KR20210149226A - 부하시 탭 전환기의 압력 펄스 진단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 부하시 탭 전환기 (1) 를 모니터링하기 위한 방법 및 모니터링 시스템 (10) 에 관한 것이다. 탭 전환기 (1) 는 절연 유체 (3) 로 충진된 하우징 (2), 하우징 (2) 의 내부에 배열되고 적어도 하나의 가동 컨택 (MC, RC) 및 적어도 2개의 진공 인터럽터들 (MV, RV) 을 포함하는 디버터 스위치 (4), 및 하우징 (2) 에서의 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력 센서 (5) 를 포함한다. 그 시스템에서의 프로세싱 회로부 (11) 에 의해 수행되는 방법은, 시간 인터벌 내에서 2개의 후속 피크들을 포함하는 압력 시그너처 (14) 를 결정하는 단계 (S1), 압력을 계속적으로 측정하는 단계 (S2), 측정된 압력이 압력 시그너처 (14) 를 나타낼 때를 검출하는 단계 (S3), 압력 시그너처 (14) 내에서의 측정된 압력에 기초하여, 압력에서의 제 1 상승과 제 2 강하 사이의 시간을 결정하는 단계 (S4), 및 결정된 시간을 디버터 스위치 (4) 의 스위치 시간을 나타내도록 설정하는 단계 (S5) 를 포함한다.

Description

부하시 탭 전환기의 압력 펄스 진단

본 발명은 진공 부하시 탭 전환기 (on-load tap changer) 를 모니터링하기 위한 방법 및 모니터링 시스템에 관한 것이다.

탭 전환기는 전압 레벨들의 조절을 위해 변압기와 함께 사용되는 디바이스이다. 그 조절은 변압기의 권선에서의 턴 수를 변경하는 탭 전환기를 가짐으로써 달성된다.

부하시 탭 전환기들 (OLTC) 은 일반적으로, 하나의 전압 탭으로부터 다음 전압 탭으로의 전류 전달을 실시하기 위한 유닛으로서 동작하는 디버터 스위치 및 탭 선택기 스위치를 포함한다.

디버터 스위치는 전류들의 전체 부하시 생성 및 차단을 수행하는 반면, 탭 선택기는 디버터 스위치가 부하 전류를 전달할 탭을 미리 선택한다. 탭 선택기는 오프 로드로 동작한다.

변압기로부터 출력된 전력이 하나의 전압 레벨로부터 다른 전압 레벨로 변경되어야 할 때, 그 변경은 디버터 스위치가 기존의 전압 레벨로부터 여전히 피딩하는 동안 새로운 전압 레벨에 대응하는 변압기 권선의 그 탭핑 포인트에 탭 선택기를 먼저 연결함으로써 발생한다. 따라서, 탭 선택기의 연결은 전류 부하 없이 발생한다. 탭 선택기가 새로운 전압 레벨에 대한 탭에 연결될 때, 스위칭 동작이 디버터 스위치의 도움으로 발생하여 출력 전류가 변압기의 새로운 탭핑 포인트로부터 취해진다. 변압기가 복수의 탭핑 포인트들을 갖는 경우, 스위칭은 통상적으로, 전압의 관점에서 서로 가까운 2개의 탭핑 포인트들 사이에서만 발생한다. 더 먼 위치에 대한 조정이 요구되어야 한다면, 이는 단계별로 발생한다.

여기서 지칭되는 종류의 디버터 스위치는 통상적으로, 전력의 제어를 위해 또는 배전 변압기들을 위해 사용된다. OLTC 는 또한, 반응기들, 산업용 변압기들, 위상 시프터들, 커패시터들 등과 같은 전력 전송 또는 분배 제품들과 같은 다른 타입들의 전기 디바이스들의 제어를 위해 유리하게 사용될 수도 있다.

디버터 스위치의 동작은 전기 아크의 뒤따르는 발생과 함께 하나의 회로로부터 다른 회로로의 전환을 수반한다. 디버터 스위치는, 모든 서브시스템들과 함께, 하우징에 배치되고 오일과 같은 절연 유체에 침지된다. OLTC 는 절연 유체, 디버터 스위치들 및 서브시스템들과 함께 하우징을 포함한다.

탱크에서의 절연 유체는 전기 절연체로서 및 냉각제로서 작용하여 OLTC 에서의 발생된 열을 제거한다. 절연 유체는 또한, 스위칭 동안 발생된 아크들을 ??칭할 것이다. OLTC 의 동작 동안 아킹은 절연 유체를 오염시키고 스위치 컨택들을 마모시킬 것이다.

절연 유체에서의 아킹을 극복하기 위해, 아크가 발생하는 그러한 스위칭 동작들을 위해 진공 스위치들 또는, 다시 말해서, 진공 인터럽터들을 사용하는 것이 이미 공지되어 있다. 그 다음, 전기 컨택 마모 및 아크들은 진공 인터럽터에서만 발생할 것이다. 전기적 관점으로부터의 적절한 절차를 위해, 이러한 종류의 디버터 스위치에는 적어도 하나의 메인 브랜치 및 하나의 저항 브랜치가 제공되고, 각각의 브랜치는 진공 인터럽터를 갖는다.

상기 종류의 디버터 스위치는, 예를 들어, US 5,786,552 로부터 이미 공지되어 있다. 여기에서 기술된 디버터 스위치는, 병렬로 연결되고 출력 라인에 연결된 정상 상태에서, 하나의 메인 브랜치 및 하나의 저항 브랜치를 갖는다. 각각의 브랜치에는 진공 인터럽터 및 그와 직렬로 연결된 컨택이 제공된다. 이들은, 디버터 스위칭이 발생할 때 명확한 시퀀스로 동작되며, 이 경우, OLTC 를 위한 저항 브랜치 전에 메인 브랜치가 동작됨을 보장하는 것이 중요하다. 일부 부하 인터럽터들에 대해, 메인 브랜치는 저항 브랜치 전에 동작되지 않는다. 메인 브랜치의 진공 인터럽터는 부하 전류만의 차단을 위해 치수화되고, 저항 브랜치의 진공 인터럽터는, 발생하는 순환 전류에 대해 치수화될 수도 있다. 역 시퀀스의 경우, 메인 브랜치의 진공 인터럽터는 이들 전류들의 합을 차단하도록 강제될 것이고, 따라서, 그에 따라 치수화될 것이다.

