WO2010032957A2 - 전력 품질 개선 장치 및 전력 공급 시스템 - Google Patents

전력 품질 개선 장치 및 전력 공급 시스템 Download PDF

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WO2010032957A2
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/02—Auto-transformers

Definitions

  • the present invention relates to a power quality improving apparatus and a power supply system capable of more efficiently removing harmonics and unbalanced currents.
  • harmonics and unbalanced currents are generated in the power system. These harmonics and unbalanced currents flow into the low-impedance power source, causing various problems such as cable overheating, increased power loss due to saturation of transformer cores, and malfunction of electrical equipment.
  • the technical problem of the present invention is to provide a power quality improvement apparatus that can more efficiently remove harmonics and unbalanced currents and increase productivity.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a power supply system capable of more efficiently removing harmonics and unbalanced currents and increasing productivity.
  • one aspect of the power quality improving apparatus is provided as a single winding transformer, the core having a first leg, a second leg and a third leg; And first windings, second windings, and third windings zigzag wound around the first leg, the second leg, and the third leg, wherein each of the first leg, the second leg, and the third leg includes: Two types of windings selected from the group including the first winding, the second winding, and the third winding are alternately wound, and the two windings wound around each of the first leg, the second leg, and the third leg are It is piled up and wrapped around the iron core in the winding order.
  • Another aspect of the power quality improving apparatus is provided as a single winding transformer, an iron core having a first leg, a second leg, and a third leg; A first winding wound in the order of the first leg, the third leg, the first leg, the third leg, and the first leg and connected to a neutral wire; A second winding wound in the order of the second leg, the first leg, the second leg, the first leg, and the second leg and connected to a neutral wire; And a third winding wound in the order of the third leg, the second leg, the third leg, the second leg, and the third leg and connected to the neutral wire, wherein the first leg includes a first winding, The second winding, the first winding, the second winding, and the first winding are sequentially stacked and wound, and the second leg is sequentially stacked with the second winding, the third winding, the second winding, the third winding, and the second winding.
  • One aspect of a power supply system includes a selected power quality improving device, wherein the power quality improving device is connected in series between a load and a power supply for supplying power to the load.
  • FIG. 1 Another aspect of a power supply system according to another embodiment of the present invention is a load; A power supply unit supplying power to the load; And a power quality improving device connected in series between the load and the power supply and provided as a single winding transformer, the power quality improving device comprising: an iron core having a first leg, a second leg, and a third leg; A first winding wound in the order of the first leg, the third leg, the first leg, the third leg, and the first leg and connected to a neutral wire; A second winding wound in the order of the second leg, the first leg, the second leg, the first leg, and the second leg and connected to a neutral wire; And a third winding wound in the order of the third leg, the second leg, the third leg, the second leg, and the third leg and connected to the neutral wire.
  • the power supply system is connected in series between a load and a power supply. Therefore, it is installed as close to the load as possible to obtain a high harmonic reduction effect.
  • only one power quality improving apparatus is provided between the power receiving stage and the power distribution stage, thereby reducing the cost and improving the productivity.
  • a power quality improvement device between the power distribution stage and the power distribution stage with a relatively large amount of space, it is possible to efficiently utilize the space and easy installation.
  • the power quality improving apparatus is formed with a more efficient structure and method is excellent in harmonic reduction function and unbalance cancellation function.
  • the power quality improving apparatus according to the embodiments of the present invention can significantly reduce the external volume by winding a plurality of windings overlapping the first leg, the second leg, and the third leg.
  • the connection method is easy when zigzag connection, time and unit cost in the manufacturing process can be greatly saved, resulting in a large cost reduction effect.
  • the efficiency of the single winding transformer constituting the power quality improving device is increased. That is, it is possible to provide a power quality improvement device which is formed with a more efficient structure and method and has a considerably excellent harmonic reduction function and an unbalance canceling function.
  • FIG. 1 is a simplified diagram of a power supply system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a simplified diagram of a power supply system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of an apparatus for improving power quality according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a power quality improving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of the power quality improving apparatus shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of an apparatus for improving power quality according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a power quality improving apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view of the power quality improving apparatus shown in FIG. 7.
  • FIG. 1 is a simplified diagram of a power supply system according to an embodiment of the present invention.
  • a power supply system 1 includes a power quality improving apparatus 10.
  • the power quality improving apparatus 10 is connected in series between the power supply 12 and the load 30 that output three-phase power supplied along the transmission line from the power plant.
  • the power quality improving apparatus 10 of the power supply system 1 according to the embodiment of the present invention attenuates harmonics and cancels an unbalance of voltage (or current) generated by the load 30.
  • the power quality improving apparatus 10 of the power supply system 1 according to the embodiment of the present invention is connected in series between the power supply 12 and the load 30, it is installed as close to the load as possible. High harmonics reduction effect can be obtained.
  • FIG. 2 is a simplified diagram of a power supply system according to another embodiment of the present invention.
  • the power supply system 2 includes a power quality improving apparatus 10a, and the power quality improving apparatus 10a includes a power supply 3 (not shown). It is connected in series between the power receiving end 20a receiving the phase power and the power distribution end 20b distributing three-phase power to the first load 30a and the second load 30b, respectively.
  • the power quality improving apparatus 10a of the power supply system 2 attenuates harmonics by itself, and is installed by the power distribution system or by the first load 30a and the second load 30b. This offsets the unbalance of the generated voltage (or current). Meanwhile, in the power supply system 2 according to another embodiment of the present invention, only one power quality improving apparatus 10a needs to be installed in the power supply system 2 including the plurality of loads 30a and 30b. That is, since it is not necessary to provide the power quality improvement apparatus 10a for each load stage, there exists an effect that a cost is reduced and productivity improves. On the other hand, by installing the power quality improving device 10a between the power receiving terminal 20a and the power distribution terminal 20b, which have a relatively large amount of space, the space can be efficiently utilized and easy to install.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of an apparatus for improving power quality according to an embodiment of the present invention.
