KR20170118073A - 변압기 시험 장치, 및 변압기 시험 방법 - Google Patents

변압기 시험 장치, 및 변압기 시험 방법 Download PDF

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Abstract

변압기 시험 장치(10)는, 변압기(50)의 복수의 위상들의 권선들에, 상기 변압기 시험 장치를 탈착 가능하게 연결하기 위한 출력들(31 내지 33)을 포함한다. 상기 변압기 시험 장치(10)는, 각각 시험 신호를 발생시키도록 설계된, 복수의 소스들(21 내지 23)을 더 포함한다. 상기 변압기 시험 장치(10)는 또한, 상기 복수의 소스들(21 내지 23)과 출력들(31 내지 33) 사이에 연결되는 스위칭 매트릭스(40)를 포함한다.

Description

변압기 시험 장치, 및 변압기 시험 방법
본 발명은 변압기 시험 장치, 및 변압기 시험 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 3상 변압기를 시험하도록 구성된 장치 및 방법에 관한 것이다.
변압기는 전력 공급 시스템의 일부로서 사용된다. 변압기는, 고전압 측의 제1 값에서, 제1 값보다 낮은 저전압 측의 제2 값으로 전압 변환을 하는데 사용될 수 있다.
변압기의 하나 이상의 특징적 변수들을 측정하여 확인하는 변압기 시험(transformer test)을 통해 변압기의 속성들을 결정하는 것은, 가령, 주행 시 작동 신뢰도(operational reliability)를 확보하기 위해서나, 기타 다른 이유로 인해 필요하다. 이러한 변압기 시험의 예로는, 정적 저항(static resistance)의 결정, 동적 저항(dynamic resistance)의 결정, 전송율(transmission ratio)의 결정 및/또는 누설 임피던스(leakage impedance) 또는 누설 인덕턴스(leakage inductance)의 결정 등이 포함된다. 정적 저항을 측정하는 경우, 직류 전류(DC current)를 변압기의 배선(winding)으로 공급한 후, 전압을 측정할 수 있다. 동적 저항을 측정하는 경우, 측정 시, 탭 스위치(tap switch)를 사용하여 변압기의 전송율을 스위치-오버(switch over)할 수 있다. 전압, 전류 및/또는 저항을 검출하고 평가될 수 있다. 가령, 측정된 파라미터들의 프로필에서 탭 스위치의 상태에 관한 결론을 도출할 수 있다.
변압기 시험 장치는 3상 변압기에 대한 측정들을 수행하도록 구성될 수 있다. 서로 다른 측정 수행 시 유연성 달성을 위해서는, 종래의 배선 재배치(redistribution wiring) 방식을 사용할 수 있는데, 이는 변압기 시험의 노동 비용과 시간 비용을 증가시킨다. 또는, 변압기 시험 장치와 시험 대상 변압기 사이에 연결된 외부 유닛을 변압기 시험 장치와 결합할 수 있다. 그러나 이 경우, 변압기 시험 장치와 외부 유닛의 연결에 결함이 발생할 위험이 있어, 마찬가지로 노동 비용과 시간 비용을 증가시킨다.
변압기 시험을 효율적이고 유연하게 수행할 수 있도록 하는 장치 및 방법이 필요하다. 특히, 3상 변압기 시험이 가능하고, 시험 신호 출력에 있어 추가적인 유연성을 제공할 수 있는 장치 및 방법이 필요하다.
실시 예들에 따르면, 시험 신호 발생을 위한 복수의 소스들(sources)과 함께 스위칭 매트릭스(switching matrix)도 포함하는 변압기 시험 장치 및 변압기 시험 방법이 제공된다. 스위칭 매트릭스는 복수의 소스들을 선택적으로 결합하도록 제어할 수 있다.
변압기 시험 장치는, 전압 진폭이 증대된 시험 신호를 변압기의 위상들 중 하나로 출력하기 위해, 복수의 소스들이 직렬 연결되도록 할 수 있다. 변압기 시험 장치는, 전류 진폭이 증대된 시험 신호를 변압기의 위상들 중 하나로 출력하기 위해, 복수의 소스들이 병렬 연결되도록 할 수 있다.
이러한 변압기 시험 장치를 사용할 경우, 서로 다른 소스에서 온 시험 신호들이 서로 다른 방식으로 복수의 출력부들로 할당될 수 있기 때문에, 시험 과정 중 유연성을 증대시킬 수 있다. 가령, 측정의 타겟 정확성(target accuracy)에 필요한 경우, 복수의 소스들을 결합함으로써 위상들 중 적어도 하나에 대한 시험 신호의 선택적 증대를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치는, 변압기의 복수의 위상들에 변압기 시험 장치를 탈착 가능하게 연결하기 위한 출력부들을 포함한다. 변압기 시험 장치는 복수의 소스들을 포함하고, 여기서 복수의 소스들의 각각의 소스는, 각각의 경우 시험 신호를 발생시키도록 구성된다. 변압기 시험 장치는 복수의 소스들과 출력부들 사이에 연결된 스위칭 매트릭스를 포함한다.
스위칭 매트릭스는 복수의 소스들을 직렬로 연결하도록 제어 가능하다.
스위칭 매트릭스는 복수의 소스들을 병렬로 연결하도록 제어 가능하다.
스위칭 매트릭스는 복수의 제어 가능한 스위칭 수단들을 포함할 수 있다. 제어 가능한 스위칭 수단들은 하나 또는 복수의 릴레이들(relays)을 포함할 수 있다. 제어 가능한 스위칭 수단들은 하나 또는 복수의 전력 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
변압기 시험 장치는, 스위칭 매트릭스의 적어도 하나의 제어 가능한 스위칭수단에 연결된, 스위칭 매트릭스 제어를 위한 제어부를 포함할 수 있다.
변압기 시험 장치는 하우징을 포함할 수 있고, 복수의 소스들과 스위칭 매트릭스는 하우징 내에 배열된다.
제어부는, 스위칭 매트릭스의 제1 상태에서는, 각각의 복수의 출력부들이 각각 하나의 소스에만 전도적으로 연결되고, 스위칭 매트릭스의 제2 상태에서는, 복수의 출력부들 중 적어도 하나의 출력부는, 적어도 2개의 서로 다른 소스들에 의해 발생된 시험 신호를 수신하도록 스위칭 매트릭스를 구동하도록 구성될 수 있다.
제어부는 사용자 인터페이스에서 수신한 입력에 따라 스위칭 매트릭스를 제어하도록 구성될 수 있다.
사용자 인터페이스는, 변압기의 3개의 위상들을 동시에 시험하는 것과 변압기의 단 하나의 위상만 시험하는 것 사이에서 선택이 가능하도록 구성될 수 있다.
각각의 복수의 소스들은 전압 소스로서 동작하도록 구성될 수 있다.
각각의 복수의 소스들은 전류 소스로서 동작하도록 구성될 수 있다.
각각의 복수의 소스들은 전압 소스 또는 전류 소스로 선택적으로 동작하도록 제어 가능하다.
소스들은 교류 신호인 시험 신호를 발생시키도록 구성될 수 있다.
소스들은 직류 전류 신호 또는 직류 전압 신호인 시험 신호를 발생시키도록 구성될 수 있다.
변압기 시험 장치는 고전압 측 또는 저전압 측의 변압기의 위상들 중 적어도 하나를 단락시키기 위한 적어도 하나의 제어 가능한 스위치를 포함할 수 있다. 제어 가능한 스위치는 스위칭 매트릭스 내로 통합될 수 있다.
