WO2016021905A1 - 무정전 전력변환 방법 및 시스템 - Google Patents

무정전 전력변환 방법 및 시스템 Download PDF

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WO2016021905A1
WO2016021905A1 PCT/KR2015/008121 KR2015008121W WO2016021905A1 WO 2016021905 A1 WO2016021905 A1 WO 2016021905A1 KR 2015008121 W KR2015008121 W KR 2015008121W WO 2016021905 A1 WO2016021905 A1 WO 2016021905A1
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customer
power line
power
phases
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하연태
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(주)엔씨씨
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Definitions

  • the present invention relates to an uninterruptible power conversion method and system, and more particularly, to solve the customer load imbalance randomly generated in the customer to reduce the power loss due to the system loss generated when transmitting the power produced in the power plant to the customer
  • the present invention relates to an uninterruptible power conversion method and system for automatically changing A, B, and C three-phase power lines supplied to the customer by utilizing a power phase conversion technology.
  • the present invention in order to prevent a power outage and short circuit in the customer when the phase change of the A, B, C three-phase power line supplied to the customer in order to prevent the short-circuit of the phase conversion and the time of connecting the converted phase to the customer
  • the present invention relates to a phase conversion and switching method and system that are performed in order.
  • the power generated by the power plant is supplied to three phases consisting of A phase, B phase, and C phase to the customer shear transformer, and one of the three phases of A, B, C and N phases (midline) are connected to the customer. 220Vac or 110Vac will be supplied to the customer.
  • power line loss, power factor loss, image current loss (or consumer load unbalance loss) prevents it from being transmitted 100%.
  • Power line loss and power factor loss can reduce the loss in some part of the transmission and distribution process, but there has been no way to improve image current loss (or consumer load unbalanced loss current).
  • the power used by consumers varies greatly according to seasons and time zones. This is a random load load imbalance from the supply side (transformer) location that supplies power to many customers.
  • the randomly generated customer load imbalance generates a complaint of I A, I B, I C currents flowing on A, B, C powering the customer ((I A I B I C ) and the I A , complain of I B, I C currents are induced by the current image I 0 (suyongga load unbalance current loss) by the N (neutral wire) to generate a power loss of I 0 2 XR.
  • phase of A, B, C phase for each customer so that equal customer load can be connected in phase A, B, C when transformer is installed to eliminate image current loss (or customer load unbalance loss)
  • the currents A, B and I C flowing in phase A, B and C will be equal depending on the power products used by the customer (hereinafter referred to as load) or according to the change in the power used by the customer in each season and time. Image currents are generated and this leads to power loss (hereinafter referred to as current current loss or customer load unbalance loss).
  • the present invention in order to prevent the power outage and the distribution circuit short-circuit generated in the customer when the phase change of the A, B, C three-phase power line supplied to the customer in order to connect the phase conversion time and the converted phase to the customer in order
  • the present invention relates to a phase conversion and switching method and system performed in an order.
  • An object of the present invention for solving the conventional problems is a power phase shifting technique to solve a customer load imbalance randomly generated in the customer to reduce the power loss due to the system loss generated when transmitting the power produced in the power plant to the customer To provide an uninterruptible power conversion method and system for automatically changing the A, B, C three-phase power line supplied to the customer.
  • the present invention relates to a method and system for minimizing image current loss by automatically and equally distributing currents of A, B, and C phases supplied to a consumer.
  • the present invention also provides a method and system for automatically changing phases of the A, B, and C phases and automatically changing the phase of the power supplied to the consumers while preventing instantaneous power failures. It is about.
  • the present invention even if the power of the use of a plurality of consumers that are supplied in phase A, B, C phase of the transformer at random random fluctuations
  • the load unbalance generated from the consumer side is periodically monitored and the consumer load unbalance allows the preset load imbalance. It is directed to a method and system for automatically changing the A, B, C power phase supplied from the transformer to the consumer by exceeding the value.
  • the present invention is to change the transformers A, B, C phase supplied to the customer while the power failure and wiring circuit short is not generated in the customer
  • Phase-converter and phase-converter-connected power lines capable of supplying A, B, and C phases separately from the A, B, and C phases supplied from the transformer to the customer connection power line, and optionally changing the supplied A, B, and C phases.
  • a switching unit capable of arbitrarily connecting and switching an over transformer connection power line to a customer.
  • the present invention can greatly reduce the cost invested in power plant expansion and the operating cost of the additional power plant by greatly increasing the overall power use efficiency.
  • 1A is an exemplary diagram of power supply of a current power consumer.
  • 1B is an exemplary diagram of power line connection of a current power consumer.
  • 1C is an exemplary diagram of a consumer power line connection to which the present invention is applied.
  • 2A is a block diagram of a system for preventing power loss caused by consumer load imbalance.
  • FIG. 2B illustrates a phase conversion process of the phase conversion unit to prevent the power failure and the distribution circuit short of each customer, which may occur when the phases (A, B, C phases) of the customer connection power line 225 are mutually changed (switched). Exemplary diagrams for power line connection and switching of the and switching units.
  • 3 is a flow chart of the process of rebalancing consumer unbalanced loads to create load balance.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of changing an A-phase power line connected to a customer to a B-phase power line without a customer power failure and a short circuit of a power distribution circuit.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of converting a power phase supplied solely to a customer by a phase converter into another power phase without a power failure and a short circuit of the power distribution circuit.
  • the present invention relates to a method and system for reducing power loss due to grid loss generated when transmitting power produced in a power plant to a consumer, and in particular, image current loss (a customer load unbalance loss), which has not been solved until now. It relates to a method and system for solving the problem.
  • 1A is an exemplary diagram of power supply of a current power consumer.
  • the current consumer power supply configuration is configured to supply 220 Vac (or 110 Vac) to the customers 110-1 to 110-n from any one of three phases A, B, and C in the transformer 115. .
  • 1B is an exemplary diagram of power line connection of a current power consumer.