  • an apparatus 10 for improving power quality includes an iron core 110 and a coil 200.
  • the power quality improving apparatus 10 may be a single winding transformer, and specifically, may be a zigzag single winding transformer.
  • the iron core 110 includes a first leg 110a, a second leg 110b, and a third leg 110c, and the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c are It may be located side by side as shown in FIG.
  • the iron core 110 may be a silicon steel sheet.
  • an amorphous metal may be used.
  • the amorphous metal is an amorphous magnetic material obtained by rapidly cooling a molten metal mixed with iron (Fe), boron (B), silicon (Si) and the like.
  • Fe iron
  • B boron
  • Si silicon
  • the coil 200 may be connected to the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c in a Y shape.
  • the coil 200 includes a first winding 210, a second winding 220, and a third winding 230, and includes a first leg 110a to reduce harmonics and unbalance of voltages and currents generated in a distribution system. ),
  • the second leg 110b and the third leg 110c may be wound in a zigzag form.
  • the zigzag winding of the coil 200 means that the first winding 210, the second winding 220, and the third winding 230 constituting the coil 200 are formed of the first legs 110a and the first windings of the iron core 110. It means that the winding to the two or more legs selected from the group comprising the second leg (110b) and the third leg (110c). Alternatively, the first winding 210, the second winding 220, and the third winding 230 may be disposed on the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c of the iron core 110, respectively. It means that two or more windings selected from the group including the windings alternately.
  • the first winding 210 of the coil 200 may include a first leg 110a and a third leg 110c.
  • the first leg 110a, the third leg 110c and the first leg 110a are wound in the order
  • the second winding 220 is the second leg 110b, the first leg 110a, the first leg. It winds up in order of the 2nd leg 110b, the 1st leg 110a, and the 2nd leg 110b.
  • the third winding 230 of the coil 200 is in the order of the third leg 110c, the second leg 110b, the third leg 110c, the second leg 110b and the third leg 110c. Wind up with.
  • the first winding 210, the second winding 220, and the third winding 230 may be connected to the neutral line N, respectively.
  • the first winding 210 of the coil 200 may be wound in opposite directions in the first leg 110a and the third leg 110c, and the second winding 220 may be the second leg 110b. And the first leg 110a may be wound in opposite directions to each other.
  • the third winding 230 may be wound in opposite directions in the third leg 110c and the second leg 110b. Then, the magnetic flux on the legs 110a, 110b, and 110c has the same magnitude, but the phases of the image currents generated by the loads are opposite to each other, so that the magnetic fluxes are canceled. Will decrease.
  • the number of turns may be 1: 1: 1: 1: 1 or 1: 2: 2: 2: 1. That is, for example, the first winding 210 wound in the order of the first leg 110a, the third leg 110c, the first leg 110a, the third leg 110c, and the first leg 110a.
  • the present invention is not limited thereto, and it is obvious that the present invention may be wound at various turns ratios within a range that can be realized by those skilled in the art.
  • FIG. 4 is a perspective view of a power quality improving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of the power quality improving apparatus shown in FIG. 4.
  • the power quality improving apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, as described above, the first winding 210, the second winding 220, and the third winding of the coil 200.
  • the winding 230 is wound zigzag around the first leg 110a, the second leg 110b and the third leg 110c of the iron core 110.
  • the first leg 110a, the second leg (110b) and the third leg (110c) each of the two types selected from the group including the first winding, the second winding 220 and the third winding (230)
  • the windings of can be wound alternately. That is, two types of windings wound around each of the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c may be wound around the iron core 110 in the winding order.
  • overlapping and winding around the iron core 110 is perpendicular to the axis of one of the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c, as shown in FIGS. 4 and 5. It means to be superimposed on the phosphorus plane. That is, in FIG. 3, to explain the winding method, the first winding 210 and the first winding 210 of the coil 200 may be positioned at different positions on the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c. 2 is a diagram in which the second winding 220 and the third winding 230 are wound.
  • the actual configuration of the power quality improving apparatus 10 as shown in Figures 4 and 5, the first winding 210, the second winding 220 of the coil 200 ) And the third winding 230 are wound by being superimposed on the legs 110a, 110b, and 110c in the order in which they are wound.
  • each of the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c includes a first winding 210, a second winding 220, and a third winding 230.
  • the two selected windings may be alternately wound, and the winding wound first on each of the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c may be wound in contact with each leg.
  • the wound winding may be wound so that a distance from the wound leg 110a, 110b, 110c is increased in the order of winding.
  • the first winding 110a, the first winding 210, the second winding 220, the first winding 210, the second winding 220 and the first winding 210 are sequentially overlapped and wound up. do.
  • the wound windings are wound so as to be insulated from each other. That is, the first winding 210, the second winding 220, the first winding 210, the second winding 220, and the first winding 210 sequentially wound on the first leg 110a may be predetermined. It is formed spaced apart from each other, so as to be insulated from each other.
  • the second winding 220, the third winding 230, the second winding 220, the third winding 230, and the second winding 220 are sequentially stacked and wound up and wound up. Windings are wound to insulate each other. That is, the second winding 220, the third winding 230, the second winding 220, the third winding 230, and the second winding 220 which are sequentially wound on the second leg 110b are predetermined to each other. It is formed spaced apart from each other, so as to be insulated from each other.
