을 단락시키기 위해 전기적으로 전도성 있는 연결부를 선택적으로 설정할 수 있는 제어 가능한 스위칭 수단을 포함한다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단은, 제어 회로의 통제하에 부하 회로를 스위칭하기 위해 설계된 릴레이(relay) 또는 다른 스위치일 수 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단은 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT) 또는 전계 효과 트랜지스터(FET)이거나, IGBT 또는 FET를 포함할 수 있다.
단락 전류는 상기 변압기의 적어도 하나의 와인딩으로부터 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 통해 상기 변압기 시험 장치를 유동할 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는, 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 통해 상기 변압기 시험 장치의 연결부 중 두 개를 연결하는, 상기 변압기 시험 장치 내 전기적으로 전도성 있는 경로의 임피던스가, 상기 적어도 하나의 와인딩을 단락시키기 위해 상기 제어 가능한 스위칭 수단이 작동되면 상기 변압기 시험 장치에 의해 단락될 수 있는 상기 적어도 하나의 와인딩의 임피던스보다 작도록, 설계될 수 있다. 이에 해당하는 임피던스 비율은 적어도, 상기 변압기 시험 장치가 상기 적어도 하나의 와인딩을 단락시키는 동안, 적어도 상기 변압기 시험 장치에 의해 발생되고 상기 변압기 시험 장치의 소스에 의해 발생된 시험 신호의 주파수에 대해 적용될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치는, 상기 변압기 시험 장치를 통한 상기 적어도 하나의 와인딩으로부터의 전기적으로 전도성 있는 경로의 임피던스가, 상기 변압기 시험 장치에 의해 단락될 수 있는 상기 적어도 하나의 와인딩의 임피던스보다 작도록, 설계될 수 있다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단을 통해 상기 변압기 시험 장치의 연결부 중 두 개를 연결하는, 상기 변압기 시험 장치 내 상기 전도성 경로의 임피던스는 영(0)과 같아선 안된다. 가령, 전류계 또는 다른 측정 장치가 상기 전기적으로 전도성 있는 경로에 배열될 수 있다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단은, 상기 변압기의 상기 적어도 하나의 와인딩이 단락되어야 하는지 여부를, 변압기 시험 중 다양한 시간 간격을 두고 선택적으로 제어하도록, 자동으로 작동될 수 있다.
가령, 상기 변압기 시험 장치는 단락 임피던스를 측정하기 위해 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 작동하도록 설계될 수 있다.
이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 변압기 시험 장치는 상기 제어 가능한 스위칭 수단이 단락을 발생시키지 않는 동안, 상기 변압기의 변압비를 판단하도록 설계될 수 있다.
이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 변압기 시험 장치는, 1차 와인딩에 전류를 임프레스함으로써 상기 변압기의 철심이 포화되는 동안에는 상기 적어도 하나의 와인딩이 단락되지 않고, 상기 철심이 포화되자마자 상기 제어 가능한 스위칭 수단이 작동되도록, 시간 종속적인 방식으로 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 작동하도록 설계될 수 있다. 그런 다음, 측정, 가령 단락 임피던스, 부유 임피던스 또는 부유 인덕턴스의 측정이 수행될 수 있다.
이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 변압기 시험 장치는, 상기 변압기의 부하시 탭 전환장치의 스위칭 중에 상기 변압기의 2차 와인딩이 단락되도록, 시간 종속적인 방식으로 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 작동하도록 설계될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치(10)를 포함하는 시스템(1)을 도시하고 있다.
상기 시스템(1)은 변압기(40)와 상기 변압기 시험 장치(10)를 포함한다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 하우징(11)을 포함하는 단일 장치로서 설계될 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 복수의 기기 또는 장치의 배열을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 복수의 기기 또는 장치는 중앙 제어기에 의해 제어될 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 모바일 기기, 특히, 이동식 기기로서 설계될 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)가 복수의 기기를 포함하는 경우, 각각의 기기는 이동식 장치로서 설계될 수 있다.
상기 변압기(40)는 전기 에너지 공급 장치의 전력변압기일 수 있다. 상기 변압기(40)는, 상기 변압기 시험 장치(10)를 사용해 변압기 시험이 수행되는 동안 발전소나 변전소 내에 영구적으로 설치될 수 있다. 상기 변압기(40)는 전압 변환기 또는 전류 변환기일 수 있다. 상기 변압기(40)는 유도 작동 원리(inductive operating principle)에 따라 작동하는 전압 변환기 또는 전류 변환기일 수 있다.