  • any one of A, B, and C phases is fixedly connected to each other, as illustrated in FIG. 1B. Even if the customer load unbalance occurs in any one of n), it is impossible to automatically change the phase of the power supplied to the customer in which the load unbalance has occurred or the power of another customer.
  • 1C is an exemplary diagram of a consumer power line connection to which the present invention is applied.
  • Switching unit between the transformer 115 and the customer (110-1 ⁇ 110-n) to arbitrarily connect any one of the A, B, C-phase transformer connection power line 220 to the customer connection power line 225 It is provided with 120, it is configured to be able to connect the necessary one of the A, B, C phase to one customer.
  • the switching unit 120 performs a function of turning on / off a necessary phase among A, B, C phases, and phase conversion unit supply power phases connected to the switching unit 120 under the command of the control unit 210.
  • the switching unit 120 is connected to the phase conversion unit and the variable switch is configured to block the electrostatic accident occurring in the customer when changing the A, B, C phase of the customer.
  • variable switch 215 serves to connect any one of A, B, and C phases supplied through the phase change unit 205 to the customer 110.
  • 2A is a block diagram of a system for preventing power loss caused by consumer load imbalance.
  • the controller 210 senses 230-1 to 230-n. Receives the individual current value supplied to each customer (110-1 ⁇ 110-n) from) to calculate the load unbalance value of each customer (110-1 ⁇ 110-n) and by the calculated customer (110-1 110-n)
  • the customer connection power line connected to the customers 110-1 to 110-n by sequentially controlling the phase conversion unit 205 and the switching units 120-1 to 120-n based on the load unbalance value.
  • FIG. 2B illustrates a phase conversion process of the phase conversion unit to prevent the power failure and the distribution circuit short of each customer, which may occur when the phases (A, B, C phases) of the customer connection power line 225 are mutually changed (switched). Exemplary diagrams for power line connection and switching of the and switching units.
  • Step # 1 is an exemplary diagram in which A phase power is supplied from the transformer connection power line 220 to the customer 110.
  • the controller 210 controls the phase converter 205 to generate the A-phase, and then controls the switching unit 120 to control the variable switch 215. ) Is turned on so that the A-phase power generated from the phase converter 205 is fed in to the customer 110.
  • Step # 2 The A-phase power is supplied from the phase converter 205 to the customer 110.
  • the control unit 210 controls the switching unit 120 to switch the A phase supplied from the transformer connection power line 220 to supply only the A phase generated by the phase conversion unit 205 to the customer 110.
  • Step # 3 ).
  • control unit 210 controls the phase conversion unit 201 to convert the output of the phase conversion unit 205, which currently outputs A phase power, to B phase (Step # 4).
  • the switching unit 120 is controlled to connect the B phase of the transformer connection power line 220 to the customer 110 (Step # 5).
  • the customer 110 receives the B-phase power supplied from the phase converter 205 and the transformer connection power line 220 at the same time, and the control unit 210 at this point receives the switching unit 120.
  • the variable switch 215 to separate the B-phase power supplied from the phase conversion unit 205 from the consumer 110, and the B-phase power supplied from the transformer connection power line 220 continues thereafter. To be supplied to the consumer 110.
  • FIG. 2C is a phase converter for converting the A phase to the B phase without the electrostatic phenomenon and the distribution circuit short to the consumer when converting the A phase supplied solely to the consumer to the B phase in the Step # 4 phase converter 205 of FIG. 2B. Is a block diagram for.
  • phase conversion unit 205 supplies the A phase to the customer 110 alone, the procedure of converting the A phase to the B phase (or C phase) without the electrostatic phenomenon and the short circuit of the power distribution circuit in the customer 110 is performed.
  • the control unit 210 turns off the A-phase switch 240 of the phase converter 205, the voltage of the A-phase power supplied through the A-phase switch 240 becomes 0V and is turned off correctly.
  • the phase B switch 245 is turned on after a time delay set by a predetermined period (time in the range in which the power failure does not occur in the customer, several ms or less).
  • the transformer connection power line By controlling to change the phase (A, B, C phase) of the consumer connection power line (225-1 ⁇ 225-n) connected to each of the customer (110-1 ⁇ 110-n) (330) the transformer connection power line
  • the control unit 210 sequentially controls the phase conversion unit 205 and the switching units 120-1 to 120-n so that each of the phase conversion unit 205 and the switching units 120-1 to 120-n has the respective angles.
  • the phase converter 210 connects the transformer after changing the phases (A, B, and C phases) of the customer connection power lines 225-1 to 225-n connected to the customers 110-1 to 110-n.
  • the current (I A, I B, I C, I 0 ) flowing through the A, B, C, and N phases 220 of the power line is measured and transmitted to the controller 210 (330).
  • phase change unit 205 after completion of the mutual phase change of the customer connection power lines 225-1 to 225-n phases (A, B, and C phases) connected to the respective customers 110-1 to 110-n (330); ) A, B, C, N phase 220 current (I A, I B, I C, I 0 ) value of the transformer connection power line measured and transmitted to the control unit 210 exceeds a preset unbalance tolerance If the control unit 210 again controls the phase conversion unit 205 and the switching unit (120-1 ⁇ 120-n) to connect the customer connected to each of the customer (110-1 ⁇ 110-n) After changing the phase (A, B, C phase) of the power lines (225-1 ⁇ 225-n) with each other (330), the phase conversion unit 205 is A, B, C, N phase ( The current (I A, I B, I C, I 0 ) flowing through the 220 is measured and transmitted to the control unit (330) so that the current flowing in phases A, B, C, N of the transformer connection power line (I
  • phase conversion unit 205 is a customer ( After the phase conversion of the phase conversion unit connection power lines 235-1 to 235-n to be connected to 110-1 to 110-n, the switching unit 120-1 to 120-n performs the phase conversion of the phase conversion unit connection power line. Since the operation of connecting (235-1 to 235-n) to the customers (110-1 to 110-n) must be performed sequentially, the phase conversion unit 205 and the switching unit 120-1 in the control unit 210 ⁇ 120-n) to control sequentially. If the switching unit 120-1 to 120-n is first turned on and the phase conversion unit 205 performs phase conversion, a short circuit may occur in a distribution circuit, which may lead to a large accident.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of changing an A-phase power line connected to a customer to a B-phase power line without a customer power failure and a short circuit of a power distribution circuit.