  • the third winding 110c, the third winding 230, the first winding 210, the third winding 230, the first winding 210, and the third winding 230 are sequentially stacked and wound up and wound up. Windings are wound to insulate each other. That is, the third winding 230, the first winding 210, the third winding 230, the first winding 210, and the third winding 230 which are sequentially wound on the third leg 110c are predetermined to each other. It is formed spaced apart from each other, so as to be insulated from each other.
  • the power quality improving apparatus 10 may be a single winding transformer manufactured by an insulation method selected from a group including a dry type, a mold type, an inflow type, and a gas type, but is not limited thereto.
  • a dry transformer is a transformer that is used without immersing in insulating oil, and is a transformer insulated by exposing and cooling the transformer body in the air instead of insulating oil. Molded transformers are molded by epoxy, a nonflammable material.
  • An inflow transformer is a transformer using insulating oil as an insulating medium.
  • the gas transformer is a transformer using a gas such as SF6 gas as an insulating medium.
  • the power quality improving apparatus 10 may adopt any type of insulation method as long as it is a structure in which overlapping windings may be formed by being insulated and spaced apart in the winding order.
  • the present invention may include an insulation method other than the above-described method within the scope that can be implemented by those skilled in the art.
  • the first winding 210 is wound in a zigzag in the order of the first leg (110a), the third leg (110c), the first leg (110a), the third leg (110c) and the first leg (110a).
  • the windings insulated and spaced apart from each other as shown in FIGS. 4 and 5, are connected to the first connection line 211. .
  • the first winding 210 is wound separately by winding the first leg 110a and the third leg 110c, respectively, and connects the plurality of first windings 210 separated by a plurality of first connection lines 211.
  • the first windings 210 on the first leg 110a and the third leg 110c are connected.
  • the second winding 220 is wound separately on the first leg 110a and the second leg 110b, respectively, and connects a plurality of second windings 220 separated by the second connection line 221 to connect the plurality of windings.
  • the second windings 220 on the first leg 110a and the second leg 110b are connected.
  • the third winding 230 is wound around the second leg 110b and the third leg 110c, respectively, and connects a plurality of third windings 230 separated by the third connecting line 231 to the second leg.
  • the third windings 230 on the 110b and the third leg 110c are connected.
  • the first connection line 211, the second connection line 221, and the third connection line 231 are expressed in different thicknesses, but are not limited thereto. That is, the first connecting line 211, the second connecting line 221, and the third connecting line 231 may have the same thickness or may be different from each other. Alternatively, the first connection line 211, the second connection line 221, and the third connection line 231 may be formed of the same line as the first winding 210, the second winding 220, and the third winding 230, respectively. It may be.
  • a plurality of windings are wound around the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c.
  • each of the plurality of windings is wound in different positions of the legs.
  • a plurality of windings are wound side by side in the axial direction of the legs.
  • the winding is wound around three legs, for example in the form of the conceptual diagram shown in FIG. 3 or 6.
  • the space and volume required are significantly increased because a distance must be secured between a plurality of windings wound side by side on the legs.
  • the wiring method is complicated and difficult to manufacture when zigzag wiring interlaced with each other, causing the unit cost increases.
  • the leakage current also increases.
  • a plurality of windings are overlapped in a plane perpendicular to the axial direction of each of the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c. Wind up. That is, since a plurality of windings are wound around the axes of the legs 110a, 110b, and 110c, the required lengths of the legs 110a, 110b, and 110c are significantly shortened. Therefore, the volume of the external transformer can be greatly reduced.
  • the connection method in the zigzag connection is easy. Specifically, referring to FIGS. 4 and 5, the first winding 210 and the second winding 220 wound on the first leg 110a, the second leg 110b, and the third leg 110c are overlapped. And the third winding 230 are connected to the first connection line 211, the second connection line 221, and the third connection line 231, respectively. Therefore, time and unit cost in a manufacturing process can be saved significantly, and a cost reduction effect is large.
  • the power quality improving apparatus by efficiently connecting to a small volume, the efficiency of the power quality improving apparatus composed of a single winding transformer is increased. That is, it is possible to provide a power quality improvement apparatus formed with a more efficient structure and method, while having the performance of a transformer, while having an excellent harmonic reduction function and an unbalance canceling function.
  • 6 is a conceptual diagram of an apparatus for improving power quality according to another embodiment of the present invention.
  • 7 is a perspective view of a power quality improving apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view of the power quality improving apparatus shown in FIG. 7.
  • the power quality improving apparatus according to another embodiment of the present invention differs from the power quality improving apparatus according to an embodiment of the present invention in zigzag number of coils.
  • the same content as the power quality improving apparatus according to an embodiment of the present invention will be omitted below.
  • the first winding 212 of the coil 202 of the power quality improving apparatus 12 is the order of the first leg 112a, the third leg 112b and the first leg 112a. Zigzag connection is made.
  • the second winding 222 of the coil 202 is zigzag connected in the order of the second leg 112b, the first leg 112a and the second leg 112b.
  • the third winding 232 of the coil 202 is zigzag-connected in the order of the third leg 112c, the second leg 112b, and the third leg 112c. At this time, the windings sequentially wound on the legs 112a, 112b, and 112c are wound while being overlapped, but are wound and spaced apart from each other in the same way as the power quality improving apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • each of the first winding 212, the second winding 222, and the third winding 232 formed separately from the different legs 112a, 112b, and 112c may have a first connection line 213 and a second connection line 223.
  • the third connection line 233 may be formed separately from the different legs 112a, 112b, and 112c.
  • the description in the embodiments of the present invention described above is merely exemplary, and the scope of the present invention may include both a power quality improving apparatus and a power supply system derivable from the overall gist of the present specification. .
  • the transformer and the system in which the main features of the present invention can be implemented in addition to the power quality improving apparatus and the power supply system of the structure described by way of example.