US 3,206,569 는 진공 인터럽터들이 제공된 탭 전환기를 예시한다. 탭 전환기는 메인 변압기에 연결된다. 탭 전환기는 변압기로부터 분리되고, 변압기와 동일한 컨테이너 및 액체에 또는 별도의 컨테이너 및 별도의 액체에 제공된다. 가스를 수집하기 위해 제공된 후드는 탭 전환기 위에 배열되고, 후드는 가스를 가스 센서에 전달하도록 적응된다. 가스 센서는 수소와 탄화수소 가스들을 감지하는 타입이다. 진공 인터럽터가 고장나면, 컨택터들은 개방되고, 가스 버블을 생성하는 아크를 끌어당긴다. 수소 가스가 센서에 의해 검출되고, 센서는 알람을 준다. 이러한 방식으로, 알람은 진공 인터럽터가 오작동하고 있음을 표시한다.

진공 인터럽터 고장의 경우, OLTC 에서의 보조 컨택 시스템은 OLTC 타입 및 부하에 의존하여, 가능하게는 10 내지 500 회의 제한된 횟수로 전류를 차단 가능하다.　 보조 컨택 시스템, 즉, 디버터 스위치의 가동 컨택이 한계 횟수보다 더 많이 전류를 차단해야 하면, 아크들에 의해 야기되는 마모는 컨택들이 더 이상 연결되지 않고 전류를 안내하지 않는 것으로 유도한다. 보조 메인 컨택들이 연결될 수 없으면, 2가지 일들이 발생할 수 있다:

1. 메인 회로가 인터럽트되고, 부하는 저항 회로 상으로 전달된다. 전이 저항기 상의 연속적인 완전 부하로, 저항기는 결국 용융되고, 결과적으로 OLTC 내부에서 성장하는 아크로 파괴될 것이다. 바라건대, 이러한 아크는 검출될 것이고, OLTC-변압기 시스템의 즉각적인 긴급 셧다운을 초래할 것이다. 디버터 스위치의 긴 수리 또는 교환이 결과일 것이고, 수리 시간 동안, 변압기는 오프-라인일 것이다.

2. 스탠딩 아크가 보조 컨택들 위에 나타나고, 이는 2개 위상들 사이의 단락을 야기할 수 있으며 이는 치명적인 고장, 예컨대, 폭발 또는 화재를 야기할 것이다. 운이 좋으면, 스탠딩 아크는 ??칭되고 하나는 포인트 1 로 돌아간다.

전술된 바와 같이, OLTC 가 고장날 경우, 폭발 또는 화재의 위험이 있다. 따라서, 그러한 고장을 회피하기 위해 OLTC 의 제어를 개선시킬 필요성이 항상 존재한다.

본 발명의 목적은 진공 부하시 탭 전환기를 모니터링하기 위한 개선된 방법 및 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 제1항에서 정의된 바와 같은 방법 및 청구항 제7항에서 정의된 바와 같은 모니터링 시스템에 의해 달성된다.

본 개시는 진공 부하시 탭 전환기를 모니터링하기 위한 방법을 제공한다. 탭 전환기는 절연 유체로 충진된 하우징, 하우징의 내부에 배열되고 적어도 하나의 가동 컨택 (MC, RC) 및 적어도 하나의 가동 컨택을 통해 전류를 인터럽트하기 위한 적어도 2개의 진공 인터럽터들 (MV, RV) 을 포함하는 디버터 스위치, 및 하우징에서의 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력 센서를 포함한다. 그 방법은, 미리결정된 시간 인터벌 내에서 2개의 후속 피크들을 포함하는 압력 시그너처를 결정하는 단계로서, 최대 압력은 미리결정된 레벨을 초과하지 않는, 상기 압력 시그너처를 결정하는 단계, 압력 센서로 하우징에서의 압력을 계속적으로 측정하는 단계, 측정된 압력이 압력 시그너처를 나타낼 때를 검출하는 단계, 압력 시그너처 내에서의 측정된 압력에 기초하여, 압력에서의 제 1 상승과 제 2 강하 사이의 시간을 결정하는 단계, 및 결정된 시간을 디버터 스위치의 스위치 시간을 나타내도록 설정하는 단계를 포함한다. 이 방법으로, 스위치 시간이 결정될 수 있다. 스위치 시간을 결정함으로써, 저속 동작이 검출될 수 있다. 저속 동작은 탭 전환기를 과열시킬 수 있고, 심각한 과열 시 고장을 야기할 수 있다. 디버터 스위치의 동작 시간이 결정되어야 하는 것이 CIGRE 공보 "Recommendations for Condition Monitoring and Condition Assessment Facilities for Transformers WG A2.27" from April 2008, under 7.6.3 에서 권장된다. 이 방법은 그 권장에 대한 솔루션을 제공한다.

일부 양태들에 따르면, 그 방법은 제 2 피크가 후속 강하를 나타내지 않지만 측정된 압력이 압력 시그너처를 나타낼 때를 검출하는 단계, 및 진공 부하시 탭 전환기가 오작동하고 있음과 안전한 포지션에 도달하였음을 표시하는 알람을 활성화하는 단계를 포함한다. 따라서, 오퍼레이터는, OLTC 가 오작동하고 있지만 제 2 진공 인터럽터가 폐쇄되지 않은 안전한 포지션에 도달하였음을 통지받을 수 있다. 그 다음, 적절한 액션들이 오퍼레이터에 의해 취해질 수 있다.