  • the controller 210 controls the switching units 120-1 to 120-n to switch the transformer connection A phase power line 220 connected to the customers 110-1 to 110-n (415).
  • the control unit 210 which transfers the transformer-connected A-phase power line 220 converts the A-phase power currently generated by the phase conversion unit 205 and supplied to the consumers 110-1 to 110-n as the B-phase power. Control to change (420).
  • the controller 210 controls the switching units 120-1 to 120-n to connect the transformer to the phase B power line.
  • Step # 5 B-phase power line 220 and the phase-converter connection B-phase power line (235-1 ⁇ 235) -n) is simultaneously connected to the consumers 110-1 to 110-n.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of converting the A phase to the B phase without the electrostatic phenomenon and the short circuit of the power distribution circuit when the A phase supplied alone to the consumer in the phase converter is converted to the B phase.
  • the controller 210 turns off the A phase switch 240 of the phase converter 505 and measures the voltage of the A phase power supplied through the A phase switch 240 of the phase converter 510 (510). If the voltage of the phase A power of the phase A switch 240 is not 0V (515), the controller 210 re-measures the voltage of the phase A power of the phase A switch 240 (510), and the A When the voltage of the phase A power of the phase switch 240 becomes 0V (520), the controller 210 delays the time by a predetermined period from the time when the voltage of the phase A power of the phase A switch 240 becomes 0V. After performing 525, the phase conversion unit B phase switch 245 is turned on so that the B phase is supplied to the customer without an electrostatic phenomenon and a short circuit of the power distribution circuit (530).
  • the present invention can greatly reduce the cost invested in power plant expansion and the operating cost of the additional power plant by greatly increasing the overall power use efficiency.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 발명은 수용가측의 부하 불평형에 의해 발생되는 영상전력 손실을 방지하기 위해서 변압기 연결 전력선 A, B, C상과 연결되고 제어부의 명령을 받아 상기 변압기 연결 전력선 A, B, C상 중 어느 한 상을 공급하는 상변환부와; 상기 상변환부를 제어하여 변압기 연결 전력선의 A, B, C상 중 어느 한 상을 생성하도록 하고 스위칭부를 제어하여 상기 상변환부가 생성한 A, B, C상 중 어느 한상을 수용가로 연결하여 수용가에 전력을 공급하도록 하는 제어부와; 상기 변압기 연결 전력선 A, B, C상 중 어느 한상 또는 상기 상변환부에서 생성한 A, B, C상 중 어느 한상을 수용가 연결 전력선에 연결하여 수용가에 전력을 공급하는 스위칭부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용가 부하 불평형에 의해 발생되는 전력손실 방지 시스템에 관한 것이다.

Description

무정전 전력변환 방법 및 시스템
본 발명은 무정전 전력변환 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전소에서 생산된 전력을 수용가까지 전송할 때 발생되는 계통손실에 의한 전력손실을 줄이기 위해 수용가에서 랜덤하게 발생되는 수용가 부하 불평형을 해결하기 위해 전력 위상 변환 기술을 활용하여 상기 수용가에 공급되는 A, B, C 3상 전력선을 자동 변경하기 위한, 무정전 전력변환 방법 및 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 수용가로 공급되는 A, B, C 3상 전력선의 상 변경시 수용가에 발생되는 정전 및 배전회로 쇼트를 방지하기 위해 상변환 시점과 변환된 상을 수용가로 연결하는 시점을 순차적으로 순서에 맞게 수행하는 상변환 및 스위칭 방법 및 시스템에 관한 것이다.
발전소에서 생산된 전력은 수용가 전단 변압기까지 A상, B상, C상으로 구성된 3상으로 공급되며 변압기에서 상기 A, B, C 3상 중 한상과 N상(중선선)이 수용가로 연결되어 단상 220Vac 또는 110Vac를 수용가에 공급하게 된다.
발전소에서 공급되는 전력이 수용가까지 전송될 때 전력선 손실, 역율손실, 영상전류 손실(또는 수용가 부하 불평형 손실) 로 인해 100% 전송되지 못하고 있다. 전력선 손실과 역율 손실은 어느 정도 송배전과정에서 손실을 줄일 수 있으나 영상전류 손실(또는 수용가 부하 불평형 손실 전류)은 현재까지 개선할 수 있는 방법이 없었다.
수용가에서 사용하는 전력은 계절별, 시간대별로 크게 변동하고 이는 다수의 수용가에 전력을 공급하는 공급측(변압기)입장에서 보면 수용가 부하 불평형이 랜덤하게 발생되는 것이다. 상기 랜덤 하게 발생되는 수용가 부하 불평형은 상기 수용가에 전력을 공급하는 A, B, C상에 흐르는 IA, IB, IC전류의 불평을 발생시키고((IAIBIC) 상기 IA, IB, IC전류의 불평은 N상(중선선)으로 영상전류 I0(수용가 부하 불평형 손실 전류)를 유도하여 I0 2 X R의 전력손실을 발생시킨다.