  • both the power quality improving apparatus and the power supply system including a structure in which windings are wound in a plane perpendicular to a plane perpendicular to the axis of the legs constituting the iron core, that is, a structure in which a plurality of windings are wound in a periphery of the core are wound. It may be included in the range of.
  • a transformer including a structure wound by overlapping a plurality of windings may be included in the scope of the present invention regardless of the zigzag order, method, and number.
  • a transformer including a structure wound by winding a plurality of windings on an iron core may be included in the scope of the present invention regardless of an insulation method, a constituent material, and a wiring method.
  • the power quality improving apparatus and power supply system including the harmonic and current unbalance improving function according to the embodiments of the present invention may be applied to all systems and structures in the art for improving harmonics and current unbalance. It can also be applied to all technical fields where harmonic reduction and unbalance improvement are required.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

전력 품질 개선 장치가 제공된다. 상기 전력품질 개선 장치는 단권 변압기로 제공되며, 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 구비하는 철심; 및 상기 제1 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그에 지그재그로 권취된 제1 권선, 제2 권선 및 제3 권선을 포함하며, 상기 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그 각각에는 상기 제1 권선, 상기 제2 권선 및 상기 제3 권선을 포함하는 그룹에서 선택된 두 종류의 권선이 교대로 권취되되, 상기 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그 각각에 권취된 두 종류의 권선은 권취 순서대로 철심 둘레에 중첩되어 귄취된다.

Description

전력 품질 개선 장치 및 전력 공급 시스템
본 발명은 고조파 및 불평형 전류를 보다 효율적으로 제거할 수 있는 전력 품질 개선 장치 및 전력 공급 시스템에 관한 것이다.
전력용 반도체의 발달로 인한 비선형 부하의 증가로 전력계통에는 고조파 및 불평형 전류가 발생하게 된다. 이러한 고조파 및 불평형 전류는 임피던스가 낮은 전원 측에 유입되어 케이블 과열, 변압기 철심의 포화로 인한 전력 손실의 증가 및 전기 기기의 오작동 등 여러가지 문제를 야기시키고 있다.
따라서, 고조파 및 불평형 전류를 줄이기 위한 다양한 방법이 사용되고 있다.
본 발명의 기술적 과제는 고조파 및 불평형 전류를 보다 효율적으로 제거하고 생산성을 높일 수 있는 전력 품질 개선 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 고조파 및 불평형 전류를 보다 효율적으로 제거하고 생산성을 높일 수 있는 전력 공급 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 일 태양은 단권 변압기로 제공되며, 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 구비하는 철심; 및 상기 제1 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그에 지그재그로 권취된 제1 권선, 제2 권선 및 제3 권선을 포함하며, 상기 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그 각각에는 상기 제1 권선, 상기 제2 권선 및 상기 제3 권선을 포함하는 그룹에서 선택된 두 종류의 권선이 교대로 권취되되, 상기 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그 각각에 권취된 두 종류의 권선은 권취 순서대로 철심 둘레에 중첩되어 귄취된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 다른 태양은 단권 변압기로 제공되며, 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 구비하는 철심; 상기 제1 레그, 상기 제3 레그, 상기 제1 레그, 상기 제3 레그 및 상기 제1 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제1 권선; 상기 제2 레그, 상기 제1 레그, 상기 제2 레그, 상기 제1 레그 및 상기 제2 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제2 권선; 및 상기 제3 레그, 상기 제2 레그, 상기 제3 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제3 권선을 포함하여, 상기 제1 레그에는 제1 권선, 제2 권선, 제1 권선, 제2 권선, 제1 권선이 차례로 중첩되어 권취되고, 상기 제2 레그에는 제2 권선, 제3 권선, 제2 권선, 제3 권선, 제2 권선이 차례로 중첩되어 권취되고, 상기 제3 레그에는 제3 권선, 제1 권선, 제3 권선, 제1 권선, 제3 권선이 차례로 중첩되어 권취된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 일 태양은 선택된 전력 품질 개선 장치를 포함하되, 상기 전력 품질 개선 장치는 부하와 상기 부하에 전원을 공급하는 전원장치 사이에 직렬로 연결된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 다른 태양은 부하; 상기 부하에 전원을 공급하는 전원장치; 및 상기 부하와 상기 전원장치 사이에 직렬로 연결되며 단권 변압기로 제공되는 전력 품질 개선 장치를 포함하되, 상기 전력 품질 개선 장치는, 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 구비하는 철심; 상기 제1 레그, 상기 제3 레그, 상기 제1 레그, 상기 제3 레그 및 상기 제1 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제1 권선; 상기 제2 레그, 상기 제1 레그, 상기 제2 레그, 상기 제1 레그 및 상기 제2 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제2 권선; 및 상기 제3 레그, 상기 제2 레그, 상기 제3 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제3 권선을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 전력 공급 시스템은 부하와 전원장치 사이에 직렬로 연결된다. 따라서, 부하에 최대한 근접하게 설치되어 높은 고조파 저감 효과를 얻을 수 있다. 또한, 복수의 부하단을 포함하는 경우, 수전단과 배전단 사이에 1대의 전력 품질 개선 장치만을 설치함으로써, 비용이 저감되고 생산성이 향상되는 효과가 있다. 한편, 상대적으로 활용할 수 있는 공간이 많은 수전단과 배전단 사이에 전력 품질 개선 장치를 설치함으로써, 효율적으로 공간을 활용할 수 있으며 설치가 용이하다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 전력 품질 개선 장치는 보다 효율적인 구조 및 방법으로 형성되어 고조파 저감 기능 및 불평형 상쇄 기능이 우수하다. 