KR20170117724A - 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치 - Google Patents

가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치는, 내부에 절연가스가 충전되는 가스절연개폐부, 상기 가스절연개폐부의 내부에 충전된 절연가스의 압력 및 절연가스의 분해 반응으로 생성되어 상기 가스절연개폐부의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도를 각각 측정하는 측정부, 상기 측정부에 의해서 측정된 절연가스의 측정압력값이 기준압력값 이하인 경우 상기 가스절연개폐부 내로 절연가스를 공급하도록 내부에 절연가스를 저장하는 가스저장부, 상기 측정부에 의해서 측정된 분해가스의 측정농도값이 기준농도값 이상인 경우 상기 가스절연개폐부 내의 절연가스를 회수하여 정화시키는 가스정화부 및 상기 측정부에 의해서 측정된 측정값에 따라 상기 가스저장부 및 상기 가스정화부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING INSULATING GAS IN GAS INSULATED SWITCHGEAR}
본 발명은 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치에 관한 것이다.
가스절연개폐부 또는 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear, GIS)는 전기 계통의 전원측과 부하측 간의 회로 사이에 설치되어 정상적인 전류 상태에서 인위적으로 회로를 개폐할 때 또는 회로 상에 지락이나 단락 등과 같은 이상 전류가 발생하였을 때 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 부하기기를 보호하는 기기이다.
도 1은 종래의 가스절연개폐부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가스절연개폐부(10)는 차단기(1), 단로기/접지개폐기(2), 모선(3), 변류기(4) 및 조작부(5) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
단로기(2)는 부하 전류를 제거한 후 회로를 격리하거나 접속 변경에 사용되는 구성이고, 접지개폐기(2)는 수동으로 주회로를 접지하는 기능을 한다. 모선(3)은 차단기(1)의 출력 측에 장착되어 차단기(1)를 통과한 전류를 다수의 장소로 분배시키고, 변류기(4)는 차단기(1)의 입력측에 위치하여 선로에 발생한 이상 전류를 감지하여 선로를 보호하는 기능을 한다. 차단기(1)는 조작부(5)에 의해서 구동될 수 있다.
가스절연개폐부(10)의 내부에는 절연가스가 충전되며, 가스절연개폐부(10)의 내부에 충전되는 절연가스로써 절연 특성이 우수한 육불화황(SF6)이 사용될 수 있다. 육불화항은 물리적, 화학적, 전기적 성질이 매우 우수하고, 절연 내력과 소호 능력이 뛰어나 고전압과 대전력 차단에 적합한 절연가스이다.
이와 같은 절연가스는 가스절연개폐부(10)의 기밀이 불량한 경우 또는 외부로부터 수분이 유입되는 경우 절연가스가 외부로 누출되거나 부식성 가스로 분해될 수 있다. 이에 따라 가스절연개폐부(10)의 내부에 충전된 절연가스는 보충되거나 교체되어야 한다.
종래에는 가스절연개폐부(10)의 내부에 충전된 절연가스의 양 또는 부식성 가스의 생성 여부를 작업자가 수동으로 확인하였으며, 절연가스의 보충 작업 또는 교체 작업 역시 인력에 의하여 수동으로 실시되어 관리의 효율성을 확보하기 어려웠다.
대한민국 등록특허공보 제10-0995989호(2010.11.16. 등록, 지상 개폐기의 절연가스 점검장치)
본 발명은 가스절연개폐부의 관리에 요구되는 인력 및 시간을 최소화하여 가스절연개폐부의 관리의 효율성을 향상시킬 수 있는 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 가스절연개폐부의 내부에 존재하는 절연가스의 압력과 순도를 유지할 수 있는 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 절연가스가 충전되는 가스절연개폐부, 가스절연개폐부의 내부에 충전된 절연가스의 압력 및 절연가스의 분해 반응으로 생성되어 가스절연개폐부의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도를 각각 측정하는 측정부, 측정부에 의해서 측정된 절연가스의 측정압력값이 기준압력값 이하인 경우 가스절연개폐부 내로 절연가스를 공급하도록 내부에 절연가스를 저장하는 가스저장부, 측정부에 의해서 측정된 분해가스의 측정농도값이 기준농도값 이상인 경우 가스절연개폐부 내의 절연가스를 회수하여 정화시키는 가스정화부 및 측정부에 의해서 측정된 측정값에 따라 가스저장부 및 가스정화부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치가 제공된다.