영상전류 손실(또는 수용가 부하 불평형 손실)을 제거하기 위해 변압기 설치 시 A상, B상, C상에 균등한 수용가 부하가 연결될 수 있도록 상기 각 수용가에 A상, B상, C상 중 최적의 상을 연결하나 수용가에서 사용하는 전력제품(이하 부하)에 따라 또는 계절별, 시간대별 수용가에서 사용하는 전력의 변화에 따라 A상, B상, C상에 흐르는 전류 IA, IB, IC가 균등할 수 없어 영상전류가 발생되고 이는 곧 전력 손실을 발생하고 있다(이하 영상전류 손실 또는 수용가 부하 불평형 손실)
본 발명은 수용가에서 랜덤하게 발생되는 수용가 부하 불평형을 해결하기 위해 전력 위상 변환 기술을 활용하여 상기 수용가에 공급되는 A, B, C 3상 전력선을 자동 변경하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다
또한 본 발명은 상기 수용가로 공급되는 A, B, C 3상 전력선의 상 변경시 수용가에 발생되는 정전 및 배전회로 쇼트를 방지하기 위해 상변환 시점과 변환된 상을 수용가로 연결하는 시점을 순차적으로 순서에 맞게 수행하는 상변환 및 스위칭 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 발전소에서 생산된 전력을 수용가까지 전송할 때 발생되는 계통손실에 의한 전력손실을 줄이기 위해 수용가에서 랜덤하게 발생되는 수용가 부하 불평형을 해결하기 위해 전력 위상 변환 기술을 활용하여 상기 수용가에 공급되는 A, B, C 3상 전력선을 자동 변경하기 위한, 무정전 전력변환 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명은 A상, B상, C상에서 전력을 공급받는 다수 수용가의 사용 전력이 수시로 랜덤 변동하여도 수용가에 공급되는 A상, B상, C상의 전류가 자동으로 균등하게 분배되도록 하여 영상전류 손실을 최소화 하기위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 A상, B상, C상의 위상을 자동으로 상호 변경하고 또한 상기 수용가들에 순간 정전이 발생되지 않도록 하면서 상기 수용가에 공급되는 전력의 상을 자동으로 변경하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 변압기의 A상, B상, C상에서 전력을 공급받는 다수 수용가의 사용 전력이 수시로 랜덤 변동하여도 수용가에 공급되는 A상, B상, C상의 전류가 자동으로 균등하게 분배되도록 하여 영상전류 손실을 최소화 하기 위해 수용가측에서 발생되는 부하 불평형을 주기적으로 모니터링하며 수용가 부하 불평형이 기 설정된 부하 불평용 허용값을 초가하면 상기 변압기에서 수용가로 공급되는 A, B, C 전력 상을 자동으로 변경하도록 하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 수용가에 정전과 배선회로 쇼트가 발생되지 않도록 하면서 수용가에 공급되는 상기 변압기 A, B, C상을 변경하기 위해서
수용가 연결 전력선에 변압기에서 공급되는 A, B, C상 이외에 별도로 A, B, C상을 공급하면서 또한 상기 공급하는 A, B, C상을 임의로 변경하면서 공급할 수 있는 상변환부와 상기 상변환부 연결 전력선과 변압기 연결 전력선을 임의로 수용가에 연결 및 절체할 수 있는 스위칭부를 더 구비하는 구현하는 것을 특징으로 하는방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 수용가에서 사용하는 전력 부하의 불평형으로 인해 발생되는 영상전류를 줄임으로써 사용 전 손실되는 부하 불평형 손실을 50% 이상 줄일 수 있어 국가 전체의 전력사용 효율을 크게 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 자동으로 수용가 부하 불평형을 해소함으로써 현재 부하 불평형 손실 30% 이상 발생시 작업자가 수작업으로 배전부에서 수용가까지의 전력선을 재배치해야하는 공사를 없애고 이에 따른 전력운영 비용을 크게 낮출 수 있다.
또한, 본 발명은 국가 전체 전력 사용 효율을 크게 증대시킴으로써 발전소 증설에 투자되는 비용 및 추가 증설된 발전소 운영비용을 크게 절감할 수 있다.
도 1a는 현 전력수용가의 전력공급 예시도이다.
도 1b는 현 전력수용가의 전력선 연결 예시도이다.
도 1c는 본 발명이 적용된 수용가 전력선 연결 예시도이다.
도 2a는 수용가 부하 불평형에 의해 발생되는 전력손실을 방지하기 위한 시스템에 대한 블록도이다.
도 2b는 수용가 연결 전력선(225)의 상(A, B, C상)을 상호 변경(스위칭)할 경우 발생될 수 있는 상기 각 수용가의 정전현상과 배전회로 쇼트 방지를 위해 상변환부의 상변환 과정과 스위칭부의 전력선 연결 및 절체에 대한 예시도이다.
도 2c는 상변환부에서 수용가에 단독으로 공급하고 있는 전력상을 다른 전력상으로 변환시 상기 수용가에 정전현상과 배전회로 쇼트 없이 변환할 수 있도록 한 상변환부 일예에 대한 블록도이다.
도 3은 수용가 불평형 부하를 재조정하여 부하 평형을 만드는 과정에 대한 순서도이다.
도 4는 수용가 정전 발생 및 배전회로 쇼트 사고 없이 수용가에 연결된 A상 전력선을 B상 전력선으로 변경하는 일예에 대한 순서도이다.
도 5는 상변환부에서 수용가에 단독으로 공급하고 있는 전력상을 다른 전력상으로 변환시 상기 수용가에 정전현상과 배전회로 쇼트 없이 변환하는 일예에 대한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 기 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
본 발명은 발전소에서 생산된 전력을 수용가까지 전송할 때 발생되는 계통손실에 의한 전력손실을 줄이기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 현재까지 해결할 수 있는 방법이 없어왔던 영상전류손실( 수용가 부하 불평형 손실)을 해결하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도 1a는 현 전력수용가의 전력공급 예시도이다.
현 수용가 전력공급 구성은 변압기(115)에서 3상 A, B, C 중 어느 하나의 상과 N상으로 220Vac(또는 110Vac)를 수용가(110-1~110-n)로 공급하는 구조로 되어 있다.