상기 변압기(40)는 적어도 하나의 제1 와인딩(41)과 제2 와인딩(42)을 포함한다. 상기 제1 와인딩(41)이 1차 와인딩이든 상기 제2 와인딩(42)이 2차 와인딩이든 혹은 그 반대이든 중요하지 않다. 마찬가지로, 상기 제1 와인딩(41)이 고압 와인딩이든 상기 제2 와인딩(42)이 저압 와인딩이든 혹은 그 반대이든 중요하지 않다.
상기 변압기 시험 장치(10)는 복수의 연결부(12), 변압기 시험 과정 중에 시험 대상 유닛으로서 상기 변압기(40)에 인가되거나 임프레스되는 시험 신호를 위한 소스(13), 그리고 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 포함한다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 가령, 릴레이, IGBT 또는 FET 일 수 있다.
상기 소스(13)는 직류 전류 및/또는 교류 전류를 시험 신호로서 발생시키도록 제어 가능한 전류 소스(전류원)일 수 있다. 상기 소스(13)는 몇몇 다른 주파수를 갖는 교류 전류들을 시험 신호로서 발생시키도록 제어될 수 있다. 상기 소스(13)는 DC 전압 및/또는 AC 전압을 시험 신호로서 발생시키도록 제어 가능한 전압 소스(전압원)일 수 있다. 상기 소스(13)는 몇몇 다른 주파수를 갖는 AC 전압들을 시험 신호로서 발생시키도록 제어될 수 있다. 상기 소스(13)는 서로 다른 작동 모드에서, 가령 전류원 또는 전압원으로서, 및/또는 시간적으로(temporally) 일정한 신호 또는 교류(alternating; 번갈아가면서 발생하는) 신호의 소스로서 작동될 수 있다. 상기 소스(13)는 전류 측정 장치를 포함할 수 있다. 상기 소스(13)는 상기 전류 측정 장치로부터의 출력 신호를 전류 제어를 위한 제어 루프에서 사용하도록 설계될 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 전류 측정 장치는 상기 소스(13)에 직렬 연결될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치(10)는 가령, 상기 시험 신호에 대한 반응으로서의 시험 반응을 기록하기 위한 하나 이상의 측정 장치(14, 16)를 더 포함할 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 자동으로, 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 전기적으로 제어하기 위한 제어 장치(17)를 포함할 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 상기 측정 장치들(14, 16)을 사용해 탐지된 상기 변압기(40)의 시험 반응을 평가하기 위한 평가 장치(18)를 포함할 수 있다. 상기 제1 측정 장치(14)와 상기 제2 측정 장치(16)는 각각 전압 측정용으로 설계될 수 있다. 상기 제1 측정 장치(14) 및 상기 제2 측정 장치(16)는 각각 다른 전기적 특성 변수들을 기록하기 위해 설계될 수 있다. 상기 제어 장치(17) 및/또는 평가 장치(18)의 기능들은 프로세서(19) 또는 다른 반도체 집적 회로(19)에 의해 수행될 수 있다.
상기 소스(13)는 시간적으로 가변적인 시험 신호를 발생시킬 수 있다. 상기 시험 신호의 주파수는 몇몇 값들 사이에서 가변적일 수 있다. 상기 제1 측정 장치(14) 및 상기 제2 측정 장치(16)는 시간 종속적(time-resolved; 시간분해) 방식으로 시험 반응을 기록하도록 설계될 수 있다. 상기 제1 측정 장치(14)와 상기 제2 측정 장치(16)들이 기록한 측정 값들은, 가령 몇몇 주파수 각각에 대한 변압기의 특징적 변수들을 판단하도록, A/D-변환되고 추가로 수학적인 평가를 할 수 있다.
상기 연결부들(12)은 상기 소스(13)에 결합된 출력 연결부들(31)을 포함한다. 상기 출력 연결부들(31)은 하나 이상의 라인(35)을 통해, 상기 변압기(40)의 상기 제1 와인딩(41)에 전기적으로 전도가능하게 연결된다.
상기 연결부들(12)은 상기 변압기(10)의 시험 반응을 기록하도록 하나 이상의 라인(36, 38)을 통해 상기 변압기의 하나 이상의 와인딩에 연결된 입력 연결부들(32, 34)을 포함한다. 측정 장치(14)가, 가령 상기 라인들(35)과 별개인 추가 라인들(37)을 통해 상기 제1 와인딩(41)에 연결될 수 있다. 상기 측정 장치(14)는 전압계일 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)와 상기 변압기(40) 간의 이러한 연결은 가령, 소위 4선식(four-wire method) 방식에 따른 측정을 가능하게 한다. 상기 입력 연결부(32)로부터 상기 제1 와인딩(41)으로 전압 라인을 별도로 가이드함으로써, 측정 결과에 영향을 미치지 않으면서도 상기 출력 연결부(31)와 상기 제1 와인딩(41) 사이에서 라인(31)의 전압 강하를 가져올 수 있다.