여기서, 제어부는 가스정화부가 가스절연개폐부 내의 절연가스를 회수하는 동안, 가스절연개폐부의 내부로 절연가스를 공급하도록 가스저장부를 작동시킬 수 있다.
가스저장부는 절연가스를 저장하는 가스저장탱크 및 가스저장탱크를 개폐하도록 가스저장탱크에 설치되는 가스저장부측 제1 밸브를 포함하고, 제어부는 가스저장부측 제1 밸브를 선택적으로 개폐함으로써 가스저장부의 작동을 제어할 수 있다.
가스저장부에서 토출된 절연가스를 가스절연개폐부로 공급하도록 가스저장부와 가스절연개폐부를 연결하는 제1 배관 및 가스절연개폐부에서 배출된 절연가스를 가스정화부로 공급하도록 가스절연개폐부와 가스정화부를 연결하는 제2 배관을 더 포함할 수 있다.
제1 배관의 내부에 존재하는 잔여가스를 제거하도록 제1 배관에 결합되는 펌프를 더 포함할 수 있다.
측정부는 가스정화부의 내부에 존재하는 절연가스의 순도값을 측정할 수 있다.
가스정화부에 의해서 정화되어 가스정화부의 내부에 존재하는 절연가스를 가스저장부로 공급하도록 가스정화부와 가스저장부를 연결하는 공급라인을 더 포함하고, 제어부는 측정부에 의해서 측정된 측정순도값에 따라 공급라인의 개폐를 제어할 수 있다.
그리고 제어부는 측정부에 의해서 측정된 측정 결과, 가스저장부 및 가스정화부의 작동 제어 상태에 관한 데이터를 외부 시스템에 전송하고, 외부 시스템으로부터 각종 데이터 및 제어 명령을 수신하기 위한 외부통신모듈을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 측정부에 의해서 측정된 데이터를 기반으로 제어부가 가스절연개폐부의 내부에 존재하는 절연가스의 압력 및 순도를 자동으로 조절하므로, 가스절연개폐부의 관리에 요구되는 인력 및 시간을 최소화할 수 있어 관리의 효율성을 향상시킬 수 있는 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치를 구현할 수 있다.
또한, 측정부는 가스절연개폐부의 내부에 존재하는 절연가스의 압력뿐만 아니라 가스절연개폐부의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도까지도 측정할 수 있고, 측정된 분해가스의 농도에 따라 절연가스를 정화하는 가스정화부를 포함하므로, 가스절연개폐부의 내부에 존재하는 절연가스의 압력과 순도를 유지할 수 있는 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 종래의 가스절연개폐부의 일 예를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치를 나타내는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치의 제어부가 가스저장부의 작동을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 도 2에 도시된 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치의 제어부가 가스정화부 및 가스저장부의 작동을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 5는 도 2에 도시된 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치의 제어부가 공급라인의 개폐를 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도.
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.
본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치(1000)는 가스절연개폐부(100), 측정부(200), 가스저장부(300), 가스정화부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.
가스절연개폐부(100)는 종래의 가스절연개폐부(100)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들면, 가스절연개폐부(100)는 부싱(Bushing Unit), 회로차단기(Circuit Breaker), 단로기(Disconnector Switch), 접지스위치(Earthing Switch) 및 가동부 등을 포함할 수 있다.
가스절연개폐부(100)의 내부에는 절연가스가 충전되고, 절연가스로써 절연 특성이 매우 우수한 육불화황(SF6)을 사용할 수 있다.
측정부(200)는 가스절연개폐부(100)의 내부에 충전된 절연가스의 압력 및 절연가스의 분해 반응으로 생성되어 가스절연개폐부(100)의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도를 각각 측정한다.