수용가(110-1~110-n)에서 사용하는 전력은 계절별, 시간대별로 크게 변동하고 이는 다수의 수용가에 전력을 공급하는 공급측(변압기, 115))입장에서 보면 수용가 부하 불평형이 랜덤하게 발생되는 것이다. 상기 랜덤하게 발생되는 수용가 부하 불평형은 상기 수용가(110-1~110-n)에 전력을 공급하는 A, B, C상에 흐르는 IA, IB, IC전류의 불평을 발생시키고((IAIBIC), 상기 IA, IB, IC전류의 불평은 N상(중선선)으로 영상전류 I0(105, 수용가 부하 불평형 손실 전류)를 유도하여 I0 2 X R의 전력손실을 발생시킨다.
도 1b는 현 전력수용가의 전력선 연결 예시도이다.
변압기(115)에서 수용가(110-1~110-n)로 연결되는 기존 전력선은 도 1b처럼 A, B, C 상 중 어느 하나의 상이 고정으로 연결되어 있어, 상기 수용가(110-1~110-n) 중 어느 하나의 수용가에서 수용가 부하 불평형이 발생되어도 상기 부하 불평형이 발생된 수용가에 공급되는 전력의 상 또는 다른 수용가의 전력의 상을 자동으로 변경하는 것이 불가능한 구조로 되어 있다.
도 1c는 본 발명이 적용된 수용가 전력선 연결 예시도이다.
변압기(115)와 수용가(110-1~110-n) 사이에 A상, B상, C상의 변압기 연결 전력선(220) 중 어느 하나의 전력선을 수용가 연결 전력선(225)에 임의로 연결할 수 있도록 스위칭부(120)를 구비하여, 하나의 수용가에 A, B, C상 중 필요한 하나를 연결할 수 있도록 구성된다. 상기 스위칭부(120)는 제어부(210)의 명령을 받아 스위칭부(120)에 연결된 A, B, C상, 상변환부 공급 전력 상 중 필요한 상을 ON/OFF 하는 기능을 수행한다. 또한 상기 스위칭부(120)는 상변환부와 가변 스위치로 연결되어 상기 수용가의 A, B, C상 변경시 수용가에 발생하는 정전사고를 사전 차단하도록 구성된다.
본 발명에 있어 가변 스위치(215)는 상변환부(205)를 통해 공급되는 A, B, C상 중 어느 한 상을 수용가(110)로 연결하는 역할을 수행한다.
도 2a는 수용가 부하 불평형에 의해 발생되는 전력손실을 방지하기 위한 시스템에 대한 블록도이다.
상변환부(205)는 변압기 연결 전력선 A, B, C, N상(220)에 흐르는 전류 IA, IB, IC, I0를 측정하여 제어부(210)로 전송하며 상기 상변환부(205)로부터 변압기 연결 전력선 A, B, C, N상(220)에 흐르는 전류 IA, IB, IC, I0값을 전송받은 제어부(210)는 상기 측정 전류 IA, IB, IC, I0값의 불평형 정도가 기 설정된 불평형 허용값을 초가 했는지를 판단하고 상기 측정 전류 IA, IB, IC, I0값이 기 설정된 불평형 허용값 이내이면 상기 각 수용가(110-1~110-n)에 연결된 수용가 연결 전력선(225-1~225-n)을 현재와 같이 유지한다.
만일 상기 변압기 연결 전력선(220)에서 측정된 전류 IA, IB, IC, I0값이 기 설정된 불평형 허용값을 초가 했을 경우 상기 제어부(210)는 센싱부(230-1~230-n)로부터 각 수용가(110-1~110-n)로 공급되는 개별 전류값을 전송받아 상기 각 수용가(110-1~ 110-n)의 부하 불평형 값을 계산하고 상기 계산된 수용가별(110-1~110-n) 부하 불평형 값을 기준으로 상기 상변환부(205)와 스위칭부(120-1~120-n)를 순차적으로 제어하여 상기 수용가(110-1~110-n)에 연결된 수용가 연결 전력선(225-1~225 -n)의 상(A, B, C상)을 상호 변경하도록 하여 상기 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상(220)에 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)값이 불평형 허용값 이내가 되도록 한다(또는 0이 되게 또는 N상에서 측정된 I0 가 I0 = 0에 근접하게) 여기서 I0는 상변한부에서 N상에 흐르는 영상전류를 직접 측정할 수도 있고 상기 상변환부에서 IA, IB, IC만 측정하고 I0는 (IA, IB, IC : Vector)의 계산식으로 구할 수도 있다.
도 2b는 수용가 연결 전력선(225)의 상(A, B, C상)을 상호 변경(스위칭)할 경우 발생될 수 있는 상기 각 수용가의 정전현상과 배전회로 쇼트 방지를 위해 상변환부의 상변환 과정과 스위칭부의 전력선 연결 및 절체에 대한 예시도이다.
수용가에 공급되는 변압기 연결 전력선(220)의 상을 변경하기 위해 상기 수용가에 연결된 수용가 연결 전력선(225)을 스위칭부(120)를 통해 변경할 경우 상기 수용가(110)에 정전이 발생되게 된다.
본 발명은 상기 수용가(110)에 정전현상과 배전회로 쇼트를 방지하면서 변압기 연결 전력선 A, B, C상을 임의로 수용가 연결 전력선(225)에 연결 및 절체 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 바람직한 실시 예로써 하나의 수용가(110)에 정전현상과 배전회로 쇼트를 방지하면서 A상을 B상으로 변경하는 절차 및 방법에 대해서 설명하며, 상기 절차 및 방법은 상기 모든 수용가(110-1~110-n)들에 대해서 A, B, C상 상호간 변경도 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진자라면 자명할 것이다.