일부 양태들에 따르면, 그 방법은 측정된 압력이 압력 시그너처를 나타낼 때 및 피크들에서의 압력이 미리결정된 압력 레벨을 초과하지 않을 때를 검출하는 단계, 및 진공 부하시 탭 전환기가 가스 생성 이벤트를 가졌음을 표시하는 알람을 활성화하는 단계를 포함한다. 그 다음, 오퍼레이터는 적절한 액션을 취할 수 있다. 피크들에서의 압력이 미리결정된 수의 동작들에 대해 미리결정된 레벨보다 낮으면, 디버터 스위치에서의 자유 가스가 제거되지 않았기 때문에, OLTC 는 셧다운될 수도 있다.

일부 양태들에 따르면, 그 방법은 미리결정된 최대 레벨 초과의 압력을 갖는 압력 펄스를 검출하는 단계, 및 진공 부하시 탭 전환기가 안전하게 동작하고 있지 않다는 알람을 활성화하는 단계를 포함한다. 따라서, 오퍼레이터는 OLTC 가 안전하지 않은 방식으로 오작동하고 있음을 경보받는다. 일부 양태들에 따르면, OLTC 는 미리결정된 최대 레벨 초과의 압력을 검출할 때 즉시 셧다운된다.

일부 양태들에 따르면, 그 방법은 하우징에서의 정적 압력의 양을 검출하는 단계, 및 정적 압력의 양에 기초하여 절연 유체의 양을 결정하는 단계를 포함한다. 압력 피크들이 존재하지 않을 때라도, 하우징에서의 일부 압력이 항상 존재할 것이다. 그 정적 압력은, 절연 유체의 양이 하우징에서 변하면, 시간에 걸쳐 변할 수도 있다. 따라서, 정적 압력에서의 변동들은 하우징에서의 절연 유체의 양의 표시를 제공한다.

일부 양태들에 따르면, 그 방법은 절연 유체의 결정된 양이 미리결정된 인터벌의 밖에 있을 때 하우징에서의 절연 유체의 레벨이 조정되어야 함을 표시하는 알람을 활성화하는 단계를 포함한다. 따라서, 정적 압력이 너무 많이 변해서 오퍼레이터가 통지받을 필요가 있을 때 알람이 존재한다.

본 개시는 절연 유체로 충진된 하우징, 하우징의 내부에 배열되고 적어도 하나의 가동 컨택 (MC, RC) 및 적어도 하나의 가동 컨택을 통해 전류를 인터럽트하기 위한 적어도 2개의 진공 인터럽터들 (MV, RV) 을 포함하는 디버터 스위치를 포함하는 진공 부하시 탭 전환기에 대한 모니터링 시스템을 제공한다. 모니터링 시스템은 하우징에서의 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력 센서, 및 프로세싱 회로부를 포함한다. 프로세싱 회로부는, 미리결정된 시간 인터벌 내에서 2개의 후속 피크들을 포함하는 압력 시그너처를 결정하는 것으로서, 최대 압력은 미리결정된 레벨을 초과하지 않는, 상기 압력 시그너처를 결정하고, 압력 센서로 하우징에서의 압력을 계속적으로 측정하고, 측정된 압력이 압력 시그너처를 나타낼 때를 검출하고, 압력 시그너처 내에서의 측정된 압력에 기초하여, 압력에서의 제 1 상승과 제 2 강하 사이의 시간을 결정하고, 그리고 결정된 시간을 디버터 스위치의 스위치 시간을 나타내도록 설정하도록 배열된다. 모니터링 시스템은 전술된 방법과 동일한 이점들을 갖는다. 하기의 특징들에 대해서도 마찬가지이다.

일부 양태들에 따르면, 프로세싱 회로부는 추가로, 제 2 피크가 후속 강하를 나타내지 않지만 측정된 압력이 압력 시그너처를 나타낼 때를 검출하고, 그리고 진공 부하시 탭 전환기가 오작동하고 있음과 안전한 포지션에 도달하였음을 표시하는 알람을 활성화하도록 배열된다.

일부 양태들에 따르면, 프로세싱 회로부는 추가로, 측정된 압력이 압력 시그너처를 나타낼 때 및 피크들에서의 압력이 미리결정된 압력 레벨을 초과하지 않을 때를 검출하고, 그리고 진공 부하시 탭 전환기가 가스 생성 이벤트를 가졌음을 표시하는 알람을 활성화하도록 배열된다.

일부 양태들에 따르면, 프로세싱 회로부는 추가로, 미리결정된 최대 레벨 초과의 압력을 갖는 압력 펄스를 검출하고, 그리고 진공 부하시 탭 전환기가 안전하게 동작하고 있지 않다는 알람을 활성화하도록 배열된다.

일부 양태들에 따르면, 프로세싱 회로부는 추가로, 하우징에서의 정적 압력의 양을 검출하고, 그리고 정적 압력의 양에 기초하여 절연 유체의 양을 결정하도록 배열된다.

일부 양태들에 따르면, 프로세싱 회로부는 추가로, 절연 유체의 결정된 양이 미리결정된 인터벌의 밖에 있을 때 하우징에서의 절연 유체의 레벨이 조정되어야 함을 표시하는 알람을 활성화하도록 배열된다.

본 발명은 이제, 본 발명의 상이한 실시형태들의 설명에 의해 그리고 첨부 도면들을 참조하여 더 면밀하게 설명될 것이다.
도 1 은 디버터 스위치의 줌인된 뷰로 진공 타입의 탭 전환기의 일 예를 도시한다.
도 2 는, 각각의 위상에 대해 하나씩인 3개의 진공 인터럽터들의 2개의 세트들이 요크에 의해 동시에 개방 및 폐쇄되는 단순화된 진공 인터럽터 설계를 도시한다.
도 3a 내지 도 3k 는 OLTC 에서 탭을 변경하는 단순화된 단계별 프로세스를 도시한다.
도 4 는 모니터링 시스템의 예시를 도시한다.
도 5 는 단순화된 진공 인터럽터 설계를 도시한다.
도 6 은 OLTC 가 탭을 변경할 때 하우징에서 측정된 압력의 그래프를 도시한다.
도 7 은 OLTC 를 모니터링하기 위한 방법의 블록 다이어그램을 도시한다.