상기 변압기 시험 장치(10)는 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 통해 단락될 수 있는 적어도 한 쌍의 연결부(33)를 포함한다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단은 통상적인 스위치, 기계-전기식 스위치, 릴레이, FET, IGBT 또는 기타 상기 스위칭 수단의 상태에 따라 상기 연결부들(33) 간에 전기적으로 전도성 있는 연결을 설정하는데 적합한 구성 요소일 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10) 내 상기 연결부(33)들 사이의 전도성 경로의 임피던스는, 상기 소스(13)에 의해 발생된 시험 신호의 적어도 하나의 주파수 또는 모든 주파수에서, 라인들(37)을 통해 상기 한 쌍의 연결부들(33)이 연결된 와인딩(42)의 임피던스보다 작다.
상기 제2 와인딩(42) 또한 적어도 4개의 라인(37, 38)을 통해 상기 변압기 시험 장치(10)의 연결부들(12)에 연결될 수 있다. 상기 입력 연결부들(34)은 또 다른 전압계에 연결될 수 있는 전압 입력부(34)를 포함할 수 있는데, 그렇게 함으로써 상기 전압계를 상기 변압기(40)의 제2 와인딩(42)에 연결하기 위해서다. 라인들(37, 38)이 별도로 안내됨으로써, 상기 한 쌍의 연결부들(33)과 상기 제2 와인딩(42) 사이에서 라인(37) 상의 전압 강하로 인하여 측정 결과가 변질되는 것을 방지할 수 있다.
상기 변압기(40)는 또한 2개 이상의 와인딩(41, 42)을 포함할 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 상기 변압기(40)의 제3 와인딩 및 상기 변압기(40)의 임의의 또 다른 와인딩으로의 연결을 위한 연결부들을 포함할 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 4선 측정을 위해, 상기 변압기(40)의 임의의 와인딩에 연결하기 위한 연결부들을 포함할 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 또한, 상기 와인딩들이 상기 변압기 시험 장치(10)에 연결됐을 때, 상기 변압기(40)의 제1 와인딩(41) 또는 또 다른 와인딩들을 단락시키기 위한 적어도 하나의 제2의 제어 가능한 스위치(15)를 포함할 수 있다.
상기 변압기 시험 장치(10)는 2개의 와인딩의 조합을 단락시키도록 설계될 수 있다. 가령, 변압기의 3개의 와인딩 중 2개는 동시에 단락되거나 순차적으로 단락될 수 있다. 시험 절차들 또한 자동으로 시행될 수 있는데, 이러한 경우, 변압기의 복수의 와인딩 중 한 개만이 초기에 단락된 후, 2개 이상의 와인딩이 동시에 단락되거나 순차적으로 단락된다. 이러한 경우, 단락은 각각 상기 변압기 시험 장치(10)의 제어 가능한 스위칭 수단에 의해 자동으로 수행될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치(10)는, 상기 변압기 시험 장치(10)와 상기 변압기(40) 사이의 연결부들(35 내지 38)이 분리되거나 및/또는 다른 방식으로 연결되지 않고도 다양한 측정이 이루어질 수 있도록 설계된다. 이러한 다양한 측정은, 시험 대상 유닛을 재배선 연결할 필요 없이 수행될 수 있다. 이러한 측정은 변압기 시험 장치(10)에 의해 전자동 또는 부분 자동 방식으로, 즉 각각의 측정 사이에서 사용자에 의한 상호 작용 없이 수행될 수 있다.
측정의 적어도 일부 과정 중에 상기 변압기(40)의 적어도 하나의 와인딩이 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)에 의해 단락될 수 있다.
가령, 상기 변압기 시험 장치(10)는 변압 측정을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 소스(13)는 AC 전압 소스로서 작동될 수 있다. 상기 스위치(15)는 개방될 수 있다. 제1 와인딩(41)의 전압은 상기 제1 측정 장치(14)를 사용해 기록될 수 있다. 제2 와인딩(42)의 전압은 상기 제2 측정 장치(16)를 사용해 기록될 수 있다. 변압비(transformation ratio)는 상기 변압기 시험 장치(10)가 상기 전압들의 비율로부터 판단할 수 있다.