구체적으로, 본 발명의 실시예들에 따른 전력 품질 개선 장치는 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그에 중첩하여 복수개의 권선을 권취함으로써, 외형적인 부피를 현저하게 줄일 수 있다. 또한, 지그재그 결선 시 결선 방법이 수월하여 제조 공정에서의 시간 및 단가를 크게 절약할 수 있어, 원가 절감 효과가 크다. 또한, 적은 부피에 효율적으로 결선함으로써, 전력 품질 개선 장치를 구성하는 단권변압기의 효율이 증가하게 된다. 즉, 보다 효율적인 구조 및 방법으로 형성되어 고조파 저감 기능 및 불평형 상쇄 기능이 상당히 우수한 전력 품질 개선 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 간략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 간략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 전력 품질 개선 장치의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 전력 품질 개선 장치의 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
1, 2: 전력 공급 시스템 10, 12: 전력 품질 개선 장치
110: 철심 200, 202: 코일
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 간략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)은 전력 품질 개선 장치(10)를 포함한다. 전력 품질 개선 장치 (10)는 발전소로부터 송전선로를 따라 공급된 3상 전력을 출력하는 전원 장치(12)와 부하(30) 사이에 직렬로 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)의 전력 품질 개선 장치(10)는 고조파를 감쇄시키고, 부하(30)에 의하여 발생하는 전압(또는 전류)의 불평형을 상쇄한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)의 전력 품질 개선 장치(10)는 전원장치(12)와 부하(30) 사이에 직렬로 연결되기 때문에, 부하에 최대한 근접하게 설치되어 높은 고조파 저감 효과를 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 간략도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 시스템(2)은 전력 품질 개선 장치(10a)를 포함하며, 전력 품질 개선 장치(10a)는 전원장치(미도시)에서 공급된 3상 전력을 수신받는 수전단(20a) 및 3상 전력을 제1 부하(30a) 및 제2 부하(30b)로 각각 분배하는 배전단(20b) 사이에 직렬로 연결된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 시스템(2)의 전력 품질 개선 장치(10a)는 자체적으로 고조파를 감쇄시키고, 배전계통의 설비 또는 제1 부하(30a) 및 제2 부하(30b)에 의하여 발생하는 전압(또는 전류)의 불평형을 상쇄한다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 공급 시스템(2)에서는 복수개의 부하(30a, 30b)를 포함하는 전력 공급 시스템(2)에 하나의 전력 품질 개선 장치(10a)만 설치하면 된다. 즉, 각각의 부하단마다 전력 품질 개선 장치(10a)를 설치하지 않아도 되기 때문에, 비용이 저감되고 생산성이 향상되는 효과가 있다. 한편, 상대적으로 활용할 수 있는 공간이 많은 수전단(20a)과 배전단(20b) 사이에 전력 품질 개선 장치(10a)를 설치함으로써, 효율적으로 공간을 활용할 수 있으며 설치가 용이하다.
본 발명의 실시예들에 따른 전력 공급 시스템(1, 2)에 포함된 전력 품질 개선 장치(10, 10a)에 대한 구체적인 구성은 후술한다. 이하에서는, 전력 품질 개선 장치를 도면부호 10으로 특정하여 설명하나, 후술되는 모든 전력 품질 개선 장치(10)는 본 발명의 실시예들에 따른 전력 공급 시스템(1, 2)에 모두 적용 가능함은 물론이다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치에 대하여 보다 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 개념도이다.
우선, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치(10)는 철심(110), 및 코일(200)을 포함한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치(10)는 단권변압기일 수 있으며, 구체적으로 지그재그 단권 변압기일 수 있다.
철심(110)은 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)를 구비하며, 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)는 도 2와 같이 나란하게 위치할 수 있다. 철심(110)은 규소 강판이 사용될 수 있다. 또는, 아몰퍼스 금속(Amorphous Metal)이 사용될 수도 있다. 여기서, 아몰퍼스 금속이란, 철(Fe), 붕소(B), 규소(Si) 등이 혼합된 용융금속을 급속 냉각시킨 비정질 자성재료이다. 그러나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.
코일(200)은 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)에 Y형으로 결선될 수 있다. 코일(200)은 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)을 포함하며, 배전 계통에서 발생하는 전압과 전류의 고조파 및 불평형을 감소시키기 위해 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)에 지그재그 형태로 권취될 수 있다.
코일(200)의 지그재그 권선이란, 코일(200)을 구성하는 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)이 철심(110)의 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)을 포함하는 그룹에서 선택된 둘 이상의 레그에 교차로 권선되는 것을 의미한다. 또는, 철심(110)의 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c) 각각에 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)을 포함하는 그룹에서 선택된 둘 이상의 권선이 교차로 권선되는 것을 의미한다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치(10)는 코일(200)의 제1 권선(210)은 제1 레그(110a), 제3 레그(110c), 제1 레그(110a), 제3 레그(110c) 및 제1 레그(110a)의 순서로 권취하고, 제2 권선(220)은 제2 레그(110b), 제1 레그(110a), 제2 레그(110b), 제1 레그(110a) 및 제2 레그(110b)의 순서로 권취한다. 또한, 코일(200)의 제3 권선(230)은 제3 레그(110c), 제2 레그(110b), 제3 레그(110c), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)의 순서로 권취한다. 이 때, 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)은 각각 중성선(N)에 연결되도록 한다.
한편, 코일(200)의 제1 권선(210)은 제1 레그(110a) 및 제3 레그(110c)에서 서로 반대방향으로 권취될 수 있으며, 제2 권선(220)은 제2 레그(110b) 및 제1 레그(110a)에서 서로 반대방향으로 권취될 수 있다. 또한, 제3 권선(230)은 제3 레그(110c) 및 제2 레그(110b)에서 서로 반대방향으로 권취될 수 있다. 그러면, 각각의 레그(110a, 110b, 110c) 상에서 자속(magnetic flux)의 크기는 동일하지만 부하에서 발생한 영상분 전류의 위상이 서로 반대가 되어 자속이 상쇄되게 되며, 이에 따라 고조파 및 불평형 성분의 전류는 감소하게 된다.