Step#1은 변압기 연결 전력선(220)으로부터 수용가(110)에 A상 전력이 공급되고 있는 예시도이다. 상기 수용가(110)에 공급되고 있는 A상 전력을 B상으로 변경하기 위해 제어부(210)는 상변환부(205)에서 A상을 생성하도록 제어한 후 스위칭부(120)를 제어하여 가변 스위치(215)를 ON 하여 상기 상변환부(205)로부터 생성된 A상 전력이 상기 수용가(110)에 병입 공급되도록 한다.(Step#2) 상기 상변환부(205)에서 상기 수용가(110)로 A상 전력공급이 완료되면 상기 제어부(210)는 스위칭부(120)를 제어하여 상기 변압기 연결 전력선(220)으로부터 공급되는 A상을 절체 하여 상기 수용가(110)에 상기 상변환부(205)에서 생성된 A상만 공급되도록 한다(Step#3). 또한 상기 제어부(210)는 상기 상변환부(201)를 제어하여 현재 A상 전력을 출력하는 상기 상변환부(205)의 출력을 B상으로 변환하도록 하며,(Step#4) 상기 상변환부(205) 출력이 B상으로 변환 완료되었는지를 확인 후 스위칭부(120)를 제어하여 상기 변압기 연결 전력선(220) 중 B상을 상기 수용가(110)로 연결하도록 한다(Step#5). 이 시점에 상기 수용가(110)는 상기 상변환부(205)와 상기 변압기 연결 전력선(220)에서 공급하는 B상 전력을 동시에 공급받게 되며, 상기 제어부(210)는 상기 시점에서 상기 스위칭부(120)를 제어하여 가변 스위치(215)를 절체함으로써 상기 상변환부(205)에서 공급하고 있는 B상 전력을 상기 수용가(110)로부터 분리하고 이후부터는 상기 변압기 연결 전력선(220)에서 공급하는 B상의 전력이 지속적으로 상기 수용가(110)로 공급되도록 한다.
도 2c는 도 2b의 Step#4 상변환부(205)에서 수용가에 단독으로 공급하고 있는 A상을 B상으로 변환시 상기 수용가에 정전현상과 배전회로 쇼트 없이 상기 A상을 B상으로 변환하는 상변환부에 대한 블록도이다.
A상 스위치(240), B상 스위치(245), C상 스위치(250)는 ON/OFF 스위칭 속도가 빠르고(수백 us ~ 수 ms) 대전력 ON/OFF가 가능한 전력소자로 구성된다. 상기 전력소자(240, 245, 250)는 제어부(210)에서 상기 전력소자(240, 245, 250)에 대한 OFF명령을 실행하여도 상기 전력소자(240, 245, 250)가 공급하고 있는 전력의 상 전압이 0V가 되는 시점(Zero Crossing)에서 OFF되는 특징을 가지고 있다.
상변환부(205)에서 수용가(110)에 단독으로 A상을 공급하고 있는 상황에서 상기 수용가(110)에 정전현상과 배전회로 쇼트 없이 상기 A상을 B상(또는 C상)으로 변환하는 절차는 상기 제어부(210)에서 상기 상변환부(205)의 A상 스위치(240)를 OFF하도록 한 후 상기 A상 스위치(240)를 통해 공급되는 A상 전력의 전압이 0V가 되어 정확히 OFF된 시점에 기 설정된 일정주기(상기 수용가에 정전이 발생되지 않는 범위의 시간, 수 ms이하) 만큼 시간지연 후 B상 스위치(245)를 ON하도록 한다.
상기와 같이 기 설정된 일정주기만큼 시간지연 후 B상 스위치(245)를 ON하는 것은 A상 스위치(240)를 통해 공급되고 있는 A상 전원이 완전히 OFF되기 전에 B상의 전원을 공급하게 되면 상기 A상과 B상의 전원이 겹쳐져 쇼트가 발생되기 때문이며, 또한 상기 시간지연은 상기 수용가 정전 방지를 위해 수 ms 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 예시는 상변환부(205)가 수용가에 정전현상과 배전회로 쇼트 없이 A상을 B상으로 변환하는 과정에 대한 일예로써 A, B, C 각 상간 변환도 동일 절차로 수행될 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진자라면 자명할 것이다.
도 3은 수용가 불평형 부하를 재조정하여 부하 평형을 만드는 과정에 대한 순서도이다.
상변환부(205)는 기 설정된 주기마다 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상(220)에 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)값을 측정하여 제어부(210)로 전송한다(305). 제어부(210)는 상기 상변환부(205)에서 전송된 상기 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값을 초가 했는지를 판단하여(310) 상기 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값 이내이면(315) 현재 수용가(110-1~110-n)에 연결된 수용가 연결 전력선(225-1~2 25-n)을 현재와 같이 유지하도록 하고 다시 상기 상변환부(205)가 기 설정 주기마다 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상(220)에 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)를 측정하여 전송하도록 한다(305) 만일 상기 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값을 초과했을 경우(320) 상기 제어부(210)는 각 센싱부(230-1~230-n)로부터 각 수용가(110-1~110-n)로 공급되는 개별 전류값을 전송받아 상기 각 수용가(110-1~110-n)의 부하 불평형 값을 계산한다(325). 또한 상기 제어부(210)는 상기 계산된 상기 각 수용가별(110-1~110-n) 부하 불평형 값을 기준으로 상기 상변환부(205)와 스위칭부(120-1~120-n)를 순차적으로 제어하여 상기 각 수용가(110-1~110-n)에 연결된 수용가 연결 전력선(225-1~225 -n)의 상(A, B, C상)을 상호 변경하도록 하여(330) 상기 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상(220)에서 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)값이 불평형 허용값 이내가 되도록 한다(또는 0이 되게 또는 N상에서 측정된 I0 가 I0 = 0에 근접하게) (345)
상기 과정에 있어 변압기 연결 전력선의 A, B, C상(220)에 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)값의 불평형 해결 과정을 보다 상세히 설명하면,
상기 제어부(210)는 상기 상변환부(205)와 스위칭부(120-1~120-n)를 순차적으로 제어하여 상기 상변환부(205)와 스위칭부(120-1~120-n)가 상기 각 수용가(110-1~ 110-n)에 연결된 수용가 연결 전력선(225-1~225-n)의 상(A, B, C상)을 상호 변경하도록 한 후 상기 상변환부(210)가 상기 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상(220)에 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)값을 측정하여 상기 제어부(210)로 전송하도록 한다(330).