이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 변압기 시험 장치(10)는 단락 임피던스 측정을 수행하도록 설계될 수 있다. 이를 위해, 상기 소스(13)는 교류 전류원으로서 작동될 수 있다. 상기 스위치(15)는 폐쇄될 수 있다. 이것은 상기 제어 장치(17)의 제어 신호에 의해 이루어질 수 있다. 상기 제1 와인딩(41)의 전압은 상기 제1 측정 장치(14)를 사용해 기록될 수 있다. 상기 제2 와인딩(42)의 전류는 전류계(도 1에 미도시됨)에 의해 선택적으로 기록될 수 있다. 제2 와인딩(42)에서 기록된 전류는 정정의 용도로 상기 평가 장치(18)가 사용할 수 있다. 가령, 상기 제2 와인딩(42)으로부터 상기 시험 장치(10)로의 라인들(37, 38)의 저항으로 인go 생성되는 결함(fault)이, 적어도 일부 정정될 수 있다.
이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 변압기 시험 장치(10)는 와인딩 저항 측정을 수행하도록 설계될 수 있다. 상기 저항 측정은 정저항 측정일 수 있다. 상기 제1 와인딩(41)의 와인딩 저항이 판단될 수 있다. 상기 소스(13)는 상기 와인딩 저항을 판단하기 위해 직류 전류원으로서 작동할 수 있다. 상기 제1 와인딩(41)의 전압은 상기 제1 측정 장치(14)에 의해 측정될 수 있다. 상기 직류 전류는 상기 변압기(40)의 철심이 포화(saturation) 상태로 진입할 때까지 임프레스될 수 있다. 이러한 측정 시간 간격 동안, 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 상기 철심이 포화된 상태에 더 빠르게 도달하도록 개방될 수 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은, 상기 변압기 철심의 포화 이후에, 와인딩 저항 측정, 단락 임피던스 측정, 부유 임피던스(stray impedance) 측정 또는 다른 측정을 위해 제2 와인딩(42)을 단락시키기 위해 폐쇄되도록 제어될 수 있다. 상기 제2 와인딩의 전압은, 각각 상기 제2 측정 장치(16)를 사용해 측정될 수 있고, 가령 라인 저항들로 인한 결함들을 정정하기 위해 사용될 수 있다.
이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 변압기 시험 장치(10)는 변압비가 스위칭되는 순간의 변압기(30)의 작동상태(behavior)를 탐지하도록 설계될 수 있다. 이러한 형태의 측정은 동저항 측정이라고도 불린다. 동저항비를 측정하기 위해, 제어 가능한 스위치(15)는, 적어도 상기 변압비의 스위치 오버 프로세스가 발생할 때 폐쇄될 수 있다. 그 결과, 상기 제1 와인딩(14)에서 기록되고 상기 스위치 오버 프로세스로 인해 발생하는 효과가 증폭될 수 있다.
상기 일부 측정 또는 또 다른 측정은, 이를 위해 사용자가 상기 변압기 시험 장치(10)와 상기 변압기(40) 사이의 연결부들을 변경할 필요 없이 수행될 수 있다. 특히, 일부 측정은 상기 변압기(40)의 연결부들(35 내지 38)과 상기 변압기 시험 장치(10)의 연결부들(12) 사이의 연결 지점들을 변경할 필요 없이 수행될 수 있다.
상기 제어 장치(17)는 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 전기적으로 작동시키도록 설계될 수 있다. 상기 제어 장치(17)는 상기 제2 와인딩(42)을 단락시키기 위해 상기 변압기 시험의 일부 과정 동안 또는 상기 변압기 시험 내내, 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 폐쇄 상태로 스위칭할 수 있다.
상기 변압기 시험 장치(10)는 일부 다양한 측정을 순차적으로 수행하도록 설계될 수 있는데, 이때 어떤 측정을 수행할지 그리고 선택적으로 그러한 측정의 순서는 사용자가 정의한 방식으로 설정될 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 그래픽 유저 인터페이스를 포함할 수 있는데, 이 그래픽 유저 인터페이스를 통해, 어떤 측정을 수행할지를 사용자가 정의한 방식으로 설정할 수 있다. 수행할 측정을 결정하는 사용자 입력에 따라, 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)과 상기 소스(13)는 선택된 측정이 수행되도록 시간 종속적 방식으로 제어될 수 있다. 또한, 단 하나의 측정만, 예를 들어 변압비 측정, 또는 와인딩 저항 측정, 또는 부유 임피던스 측정을, 선택할 수도 있다. 그러면, 상기 변압기 시험 장치(10)는 상기 선택된 측정에 따라 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 스위칭한다.