가스절연개폐부(100)의 기밀이 불량할 경우, 가스절연개폐부(100)의 내부에 충전된 절연가스는 외부로 누출될 수 있다. 가스절연개폐부(100)의 내부에 충전된 절연가스가 외부로 누출되어 가스절연개폐부(100)의 내부에 존재하는 절연가스의 압력이 감소하면, 충분한 절연 성능을 확보할 수 없다.
한편, 가스절연개폐부(100)에서 차단 동작이 발생하는 경우, 가스절연개폐부(100)의 내부에 충전된 절연가스는 분해되어 분해가스를 생성할 수 있다. 예를 들어, 절연가스로써 육불화황을 사용하는 가스절연개폐부(100)의 내부에서 차단 동작이 발생하면, 육불화황은 차단 동작 시 발생하는 아크 등에 의하여 분해되어 아황산가스(SO2)를 생성할 수 있다. 육불화황이 분해되어 생성되는 아황산가스는 부식성이 강한 가스이며, 가스절연개폐부(100) 내의 절연물 또는 금속을 부식시킬 수 있다.
가스절연개폐부(100)의 내부에 존재하는 절연가스의 압력이 감소하거나 절연가스의 분해 반응으로 생성된 분해가스가 가스절연개폐부(100)의 내부에 잔류하면, 가스절연개폐부(100)의 성능이 저하될 수 있다. 예를 들면, 가스절연개폐부(100)는 과열되거나 회로의 차단이 불가능해질 수 있다.
이와 같이, 가스절연개폐부(100)의 내부에 충전된 절연가스의 압력값 및 가스절연개폐부(100)의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도값은 가스절연개폐부(100)의 성능에 영향을 미치는 중요 요소이다. 측정부(200)는 절연가스의 압력 및 분해가스의 농도를 실시간으로 측정할 수 있다.
가스저장부(300)는 측정부(200)에 의해서 측정된 절연가스의 측정압력값이 기준압력값 이하인 경우 가스절연개폐부(100) 내로 절연가스를 공급하도록 내부에 절연가스를 저장한다.
기준압력값은 미리 설정된 값이며, 기준압력값은 가스절연개폐부(100)의 용량, 작동 전압 또는 절연가스의 종류, 특성 등에 따라 변화할 수 있다. 측정압력값은 가스절연개폐부(100)의 내부에 존재하는 절연가스의 압력값을 의미한다.
가스정화부(400)는 측정부(200)에 의해서 측정된 분해가스의 측정농도값이 기준농도값 이상인 경우 가스절연개폐부(100) 내의 절연가스를 회수하여 정화시킨다.
기준농도값은 미리 설정된 값이며, 기준농도값은 가스절연개폐부(100)의 용량 또는 작동 전압, 절연가스의 종류 또는 특성 및 분해가스의 종류 또는 특성 등에 따라 변화할 수 있다. 측정농도값은 가스절연개폐부(100)의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도값을 의미한다.
제어부(500)는 측정부(200)에 의해서 측정된 측정값에 따라 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)의 작동을 제어한다.
도 3은 도 2에 도시된 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치의 제어부가 가스저장부의 작동을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 도 2에 도시된 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치의 제어부가 가스정화부 및 가스저장부의 작동을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제어부(500)는 가스절연개폐부(100) 내의 절연가스에 대한 기준압력값(P0)을 설정한다. 측정부(200)에 의해서 측정된 가스절연개폐부(100)의 내부에 충전된 절연가스의 압력값은 제1 측정압력값(P1)으로 제어부(500)에 입력된다. 이때, 측정부(200)는 측정압력값을 제어부(500)에 송신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있고, 제어부(500)는 측정부(200)로부터 송신된 측정압력값을 수신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있다.