변압기 시험 장치는 적어도 3개의 상호 다른 소스들을 포함할 수 있다. 변압기 시험 장치는, 3상 변압기의 모든 위상들에 대한 상호 독립적인 시험이 가능하도록 하고 위해, 단지 3개의 상호 다른 소스들을 포함할 수 있다.
변압기 시험 장치는, 위상들 중 적어도 하나로 시험 신호를 제공하기 위해, 변압기의 고전압 측에 연결되도록 구성될 수 있다.
변압기 시험 장치는, 위상들 중 적어도 하나로 시험 신호를 제공하기 위해, 변압기의 저전압 측에 연결되도록 구성될 수 있다.
스위칭 매트릭스는, 변압기 시험 장치와 변압기 사이의 권선 재배치(redistribution wiring) 없이, 소스들을 변압기의 고전압 측 또는 저전압 측에 선택적으로 결합하도록 구성될 수 있다.
변압기 시험 장치는 변압기의 시험 반응을 검출하기 위한 적어도 하나의 측정부 포함할 수 있다. 변압기 시험 장치는 변압기의 복수의 위상들의 시험 반응들을 검출하기 위한 복수의 측정부들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 시스템은, 복수의 위상들을 갖는 변압기, 및 출력부들을 통해 변압기의 복수의 위상들에 탈착 가능하게 연결된, 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치를 포함한다.
변압기는 3상 변압기일 수 있다.
변압기 시험 장치는 변압기의 고전압 측에 연결될 수 있다.
변압기 시험 장치는 변압기의 저전압 측에 연결될 수 있다.
복수의 위상들을 갖는 변압기의 시험 방법은, 일 실시 예에 따라, 변압기 시험 장치를 변압기에 탈착 가능하게 연결하기 위한 출력부들을 갖는 변압기 시험 장치로 수행된다. 상기 방법은, 시험 신호를 발생시킬 때마다 변압기 시험 장치의 복수의 소스들을 제어하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 변압기 시험 장치의 스위칭 매트릭스를 제어하여, 하나 또는 복수의 소스들에, 변압기 시험 장치의 적어도 하나의 출력부를 선택적으로 전도적으로 연결하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치 또는 시스템으로 수행될 수 있다.
상기 방법에서, 스위칭 매트릭스는 복수의 소스들을 직렬로 연결하도록 제어 가능하다.
상기 방법에서, 스위칭 매트릭스는 복수의 소스들을 병렬로 연결하도록 제어 가능하다.
상기 방법에서, 변압기 시험 장치는 하우징을 포함할 수 있는데, 복수의 소스들과 스위칭 매트릭스가 하우징 내에 배열된다.
상기 방법에서, 변압기 시험 장치의 제어부는, 스위칭 매트릭스의 제1 상태에서는, 각각의 복수의 출력부들이 각각 하나의 소스에만 전도적으로 연결되고, 스위칭 매트릭스의 제2 상태에서는, 복수의 출력부들 중 적어도 하나의 출력부가, 적어도 2개의 서로 다른 소스들에 의해 발생된 시험 신호를 수신하도록 스위칭 매트릭스를 구동할 수 있다.
상기 방법에서, 제어부는 사용자 인터페이스에서 수신한 입력에 따라 스위칭 매트릭스를 제어할 수 있다.
상기 방법에서, 변압기의 3개의 위상들에 대해 동시에 시험하는 것과 변압기의 위상들 중 단 하나에 대해서만 시험하는 것 사이에서 선택한 사용자 입력이, 사용자 인터페이스에서 수신될 수 있다.
상기 방법에서, 각각의 복수의 소스들은 전압 소스로서 동작할 수 있다.
상기 방법에서, 각각의 복수의 소스들은 전류 소스로서 동작할 수 있다.
상기 방법에서, 각각의 복수의 소스들은 전압 소스 또는 전류 소스로 선택적으로 동작하도록 구동될 수 있다.
상기 방법은, 변압기 시험 장치의 제어 가능한 스위치로, 고전압 측 또는 저전압 측의 변압기의 위상들 중 적어도 하나를 단락시키는 단계를 포함할 수 있다. 제어 가능한 스위치는 스위칭 매트릭스 내에 통합될 수 있다.
상기 방법에서, 변압기 시험 장치는 적어도 세 개의 서로 다른 소스를 포함할 수 있다. 3상 변압기의 모든 위상을 상호 독립적으로 테스트할 수 있도록, 변압기 시험 장치는 단지 세 개의 서로 다른 소스만을 포함할 수 있다.
상기 방법에서, 변압기 시험 장치는 변압기의 고전압 측에 연결될 수 있다.
상기 방법에서, 변압기 시험 장치는 변압기의 저전압 측에 연결될 수 있다.
상기 방법은, 변압기 시험 장치의 측정부로, 변압기의 적어도 하나의 시험 반응을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 변압기 시험 장치의 복수의 측정부들로, 변압기의 복수의 위상들의 시험 반응들을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예들에 따른 변압기 시험 장치, 시스템 및 방법에서는, 복수의 소스들을 서로 결합하기 위한 별도의 유닛을 변압기 시험 장치와 변압기 사이에 제공하지 하지 않고도, 복수의 소스들이 서로 결합될 수 있다.
실시 예들에 따른 변압기 시험 장치, 시스템 및 방법을 통해, 다른 효과도 얻을 수 있다. 시험에 소요되는 시간이 줄어들 수 있다. 특히, 추가적인 권선 재배치(redistribution wiring) 없이도 유연성이 달성 가능하다.
다수의 서로 다른 구성을 갖는 변압기들이 실제로 사용되고 있다. 변압기들의 속성도 이에 따라 달라진다. 실시 예들에 따른 변압기 시험 장치, 시스템 및 방법을 통해, 다수의 서로 다른 구성을 갖는 매우 다양한 변압기들을 시험할 수 있다.
실시 예들에 따른 변압기 시험 장치, 시스템 및 방법을 사용하면, 측정 전류들 및/또는 측정 전압들이 상응하게 조정됨으로 인해, 특징적 변수 결정의 정확성이 증대될 수 있다.
실시 예들에 따른 변압기 시험 장치, 시스템 및 방법을 사용하면, 변압기 시험을 좀 더 광범위하게 자동화할 수 있다.
이하, 도면을 참조로 바람직한 실시 예들을 바탕으로 본 발명을 더 상세히 설명한다. 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치를 도시하고 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하는 시스템을 도시하고 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치를 도시하고 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치를 도시하고 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치를 도시하고 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치를 포함하는 시스템을 도시하고 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 방법의 흐름도이다.
이하, 도면을 참조로 바람직한 실시 예들을 바탕으로 본 발명을 더 상세히 설명한다. 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 구성 요소를 나타낸다. 도면은, 본 발명의 다양한 실시 예들을 개략적으로 도시한 것이다. 도면에 도시된 구성 요소들은 반드시 실제 크기로 도시된 것은 아니다. 도면에 도시된 다양한 구성 요소들은 그 기능과 용도가 당업자에게 잘 이해할 수 있도록 도시되었다.
도면에 도시된 바와 같은 기능성 유닛들과 구성 요소들 간의 연결 및 결합은 간접적인 연결 또는 결합으로도 구현될 수 있다. 연결 또는 결합은 유선 또는 무선방식으로 구현될 수 있다.