도 2는 또 다른 실시예에 따른 변압기 시험 장치(10)를 포함하는 시스템(1)을 도시하고 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 그래픽 유저 인터페이스(20)를 포함한다. 상기 그래픽 유저 인터페이스(20)는 변압기 시험 장치(10)를 사용해 수행된 측정이 사용자가 정의한 방식으로 설정되도록 설계될 수 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 변압기 시험 중에 한 번 또는 몇 번 스위칭 될 수 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 상기 변압기 시험이 일단 시작된 후에는 사용자 입력 또는 또 다른 사용자 행동 없이도 상기 제어 장치(17)의 제어하에 자동적으로 스위칭될 수 있다.
도 2에 도시된 상기 변압기 시험 장치(10)는 또한 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)과 직렬 연결된 전류계(21)를 구비한다. 상기 전류계(21)는 상기 연결부들(33)이 연결된 제2 와인딩(42)의 임피던스보다 훨씬 작은 내부 저항을 구비할 수 있다. 상기 전류계(21)로부터의 출력 신호는 가령 상기 측정 장치들(14, 16)을 사용해 기록된 전압들의 정정을 수행하도록 상기 평가 장치(18)에 의해 평가될 수 있다.
도 3은 또 다른 실시예에 따른 변압기 시험 장치(10)를 포함하는 시스템(1)을 도시한 것이다. 상기 변압기 시험 장치(10)에서, 상기 측정 장치들(14, 16)은 상기 제1 와인딩(41)과 상기 제2 와인딩(42)에 걸쳐서 강하된 전압을 기록하기 위한 전압계들로서 구성된다. 상기 측정 장치들(14, 16)의 다른 구성 또한 사용 가능하다.
도 4는 일 실시예에 따른 방법(50)의 흐름도이다. 상기 방법(50)은 일 실시예에 따라 상기 변압기 시험 장치(10)에 의해 자동으로 실행될 수 있다.
시험 절차가 단계(51)에서 선택될 수 있다. 상기 시험 절차는 상기 변압기(40)에서 수행되는 하나 이상의 측정을 포함할 수 있다. 상기 시험 절차는 복수의 시험 절차 중에서 사용자가 정의한 방식으로 선택될 수 있다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은, 단계(52)에서 상기 선택된 시험 절차에 따라 제어된다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은, 상기 시험 절차 내내 또는 상기 시험 절차의 일부 과정 중에 상기 변압기(40)의 와인딩이 단락되도록 자동으로 제어될 수 있다. 상기 와인딩의 단락 전류는 상기 변압기 시험 장치(10) 전체에 걸쳐 유동한다.
상기 시험 신호를 발생시키기 위한 소스는 단계(53)에서 제어된다. 상기 소스는, 직류 전류, DC 전압 또는 AC 전압을 선택적으로 발생시키도록 제어될 수 있다. 또한, 다양한 시험 신호들이 시간 종속적 방식으로 발생될 수 있다.
상기 소스의 작동 및 상기 제어 가능한 스위치의 작동은 시간적으로 서로 조율될 수 있다. 가령, 시험 절차 중 변압기 철심이 포화 상태에 진입해야 하는 부분에서는, 상기 소스가 상기 제1 와인딩(41) 상의 직류 전류를 임프레스하는 동안에는 상기 제2 와인딩(42)이 단락되지 않도록 상기 제어 가능한 스위칭 수단이 제어될 수 있다.
상기 변압기(40)의 시험 반응은 단계(54)에서 자동으로 평가될 수 있다. 상기 평가는, 정저항 측정의 경우 와인딩 저항을 판단하는 단계, 부유 임피던스를 판단하는 단계, 부유 인덕턴스를 판단하는 단계, 변압비를 판단하는 단계 또는 상기 특징적 변수 중 2개 또는 2개 이상의 조합을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 상기 시험 절차 중에 한 번 또는 몇 번 스위칭될 수 있다.
도 5 및 도 6은 시험 절차 중에 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 제어하기 위한 제어 신호(Ctrl_s)의 일 예를 도시하고 있다. 상기 제어 신호는 상기 변압기 시험 장치(10)의 반도체 집적 회로에 의해 자동으로 발생될 수 있다. 상기 제어 신호는 시간표, 또는 상기 변압기 시험 장치(10)의 측정 장치들(14, 16, 21) 중 적어도 하나로부터의 출력 신호에 따라, 상기 변압기 시험 장치(10)의 반도체 집적 회로에 의해 자동으로 발생될 수 있다.