상기 제어부(210)는 상기 수용가 연결 전력선(225-1~225-n)의 상호 상 변경 완료 후 상기 상변환부(205)가 측정하여 전송한 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상(220) 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값 이내이면(345) 상기 각 수용가(110-1~110-n)에 연결된 수용가 연결 전력선(225-1~225-n)에 대한 상(A, B, C상) 상호 변경을 완료하고 상기 상환변부(205)가 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상(220) 전류(IA, IB, IC, I0)를 지속적으로 측정하여 상기 제어부(210)로 전송하도록 하여 상기 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상(220) 전류(IA, IB, IC, I0)값의 불평형이 기 설정된 불평형 허용값을 초과하는지 지속적으로 모니터링 한다(305).
만일 상기 각 수용가(110-1~110-n)에 연결된 수용가 연결 전력선(225-1~225-n) 상(A, B, C상)의 상호 상 변경 완료 후(330) 상기 상변환부(205)가 측정하여 제어부(210)로 전송한 상기 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상(220) 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값을 초과했으면(340) 상기 제어부(210)는 다시 상기 상변환부(205)와 스위칭부(120-1~120-n)를 순차적으로 제어하여 상기 각 수용가(110-1~110-n)에 연결된 수용가 연결 전력선(225-1~225-n)의 상(A, B, C상)을 상호 변경하도록 한 후(330) 상기 상변환부(205)가 상기 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상(220)에 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)값을 측정하여 상기 제어부로 전송하도록 하여(330) 상기 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상에 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값 이내로 수렴하도록 한다(345).
상기 각 수용가(110-1~110-n)에 연결된 수용가 연결 전력선(225-1~225-n) 상(A, B, C상)의 상호 변경 과정은, 상기 상변환부(205)가 수용가(110-1~110-n)에 연결될 상변환부 연결 전력선(235-1~235-n)의 상변환 완료 후 상기 스위칭부(120-1~120-n)가 상기 상변환 완료된 상기 상변환부 연결 전력선(235-1~235-n)을 수용가(110-1~110-n)로 연결하는 작업이 순차적으로 진행되야 하기 때문에 상기 제어부(210)에서 상기 상변환부(205)와 스위칭부(120-1~120-n)를 순차적으로 제어 한다. 만일 상기 스위칭부(120-1~120-n)를 먼저 ON하고 상기 상변환부(205)에서 상변환을 수행하면 배전회로 쇼트가 발생되어 대형 사고로 이어질 수 있다.
도 4는 수용가 정전 발생 및 배전회로 쇼트 사고 없이 수용가에 연결된 A상 전력선을 B상 전력선으로 변경하는 일예에 대한 순서도이다.
제어부(210)는 상변환부(205)가 A상을 생성하도록 제어하고, 상기 상변환부(205)가 A상 생성을 완료하면(405) 상기 제어부(205)는 스위칭부(120-1~120-n)를 제어하여 상변환부 연결 전력선(235-1~235-n)이 수용가 연결 전력선(225-1~225-n)에 연결되도록하여 도 2b Step#2와 같이 상기 수용가(110-1~110-n)에 변압기 연결 A상 전력선(220)과 상기 상변환부 연결 A상 전력선(235-1~235-n)에서 공급하는 A상 전력선이 동시에 연결되도록 한다.(410) 상기와 같이 상기 변압기 연결 A상 전력선(220)과 상기 상변환부(205)에서 공급하는 상변환부 연결 A상 전력선(235-1~235-n)이 상기 수용가(110-1~110-n)에 동시 연결 완료되면 상기 제어부(210)는 상기 스위칭부(120-1~ 120-n)를 제어하여 상기 수용가(110-1~110-n)에 연결된 변압기 연결 A상 전력선(220)을 절체 한다(415).
상기 변압기 연결 A상 전력선(220)을 절체한 제어부(210)는 상기 상변환부(205)가 현재 생성하여 상기 수용가(110-1~110-n)에 공급하고 있는 A상 전력을 B상 전력으로 변경하도록 제어한다(420). 상기 상변환부(205)가 현재 생성하고 있는 A상 전력을 B상으로 변경 완료하면(435) 상기 제어부(210)는 상기 스위칭부(120-1~120-n)를 제어하여 변압기 연결 B상 전력선(220)을 상기 수용가(110-1~110-n)로 연결하도록 하여, 도 2b Step#5와 같이 상기 변압기 연결 B상 전력선(220)과 상기 상변환부 연결 B상 전력선(235-1~235-n)이 동시에 상기 수용가(110-1~110-n)에 연결되도록 한다.(440) 상기 변압기 연결 B상 전력선(220)과 상기 상변환부 연결 B상 전력선(235-1~235-n)이 동시에 상기 수용가(110-1~110-n)에 연결 완료되면(455) 상기 제어부(210)는 스위칭부(120-1~120-n)를 제어하여 상기 수용가(110-1~110-n)에 연결된 상기 상변환부 연결 B상 전력선(235-1~235-n)을 절체 한다(460).
도 5는 상변환부에서 수용가에 단독으로 공급하고 있는 A상을 B상으로 변환시 상기 수용가에 정전현상과 배전회로 쇼트 없이 상기 A상을 B상으로 변환하는 일예에 대한 순서도이다.