이하, 변압기 시험 장치로 변압기 시험을 수행하기 위한 장치 및 방법을 상세히 설명한다. 변압기는 고전압 또는 중간전압 전력 공급 시스템용 변압기일 수 있다. 변압기는 발전소나 변전소에 설치된 변압기일 수 있다. 변압기 시험 장치는, 설치된 변압기에 대한 변압기 시험이 수행될 수 있는, 모바일 기기일 수 있다.
변압기 시험 장치는, 변압기의 적어도 하나의 위상, 그리고 바람직하게는 변압기의 복수의 위상들에 연결되도록 구성된다. 변압기 시험 장치는 복수의 소스들을 포함하는데, 이에 대해서는 추후 더 상세히 설명한다. 스위칭 매트릭스는, 변압기의 각각의 복수의 위상들이 선택적으로 각각의 시험 신호를 제공 받을 수 있도록 하는데, 여기서 서로 다른 위상들에 인가되는 시험 신호들은 서로 다른 소스들에 의해 발생된다. 스위칭 매트릭스를 구동함으로써, 복수의 소스들이, 가령, 직렬 연결 또는 병렬 연결로 상호 연결됨으로써, 복수의 시험 신호들이 서로 결합될 수 있고 위상들 중 하나에 인가될 수 있다.
변압기 시험 장치는, 복수의 제어 가능한 스위칭 수단들을 포함할 수 있는 스위칭 매트릭스를 포함한다. 제어 가능한 스위칭 수단들은 각각, 릴레이(relay), 또는 제어 회로의 통제하에 부하 회로(load circuit)를 스위칭하도록 구성된 기타 다른 스위치 일 수 있다. 제어 가능한 스위칭 수단들은 각각, IGBT(insulated gate bipolar transistor, 절연 게이트 양극성 트랜지스터) 또는 FET(field effect transistor, 전계 효과 트랜지스터)이거나, IGBT 또는 FET를 포함할 수 있다.
스위칭 매트릭스는 자동으로 구동될 수 있다. 가령, 위상들 중 하나에 대한 시험 신호의 진폭 증대가 필요한 경우, 스위칭 매트릭스는 자동으로 구동될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치(10)를 도시하고 있다. 변압기 시험 장치(10)는 3상 변압기용 시험 장치일 수 있다.
변압기 시험 장치(10)는 하우징(11)을 구비하는데, 이 하우징(11)에는, 변압기의 서로 다른 위상에 시험 신호들을 인가(impress) 하기 위해, 복수의 출력부들이 제공된다.
변압기 시험 장치(10)는 복수의 소스들(20)을 구비한다. 예를 들어, 3개의 소스들(21 내지 23) 또는 3개 이상의 소스들이 하우징(11) 내에 통합될 수 있다. 소스들(21 내지 23)은 하우징(11) 내에서 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 하나 또는 복수의 소스들(21 내지 23)은 직류 전류 및/또는 교류 전류를 시험 신호로서 발생시키도록 제어 가능한 전류 소스일 수 있다. 하나 또는 복수의 소스들(21 내지 23)은 복수의 서로 다른 주파수들을 갖는 교류 전류들을 시험 신호로서 발생시키도록 제어할 수 있다. 하나 또는 복수의 소스들(21 내지 23)은 직류 전압 및/또는 교류 전압을 시험 신호로서 발생시키도록 제어 가능한 전압 소스일 수 있다. 하나 또는 복수의 소스들(21 내지 23)은 복수의 서로 다른 주파수들을 갖는 교류 전압들을 시험 신호로서 발생시키도록 제어할 수 있다.
소스들(21 내지 23)은 서로 다른 동작 모드, 가령 전류 소스 또는 전압 소스로서 및/또는 시간적으로 일정한 신호(temporally constant signal) 또는 교류 신호의 소스로서 동작 가능하다.
변압기 시험 장치(10)는 소스들(21 내지 23)과 출력부들(31 내지 34) 사이에 연결된 스위칭 매트릭스(40)를 포함한다. 스위칭 매트릭스(40)는, 복수의 서로 다른 소스들(21 내지 23)에 의해 발생된 시험 신호들을 결합하도록 제어할 수 있는데, 이에 대해서는 추후 더 상세히 설명한다.
스위칭 매트릭스(40)는, 변압기의 서로 다른 위상들이 병렬로 시험될 수 있는 제1 상태에서는, 소스들(21 내지 23) 중 하나에 의해 발생된 시험 신호가 각각의 복수의 출력부들(31 내지 33)에 각각 존재하도록 제어 가능하다. 예를 들어, 제1 상태에서는, 제1 소스(21)에 의해 발생된 신호가 제1 출력부(31)에서 출력될 수 있다. 제1 상태에서는, 제2 소스(22)에 의해 발생된 신호가 제2 출력부(32)에서 출력될 수 있다. 제1 상태에서는, 제3 소스(23)에 의해 발생된 신호가 제3 출력부(33)에서 출력될 수 있다. 스위칭 매트릭스(40)는, 제1 상태에서는, 각각의 복수의 소스들(21 내지 23)의 신호가, 각각의 경우 출력부들(31 내지 33) 중 정확히 하나에만 전달됨으로써, 각각의 출력부들(31 내지 33)이 복수의 소스들(21 내지 23) 중 서로 다른(different) 각각의 출력부에 전기적으로(conductively) 연결되도록, 구성될 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)는, 제1 상태에서는, 진폭이 증대된 시험 신호가 출력부들(31 내지 33) 중 적어도 하나를 통해 출력될 수 있도록, 제어 가능하다. 제2 상태에서는, 소스들(21 내지 23) 중 어느 소스에도, 하나 이상의 다른(other) 출력부가 전기적으로 연결되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제2 상태에서는, 적어도 2개의 소스들(21 내지 23)의 직렬 또는 병렬 연결을 통해 발생된 신호가 제1 출력부(31)에서 출력될 수 있다. 스위칭 매트릭스(40)의 제2 상태에서는, 모든 소스들(21 내지 23)의 직렬 또는 병렬 연결을 통해 발생된 신호가 제1 출력부(31)에서 출력될 수 있다. 제1 상태에서는, 제2 출력부(32) 및/또는 제3 출력부(33)가 스위칭 매트릭스(40)에 의해 각각의 소스들(21 내지 23)과 접속이 끊길수 있다.
변압기 시험 장치(10)는, 추가 유닛, 가령, 시험 신호에 대한 반응으로서의 시험 반응을 검출하기 위한 하나 또는 복수의 측정부들을 더 포함할 수 있다. 변압기 시험 장치(10)는 스위칭 매트릭스(40)를 자동으로 전기적으로 제어하기 위한 제어부(12)를 포함할 수 있다. 제어부(12)는 또한, 복수의 소스들(21 내지 23)을 제어하도록 구성될 수 있다.
변압기 시험 장치(10)는, 변압기의 시험 반응을 평가하기 위한 평가부를 포함할 수 있는데, 여기서 시험 반응은, 측정부 또는 측정부들을 통해 검출될 수 있다. 제어부(12) 및/또는 평가부의 기능들은 프로세서 또는 기타 다른 통합된 반도체 회로에 의해 수행될 수 있다.
변압기 시험 장치(10)는 사용자 인터페이스(13)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(13)는 그래픽 사용자 인터페이스일 수 있다. 사용자는, 사용자 인터페이스(13)를 통해, 복수의 소스들(21 내지 23)을 스위칭 매트릭스(40)에 의해 직렬 또는 병렬로 결합할지의 여부를 정하는 선택을 할 수 있고, 적절한 경우에는 어떠한 시간 시퀀스(temporal sequency)로 복수의 소스들(21 내지 23)을 스위칭 매트릭스(40)에 의해 직렬 또는 병렬로 결합할지를 정하는 선택을 할 수 있다.