도 5는 상기 변압기 시험 장치(10)에 의해 수행될 수 있는 시험 절차에서 상기 제어 스위칭 수단을 작동시키기 위한 제어 신호(60)를 도시하고 있다. 상기 시험 절차 기간의 일부 과정(61) 중에, 상기 제어 신호(60)는 제1 값을 갖고 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 개방됨으로써, 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 상기 와인딩(42)을 단락시키지 않는다. 상기 시험 절차 중 어느 시점에, 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은, 상기 제2 와인딩(42)을 단락시키기 위해, 폐쇄 상태로 스위칭된다. 이를 위해, 상기 제어 신호(60)는 제2 값으로 변경된다. 상기 시험 절차의 기간 중 제2 과정(62) 중에, 상기 제어 가능한 스위칭 수단은, 상기 제2 와인딩(42)을 단락시키기 위해 폐쇄된다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)이 폐쇄되는 시점은, 가령 시간표에 의해 설정되거나, 특정 조건에 따라 설정될 수 있다. 가령, 상기 변압기 철심의 포화가 모니터링될 수 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은, 상기 변압기 철심이 완전히 포화되거나, 상기 포화가 기특정 기준을 만족하면 폐쇄될 수 있다.
도 6은 상기 변압기 시험 장치(10)에 의해 수행될 수 있는 시험 절차에서 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 작동시키기 위한 제어 신호(65)를 도시하고 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은, 상기 시험 절차가 수행되는 동안 폐쇄 및 개방 상태로 몇 번 스위칭된다. 가령, 상기 시험 절차의 일부 과정(66) 중에, 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)이 각각 개방됨으로써, 상기 제2 와인딩(42)은 단락되지 않을 수 있다. 상기 시험 절차 중 또 다른 일부 과정(67) 중에, 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 각각 폐쇄됨으로써, 상기 제2 와인딩(42)은 단락될 수 있다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)의 폐쇄 및 개방 시점은, 가령, 도 5를 참조로 설명한 바와 같이, 시간표 또는 특정 조건에 따라 각각 설정될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치(10)가 상기 변압기의 복수의 와인딩을 순차적으로 또는 동시에 단락시키도록 설계된 경우, 상기 변압기 시험 장치(10)는 복수의 제어 가능한 스위칭 수단을 포함할 수 있다. 상기 복수의 제어 가능한 스위칭 수단의 제어 신호들은, 상기 변압기의 하나의 와인딩 또는 몇몇 와인딩들이 선택적으로 단락되는 시험 절차를 운영하도록 시간적으로 조율된 방식으로 발생될 수 있는데, 이때 이를 위해 재배선이 수행될 필요가 없다.
도 7은 일 실시예에 따른 변압기 시험 장치(10)를 포함하는 시스템(1)을 도시하고 있다. 상기 변압기(40)는 변압비가 가변되도록 설계된다. 이를 위해, 상기 변압기(40)는 가령, 제1 와인딩(41)을 구비한 부하시 탭 전환장치(on-load tap changer)(43)를 포함할 수 있다. 상기 부하시 탭 전환장치(43)의 디자인과 작동 방식은 당업자에게 잘 알려져 있다.
상기 변압기 시험 장치(10)는, 상기 부하시 탭 전환장치(43)의 스위칭 중에 상기 변압기(40)의 동작상태를 모니터링하고 평가하도록 설계될 수 있다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 특히, 동저항 측정을 하도록 설계될 수 있다. 상기 부하시 탭 전환장치의 두 개의 연결부들 사이의 부하시 탭 전환장치(43)의 와인딩 저항은, 스위치 오버 중에 확인 가능하다. 이를 위해, 상기 소스(13)에 의해 직류 전류 또는 교류 전류가 임프레스될 수 있고, 상기 부하시 탭 전환장치(41)에 걸쳐 강하된 전압은 상기 측정 장치(14)를 사용해 기록될 수 있다.
상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은, 상기 변압기(40)에 있어서 부하시 탭 전환장치가 제공되지 않은 변압기 측에서 제2 와인딩(42)을 선택적으로 단락시키도록 설계된다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은, 상기 제2 와인딩(42)을 단락시키도록 상기 부하시 탭 전환장치(41)가 스위치 오버되면 폐쇄될 수 있다. 그 결과, 특히 명백한 효과가 상기 스위치 오버 프로세스 중에 관찰될 수 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 두 개의 프로세스 사이에서 개방됨으로써, 상기 제2 와인딩(42)은 단락되지 않을 수 있다. 그 결과, 상기 변압기(40) 작동상태가 좀 더 빠르게 안정화될 수 있다.