본 개시의 양태들은 첨부 도면들을 참조하여 하기에서 더 충분히 설명될 것이다. 하지만, 본 명세서에 개시된 디바이스들 및 방법들은 다수의 상이한 형태들로 실현될 수 있고, 본 명세서에 기재된 양태들로 한정되는 것으로서 해석되지 않아야 한다. 도면들에서의 유사한 부호들은 전반에 걸쳐 유사한 엘리먼트들을 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 오직 본 개시의 특정 양태들을 설명할 목적일 뿐이며, 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들 ("a, "an" 및 "the") 은, 문맥에서 분명하게 달리 표시되지 않는다면 복수의 형태들을 물론 포함하도록 의도된다. 달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들 (기술적 및 과학적 용어들 포함) 은, 본 개시가 속하는 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

여기에서 용어 "알람" 은 오퍼레이터 또는 사용자로의 임의의 종류의 통지를 의미한다. 통지는 사운드 알람, SMS, 시각적 알람 또는 이들의 임의의 조합들과 같이 임의의 타입일 수 있다. 알람은 상이한 스테이션들에서 상이할 수도 있고, 임의의 특정 스테이션이 사용하고 있는 표준 알람 시스템을 사용할 수도 있다.

본 개시는 진공 부하시 탭 전환기 (OLTC) 를 모니터링하기 위한 방법 및 모니터링 시스템 (10) 을 제공한다. 도 1 은 디버터 스위치 (4) 의 줌인된 뷰로 진공 타입 탭 전환기의 일 예를 도시한다. 그 예에 있어서, OLTC (1) 는 절연 유체 (3) 를 갖는 하우징 (2), 디버터 스위치 (4), 압력 센서 (5) 및 탭 선택기 (6) 를 갖는 것이 도시된다. 줌인된 디버터 스위치 (4) 는 중간에 백색 정사각형을 나타낸다. 백색 정사각형은 본 개시의 목적들을 위해 나타낼 필요가 없는 디버터 스위치 (4) 의 부분들을 나타낸다. 백색 정사각형의 측면들 상에, 진공 인터럽터들 (MV, RV) 이 예시된다. 예시된 예에 있어서 각각의 위상에 대해 하나씩인 3개의 인터럽터들 (MV) 및 3개의 인터럽터들 (RV) 이 존재한다. 본 개시는 또한 단상 및 2상에 적용가능하다. 진공 인터럽터들 (MV, RV) 은 요크 (7) 에 의해 개방 및 폐쇄된다. 요크가 3개의 진공 인터럽터를 동시에 개방하는 것은 진공 인터럽터들을 개방 및 폐쇄하는 방법의 일 예임을 유의한다. 다른 방법들이 가능하다.

도 2 에서, 단순화된 진공 인터럽터 설계가 도시되며, 여기서, 각각의 위상에 대해 하나씩인 3개의 진공 인터럽터들 (MV, RV) 의 2개의 세트들이 요크 (7) 에 의해 동시에 개방 및 폐쇄된다. 도면의 좌측 부분에서는, 3개의 진공 인터럽터들이 폐쇄되고, 우측 부분에서는 개방된다.

도 3a 내지 도 3k 는 OLTC (1) 에서 탭을 변경하는 단순화된 단계별 프로세스를 도시한다. 이 경우, 디버터 스위치 (4) 의 가동 컨택은 디버터 스위치 (4) 의 메인 측 상의 회전가능한 메인 보조 컨택 (MC) 및 디버터 스위치 (4) 의 저항기 측 상의 저항기 보조 컨택 (RC) 이다. 도면들은 예시적인 목적들로 OLTC (1) 의 단순화된 뷰를 도시한다. 오직 하나의 가동 컨택을 갖는 OLTC들이 존재함을 유의한다. 화살표들은 OLTC (1) 를 통한 전류 경로를 표시한다. 탭 권선 (8) 에서의 좌측으로 볼 수 있는 바와 같이, T1 상으로의 연결은 T2 상으로의 연결과는 상이한 양의 탭 권선 턴들을 제공한다.

도 3a 에 있어서, 탭 (T1) 에 대한 서비스 포지션이 도시된다. 탭 (T2) 으로 스위칭하기 위한 단계들이 도 3b 내지 도 3k 에 도시된다. 도 3b 에 있어서, 메인 진공 인터럽터 (MV) 가 개방되고, 진공 병에 아크가 존재한다. 아크가 중지하였을 때, 도 3c 에 도시된 바와 같이, 모든 전류가 저항기 측을 통과할 것이다. 메인 진공 인터럽터 (MV) 를 개방한 채로 유지하면, 메인 보조 컨택 (MC) 이 이제 도 3d 에 도시된 바와 같이 회전된다. 도 3e 에 도시된 바와 같이, 메인 보조 컨택 (MC) 은 이제, 탭 (T2) 에 연결하기 위해 완전히 회전되지만, 메인 진공 인터럽터 (MV) 는 전류가 저항기 측을 여전히 통과하도록 여전히 개방된다. 도 3f 에 도시된 바와 같이, 메인 진공 인터럽터 (MV) 는 이제 폐쇄되고, 부하 전류는 이제 MV 로 가고, 순환 전류가, T1 과 T2 사이의 전압 차이로 인해, MV 및 RV 를 통해 시작한다. 도 3g 에 도시된 다음 단계에서, 저항기 진공 인터럽터 (RV) 가 개방되고, 그 안에 순환 전류에 의해 아크가 존재한다. 부하 전류는 이에 의해 영향을 받지 않고 동일하게 유지된다. 아크가 정지하였을 때, T1 을 통한 순환 전류 경로가 정지된다. 부하 전류는 도 3h 에 도시된 바와 같이 T2 를 계속 통과한다. 저항기 보조 컨택 (RC) 은 도 3i 에 도시된 바와 같이 회전된다. 도 3j 에 있어서, 저항기 보조 컨택 (RC) 은 제위치에 있지만, 저항기 진공 인터럽터 (RV) 는 여전히 개방된다. 이는, 탭 (T2) 에 대한 서비스 포지션인 도 3k 에 도시된 바와 같이 다음 단계에서 폐쇄된다. 도면들에서, 저항기 측은 또한 연결된 저항기 (R) 를 갖는다.