제어부(500)는 기준압력값(P0)과 제1 측정압력값(P1)을 비교하는 연산을 수행한다. 제1 측정압력값(P1)이 기준압력값(P0) 보다 크거나 기준압력값(P0)과 같은 경우, 제어부(500)는 다음 단계를 진행하지 않으며, 다시 측정부(200)로부터 새로운 제1 측정압력값(P1)을 입력받을 수 있다.
제1 측정압력값(P1)이 기준압력값(P0) 보다 작은 경우, 제어부(500)는 가스저장부(300)를 작동시킨다. 이때, 제어부(500)는 가스저장부(300)에 작동 신호를 송신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있고, 가스저장부(300)는 제어부(500)로부터 송신된 작동 신호를 수신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있다.
제어부(500)에 의해서 가스저장부(300)의 작동이 개시되면, 가스저장부(300)는 가스절연개폐부(100)의 내부로 절연가스를 공급한다. 이때, 측정부(200)는 실시간으로 변화하는 가스절연개폐부(100)의 내부에 존재하는 절연가스의 압력값을 측정하고, 측정된 압력값을 제어부(500)로 송신한다.
측정부(200)로부터 송신된 절연가스의 압력값은 제어부(500)에 제2 측정압력값(P2)으로 입력된다. 제어부(500)는 제2 측정압력값(P2)을 기준압력값(P0)과 비교하는 연산을 수행한다. 제2 측정압력값(P2)이 기준압력값(P0)보다 작은 경우, 제어부(500)는 가스 공급이 계속되도록 가스저장부(300)를 제어한다.
제2 측정압력값(P2)이 기준압력값(P0)보다 크거나 기준압력값(P0)과 같은 경우, 제어부(500)는 가스저장부(300)의 작동을 중지시킨다.
제어부(500)는 측정부(200)에 의해서 측정된 절연가스의 측정압력값에 따라 가스절연개폐부(100) 내의 절연가스의 압력을 자동으로 조절할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 제어부(500)는 가스절연개폐부(100) 내의 분해가스에 대한 기준농도값(C0)을 설정한다. 측정부(200)에 의해서 측정된 가스절연개폐부(100)의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도값은 제1 측정농도값(C1)으로 제어부(500)에 입력된다. 이때, 측정부(200)는 측정농도값을 제어부(500)에 송신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있고, 제어부(500)는 측정부(200)로부터 송신된 측정농도값을 수신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있다.
제어부(500)는 기준농도값(C0)과 제1 측정농도값(C1)을 비교하는 연산을 수행한다. 제1 측정농도값(C1)이 기준농도값(C0) 보다 작은 경우, 제어부(500)는 다음 단계를 진행하지 않으며, 다시 측정부(200)로부터 새로운 제1 측정농도값(C1)을 입력받을 수 있다.
제1 측정농도값(C1)이 기준농도값(C0) 보다 크거나 기준농도값(C0)과 같은 경우, 제어부(500)는 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)를 작동시킨다. 이때, 제어부(500)는 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)에 작동 신호를 송신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있고, 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)는 제어부(500)로부터 송신된 작동 신호를 수신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있다.
제어부(500)에 의해서 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)의 작동이 개시되면, 가스저장부(300)는 가스절연개폐부(100)의 내부로 절연가스를 공급하고, 가스절연개폐부(100)의 내부에 존재하던 오염된 절연가스는 가스정화부(400)로 회수되어 정화될 수 있다. 즉, 가스절연개폐부(100)는 가스저장부(300)로부터 순도가 높은 절연가스를 공급받는 동시에 내부에 존재하던 오염된 가스를 외부로 배출하고, 배출된 가스는 가스정화부(400)로 유입되어 정화될 수 있다.
측정부(200)는 실시간으로 변화하는 가스절연개폐부(100)의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도값을 측정하고, 측정된 농도값을 제어부(500)로 송신한다. 측정부(200)로부터 송신된 분해가스의 농도값은 제어부(500)에 제2 측정농도값(C2)으로 입력된다.
제어부(500)는 제2 측정농도값(C2)을 기준농도값(C0)과 비교하는 연산을 수행한다. 제2 측정농도값(C2)이 기준농도값(C0)보다 크거나 기준농도값(C0)과 같은 경우, 제어부(500)는 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)의 작동이 계속되도록 가스저장부(300)와 가스정화부(400)를 제어한다.