하나 이상의 주파수에 대한 상기 부하시 탭 전환장치(41)의 저항을 판단하는 정저항 측정은 또한, 상기 부하시 탭 전환장치(41)의 각각의 스위칭 단계에 대해 선택적으로 수행될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치(10)는, 상기 부하시 탭 전환장치(41)의 스위치 오버 프로세스들과 조율된 방식으로 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)의 스위칭을 수행하기 위해, 인터페이스를 포함할 수 있다. 가령, 상기 변압기 시험 장치(10)는 상기 부하시 탭 전환장치(41)의 스위칭 프로세스들을 촉발하도록 설계될 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 스위치 오버 프로세스의 시작은, 상기 부하시 탭 전환장치에 걸친 전압을 모니터링함으로써 상기 변압기 시험 장치(10)에 의해 자동으로 식별될 수 있고, 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 폐쇄 상태로 자동으로 스위칭하기 위한 시발점 역할을 할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 방법(70)의 흐름도이다. 상기 방법(70)은, 부하시 탭 전환장치를 포함하는 변압기를 시험하기 위해 상기 변압기 시험 장치(10)에 의해 자동으로 수행될 수 있다.
상기 변압기 시험 장치(10)는 단계(71)에서 상기 변압기(40)에 분리 가능하게 연결된다.
상기 부하시 탭 전환장치는 단계(72)에서 시작 위치로 이동될 수 있는데, 이 시작 위치는 가령 상기 부하시 탭 전환장치의 최대 자기 인덕턴스(self-inductance)에 해당될 수 있다.
그런 다음, 상기 변압기(40)의 동작상태는 상기 부하시 탭 전환장치(43)의 각각의 스위치 오버 프로세스 중에 자동으로 기록될 수 있다. 정저항 측정은, 상기 부하시 탭 전환장치(43)의 와인딩 저항을 확인하기 위해 상기 부하시 탭 전환장치(43) 각각의 스위칭 단계에 대해 선택적으로 수행될 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 상기 부하시 탭 전환장치(43)의 스위칭 프로세스들 사이에서,다른 측정 또한 이루어질 수 있다.
단계(73)에서, 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 상기 제2 와인딩(42)이 단락되지 않는 상태에 있을 수 있다. 그 결과, 1차 측에 직류 전류가 임프레스되면 상기 변압기가 좀 더 빠르게 안정화될 수 있다.
저항 측정이 단계(74)에서 이루어질 수 있다. 상기 부하시 탭 전환장치(43)의 와인딩 저항이 확인될 수 있다.
단계(75)에서, 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은, 상기 제2 와인딩(42)을 단락시키기 위해 폐쇄되도록 작동될 수 있다.
단계(76)에서, 상기 부하시 탭 전환장치(43)는, 서로 다른 스위칭 단계들 사이의 스위칭 프로세스를 촉발하도록 작동될 수 있다. 상기 부하시 탭 전환장치에 걸친 전압이 상기 스위치 오버 프로세스 중에 측정될 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스(13)는, 가령 직류 전류를 임프레스할 수 있다. 상기 스위치 오버 프로세스 중에, 상기 기록된 전압으로부터 동저항이 확인될 수 있다.
단계(77)에서, 상기 부하시 탭 전환장치(43)의 최종 단계에 도달했는지 여부를 판단하기 위한 확인이 이루어질 수 있다. 상기 최종 단계는 가령, 상기 부하시 탭 전환장치(43)의 자기 인덕턴스(self-inductance)가 가장 작은 단계일 수 있다. 상기 최종 스위칭 단계에 아직 도달하지 않았다면, 상기 방법은 단계(73)으로 되돌아갈 수 있다. 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은, 상기 제2 와인딩(42)을 단락시키지 않도록 개방될 수 있다.
상기 최종 스위칭 단계에 도달한 경우, 상기 변압기 시험 장치는 단계(78)에서 상기 변압기로부터 분리될 수 있다. 상기 변압기 시험의 결과들은, 상기 변압기 시험 장치에 의해 자동으로 추가 평가 및/또는 보관될 수 있다.
앞서 도면들을 참조로 실시예들을 상세히 설명했지만, 추가적인 실시예에 따라, 대안이 되는 특징들 또는 또 다른 특징들이 사용될 수 있다. 두 개의 와인딩을 포함하는 변압기와 변압기 시험 장치를 조합하여 사용하는 경우를 예로 들었지만, 3개 또는 그 이상의 와인딩을 구비한 변압기들에 대해서도 본 실시예들에 따른 장치 및 방법들을 사용할 수 있다.
본 실시예들에서는, 상기 변압기 시험 장치는 상기 변압기의 단지 하나의 와인딩만을 단락시키기 위한 제어 가능한 스위칭 수단을 포함하지만, 상기 변압기 시험 장치는 또한, 상기 변압기를 복수의 횟수로 단락시키기 위한 두 개 또는 그 이상의 제어 가능한 스위칭 수단을 구비할 수 있다. 상기 변압기 시험 장치는 복수의 와인딩을 동시에 또는 순차적으로 단락시키도록 설계될 수 있다.