도 4 는 진공 부하시 탭 전환기 (1) 를 위한 모니터링 시스템 (10) 의 일 예시를 도시한다. 전술된 바와 같이, OLTC (1) 는 절연 유체 (3) 로 충진된 하우징 (2), 하우징 (2) 의 내부에 배열되고 적어도 하나의 가동 컨택 (MC, RC) 및 적어도 하나의 가동 컨택을 통해 전류를 인터럽트하기 위한 적어도 2개의 진공 인터럽터들 (MV, RV) 을 포함하는 디버터 스위치 (4) 를 포함한다. 적어도 하나의 가동 컨택은 비물리적 방식으로 가동일 수도 있음을 유의해야 한다. 즉, 적어도 하나의 가동 컨택은, 예를 들어, 전기 시스템이 전류를 재지향시켜 컨택을 이동시킨다는 의미에서 가동일 수도 있다.

모니터링 시스템 (10) 은 적어도 2개의 진공 인터럽터들 (MV, RV) 의 개방 및 폐쇄를 검출하기 위해 하우징(2) 에서의 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력 센서 (5), 및 프로세싱 회로부 (11) 를 포함한다. 압력 센서 (5) 는, OLTC (1) 의 하우징 (2) 의 상부에 배열되는 도 1 에서도 또한 예시된다. 압력 센서는 디버터 스위치 하우징의 상부의 측면 상에 배치될 수도 있다. 이는 또한 디버터 스위치 하우징의 커버, 즉, 최상부에 배치될 수 있다. 프로세싱 회로부 (11) 는 어떤 종류의 통신 수단 (9) 을 통해 압력 센서 (5) 로부터 센서 데이터를 수신한다. 통신 수단은, 예를 들어, Wi-Fi, 블루투스, Z-웨이브 또는 지그비를 통한 임의의 종류의 통신, 유선 통신 또는 무선 통신일 수도 있다. 프로세싱 회로부 (11) 와 압력 센서 (5) 사이의 통신에 대한 대안들은 당업자에게 공지되어 있고, 추가로 논의되지 않을 것이다.

도 5 에 있어서, 예시적인 진공 인터럽터가 좌측에는 폐쇄 포지션으로 및 우측에는 개방 포지션으로 도시된다. 컨택들 (12) 은 폐쇄 포지션에서 인접하고 개방 포지션에서 분리된다. 컨택들 주위의 하우징 (2) 에는, 진공 (13) 이 존재한다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 진공 인터럽터가 OLTC (1) 에서 사용하는 체적은, 진공 인터럽터가 개방될 때 증가한다. 따라서, 절연 유체 (3) 에서의 압력은 진공 인터럽터가 개방될 때 증가한다.

프로세싱 회로부 (11) 는 미리결정된 시간 인터벌 내에서 2개의 후속 피크들을 포함하는 압력 시그너처 (14) 를 결정하도록 배열되고, 여기서, 최대 압력은 미리결정된 레벨을 초과하지 않는다. 그 결정은 메모리로부터 압력 시그너처 (14) 를 판독하거나, 그렇지 않으면, 외부 소스로부터 압력 시그너처를 수신하는 것일 수도 있다. 예시적인 압력 시그너처 (14) 가 도 6 에 예시된다. 예시된 압력 시그너처 (14) 는, 2개의 요크들 (7) 이 3개의 진공 인터럽터들의 개별 세트를 개방 및 폐쇄하는 도 1 에 예시된 바와 같은 셋업으로부터의 것이다. 압력 시그너처 (14) 는 요크 (7) 움직임 및 진공 인터럽터들의 체적 증가 (15) 의 결과이다. x축의 숫자들은 초 단위의 시간을 나타낸다. 그리고 y축은 압력의 양이다. 압력의 양 및 시간은 OLTC들 (1) 사이에서 변할 것이며, 단지 예시적인 목적들일 뿐이다. 2개의 후속 피크들을 갖는 압력 시그니처 (14) - 여기서, 양자의 피크들은 미리결정된 시간 인터벌 내에 있음 - 는, 2개의 탭들 사이의 스위치가 OLTC (1) 에서 수행되었음을 나타낸다. 압력이 먼저 제 1 피크 상에서 상승한 경우, 메인 진공 인터럽터는 개방되었다, 도 3b 참조. 압력은 메인 진공 인터럽터가 폐쇄될 때 강하한다, 도 3f 참조. 제 2 피크는 저항기 진공 인터럽터가 개방될 때이고, 도 3g 참조; 폐쇄된다, 도 3k 참조.

프로세싱 회로부 (11) 는 압력 센서 (5) 로 하우징 (2) 에서의 압력을 계속적으로 측정하고, 측정된 압력이 압력 시그너처 (14) 를 나타낼 때를 검출한다. 따라서, 탭 스위치가 발생하였다. 그 다음, 프로세싱 회로부 (11) 는, 압력 시그너처 (14) 내에서의 측정된 압력에 기초하여, 압력에서의 제 1 상승과 제 2 강하 사이의 시간을 결정하고, 결정된 시간을 디버터 스위치 (4) 의 스위치 시간을 나타내도록 설정한다. 이러한 모니터링 시스템 (10) 으로, 스위치 시간이 따라서 결정될 수 있다. 스위치 시간을 결정함으로써, 저속 동작이 검출될 수 있다.