도 2는 변압기 시험 장치(10)와 변압기(50)를 포함하는 시스템(1)을 도시한 것이다. 변압기(50)는 고전압 또는 중간전압 전력 공급 시스템용 변압기일 수 있다. 변압기(50)는 발전소 또는 변전소에 설치되는 변압기(50)일 수 있다. 변압기 시험 장치(10)는, 설치된 변압기(50)에 대한 변압기 시험이 수행될 수 있는, 모바일 기기일 수 있다.
변압기(50)는 3상 변압기일 수 있다. 변압기는, 고전압 측에 권선(51), 저전압 측에 권선(52), 및 코어(53)를 갖는 위상(phase)을 갖는다. 변압기는 고전압 측에 권선(54), 저전압 측에 권선(55), 및 코어(56)를 갖는 추가적인 위상을 갖는다. 변압기는, 고전압 측에 권선(57), 저전압 측에 권선(58), 및 코어(59)를 갖는 추가적인 위상을 가질 수 있다.
변압기 시험 장치(10)의 복수의 단말들(30)은, 변압기(50)의 복수의 위상들에 연결된다. 예를 들어, 변압기 시험 장치는, 각각의 단말들(31 내지 33)을 통해 시험 신호를 출력할 수 있는데, 이러한 각각의 단말들(31 내지 33)은 각각의 경우 변압기(50)의 위상들 중 하나에만 연결될 수 있다.
서로 다른 소스들(21 내지 23)의 결합은, 변압기 시험 장치(10) 내에 통합된 스위칭 매트릭스(40)에 의해 이루어질 수 있기 때문에, 출력부들(31 내지 33)에 연결된 선들은 변압기에 직접 연결될 수 있다. 변압기 시험 장치(10)와 변압기(50) 사이에 외부 유닛을 제공할 필요가 없다.
변압기 시험 장치(10)는, 하우징(11) 내에 통합될 수 있는, 하나의 측정부(14) 또는 복수의 측정부들(14)을 구비한다. 변압기 시험 장치(10)는, 변압기 시험 장치(10)와 변압기(50) 사이의 연결을 해제하고 및/또는 상이하게 연결할 필요없이, 서로 다른 측정을 수행할 수 있도록, 구성될 수 있다. 시험 시편에 대한 권선 재배치(redistribution wiring)를 수행하지 않고도 서로 다른 측정을 수행할 수 있다. 가령, 서로 다른 측정들 사이에서의 사용자의 상호 작용 없이, 부분 자동화 방식 또는 전자동화 방식으로 변압기 시험 장치(10)에 의한 측정이 수행될 수 있다.
변압기 시험 장치(10)는, 단락 임피던스 측정, 권선 저항 측정, 변압 측정, 반자화(demagnetization) 측정, 및/또는 누설 인덕턴스 측정 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택한, 변압기(50)의 하나 또는 복수의 측정들을 수행하도록, 구성될 수 있다.
예를 들어, 변압기 시험 장치(10)는, 변압 측정을 수행할 수 있다. 이를 위해, 소스들(21 내지 23)은, 각각의 경우 교류 전압 소스로서 동작될 수 있다. 권선들(51, 54, 57)에서의 전압이 검출될 수 있다. 저전압 측 권선들(52, 55, 58)에서의 전압은, 가령 측정부(14)를 통해 검출될 수 있다. 전압들의 비율을 바탕으로, 변압기 시험 장치(10)에 의해 각각의 위상들에 대한 전송율을 결정할 수 있다.
변압기 시험 장치(10)는, 단락 임피던스 측정을 대안으로 또는 추가적으로 수행하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 소스들(21 내지 23)은, 각각의 경우 교류 전류 소스로서 동작될 수 있다. 변압기 시험 장치(10) 내에 통합된 제어 가능한 스위칭 수단은, 도 2에는 도시되지 않았으나, 권선들(51, 54, 57) 중 하나에 연결될 수 있고, 해당 권선이 자동으로 단락되도록 구동될 수 있다. 단락 임피던스를 확인하기 위해, 권선에 걸쳐 강하된 교류 전압을 검출할 수 있다.
변압기 시험 장치(10)는, 권선 저항 측정을 대안으로 또는 추가적으로 수행하도록 구성될 수 있다. 저항 측정은 정적 저항 측정일 수 있다. 권선들(51, 54, 57) 중 하나의 권선 저항이 결정될 수 있다. 권선 저항을 결정하기 위해, 소스들(21, 내지 23)은, 각각의 경우 직류 전류 소스로서 동작할 수 있다. 권선들(51, 54, 57)에서의 전압은, 제1 측정부(14)에 의해 측정될 수 있다. 권선 저항 측정을 수행하기 위해, 각 위상의 철심(iron core, 53, 56, 59)이 포화 상태에 진입할 때까지 직류 전류가 인가(impress)될 수 있다.
변압기 시험 장치(10)는, 수행된 측정들 중 적어도 하나 또는 복수의 측정들에 대해, 인가된 시험 신호의 크기를 증대시키기 위해, 복수의 소스들(21 내지 23)을 직렬 또는 병렬 연결로 자동으로 상호 연결할 수 있다. 이러한 방식으로, 좀 더 정확한 측정 결과를 얻을 수 있다.
변압기 시험 장치(10)는, 수행된 측정들 중 적어도 또 다른 하나에 대해, 소스들(21 내지 23)이 직렬 또는 병렬 연결로 상호 연결되지 않도록, 스위칭 매트릭스(40)를 제어할 수 있다. 변압기 시험의 총 소요 시간을 줄이기 위해, 서로 다른 위상들에 대한 측정은, 시간 중첩(temporally overlapping) 방식, 특히 동시에 수행될 수 있다.
복수의 소스들(21 내지 23)이 직렬 또는 병렬 연결로 상호 연결되도록 스위칭 매트릭스(40)가 제어되어야 했는지 여부를 결정하는 데에는 다양한 기술을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자동으로 기설정 또는 사용자에 의해 설정 가능한, 측정의 설정점 정확성(setpoint accuracy)에 따라, 제어부(12)는 복수의 소스들(21 내지 23)이 직렬 또는 병렬 연결로 상호 연결되어 있는지 결정할 수 있다. 그런 다음, 변압기(50)의 서로 다른 위상들에 대해 해당 측정들을 순차적으로 수행할 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 사용자 인터페이스(13)에서의 사용자 입력을 통해, 측정 수행을 위해 복수의 소스들(21 내지 23)을 직렬 또는 병렬 연결로 상호 연결할지의 여부를 정할 수 있고, 또한, 적절한 경우, 어떤 측정을 하려고 복수의 소스들(21 내지 23)을 직렬 또는 병렬로 상호 연결할지를 정할 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 제어부(12)는, 변압기(50)의 시험 반응에 따라, 시험 신호의 진폭이 더 높아야 하는지의 여부, 그리고 이를 위해 복수의 소스들(21 내지 23)이 직렬 또는 병렬 연결로 상호 연결되어 있는지 여부를 자동으로 결정할 수 있다.
스위칭 매트릭스는, 다양한 서로 다른 구성들로 이루어질 수 있다. 이하, 예시적 구성들을 도 3 내지 도 5를 참조로 더 상세히 설명한다.