본 실시예들에서는, 상기 변압기 시험 장치는 변압기의 저압측을 단락시키도록 설계되지만, 상기 변압기 시험 장치는 또한, 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 사용해 저압측에 대한 대안으로서 또는 이에 추가적으로 상기 변압기의 고압측 또는 3차 와인딩을 단락시키도록 설계될 수 있다.
본 실시예들에서는, 상기 변압기의 복수의 특징적 변수들을 판단하는 단계를 포함하는 시험 절차가 자동으로 수행되지만, 새로운 사용자 입력이 요구되기 전에는 상기 변압기의 단지 하나의 특징적 변수만 측정되는 경우에도 본 실시예들에 따른 변압기 시험 장치와 방법이 사용될 수 있다.
본 실시예들에서는, 상기 변압기가 에너지 공급 네트워크의 발전소 또는 변전소에 설치되지만, 이보다 작은 변압기에도 본 실시예들에 따른 변압기 시험 장치와 방법이 사용될 수 있다.
본 실시예들에 따른 변압기 시험 장치, 방법 및 시스템들은, 변압기 시험 중 추가적인 자동화를 가능하게 한다.
Claims (15)
- 변압기(40)를 시험하기 위한 변압기 시험 장치(10)로서,
상기 변압기 시험 장치(10)를 상기 변압기(40)에 분리 가능하게 연결하기 위한 연결부(12);
상기 변압기(40)를 시험하기 위한 시험 신호를 발생시키는 소스(13); 및
상기 변압기(40)의 적어도 하나의 와인딩(42)을 단락시키기 위해, 변압기 시험 과정 중에 상기 연결부(12)에 연결되는 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제1항에 있어서,
상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)에 연결되고, 상기 변압기 시험을 수행하기 위해 적어도 한 번 상기 제어 가능한 스위칭 수단을 자동으로 작동시키도록 마련된 제어 장치(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제2항에 있어서,
상기 제어 장치(17)는, 선택된 시험 절차에 따른 시간표에 따라 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 자동으로 작동시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제3항에 있어서,
복수의 시험 절차 중에서 상기 시험 절차를 선택하기 위한 유저 인터페이스(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제어 장치(17)는, 상기 시간표에 따라 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)과 상기 소스(13)를 작동시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소스(13), 상기 제어 가능한 스위칭 수단(15) 및 상기 제어 장치(17)가 수용된 하우징(11)을 포함하고,
상기 연결부(12)는 상기 하우징(11) 상에 제공되고,
상기 제어 가능한 스위칭 수단(15)은 상기 변압기 시험 과정 중에 단락 전류를 전도하기 위해 마련된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변압기 시험 장치(10)는 상기 변압기 시험 기간의 일부 과정(62, 67) 중에 상기 적어도 하나의 와인딩(42)을 단락시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변압기 시험 장치(10)는 상기 변압기 시험 기간 내내 상기 적어도 하나의 와인딩(42)을 단락시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변압기 시험 장치(10)는 상기 변압기 시험 과정 중에 적어도 하나의 측정을 수행하도록 마련되고, 상기 측정은,
저항 측정;
부유 임피던스 측정; 및
부하시 탭 전환장치(43)가 작동되는 경우의 동저항 측정;을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제9항에 있어서,
상기 변압기 시험 장치(10)는, 상기 변압기(40)의 와인딩 저항을 측정하도록 마련된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변압기 시험 장치(10)는, 상기 변압기(40)의 부하시 탭 전환장치(43)가 작동되는 경우, 상기 변압기(40)에서 측정을 수행하도록 마련된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소스(13)는 전류원(13) 또는 전압원(13)으로서, 선택적으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치(10). - 변압기(40); 및
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 변압기 시험 장치(10)를 포함하고, 상기 변압기 시험 장치는 상기 연결부(12)를 통해 상기 변압기(40)에 분리 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 시스템. - 변압기(40)에 분리 가능하게 연결되기 위한 연결부(12)를 구비한 변압기 시험 장치(10)를 포함하는 변압기(40)의 시험 방법으로서,
상기 변압기 시험 장치(10)의 제어 가능한 스위칭 수단(15)을 사용해 상기 변압기(40)의 적어도 하나의 와인딩(42)을 단락시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기(40) 시험 방법. - 제14항에 있어서,
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 상기 변압기 시험 장치(10)를 사용해 수행되는 것을 특징으로 하는 변압기(40) 시험 방법.
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