진공 부하시 탭 전환기 (1) (OLTC) 를 모니터링하기 위한 방법이 도 7 에 예시된다. 실선을 갖는 박스들은 가장 넓은 실시형태에서의 방법의 단계들을 예시하고, 점선들을 갖는 박스들은 대안적인 단계들을 나타낸다. 단계들은 예시된 순서를 벗어나서 발생할 수도 있음을 유의해야 한다. 그 방법은, 미리결정된 시간 인터벌 내에서 2개의 후속 피크들을 포함하는 압력 시그너처 (14) 를 결정하는 단계로서, 최대 압력은 미리결정된 레벨을 초과하지 않는, 상기 압력 시그너처 (14) 를 결정하는 단계, 압력 센서 (5) 로 하우징 (2) 에서의 압력을 계속적으로 측정하는 단계, 측정된 압력이 압력 시그너처 (14) 를 나타낼 때를 검출하는 단계, 압력 시그너처 (14) 내에서의 측정된 압력에 기초하여, 압력에서의 제 1 상승과 제 2 강하 사이의 시간을 결정하는 단계, 및 결정된 시간을 디버터 스위치 (4) 의 스위치 시간을 나타내도록 설정하는 단계를 포함한다. 따라서, 그 방법의 단계들은 모니터링 시스템 (10) 에서의 프로세싱 회로부 (11) 의 단계들과 동일하고, 동일한 이점들을 갖는다.

모니터링 시스템 (10) 및 압력 센서 (5) 로 검출될 수도 있는 수개의 다른 것들이 존재한다. 일부 양태들에 따르면, 프로세싱 회로부 (11) 는, 제 2 피크가 후속 강하를 나타내지 않지만 측정된 압력이 압력 시그너처 (14) 를 나타낼 때를 검출하고, 그리고 진공 부하시 탭 전환기 (1) 가 오작동하고 있음과 안전한 포지션에 도달하였음을 표시하는 알람을 활성화하도록 배열된다. 그 방법은 또한 동일한 단계들을 포함할 수도 있다. 제 2 피크가 강하를 나타내지 않는다는 것은 제 2 진공 인터럽터가 폐쇄되지 않았다는 것을 나타낸다. 즉, OLTC (1) 는 안전한 포지션인 도 3j 에 도시된 바와 같은 포지션에 고정된다. 전술된 바와 같이, 알람은 OLTC (1) 의 오퍼레이터에 대한 임의의 종류의 표시이다. 따라서, 오퍼레이터는, OLTC (1) 가 오작동하고 있지만 RV 진공 인터럽터가 폐쇄되지 않은 안전한 포지션에 도달하였음을 통지받을 수 있다. 그 다음, 적절한 액션들이 오퍼레이터에 의해 취해질 수 있다. 예시적인 액션들은 오일 샘플을 취하고, 가스 함량 (DGA) 을 체크하고, 탭-전환기의 동작을 중지시키는 것이다. 추가적인 단계는 진공 부하시 탭 전환기 (1) 의 스테이터스를 안전한 포지션에서 오작동하는 것으로 설정하는 것일 수도 있다.

원치않은 아킹이 OLTC (1) 에서 발생할 때 가스가 생성된다. 따라서, 하우징 (2) 에 가스가 존재할 수도 있다. 일부 양태들에 따르면, 프로세싱 회로부 (11) 는, 측정된 압력이 압력 시그너처 (14) 를 나타낼 때 및 피크들에서의 압력이 미리결정된 압력 레벨을 초과하지 않을 때를 검출하고, 그리고 진공 부하시 탭 전환기 (1) 가 가스 생성 이벤트를 가졌음을 표시하는 알람을 활성화하도록 배열된다. 그 방법은 또한 동일한 단계들을 포함할 수도 있다. 그 다음, 오퍼레이터는 적절한 액션을 취할 수 있다. 피크들에서의 압력이 미리결정된 수의 동작들에 대해 미리결정된 레벨보다 낮으면, 하우징 (2) 에서의 자유 가스가 제거되지 않았기 때문에, OLTC (1) 는 동작에 대해 차단될 수도 있다. 하우징 (2) 에 가스가 존재할 때, 압력 시그너처 (14) 의 피크들은 하우징 (2) 에 가스가 없을 때만큼 높지 않을 것이고, 따라서, 가스가 존재하지 않을 때, 피크들에서의 압력이 정상보다 낮음을 결정함으로써 하우징 (2) 에서의 가스를 검출하는 것이 가능하다. 추가적인 단계는 진공 부하시 탭 전환기 (1) 의 스테이터스를 하우징 (2) 에서의 가스로 오작동하는 것으로 설정하는 것일 수도 있다.

OLTC (1) 에서의 예상치않은 압력 펄스들은, 폭발이 존재하는 위험한 상황을 초래할 수도 있다. 진공 인터럽터들이 제공해야 하는 레벨 초과의 예상치않은 압력 펄스는 디버터 스위치에서의 일부 포인트에서 오일에서의 아킹을 나타낼 수 있다. 진공 타입의 탭 전환기에서 이러한 종류의 압력 펄스들을 일으키는 오일에서의 아킹은 존재하지 않아야 한다. 진공 인터럽터가 파손되지 않으면, 대부분의 경우들에 있어서, 이는 아크를 야기하는 진공 인터럽터 파손과 관련된 보조 컨택일 것이다. 따라서, 일부 양태들에 따르면, 프로세싱 회로부 (11) 는 추가로, 미리결정된 최대 레벨 초과의 압력을 갖는 압력 펄스를 검출하고, 그리고 진공 부하시 탭 전환기 (1) 가 안전하게 동작하고 있지 않다는 알람을 활성화하도록 배열된다. 그 방법은 또한 동일한 단계들을 포함할 수도 있다. 따라서, 오퍼레이터는 OLTC (1) 가 안전하지 않은 방식으로 오작동하고 있음을 경보받는다. 일부 양태들에 따르면, OLTC (1) 는 미리결정된 최대 레벨 초과의 압력을 검출할 때 즉시 셧다운된다. 추가적인 단계는 진공 부하시 탭 전환기 (1) 의 스테이터스를 위험하게 오작동하는 것으로 설정하는 것일 수도 있다.