코일(200)에서 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)에 지그재그로 권취된 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)의 권수비는 각각 1:1:1:1:1 또는 1:2:2:2:1일 수 있다. 즉, 예를 들어, 제1 레그(110a), 제3 레그(110c), 제1 레그(110a), 제3 레그(110c) 및 제1 레그(110a)의 순서로 권취된 제1 권선(210)의 권수비는 1:1:1:1:1 또는 1:2:2:2:1일 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 구현할 수 있는 범위 내에서 다양한 권수비로 권취될 수 있음은 자명하다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 물리적인 구조에 대하여 자세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 전력 품질 개선 장치의 평면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치(10)는 상술한 바와 같이 코일(200)의 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)이 철심(110)의 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)에 지그재그로 권취된다. 이 때, 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c) 각각에는 제1 권선, 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)을 포함하는 그룹에서 선택된 두 종류의 권선이 교대로 권취될 수 있다. 즉, 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c) 각각에 권취된 두 종류의 권선은 권취 순서대로 철심(110) 둘레에 중첩되어 권취될 수 있다.
여기서, 철심(110) 둘레에 중첩되어 권취된다는 것은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c) 중의 하나의 축에 수직인 평면에 중첩되어 권취된다는 것을 의미한다. 즉, 도 3에는 권선 방법을 설명하기 위하여, 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c) 상의 서로 다른 위치에 코일(200)의 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)이 권취된 도면을 도시하였다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치(10)의 실제적인 구성은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 코일(200)의 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)이 권취되는 순서대로, 각 레그(110a, 110b, 110c)에 중첩되어 권취된다.
이 때, 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c) 각각에는 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)을 포함하는 그룹에서 선택된 두 종류의 권선이 교대로 권취될 수 있는데, 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c) 각각에 첫번째로 권취된 권선은 각각의 레그와 접하여 권취될 수 있다. 또한, 권취된 권선은 권취되는 순서대로 권취된 레그(110a, 110b, 110c)와의 이격거리가 커지도록 권취될 수 있다.
구체적으로, 제1 레그(110a)에는 제1 권선(210), 제2 권선(220), 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제1 권선(210)이 순차적으로 중첩되어 권취된다. 이 때, 권취된 권선들은 서로 절연되도록 권취된다. 즉, 제1 레그(110a)에 순차적으로 권취된 제1 권선(210), 제2 권선(220), 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제1 권선(210)은 서로 소정 간격씩 이격되어 형성되어, 서로 절연되도록 한다.
제2 레그(110b)에는 제2 권선(220), 제3 권선(230), 제2 권선(220), 제3 권선(230) 및 제2 권선(220)이 순차적으로 중첩되어 권취되며, 권취된 권선들은 서로 절연되도록 권취된다. 즉, 제2 레그(110b)에 순차적으로 권취된 제2 권선(220), 제3 권선(230), 제2 권선(220), 제3 권선(230) 및 제2 권선(220)은 서로 소정 간격씩 이격되어 형성되어, 서로 절연되도록 한다.
제3 레그(110c)에는 제3 권선(230), 제1 권선(210), 제3 권선(230), 제1 권선(210) 및 제3 권선(230)이 순차적으로 중첩되어 권취되며, 권취된 권선들은 서로 절연되도록 권취된다. 즉, 제3 레그(110c)에 순차적으로 권취된 제3 권선(230), 제1 권선(210), 제3 권선(230), 제1 권선(210) 및 제3 권선(230)은 서로 소정 간격씩 이격되어 형성되어, 서로 절연되도록 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치(10)는 건식, 몰드식, 유입식 및 가스식을 포함하는 그룹에서 선택된 절연방식으로 제조된 단권변압기 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 건식 변압기는 절연유(絶緣油) 속에 담그지 않고 사용하는 변압기이며 절연유 대신 변압기 본체를 대기 중에 노출하여 냉각시켜 절연한 변압기이다. 몰드식 변압기는 불연재인 에폭시로 몰드한 방식이다. 유입식 변압기는 절연매체로 절연유를 사용한 변압기이다. 가스 변압기는 절연 매체로 SF6 가스 등의 가스를 사용한 변압기이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치(10)는 중첩되어 권취된 권선들이 권취 순서대로 절연 및 이격되어 형성될 수 있는 구조이면, 어떠한 형식의 절연방식을 채택하여도 무방하다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 구현할 수 있는 범위 내에서는 상기에 기술한 방법 이외의 절연방식을 포함할 수 있음은 물론이다.
한편, 제1 권선(210)은 제1 레그(110a), 제3 레그(110c), 제1 레그(110a), 제3 레그(110c) 및 제1 레그(110a)의 순서로 지그재그로 권취된다. 이 때, 권선들이 중첩되어 귄취된 전력 품질 개선 장치(10)를 구현하기 위하여, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 절연 및 이격되어 권취된 권선들을 제1 연결선(211)으로 연결한다.
즉, 제1 권선(210)은 제1 레그(110a) 및 제3 레그(110c)에 각각 분리하여 권취하고, 제1 연결선(211)으로 다수개로 분리된 제1 권선(210)들을 연결하여 제1 레그(110a) 및 제3 레그(110c) 상의 제1 권선(210)들을 연결한다.
유사하게, 제2 권선(220)은 제1 레그(110a) 및 제2 레그(110b)에 각각 분리하여 권취하고, 제2 연결선(221)으로 다수개로 분리된 제2 권선(220)들을 연결하여 제1 레그(110a) 및 제2 레그(110b) 상의 제2 권선(220)들을 연결한다.