도 3은 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치(40)의 스위칭 매트릭스(40)를 개략적으로 도시한 도면이다.
스위칭 매트릭스(40)는 복수의 제어 가능한 스위칭 수단들(41 내지 44)을 구비한다. 각각의 제어 가능한 스위칭 수단들(41 내지 44)은, 각각의 경우 릴레이, 또는 제어 회로의 통제하에 부하 회로를 스위치(switch)하도록 구성된 기타 다른 스위치일 수 있다. 제어 가능한 스위칭 수단들은 각각, IGBT(insulated gate bipolar transistor, 절연 게이트 양극성 트랜지스터) 또는 FET(field effect transistor, 전계 효과 트랜지스터)이거나, IGBT 또는 FET를 포함할 수 있다.
하나의 출력부(34)가, 복수의 위상들에 대한 공통의 단말 역할을 할 수 있다. 출력부(34)는, 접지 연결되거나, 다른 방식으로 전류 싱크(current sink) 역할을 할 수 있다. 다른 출력부들(31 내지 33)은 변압기(50)의 서로 다른 위상들의 권선들에 각각 연결될 수 있다.
제1 소스(21)는 2개의 단말을 구비한다. 제1 소스(21)의 제1 단말은, 제1 제어 가능한 스위칭 수단(41)을 통해 제1 출력부(31)에 연결된다. 제1 소스(21)의 제1 단말은, 제2 제어 가능한 스위칭 수단(42)을 통해 제3 출력부(33)에 연결된다. 제1 소스(21)의 제2 단말은, 출력부(34)에 연결된다.
제2 소스(22)는 2개의 단말을 구비한다. 제2 소스(22)의 제1 단말은, 제3 제어 가능한 스위칭 수단(43)을 통해 제2 출력부(32)에 연결된다. 제2 소스(22)의 제1 단말은, 제4 제어 가능한 스위칭 수단(44)을 통해 제3 출력부(33)에 연결된다. 제2 소스(22)의 제2 단말은, 출력부(34)에 연결된다.
제3 소스(23)는 2개의 단말을 구비한다. 제3 소스(23)의 제1 단말은, 제3 출력부(33)에 연결된다. 제3 소스(23)의 제2 단말은, 출력부(34)에 연결된다.
스위칭 매트릭스(40)를 구비한 변압기 시험 장치의 사용은, 변압기가 1차-측 스타 연결(primary-side star connection)을 갖는 경우로만 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 위상들이 델타 구성(delta configuration)으로 상호 연결된 경우에도 상기 방법 및 장치를 사용할 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)는, 서로 다른 위상들 사이에서 소스들을 선택적으로 스위치(switching)하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 스위칭 매트릭스(40)는 소스들을 변압기의 1차측 또는 2차측에 선택적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
제1 제어 가능한 스위칭 수단(41)과 제2 제어 가능한 스위칭 수단(42)을 구동함으로써, 제1 소스(21)는, 제3 소스(23)와 선택적으로 병렬 연결될 수 있다. 제1 제어 가능한 스위칭 수단(41)이 폐쇄되도록 제어되고, 제2 제어 가능한 스위칭 수단(42)이 개방되도록 제어되면, 제1 소스(21)에 의해 발생된 제1 시험 신호는 제1 출력부(31)를 통해 변압기(50)의 제1 위상에 존재한다. 제1 제어 가능한 스위칭 수단(41)이 개방되도록 제어되고, 제2 제어 가능한 스위칭 수단(42)이 폐쇄되도록 제어되면, 제3 출력부(33)를 통해 변압기(50)의 제3 위상을 시험하기 위한 신호를 제공하기 위해, 1 소스(21)에 의해 발생된 제1 시험 신호는 제3 소스(23)에 의해 발생된 제3 시험 신호와 결합되고, 제2 소스(22)에 의해 발생된 제2 시험 신호와 선택적으로 결합된다.
제3 제어 가능한 스위칭 수단(43)과 제2 제어 가능한 스위칭 수단(42)을 구동함으로써, 제2 소스(22)는, 제3 소스(23)와 선택적으로 병렬 연결될 수 있다. 제3 제어 가능한 스위칭 수단(43)이 폐쇄되도록 제어되고, 제4 제어 가능한 스위칭 수단(44)이 개방되도록 제어되면, 제2 소스(22)에 의해 발생된 제2 시험 신호는 제2 출력부(32)를 통해 변압기(50)의 제2 위상에 존재한다. 제3 제어 가능한 스위칭 수단(43)이 개방되도록 제어되고, 제4 제어 가능한 스위칭 수단(44)이 폐쇄되도록 제어되면, 제3 출력부(33)를 통해 변압기(50)의 제3 위상을 시험하기 위한 신호를 제공하기 위해, 제2 소스(22)에 의해 발생된 제2 시험 신호는 제3 소스(23)에 의해 발생된 제3 시험 신호와 결합되고, 제1 소스(21)에 의해 발생된 제1 시험 신호와 선택적으로 결합된다.
제어 가능한 스위칭 수단들(41 내지 44)을 구동함으로써, 제1 소스(21), 제2 소스(22) 및 제3 소스(23)는 병렬로 연결될 수 있다. 그 결과, 가령, 소스들(21 내지 23)이 전류 소스들로서 동작되면, 시험의 정확성 향상을 위한 더 높은 전류 진폭을 갖는 시험 신호를 출력할 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)는, 제1 소스(21), 제2 소스(22) 및 제3 소스(23)의 병렬 연결에 의해 발생된 신호가, 변압기(50)의 서로 다른 위상들 각각으로 선택적으로 인가될 수 있도록, 추가적으로 제어 가능한 스위칭 수단을 포함할 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)는, 제1 소스(21), 제2 소스(22) 및 제3 소스(23)의 병렬 연결에 의해 발생된 신호가, 변압기(50)의 고전압 측 또는 저전압 측으로 선택적으로 인가(impress)될 수 있도록, 추가적으로 제어 가능한 스위칭 수단을 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치(40)의 스위칭 매트릭스(40)를 개략적으로 도시한 것이다. 스위칭 매트릭스(40)는, 복수의 소스들(21 내지 23)이 직렬로 상호 연결될 수 있도록 구성된다.
스위칭 매트릭스(40)는, 복수의 제어 가능한 스위칭 수단들(61 내지 66)을 구비한다. 각각의 제어 가능한 스위칭 수단들(61 내지 66)은, 각각의 경우 릴레이, 또는 제어 회로의 통제하에 부하 회로를 스위치(switch)하도록 구성된 기타 다른 스위치일 수 있다. 제어 가능한 스위칭 수단들은 각각, IGBT(insulated gate bipolar transistor, 절연 게이트 양극성 트랜지스터) 또는 FET(field effect transistor, 전계 효과 트랜지스터)이거나, IGBT 또는 FET를 포함할 수 있다.
하나의 출력부(34)가, 기준 전위(reference potential)를 규정하기 위해, 복수의 위상들에 대한 공통의 단말 역할을 한다. 출력부(34)는 접지 연결되거나, 기타 다른 기준 전위에 연결될 수 있다. 다른 출력부들(31 내지 33)은 각각의 경우 변압기(50)의 서로 다른 위상들의 권선들에 연결될 수 있다.