하우징 (2) 에서의 절연 유체 (3) 의 양은, 예를 들어, 누설들로 인해, 시간에 걸쳐 서서히 감소할 수도 있다. 일부 OLTC들에서, OLTC 위에 배치된 콘서베이터 (conservator) (16) 로부터 절연 유체 (3) 를 재충진하기 위한 시스템이 존재한다. 일부 양태들에 따르면, 프로세싱 회로부 (11) 는 추가로, 하우징 (2) 에서의 정적 압력의 양을 검출하고, 그리고 정적 압력의 양에 기초하여 절연 유체 (3) 의 양을 결정하도록 배열된다. 따라서, 정적 압력은, 절연 유체 (3) 의 양이 감소하면 정적 압력이 감소할 것이기 때문에, 하우징 (2) 에 및 대안적으로 콘서베이터 (16) 에 얼마나 많은 절연 유체 (3) 가 존재하는지를 결정하는데 사용된다. 압력 피크들이 존재하지 않을 때라도, 하우징 (2) 에서의 일부 압력이 항상 존재할 것이다. 그 정적 압력은, 절연 유체 (3) 의 양이 하우징 (2) 에서 변하면, 시간에 걸쳐 변할 수도 있다. 따라서, 정적 압력에서의 변동들은 하우징 (2) 에서의 절연 유체 (3) 의 양의 표시를 제공한다. 그 정보는, 절연 유체 (3) 가 재충진되어야 하는 정도 및 시간을 결정하는 데 사용될 수 있다. 그 방법은 또한 동일한 단계들을 포함할 수도 있다. 추가적인 단계는 진공 부하시 탭 전환기 (1) 의 스테이터스를, 더 많은 절연 유체 (3) 를 필요로 하는 것으로 설정하는 것일 수도 있다.

하우징 (2) 에 충분한 절연 유체 (3) 가 존재하지 않은 것이 장기간에 걸쳐 검출되었다면, 알람을 활성화하기 위한 필요가 있을 수도 있다. 일부 양태들에 따르면, 프로세싱 회로부 (11) 는 추가로, 절연 유체 (3) 의 결정된 양이 미리결정된 인터벌의 밖에 있을 때 하우징 (2) 에서의 절연 유체 (3) 의 레벨이 조정되어야 함을 표시하는 알람을 활성화하도록 배열된다. 그 방법은 또한 동일한 단계를 포함할 수도 있다. 따라서, 정적 압력이 너무 많이 변해서 오퍼레이터가 통지받을 필요가 있을 때 알람이 존재한다.

본 발명은 개시된 실시형태들로 한정되지 않고, 다음의 청구항들의 범위 내에서 변경 및 수정될 수도 있다.

1. 진공 부하시 탭 전환기, OLTC
2. 하우징
3. 절연 유체
4. 디버터 스위치
T1 = 탭 권선 상의 하나의 탭
T2 = 탭 권선 상의 다른 탭
RV = 저항기 진공 인터럽터
MV = 메인 진공 인터럽터
RC = 저항기 보조 컨택
MC = 메인 보조 컨택
R = 저항기
5. 압력 센서
6. 탭 선택기
7. 요크
8. 탭 권선
9. 통신 수단
10. 모니터링 시스템
11. 프로세싱 회로부
12. 컨택
13. 진공
14. 압력 시그니처
15. 진공 인터럽터 움직임에 의한 압력 증가
16. 콘서베이터

Claims (12)