제3 권선(230)은 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)에 각각 분리하여 권취하고, 제3 연결선(231)으로 다수개로 분리된 제3 권선(230)들을 연결하여 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c) 상의 제3 권선(230)들을 연결한다.
도 5에는 제1 연결선(211), 제2 연결선(221) 및 제3 연결선(231)을 서로 다른 굵기로 표현하였으나, 구분의 편의를 위한 것으로 이에 제한되지 않는다. 즉, 제1 연결선(211), 제2 연결선(221) 및 제3 연결선(231)은 그 굵기가 같을 수도 있으며 서로 다를 수도 있다. 또는, 제1 연결선(211), 제2 연결선(221) 및 제3 연결선(231)은 각각 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)과 동일한 선으로 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치에 따르면, 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)에 중첩하여 복수개의 권선을 권취한다.
일반적으로 변압기에서, 하나의 레그에 복수개의 권선을 권취할 때에는, 레그의 서로 다른 위치에 복수개의 권선을 각각 권취한다. 구체적으로, 레그의 축 방향으로 나란하게 복수개의 권선을 권취한다. 구체적으로 예를 들면, 도 3 또는 도 6에 도시된 개념도의 형태대로, 3개의 레그에 권선을 권취한다. 그러한 구조에서는 레그에 나란하게 권취된 복수개의 권선들 간에 이격거리를 확보해야 하기 때문에, 필요한 공간 및 부피가 상당히 커진다. 또한, 서로 엇갈려 지그재그 결선 할 때의 결선 방법이 복잡하고 제조하기가 어려워 단가가 높아지는 원인이 된다. 한편, 부피가 커지고, 결선이 복잡해짐에 따라, 누설전류가 증가하는 문제도 발생한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치에 따르면, 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c) 각각의 축 방향에 수직인 평면에 중첩하여 복수개의 권선을 권취한다. 즉, 각 레그(110a, 110b, 110c)의 축 둘레에 중첩하여 복수개의 권선을 권취하기 때문에, 요구되는 레그(110a, 110b, 110c)의 길이가 현저히 짧아진다. 따라서, 외형적인 변압기의 부피를 크게 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치에 따르면, 지그재그 결선 시 결선 방법이 수월하다. 구체적으로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 레그(110a), 제2 레그(110b) 및 제3 레그(110c)에 중첩하여 권취한 제1 권선(210), 제2 권선(220) 및 제3 권선(230)을 각각 제1 연결선(211), 제2 연결선(221) 및 제3 연결선(231)으로 연결하기 때문에, 결선 방법이 상당히 단순해 진다. 따라서, 제조 공정에서의 시간 및 단가를 크게 절약할 수 있어, 원가 절감 효과가 크다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치에 따르면, 적은 부피에 효율적으로 결선함으로써, 단권변압기로 구성된 전력 품질 개선 장치의 효율이 증가하게 된다. 즉, 보다 효율적인 구조 및 방법으로 형성되어 변압기의 성능을 가지고 있으면서도 고조파 저감 기능 및 불평형 상쇄 기능이 상당히 우수한 전력 품질 개선 장치를 제공할 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치를 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 개념도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치의 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시된 전력 품질 개선 장치의 평면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치는 코일의 지그재그 횟수가 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치와 다르다. 기타, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치와 동일한 내용은 이하 그 설명을 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치(12)의 코일(202)의 제1 권선(212)은 제1 레그(112a), 제3 레그(112b) 및 제1 레그(112a)의 순서로 지그재그 결선된다. 코일(202)의 제2 권선(222)은 제2 레그(112b), 제1 레그(112a) 및 제2 레그(112b)의 순서로 지그재그 결선된다. 코일(202)의 제3 권선(232)은 제3 레그(112c), 제2 레그(112b) 및 제3 레그(112c)의 순서로 지그재그 결선된다. 이 때, 각 레그(112a, 112b, 112c)에 순차적으로 권취된 권선들은 중첩되어 권취되되, 서로 절연 및 이격되어 권취됨은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 개선 장치와 동일하다.