제1 소스(21)는 2개의 단말을 구비한다. 제1 소스(21)의 제1 단말은, 제1 출력부(31)에 연결된다. 제1 소스(21)의 제2 단말은, 제1 제어 가능한 스위칭 수단(61)을 통해 제2 소스(22)의 제1 단말에 연결된다. 제1 소스(21)의 제2 단말은, 제2 제어 가능한 스위칭 수단(62)을 통해 출력부(34)에 연결된다.
제2 소스(22)는 2개의 단말을 구비한다. 제2 소스(22)의 제1 단말은, 제5 제어 가능한 스위칭 수단(65)을 통해 제2 출력부(32)에 연결된다. 제2 소스(22)의 제2 단말은, 제3 제어 가능한 스위칭 수단(64)을 통해 제1 소스(21)의 제1 단말에 연결된다. 제2 소스(22)의 제2 단말은, 제4 제어 가능한 스위칭 수단(64)을 통해 출력부(34)에 연결된다.
제3 소스(23)는 2개의 단말을 구비한다. 제3 소스(23)의 제1 단말은, 제6 제어 가능한 스위칭 수단(66)을 통해 제3 출력부(33)에 연결된다. 제3 소스(23)의 제2 단말은 출력부(34)에 연결된다.
스위칭 매트릭스(40)의 제어 가능한 스위칭 수단들(61 내지 65)을 구동함으로써, 2개 또는 2개 이상의 소스들(21 내지 23)이 선택적으로 직렬로 상호 연결될 수 있다.
예를 들어, 스위칭 매트릭스(40)는, 제1 스위칭 수단(61)이 개방되고, 제2 스위칭 수단(62)이 폐쇄되고, 제3 스위칭 수단(63)이 개방되고, 제4 스위칭 수단(64)이 폐쇄되고, 제5 스위칭 수단(65)이 폐쇄되고, 제6 스위칭 수단(66)이 폐쇄되도록, 구성될 수 있다. 이 결과, 제1 소스(21)의 제1 시험 신호는 제1 출력부(31)를 통해 변압기의 제1 위상으로 제공되고, 제2 소스(22)의 제2 시험 신호는 제2 출력부(32)를 통해 변압기의 제2 위상으로 제공되고, 제3 소스(23)의 제3 시험 신호는 제3 출력부(33)를 통해 변압기의 제3 위상에 제공될 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)는, 제1 스위칭 수단(61)이 폐쇄되고, 제2 스위칭 수단(62)이 개방되고, 제3 스위칭 수단(63)이 개방되고, 제4 스위칭 수단(64)이 폐쇄되고, 제5 스위칭 수단(65)이 개방되고, 제6 스위칭 수단(66)이 폐쇄되도록, 구동될 수 있다. 이 결과, 제1 소스(21)와 제2 소스(22)는 직렬 연결된다. 제1 소스(21)의 제1 시험 신호와 제2 소스(22)의 제2 시험 신호의 결합으로 형성된 신호는, 제1 출력부(31)를 통해 변압기의 제1 위상으로 인가될 수 있다.
스위칭 수단(40)은, 제1 스위칭 수단(61)이 폐쇄되고, 제2 스위칭 수단(62)이 개방되고, 제3 스위칭 수단(63)이 폐쇄되고, 제4 스위칭 수단(64)이 개방되고, 제5 스위칭 수단(65)이 개방되고, 제6 스위칭 수단(66)이 개방되도록, 구동될 수 있다. 이 결과, 제1 소스(21), 제2 소스(22) 및 제3 소스(23)는 직렬 연결된다. 제1 소스(21)의 제1 시험 신호와 제2 소스(22)의 제2 시험 신호 및 제3 소스(23)의 제3 시험 신호의 결합으로 형성된 신호는, 제1 출력부(31)를 통해 변압기의 제1 위상으로 인가될 수 있다.
제어 가능한 스위칭 수단들(61 내지 66)을 구동함으로써, 제1 소스(21), 제2 소스(22) 및 제3 소스(23)는 직렬 연결될 수 있다. 이 결과, 가령, 소스들(21 내지 23)이 전압 소스들로서 동작되면, 시험의 정확성 향상을 위한 더 높은 전압 진폭을 갖는 시험 신호를 출력할 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 소스(21), 제2 소스(22) 및 제3 소스(23)의 직렬 연결에 의해 발생된 신호가 변압기(50)의 서로 다른 위상들 각각에 선택적으로 인가될 수 있도록 추가적으로 제어 가능한 스위칭 수단을 포함할 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)를 구비한 변압기 시험 장치의 사용은, 변압기가 1차-측 스타 연결(primary-side star connection)을 갖는 경우로만 제한되지는 않는다. 예를 들어, 위상들이 델타 구성(delta configuration)으로 상호 연결된 경우에도 상기 방법 및 장치를 사용할 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)는, 서로 다른 위상들 사이에서 소스들을 선택적으로 스위치(switch)하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 스위칭 매트릭스(40)는 소스들을 변압기의 1차측 또는 2차측에 선택적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치(40)의 스위칭 매트릭스(40)를 개략적으로 도시한 것이다. 스위칭 매트릭스(40)는, 복수의 소스들(21 내지 23)이 직렬로 상호 연결될 수 있도록, 구성된다. 소스들(21 내지 23)의 직렬 연결의 출력 신호는, 추가적인 스위칭 수단들(67 내지 69)에 의해 각각의 출력부들(31 내지 33)로 선택적으로 전달될 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)는, 도 4를 참조로 상술한 바와 같이 구성될 수 있는 복수의 제어 가능한 스위칭 수단들(61 내지 66)을 구비한다. 또한, 스위칭 매트릭스(40)는, 제7 제어 가능한 스위칭 수단(67), 제8 제어 가능한 스위칭 수단(68) 및 제9 제어 가능한 스위칭 수단(69)을 구비한다. 각각의 제어 가능한 스위칭 수단들(61 내지 69)은, 각각의 경우 릴레이, 또는 제어 회로의 통제하에 부하 회로를 스위칭하도록 구성된 기타 다른 스위치일 수 있다. 제어 가능한 스위칭 수단들은 각각 IGBT(insulated gate bipolar transistor, 절연 게이트 양극성 트랜지스터) 또는 FET(field effect transistor, 전계 효과 트랜지스터)이거나, IGBT 또는 FET를 포함할 수 있다.
제1 소스(21), 제2 소스(22) 및 제3 소스(23)의 직렬 연결은 가령, 제1 스위칭 수단(61)이 폐쇄되고, 제2 스위칭 수단(62)이 개방되고, 제3 스위칭 수단(63)이 폐쇄되고, 제4 스위칭 수단(64)이 개방되고, 제5 스위칭 수단(65)이 개방되고 제6 스위칭 수단(66)이 개방되도록 스위칭 매트릭스(40)가 구동됨으로써, 생성될 수 있다.
제9 제어 가능한 스위칭 수단(69)이 폐쇄되고, 제7 제어 가능한 스위칭 수단(67) 및 제8 제어 가능한 스위칭 수단(68)이 개방되면, 소스들(21 내지 23)의 직렬 연결의 출력 신호는, 제1 출력부(31)를 통해 변압기의 제1 위상에 인가된다.
제7 제어 가능한 스위칭 수단(67)이 폐쇄되고, 제8 제어 가능한 스위칭 수단(68) 및 제9 제어 가능한 스위칭 수단(69)이 개방되면, 소스들(21 내지 23)의 직렬 연결의 출력 신호는, 제2 출력부(32)를 통해 변압기의 제2 위상에 인가된다.