1. 진공 부하시 탭 전환기 (1) 를 모니터링하기 위한 방법으로서,
   상기 탭 전환기 (1) 는,
   - 절연 유체 (3) 로 충진된 하우징 (2),
   - 상기 하우징 (2) 의 내부에 배열되고 적어도 하나의 가동 컨택 (MC, RC) 및 상기 적어도 하나의 가동 컨택을 통해 전류를 인터럽트하기 위한 메인 진공 인터럽터 (MV) 및 저항기 진공 인터럽터 (RV) 를 포함하는 적어도 2개의 진공 인터럽터들을 포함하는 디버터 스위치 (4),
   - 상기 하우징 (2) 에서의 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력 센서 (5) 를 포함하고,
   상기 방법은,
   - 미리결정된 시간 인터벌 내에서 2개의 후속 피크들을 포함하는 압력 시그너처 (14) 를 결정하는 단계 (S1) 로서, 상기 피크들의 제 1 피크는 상기 메인 진공 인터럽터 (MV) 가 개방된 것에 대응하고, 상기 피크들의 제 2 피크는 상기 저항기 진공 인터럽터가 개방된 것에 대응하고, 최대 압력은 미리결정된 레벨을 초과하지 않는, 상기 압력 시그너처 (14) 를 결정하는 단계 (S1),
   - 상기 메인 진공 인터럽터 및 상기 저항기 진공 인터럽터의 개방 및 폐쇄를 검출하기 위해, 상기 압력 센서 (5) 로 상기 하우징 (2) 에서의 상기 압력을 계속적으로 측정하는 단계 (S2) 로서, 상기 압력은 개개의 진공 인터럽터들이 개방될 때 증가하고, 폐쇄될 때 강하하는, 상기 하우징 (2) 에서의 상기 압력을 계속적으로 측정하는 단계 (S2),
   - 측정된 상기 압력이 상기 압력 시그너처 (14) 를 나타낼 때를 검출하는 단계 (S3),
   - 상기 압력 시그너처 (14) 내에서의 상기 측정된 압력에 기초하여, 압력에서의 제 1 상승과 제 2 강하 사이의 시간을 결정하는 단계 (S4), 및
   - 결정된 상기 시간을 상기 디버터 스위치 (4) 의 스위치 시간을 나타내도록 설정하는 단계 (S5) 를 포함하는, 진공 부하시 탭 전환기 (1) 를 모니터링하기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   - 상기 제 2 피크가 후속 강하를 나타내지 않지만 상기 측정된 압력이 상기 압력 시그니처 (14) 를 나타낼 때를 검출하는 단계 (S6), 및
   - 상기 진공 부하시 탭 전환기 (1) 가 오작동하고 있음과 안전한 포지션에 도달하였음을 표시하는 알람을 활성화하는 단계 (S7) 를 포함하는, 진공 부하시 탭 전환기 (1) 를 모니터링하기 위한 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   - 상기 측정된 압력이 상기 압력 시그너처 (14) 를 나타낼 때 및 상기 피크들에서의 압력이 미리결정된 압력 레벨을 초과하지 않을 때를 검출하는 단계 (S8), 및
   - 상기 진공 부하시 탭 전환기 (1) 가 가스 생성 이벤트를 가졌음을 표시하는 알람을 활성화하는 단계 (S9) 를 포함하는, 진공 부하시 탭 전환기 (1) 를 모니터링하기 위한 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 미리결정된 최대 레벨 초과의 압력을 갖는 압력 펄스를 검출하는 단계 (S10), 및
   - 상기 진공 부하시 탭 전환기 (1) 가 안전하게 동작하고 있지 않다는 알람을 활성화하는 단계 (S11) 를 포함하는, 진공 부하시 탭 전환기 (1) 를 모니터링하기 위한 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 상기 하우징 (2) 에서의 정적 압력의 양을 검출하는 단계 (S12), 및
   - 상기 정적 압력의 양에 기초하여 상기 절연 유체 (3) 의 양을 결정하는 단계 (S13) 를 포함하는, 진공 부하시 탭 전환기 (1) 를 모니터링하기 위한 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   - 상기 절연 유체 (3) 의 결정된 양이 미리결정된 인터벌의 밖에 있을 때 상기 하우징 (2) 에서의 상기 절연 유체 (3) 의 레벨이 조정되어야 함을 표시하는 알람을 활성화하는 단계 (S14) 를 포함하는, 진공 부하시 탭 전환기 (1) 를 모니터링하기 위한 방법.
7. 진공 부하시 탭 전환기 (1) 에 대한 모니터링 시스템 (10) 으로서,
   상기 진공 부하시 탭 전환기 (1) 는 절연 유체 (3) 로 충진된 하우징 (2), 상기 하우징 (2) 의 내부에 배열되고 적어도 하나의 가동 컨택 (MC, RC) 및 상기 적어도 하나의 가동 컨택을 통해 전류를 인터럽트하기 위한 메인 진공 인터럽터 (MV) 및 저항기 진공 인터럽터 (RV) 를 포함하는 적어도 2개의 진공 인터럽터들을 포함하는 디버터 스위치 (4) 를 포함하고,
   상기 모니터링 시스템 (10) 은,
   - 상기 하우징 (2) 에서의 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력 센서 (5),
   - 프로세싱 회로부 (11) 를 포함하고,
   상기 프로세싱 회로부 (11) 는,
   ■ 미리결정된 시간 인터벌 내에서 2개의 후속 피크들을 포함하는 압력 시그너처 (14) 를 결정하는 것으로서, 상기 피크들의 제 1 피크는 상기 메인 진공 인터럽터 (MV) 가 개방된 것에 대응하고, 상기 피크들의 제 2 피크는 상기 저항기 진공 인터럽터가 개방된 것에 대응하고, 최대 압력은 미리결정된 레벨을 초과하지 않는, 상기 압력 시그너처 (14) 를 결정하고,
   ■ 상기 메인 진공 인터럽터 및 상기 저항기 진공 인터럽터의 개방 및 폐쇄를 검출하기 위해, 상기 압력 센서 (5) 로 상기 하우징 (2) 에서의 상기 압력을 계속적으로 측정하는 것으로서, 상기 압력은 개개의 진공 인터럽터들이 개방될 때 증가하고, 폐쇄될 때 강하하는, 상기 하우징 (2) 에서의 상기 압력을 계속적으로 측정하고,
   ■ 측정된 상기 압력이 상기 압력 시그너처 (14) 를 나타낼 때를 검출하고,
   ■ 상기 압력 시그너처 (14) 내에서의 상기 측정된 압력에 기초하여, 압력에서의 제 1 상승과 제 2 강하 사이의 시간을 결정하고, 그리고
   ■ 결정된 상기 시간을 상기 디버터 스위치 (4) 의 스위치 시간을 나타내도록 설정하도록
   배열되는, 모니터링 시스템 (10).
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 프로세싱 회로부 (11) 는 추가로,
   ■ 상기 제 2 피크가 후속 강하를 나타내지 않지만 상기 측정된 압력이 상기 압력 시그니처 (14) 를 나타낼 때를 검출하고, 그리고
   ■ 상기 진공 부하시 탭 전환기 (1) 가 오작동하고 있음과 안전한 포지션에 도달하였음을 표시하는 알람을 활성화하도록
   배열되는, 모니터링 시스템 (10).
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 프로세싱 회로부 (11) 는 추가로,
   ■ 상기 측정된 압력이 상기 압력 시그너처 (14) 를 나타낼 때 및 상기 피크들에서의 압력이 미리결정된 압력 레벨을 초과하지 않을 때를 검출하고, 그리고
   ■ 상기 진공 부하시 탭 전환기 (1) 가 가스 생성 이벤트를 가졌음을 표시하는 알람을 활성화하도록
   배열되는, 모니터링 시스템 (10).
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱 회로부 (11) 는 추가로,
    ■ 미리결정된 최대 레벨 초과의 압력을 갖는 압력 펄스를 검출하고, 그리고
    ■ 상기 진공 부하시 탭 전환기 (1) 가 안전하게 동작하고 있지 않다는 알람을 활성화하도록
    배열되는, 모니터링 시스템 (10).
11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱 회로부 (11) 는 추가로,
    ■ 상기 하우징 (2) 에서의 정적 압력의 양을 검출하고, 그리고
    ■ 상기 정적 압력의 양에 기초하여 상기 절연 유체 (3) 의 양을 결정하도록
    배열되는, 모니터링 시스템 (10).
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세싱 회로부 (11) 는 추가로,
    ■ 상기 절연 유체 (3) 의 결정된 양이 미리결정된 인터벌의 밖에 있을 때 상기 하우징 (2) 에서의 상기 절연 유체 (3) 의 레벨이 조정되어야 함을 표시하는 알람을 활성화하도록 배열되는, 모니터링 시스템 (10).

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