한편, 서로 다른 레그(112a, 112b, 112c)에 분리되어 형성된 제1 권선(212), 제2 권선(222) 및 제3 권선(232) 각각은 제1 연결선(213), 제2 연결선(223) 및 제3 연결선(233)으로 연결된다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
즉, 상기 명세서에서 기술한 본 발명의 실시예들에서의 기술을 예시적인 내용에 불과하며, 본 발명의 범위에는 본 명세서의 전체적인 취지로 도출 가능한 전력 품질 개선 장치 및 전력 공급 시스템이 모두 포함될 수 있다. 즉, 예시적으로 설명한 구조의 전력 품질 개선 장치 및 전력 공급 시스템 이외에 본 발명의 주요 특징이 구현될 수 있는 형태의 변압기 및 시스템은 본 발명의 범위에 포함됨은 당연하다. 따라서, 철심을 구성하는 레그의 축에 수직인 평면에 중첩하여 권선을 권취한 구조, 즉 철심 둘레에 다수개의 권선을 중첩하여 권취한 구조를 포함하는 전력 품질 개선 장치 및 전력 공급 시스템은 모두 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 지그재그 변압기에서, 다수개의 권선을 중첩하여 권취한 구조를 포함하는 변압기는 지그재그 순서, 방법, 횟수에 상관없이 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 또한, 다수개의 권선을 철심에 중첩하여 권취한 구조를 포함하는 변압기는 절연방식, 구성재료, 결선방식에 상관없이 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 고조파 및 전류 불평형 개선 기능을 포함하는 전력 품질 개선 장치 및 전력 공급 시스템은 고조파 및 전류 불평형을 개선하고자 하는 기술분야의 모든 시스템 및 구조에 적용될 수 있다. 또한, 고조파 저감 및 불평형 개선이 요구되는 모든 기술분야에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 단권 변압기로 제공되는 전력 품질 개선 장치에 있어서,
    제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 구비하는 철심; 및
    상기 제1 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그에 지그재그로 권취된 제1 권선, 제2 권선 및 제3 권선을 포함하며,
    상기 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그 각각에는 상기 제1 권선, 상기 제2 권선 및 상기 제3 권선을 포함하는 그룹에서 선택된 두 종류의 권선이 교대로 권취되되, 상기 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그 각각에 권취된 두 종류의 권선은 권취 순서대로 철심 둘레에 중첩되어 귄취된 전력 품질 개선 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그 각각에 교대로 권취된 두 종류의 권선은 권취되는 순서대로 권취된 레그와의 이격거리가 커지도록 권취되는 전력 품질 개선 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그 각각에 첫번째로 권취된 권선은 각각의 레그와 접하여 권취된 전력 품질 개선 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그 각각에 교대로 권취된 두 종류의 권선은 권취되는 순서대로 상기 레그의 축에 수직인 평면에 중첩되어 권취되는 전력 품질 개선 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 레그에는 제1 권선, 제2 권선, 제1 권선이 순차적으로 중첩되어 권취되고,
    상기 제2 레그에는 제2 권선, 제3 권선, 제2 권선이 순차적으로 중첩되어 권취되고,
    상기 제3 레그에는 제3 권선, 제1 권선, 제3 권선이 순차적으로 중첩되어 권취된 전력 품질 개선 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 레그에는 제1 권선, 제2 권선, 제1 권선, 제2 권선, 제1 권선이 순차적으로 중첩되어 권취되고,
    상기 제2 레그에는 제2 권선, 제3 권선, 제2 권선, 제3 권선, 제2 권선이 순차적으로 중첩되어 권취되고,
    상기 제3 레그에는 제3 권선, 제1 권선, 제3 권선, 제1 권선, 제3 권선이 순차적으로 중첩되어 권취된 전력 품질 개선 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 권선은 상기 제1 레그, 상기 제3 레그 및 상기 제1 레그의 순서로 권취되고,
    상기 제2 권선은 상기 제2 레그, 상기 제1 레그 및 상기 제2 레그의 순서로 권취되고,
    상기 제3 권선은 상기 제3 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그의 순서로 권취된 전력 품질 개선 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 권선은 상기 제1 레그, 상기 제3 레그, 상기 제1 레그, 상기 제3 레그 및 상기 제1 레그의 순서로 권취되고,
    상기 제2 권선은 상기 제2 레그, 상기 제1 레그, 상기 제2 레그, 상기 제1 레그 및 상기 제2 레그의 순서로 권취되고,
    상기 제3 권선은 상기 제3 레그, 상기 제2 레그, 상기 제3 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그의 순서로 권취된 전력 품질 개선 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 단권 변압기는 건식, 몰드식, 유입식 및 가스식을 포함하는 그룹에서 선택된 절연방식으로 제조된 전력 품질 개선 장치.
  10. 단권 변압기로 제공되는 전력 품질 개선 장치에 있어서,
    제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 구비하는 철심;
    상기 제1 레그, 상기 제3 레그, 상기 제1 레그, 상기 제3 레그 및 상기 제1 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제1 권선;
    상기 제2 레그, 상기 제1 레그, 상기 제2 레그, 상기 제1 레그 및 상기 제2 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제2 권선; 및
    상기 제3 레그, 상기 제2 레그, 상기 제3 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제3 권선을 포함하여,
    상기 제1 레그에는 제1 권선, 제2 권선, 제1 권선, 제2 권선, 제1 권선이 차례로 중첩되어 권취되고,
    상기 제2 레그에는 제2 권선, 제3 권선, 제2 권선, 제3 권선, 제2 권선이 차례로 중첩되어 권취되고,
    상기 제3 레그에는 제3 권선, 제1 권선, 제3 권선, 제1 권선, 제3 권선이 차례로 중첩되어 권취된 전력 품질 개선 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 각 레그에 중첩되어 권취된 다수개의 권선은 각각 상기 권취된 레그의 축에 수직인 평면에 중첩되어 권취되고, 상기 각 레그에 중첩되어 권취된 다수개의 권선은 귄취되는 순서대로 권취된 레그와의 이격거리가 커지도록 권취되는 전력 품질 개선 장치.
  12. 제1항 내지 제11항에서 선택된 전력 품질 개선 장치를 포함하되,
    상기 전력 품질 개선 장치는 부하와 상기 부하에 전원을 공급하는 전원장치 사이에 직렬로 연결된 전력 공급 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전력 품질 개선 장치는 수전단 및 배전단 사이에 직렬로 연결된 전력 공급 시스템.
  14. 부하;
    상기 부하에 전원을 공급하는 전원장치; 및
    상기 부하와 상기 전원장치 사이에 직렬로 연결되며 단권 변압기로 제공되는 전력 품질 개선 장치를 포함하되,
    상기 전력 품질 개선 장치는,
    제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 구비하는 철심;
    상기 제1 레그, 상기 제3 레그, 상기 제1 레그, 상기 제3 레그 및 상기 제1 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제1 권선;
    상기 제2 레그, 상기 제1 레그, 상기 제2 레그, 상기 제1 레그 및 상기 제2 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제2 권선; 및
    상기 제3 레그, 상기 제2 레그, 상기 제3 레그, 상기 제2 레그 및 상기 제3 레그의 순서로 권취되어 중성선에 연결되는 제3 권선을 포함하는 전력 공급 시스템.
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