제8 제어 가능한 스위칭 수단(68)이 폐쇄되고, 제7 제어 가능한 스위칭 수단(67) 및 제9 제어 가능한 스위칭 수단(69)이 개방되면, 소스들(21 내지 23)의 직렬 연결의 출력 신호는, 제3 출력부(33)를 통해 변압기의 제3 위상에 인가된다.
스위칭 매트릭스(40)를 구동함으로써, 소스들(21 내지 23)의 직렬 연결을 생성할 수 있고, 그 출력 신호는 변압기의 각각의 서로 다른 위상들에 순차적으로 공급될 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)는 다수의 추가적인 구성으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 매트릭스(40)는, 소스들(21 내지 23)의 병렬 연결 또는 직렬 연결을 선택적으로 생성하기 위해, 도 3을 참조로 상술한 바와 같은 제어 가능한 스위칭 수단들(41 내지 44), 및 도 4와 도 5를 참조로 상술한 바와 같은 제어 가능한 수단들(61 내지 66 또는 61 내지 69)을 구비할 수 있다. 이는 특히, 소스들(21 내지 23)이 전압 소스들과 전류 소스들로서 모두 동작 가능한 경우 유리하다.
추가적으로 제어 가능한 스위치들이 스위칭 매트릭스(40) 내에 통합되거나 스위칭 매트릭스(40)에 추가하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 변압기(50)의 고전압 측 및/또는 저전압 측 권선들을 단락시키기 위해, 하나 또는 복수의 제어 가능한 스위치들이 변압기 시험 장치(10) 내로 통합될 수 있다.
하나 또는 복수의 소스들(21 내지 23), 또는 하나 또는 복수의 소스들의 병렬 또는 직렬 연결을, 변압기(50)의 고전압 측의 적어도 하나의 권선 또는 변압기(50)의 저전압 측의 적어도 하나의 권선에 선택적으로 연결하기 위해, 하나 또는 복수의 제어 가능한 스위치들이 변압기 시험 장치(10) 내로 통합될 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치(10)를 포함하는 시스템(1)을 개략적으로 도시한 것이다. 변압기 시험 장치(10)는, 변압기(50)의 고전압 측 및/또는 저전압 측 권선들에 결합하기 위한 단말들(35 내지 38)을 구비한다.
제어 가능한 스위치(49)가, 스위칭 매트릭스(40) 내로 통합되거나 스위칭 매트릭스(40)에 추가하여 제공될 수 있다. 제어 가능한 스위치(49)는, 변압기 시험 장치(10)의 하우징 내에 배치되며, 단락 스위치로서 구성될 수 있다. 제어 가능한 스위치(49)를 구동함으로써, 변압기(50)의 적어도 하나의 권선은 단락될 수 있다. 제어 가능한 스위치(49)는, 가령 변압기 코어의 자화(magnetization) 이후 시험 반응을 증폭시키기 위해, 시간-종속적 방식으로 작동될 수 있다. 여기서, 상기 시험 반응은 시험 신호에 대한 반응으로서 검출된 것이다.
도 6에서는 단 하나의 제어 가능한 스위치(49)를 예시적으로 도시하고 있으나, 변압기 시험 장치(10)는, 단락 스위치 역할을 하는 이와 같은 제어 가능한 스위치(49)를 복수 개 포함할 수 있다. 하나 또는 복수의 단락 스위치들은, 스위칭 매트릭스(40)를 통해 변압기의 복수의 서로 다른 권선들에 연결 가능할 수 있다.
변압기 시험 장치(10)는, 전압 측정부들(14) 또는 전류 측정부들 등의 서로 다른 측정 유닛들을 구비할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 방법(70)의 흐름도이다. 상기 방법(70)은, 일 실시 예에 따른 변압기 시험 장치(10)에 의해 자동으로 수행될 수 있다.
단계 71에서, 시험 절차의 선택이 이루어질 수 있다. 시험 절차는 변압기(50)에 대해 수행되는 하나 또는 복수의 측정들을 포함할 수 있다. 시험 절차는, 사용자-지정 방식으로 복수의 시험 절차들로부터 선택될 수 있다.
단계 72에서, 스위칭 매트릭스(40)가 제어된다. 스위칭 매트릭스(40)는, 선택된 시험 절차에 따라 시간-종속적 방식으로 제어될 수 있다. 스위칭 매트릭스(40)의 제어 가능한 스위칭 수단은, 시험 절차의 적어도 일부 중에, 변압기 시험 장치(10)의 2개, 3개 또는 3개 이상의 소스들이 직렬 연결로 결합되도록, 자동으로 제어될 수 있다.
단계 73은, 시험 신호 발생을 위한 소스들(21 내지 23)을 제어하는 것에 관한 것이다. 소스들(21 내지 23)은, 직류 전류, 직류 전압 또는 교류 전압을 선택적으로 발생시키도록, 제어될 수 있다. 서로 다른 시험 신호들 또한 시간-종속적 방식으로 발생될 수 있다.
소스들(21 내지 23)의 구동과 스위칭 매트릭스(40)의 구동이 서로 시간적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 소스들(21 내지 23)이 전류 소스들로서 동작하는 시험 절차 부분에서는, 소스들(21 내지 23)이 병렬 연결되도록 스위칭 매트릭스(40)가 제어될 수 있다. 소스들(21 내지 23)이 전압 소스들로서 동작하는 시험 절차 부분에서는, 소스들(21 내지 23)이 직렬 연결되도록 스위칭 매트릭스(40)가 제어될 수 있다.
단계 74에서, 변압기(50)의 시험 반응이 자동으로 평가될 수 있다. 상기 평가 단계는, 정적 저항 측정의 경우 권선 저항의 결정, 누설 임피던스의 결정, 누설 인덕턴스의 결정, 전송율의 결정 또는 이러한 특징적 변수들 중 2개 또는 2개 이상의 조합을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
스위칭 매트릭스(40)는, 시험 절차 중에 한번 또는 여러 번 스위칭 될 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 방법(80)의 흐름도를 도시한 것이다. 상기 방법(80)은, 탭 스위치를 포함하는 변압기를 시험하기 위한 목적으로 변압기 시험 장치(10)에 의해 자동으로 수행될 수 있다.
단계 81에서, 변압기 시험 장치(10)는 변압기(50)에 해제 가능하게 연결된다.
단계 82에서, 변압기 시험 장치(10)에 의해 사용자 입력이 수신될 수 있다. 사용자 입력은 시험 절차를 선택할 수 있다. 사용자 입력은, 시험 절차의 적어도 일 부분 중에, 변압기 시험 장치(10)의 복수의 소스들(21 내지 23)을 직렬 또는 병렬 연결로 결합할지 여부를 설정할 수 있다.
단계 83에서, 변압기의 복수의 위상들 중 하나에 인가된 시험 신호의 수준이 선택적으로 증대되어야 하는지 여부를 확인할 수 있다. 상기 확인 단계는, 단계 81에서 수신한 사용자 입력에 따라 수행될 수 있다. 상기 확인 단계는, 변압기(50)의 시험 반응에 따라 추가적으로 또는 대안으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 시험 반응에 따라 달성한 측정 변수의 측정 정확성이, 사용자-설정 방식으로 기설정 가능한, 설정점 정확성(setpoint accuracy)을 얻지 못한 경우, 변압기 시험 장치(10)는, 2개, 3개 또는 그 이상의 소스들(21 내지 23)을 직렬 또는 병렬 연결로 상호 연결함으로써 시험 신호의 수준이 증대되어야 함을 인식할 수 있다. 상기 수준이 증대되어야 하는 경우, 상기 방법은 단계 84로 이어진다. 그렇지 않으면, 단계 85로 진행할 수 있다.