제2 측정농도값(C2)이 기준농도값(C0)보다 작은 경우, 제어부(500)는 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)의 작동을 중지시킨다.
제어부(500)는 측정부(200)에 의해서 측정된 분해가스의 측정농도값에 따라 가스절연개폐부(100)의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도를 자동을 조절할 수 있으며, 이에 따라 가스절연개폐부(100)의 내부에 존재하는 절연가스의 순도를 유지할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 가스저장부(300)는 절연가스를 저장하는 가스저장탱크(305) 및 가스저장탱크(305)를 개폐하도록 가스저장탱크(305)에 설치되는 가스저장부측 제1 밸브(310)를 포함할 수 있고, 제어부(500)는 가스저장부측 제1 밸브(310)를 선택적으로 개폐함으로써 가스저장부(300)의 작동을 제어할 수 있다.
즉, 가스절연개폐부(100)의 내부에 충전된 절연가스의 측정압력값이 기준압력값 이하인 경우, 제어부(500)는 가스저장부측 제1 밸브(310)를 개방함으로써 가스저장탱크(305)에 저장된 절연가스를 가스절연개폐부(100)로 공급할 수 있다. 제어부(500)는 가스저장부측 제1 밸브(310)를 폐쇄함으로써 가스저장탱크(305)에 저장된 절연가스의 공급을 중지시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치(1000)는 가스저장부(300)에서 토출된 절연가스를 가스절연개폐부(100)로 공급하도록 가스저장부(300)와 가스절연개폐부(100)를 연결하는 제1 배관(130), 가스절연개폐부(100)에서 배출된 오염된 절연가스(분해가스를 포함하는 절연가스)를 가스정화부(400)로 공급하도록 가스절연개폐부(100)와 가스정화부(400)를 연결하는 제2 배관(140)을 포함할 수 있다.
제1 배관(130)의 양 단에는 가스절연개폐부측 제1 밸브(110)와 가스저장부측 제1 밸브(310)가 각각 설치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제어부(500)는 가스절연개폐부측 제1 밸브(110)와 가스저장부측 제1 밸브(310)의 개폐를 조절함으로써 가스저장부(300)의 작동을 제어할 수도 있다.
이와 유사하게, 제2 배관(140)의 양 단에는 가스절연개폐부측 제2 밸브(120)와 가스정화부측 제1 밸브(410)가 각각 설치될 수 있다. 제어부(500)는 가스절연개폐부측 제2 밸브(120)와 가스정화부측 제1 밸브(410)의 개폐를 조절함으로써 가스정화부(400)의 작동을 제어할 수도 있다.
또한, 본 실시예에 따른 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치(1000)는 제1 배관(130)의 내부에 존재하는 잔여가스를 제거하도록 제1 배관(130)에 결합되는 펌프(700)를 더 포함할 수도 있다.
한편, 측정부(200)는 가스절연개폐부(100), 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)의 내부에 존재하는 가스(절연가스, 분해가스를 함유하는 절연가스 또는 수분을 함유하는 절연가스 등)의 압력, 온도, 농도 및 수분량을 각각 측정하도록 압력측정기(210), 온도측정기(230), 농도측정기(220) 및 수분량측정기(240)를 포함할 수 있다.
즉, 측정부(200)는 가스절연개폐부(100)의 내부에 존재하는 절연가스의 압력뿐만 아니라 가스저장부(300) 또는 가스정화부(400)의 내부에 존재하는 각각의 가스의 압력을 측정할 수도 있다.
특히, 측정부(200)는 가스정화부(400)의 내부에 존재하는 절연가스의 순도값을 측정할 수 있다. 순도값은 가스정화부(400)의 내부에 존재하는 절연가스의 농도와 가스정화부(400)의 내부에 존재하는 분해가스의 농도를 측정하여 도출될 수 있다.
본 실시예에 따른 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치(1000)는 가스정화부(400)에 의해서 정화되어 가스정화부(400)의 내부에 존재하는 절연가스를 가스저장부(300)로 공급하도록 가스정화부(400)와 가스저장부(300)를 연결하는 공급라인(600)을 더 포함할 수 있고, 이때, 제어부(500)는 측정부(200)에 의해서 측정된 절연가스의 측정순도값에 따라 공급라인(600)의 개폐를 제어할 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치의 제어부가 공급라인의 개폐를 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 제어부(500)는 가스정화부(400) 내의 절연가스에 대한 기준순도값(Pu0)을 설정한다. 측정부(200)에 의해서 측정된 가스정화부(400)의 내부에 존재하는 절연가스의 순도값은 제1 측정순도값(Pu1)으로 제어부(500)에 입력된다. 이때, 측정부(200)는 측정순도값을 제어부(500)에 송신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있고, 제어부(500)는 측정부(200)로부터 송신된 측정순도값을 수신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있다.
제어부(500)는 기준순도값(Pu0)과 제1 측정순도값(Pu1)을 비교하는 연산을 수행한다. 제1 측정순도값(Pu1)이 기준순도값(Pu0)보다 작은 경우, 제어부(500)는 가스정화부(400) 내의 절연가스의 순도를 더욱 향상시키도록 가스정화부(400)를 작동시킨다. 측정부(200)는 실시간으로 변화하는 가스정화부(400) 내의 절연가스의 순도값을 측정하고, 새로 측정된 순도값을 제어부(500)로 송신한다.
제1 측정순도값(Pu1)이 기준순도값(Pu0)보다 크거나 같은 경우, 제어부(500)는 가스정화부(400)의 작동을 중지시키고 공급라인(600)을 개방시킴으로써 가스정화부(400)의 내부에서 정화가 완료된 절연가스를 가스저장부(300)로 공급할 수 있다. 가스저장부(300)로 공급된 절연가스는 재 사용될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치(1000)는 가스절연개폐부(100)의 내부에서 오염된 절연가스를 회수하여 정화시키는 가스정화부(400) 및 가스정화부(400)에 의해서 정화된 절연가스를 재 사용이 가능하도록 가스저장부(300)로 공급하는 공급라인(600)을 포함함으로써, 가스절연개폐부(100)의 운용 비용을 절감할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 공급라인(600)의 양 단에는 가스정화부측 제2 밸브(420)와 가스저장부측 제2 밸브(320)가 각각 설치될 수 있다. 제어부(500)는 가스정화부측 제2 밸브(420)와 가스저장부측 제2 밸브(320)의 개폐를 조절함으로써 공급라인(600)의 개폐를 제어할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치(1000)의 제어부(500)는 측정부(200)에 의해서 측정된 측정 결과, 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)의 작동 제어 상태에 관한 데이터를 외부 시스템에 전송하고, 외부 시스템으로부터 각종 데이터 및 제어 명령을 수신하기 위한 외부통신모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 외부 시스템이란 스카다(Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA) 또는 EMS(Energy Management System) 등을 의미할 수 있다. 관리자는 외부 시스템을 통하여 원격으로 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치(1000)의 작동을 감시하고 제어할 수 있다.
즉, 제어부(500)는 외부 시스템과의 통신을 위한 외부통신모듈을 포함할 수 있으며, 제어부(500)는 외부통신모듈을 통하여 가스절연개폐부(100), 측정부(200), 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)에 관한 각종 데이터를 외부 시스템으로 전송할 수 있다.
또한, 제어부(500)는 외부통신모듈을 통하여 외부 시스템으로부터 각종 데이터 및 제어 명령을 수신할 수 있으며, 제어부(500)는 외부 시스템으로부터 전송된 각종 데이터를 기반으로 가스절연개폐부(100), 측정부(200), 가스저장부(300) 및 가스정화부(400)의 작동을 제어할 수 있다.