단계 84에서, 스위칭 매트릭스(40)는, 변압기 시험 장치의 2개, 3개 또는 그 이상의 소스들(21 내지 23)이 직렬 또는 병렬로 연결되도록, 제어할 수 있다. 수준이 증가된 시험 신호는, 변압기의 서로 다른 위상들의 권선들에 순차적으로 인가될 수 있다.
단계 85에서, 스위칭 매트릭스(40)는, 각각의 시험 신호가 시간-중첩 방식으로 변압기의 복수의 위상들의 권선들로 공급되도록, 제어할 수 있다.
단계 86에서, 시험 반응이 평가될 수 있다. 시험 반응의 평가 단계는, 정적 저항 측정의 경우 권선 저항의 결정, 누설 임피던스의 결정, 누설 인덕턴스의 결정, 전송율의 결정, 또는 이러한 특징적 변수들 중 2개 또는 2개 이상의 조합을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 87에서, 변압기 시험 장치는, 변압기로부터 분리될 수 있다. 변압기 시험 장치에 의한 변압기 시험에 대한 추가적인 자동 평가 및/또는 결과의 보관 등을 수행할 수 있다.
지금까지 도면을 참조로 실시 예들을 상세히 설명했으나, 이에 대안적인 또는 추가적인 특징들을 추가적인 실시 예들에서 사용할 수 있다. 변압기 시험 장치를 3상 변압기와 결합하여 사용하는 경우를 설명했으나, 가령 변압기에 포함된 위상의 개수가 다른 실시 예들에서도 상기 장치 및 방법을 사용할 수 있다.
상기 장치, 시스템 및 방법에서, 소스들은 서로 다른 시험 신호들을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 소스들 중 하나는 전압 소스로서 동작되는 한편, 소스들 중 또 다른 하나는 전류 소스로서 동작될 수 있다.
실시 예들에 따르면, 변압기의 하나 또는 복수의 특징적 변수들을 결정하는 단계를 포함하는 시험 절차를 자동으로 수행할 수 있다고 설명했지만, 새로운 사용자 입력이 요구되기 전에 변압기의 단 하나의 특징적 변수만 측정되는 경우에도 상기 실시 예들에 따른 변압기 시험 장치 및 방법을 사용할 수 있다.
변압기는 발전소나 발전 공급 시스템의 변전소에 설치될 수 있다고 설명했지만, 그보다 더 작은 변압기의 경우에도 상기 실시 예들에 따른 변압기 시험 장치 및 방법을 사용할 수 있다.
실시 예들에 따른 변압기 시험 장치, 시스템 및 방법을 사용하는 경우, 다른 효과도 얻을 수 있다. 시험에 소요되는 시간이 줄어들 수 있다. 특히, 추가적인 권선 재배치 없이도 유연성을 달성할 수 있다. 다수의 서로 다른 구성을 갖는 변압기들이 실제로 사용되고 있다. 변압기의 속성들도 이에 따라 달라진다. 실시 예들에 따른 변압기 시험 장치, 시스템 및 방법을 사용하면, 다수의 서로 다른 구성을 갖는 매우 다양한 변압기들을 시험할 수 있다. 실시 예들에 따른 변압기 시험 장치, 시스템 및 방법을 사용하면, 측정 전류 및/또는 측정 전압이 상응하게 조정됨에 따라, 특징적 변수들에 대한 결정의 정확성 또한 증대될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 매트릭스를 통해 시험 신호들의 진폭이 선택적으로 증대될 수 있다.
실시 예들에 따른 변압기 시험 장치, 방법 및 시스템은, 부분 자동화 또는 전자동화 방식의 변압기 시험 시, 유연성 증대를 제공한다.

Claims (15)

  1. 변압기 시험 장치로서,
    상기 변압기 시험 장치를 변압기(50)의 복수의 위상의 권선에 해제 가능하게 연결하기 위한 출력부(31 내지 33),
    복수의 소스(21 내지 23)로서, 각각의 소스가 시험 신호를 개별적으로 발생시키도록 구성된, 복수의 소스(21 내지 23), 및
    상기 복수의 소스(21 내지 23)와 상기 출력부(31 내지 33) 사이에 연결된 스위칭 매트릭스(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 매트릭스(40)는, 상기 복수의 소스(21 내지 23)을 직렬 연결하도록 제어 가능한 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 매트릭스(40)는, 상기 복수의 소스(21 내지 23)을 병렬 연결하도록 제어 가능한 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 스위칭 매트릭스(40)의 적어도 하나의 제어 가능한 스위칭 수단(41 내지 44; 61 내지 66; 61 내지 69)에 연결된, 상기 스위칭 매트릭스(40)를 제어하는 제어부(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부(12)는, 상기 스위칭 매트릭스(40)의 제1 상태에서, 상기 복수의 출력부(31 내지 33)의 각 출력부가 개별적으로 단 하나의 소스(21 내지 23)에만 전기적으로 연결되고, 상기 스위칭 매트릭스(40)의 제2 상태에서, 상기 복수의 출력부 중 적어도 하나의 출력부(31 내지 33)가 적어도 2개의 서로 다른 소스(21 내지 23)에 연결되도록, 상기 스위칭 매트릭스(40)를 구동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제어부(12)는, 사용자 인터페이스(13)에서 수신한 입력에 따라 상기 스위칭 매트릭스(40)를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스(13)는, 상기 변압기(50)의 3개의 위상을 동시에 시험하는 것과, 상기 변압기(50)의 위상을 하나만 시험하는 것 중에서, 선택할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 소스(21 내지 23)의 각각의 소스(21 내지 23)는, 전압 소스로서 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 소스(21 내지 23)의 각각의 소스(21 내지 23)는, 전류 소스로서 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 소스(21 내지 23)의 각각의 소스(21 내지 23)는, 전압 소스 또는 전류 소스로서 선택적으로 동작하도록 제어 가능한 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변압기 시험 장치(10)는, 고전압 측 또는 저전압 측에서 상기 변압기(50)의 위상 중 적어도 하나를 단락시키기 위한 적어도 하나의 제어 가능한 스위치(49)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변압기 시험 장치(10)는, 적어도 3개의 상호 다른 소스(21 내지 23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 시험 장치.
  13. 복수의 위상을 갖는 변압기(50); 및
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 변압기 시험 장치(10)로서, 출력부(31 내지 33)에 의해 상기 변압기의 복수의 위상에 해제 가능하게 연결되는 변압기 시험 장치(10);를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 변압기 시험 장치(10)를 변압기(50)에 해제 가능하게 연결하도록 출력부(31 내지 33)를 구비한 변압기 시험 장치(10)를 사용하여, 복수의 위상을 갖는 변압기(50)를 시험하는 방법으로서,
    개별적으로 시험 신호를 발생시키기 위해, 상기 변압기 시험 장치(10)의 복수의 소스(21 내지 23)를 제어하는 단계; 및
    하나 또는 복수의 소스(21 내지 23)에 선택적으로 상기 변압기 시험 장치의 적어도 하나의 출력(31 내지 33)을 전도적으로 연결하도록, 상기 변압기 시험 장치(10)의 스위칭 매트릭스(40)를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기를 시험하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 방법은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 변압기 시험 장치(10)를 통해서 수행되는 것을 특징으로 하는 변압기를 시험하는 방법.
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