사용자 또는 관리자는 외부 시스템을 통하여 제어부(500)에 각종 명령을 입력할 수 있으며, 외부 시스템을 통하여 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치(1000)에 관한 전반적인 상황을 감시하고 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 측정부(200)에 의해서 측정된 각종 데이터를 기반으로 제어부(500)가 가스절연개폐부(100)의 내부에 존재하는 절연가스의 압력 및 순도를 자동으로 조절할 수 있으므로, 장치 관리의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 측정부(200)는 가스절연개폐부(100)의 내부에 존재하는 절연가스의 압력뿐만 아니라 가스절연개폐부(100)의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도까지도 측정할 수 있고, 측정된 분해가스의 농도에 따라 절연가스를 정화하는 가스정화부(400)를 포함하므로, 가스절연개폐부(100)의 내부에 존재하는 절연가스의 압력과 순도를 유지할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100: 가스절연개폐부 110, 120: 가스절연개폐부측 밸브
130: 제1 배관 140: 제2 배관
200: 측정부 210: 압력측정기
220: 농도측정기 230: 온도측정기
240: 수분량측정기 300: 가스저장부
310, 320: 가스저장부측 밸브 400: 가스정화부
410, 420: 가스정화부측 밸브 500: 제어부
600: 공급라인 700: 펌프

Claims (8)

  1. 내부에 절연가스가 충전되는 가스절연개폐부;
    상기 가스절연개폐부의 내부에 충전된 절연가스의 압력 및 절연가스의 분해 반응으로 생성되어 상기 가스절연개폐부의 내부에 잔류하는 분해가스의 농도를 각각 측정하는 측정부;
    상기 측정부에 의해서 측정된 절연가스의 측정압력값이 기준압력값 이하인 경우 상기 가스절연개폐부 내로 절연가스를 공급하도록 내부에 절연가스를 저장하는 가스저장부;
    상기 측정부에 의해서 측정된 분해가스의 측정농도값이 기준농도값 이상인 경우 상기 가스절연개폐부 내의 절연가스를 회수하여 정화시키는 가스정화부; 및
    상기 측정부에 의해서 측정된 측정값에 따라 상기 가스저장부 및 상기 가스정화부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 가스정화부가 상기 가스절연개폐부 내의 절연가스를 회수하는 동안, 상기 가스절연개폐부의 내부로 절연가스를 공급하도록 상기 가스저장부를 작동시키는, 가스절연개폐부의 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스저장부는
    절연가스를 저장하는 가스저장탱크; 및
    상기 가스저장탱크를 개폐하도록 상기 가스저장탱크에 설치되는 가스저장부측 제1 밸브;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 가스저장부측 제1 밸브를 선택적으로 개폐함으로써 상기 가스저장부의 작동을 제어하는, 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스저장부에서 토출된 절연가스를 상기 가스절연개폐부로 공급하도록 상기 가스저장부와 상기 가스절연개폐부를 연결하는 제1 배관; 및
    상기 가스절연개폐부에서 배출된 절연가스를 상기 가스정화부로 공급하도록 상기 가스절연개폐부와 상기 가스정화부를 연결하는 제2 배관;을 더 포함하는 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 배관의 내부에 존재하는 잔여가스를 제거하도록 상기 제1 배관에 결합되는 펌프;를 더 포함하는 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측정부는
    상기 가스정화부의 내부에 존재하는 절연가스의 순도값을 측정하는, 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스정화부에 의해서 정화되어 상기 가스정화부의 내부에 존재하는 절연가스를 상기 가스저장부로 공급하도록 상기 가스정화부와 상기 가스저장부를 연결하는 공급라인;을 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 측정부에 의해서 측정된 측정순도값에 따라 상기 공급라인의 개폐를 제어하는, 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 측정부에 의해서 측정된 측정 결과, 상기 가스저장부 및 상기 가스정화부의 작동 제어 상태에 관한 데이터를 외부 시스템에 전송하고, 상기 외부 시스템으로부터 각종 데이터 및 제어 명령을 수신하기 위한 외부통신모듈을 포함하는, 가스절연개폐부의 절연가스 제어 장치.
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