제어부(210)는 상변환부의 A상 스위치(240)를 OFF 한 후(505) 상변환부 A상 스위치(240)를 통해 공급되는 A상 전력의 전압을 측정한다(510). 만일 상기 A상 스위치(240)의 A상 전력의 전압이 0V가 아니면(515) 상기 제어부(210)는 상기 A상 스위치(240)의 A상 전력의 전압을 재측정하며(510), 상기 A상 스위치(240)의 A상 전력의 전압이 0V가 되면(520), 상기 제어부(210)는 상기 A상 스위치(240)의 A상 전력의 전압이 0V가 되는 시점부터 기 설정주기만큼 시간지연을 수행한 후(525) 상기 상변환부 B상 스위치(245)를 ON하여 상기 수용가에 정전현상과 배전회로 쇼트 없이 B상이 공급되도록 한다(530).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
본 발명은 수용가에서 사용하는 전력 부하의 불평형으로 인해 발생되는 영상전류를 줄임으로써 사용 전 손실되는 부하 불평형 손실을 50% 이상 줄일 수 있어 국가 전체의 전력사용 효율을 크게 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 자동으로 수용가 부하 불평형을 해소함으로써 현재 부하 불평형 손실 30% 이상 발생시 작업자가 수작업으로 배전부에서 수용가까지의 전력선을 재배치해야하는 공사를 없애고 이에 따른 전력운영 비용을 크게 낮출 수 있다.
또한, 본 발명은 국가 전체 전력 사용 효율을 크게 증대시킴으로써 발전소 증설에 투자되는 비용 및 추가 증설된 발전소 운영비용을 크게 절감할 수 있다.

Claims (11)

  1. 변압기 연결 전력선 A, B, C상과 연결되고 제어부의 명령을 받아 상기 변압기 연결 전력선 A, B, C상 중 어느 한 상을 생성하여 수용가에 전력을 공급하는 상변환부와;
    상기 상변환부를 제어하여 변압기 연결 전력선의 A, B, C상 중 어느 한 상을 생성하도록 하고 스위칭부를 제어하여 상기 상변환부가 생성한 A, B, C상 중 어느 한상을 수용가로 연결하여 수용가에 전력을 공급하도록 하는 제어부와;
    상기 변압기 연결 전력선 A, B, C상 중 어느 한상 또는 상기 상변환부에서 생성한 A, B, C상 중 어느 한상을 수용가 연결 전력선에 연결하여 수용가에 전력을 공급하는 스위칭부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    수용가 부하 불평형 발생시 각 수용가에 개별 공급되는 전류(또는 전력)를 취득하기 위해서 센싱부를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상변환부는 변압기 연결 전력선의 A, B, C상에 흐르는 전류 IA, IB, IC를 측정하여 제어부로 전송하며, 제어부의 명령을 전송 받아 현재 생성하여 공급하고 있는 전력상을 다른 상으로 변환하여 공급하는 기능을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상변환부에서 전송한 변압기 연결 전력선의 A, B, C상에 흐르는 전류 IA, IB, IC 및 영상전류 I0를 기준으로 수용가에서 발생한 부하 불평형이 기 설정된 불평형 허용값을 초가 했는지를 판단하여 상기 수용가에서 발생한 부하 불평형이 기 설정된 부하 불평형 허용값 이내이면 상기 수용가에 연결된 변압기 연결 전력선을 현재와 같이 유지하고, 만일 상기 수용가에서 발생한 부하 불평형이 기 설정된 불평형 허용값을 초가했을 경우 상기 제어부는 센싱부로부터 각 수용가로 공급되는 개별 전류값을 전송받아 상기 각 수용가의 부하 불평형 값을 계산하고 상기 상변환부와 스위칭부를 순차적으로 제어하여 상기 각 수용가별 부하 불평형 값을 기준으로 상기 각 수용가에 연결된 수용가 연결 전력선의 상(A, B, C상)을 상호 변경하도록 하여 상기 변압기 연결 전력선의 A, B, C상에서 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값 이내(또는 0이 되게 또는 N상에서 측정된 I0 가 I0 = 0에 근접하게)가 되도록 하는 기능을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    수용가에 정전이 발생되지 않도록 하면서 부하 불평형이 발생된 수용가에 연결된 변압기 연결 전력선의 상을 상기 부하 불평형을 해소할 수 있는 상기 변압기 연결 전력선의 다른 상으로 변경하기 위해
    상기 제어부는 상기 수용가에 공급되고 있는 변압기 연결 전력선 절체 전 상변환부가 상기 수용가에 공급하고 있는 변압기 연결 전력선 상과 동일 상을 생성하여 수용가에 병입 공급하도록 한 후 상기 수용가에 연결된 변압기 연결 전력선을 절체 하는 기능을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    수용가에 정전이 발생되지 않도록 하면서 부하 불평형이 발생된 수용가에 연결된 변압기 연결 전력선의 상을 상기 부하 불평형을 해소할 수 있는 상기 변압기 연결 전력선의 다른 상으로 변경하기 위해
    상기 제어부는 스위칭부를 제어하여 상변환부가 단독으로 수용가에 공급하고 있는 상변환부 연결 전력선 상과 동일 상의 변압기 연결 전력선 상을 수용가 연결 전력선에 연결 한 후 상기 상변환부 연결 전력선을 절체하는 기능을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 상변환부가 단독으로 수용가에 공급하고 있는 전력의 상을 상기 수용가에 정전현상과 배전회로 쇼트 없이 다른 전력의 상으로 변환하기 위해
    상기 상변환부는 스위칭 속도가 빠르고(수백 us ~ 수 ms) 대전력 ON/OFF가 가능한 A상 스위치, B상 스위치, C상 스위치를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상에 흐르는 전류 IA, IB, IC 및 영상전류 I0를 직접 측정하는 기능을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 시스템.
  9. 상변환부가 기 설정된 주기마다 변압기 연결 전력선의 A, B, C상과 N상에 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)값을 측정하여 제어부로 전송하는 단계; 및
    제어부가 상기 상변환부에서 전송한 상기 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값을 초가 했는지를 판단하여 상기 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값 이내이면 현재 수용가에 연결된 전력선을 현재와 같이 유지하도록 하고, 상기 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값을 초과했을 경우 각 센싱부로부터 각 수용가로 공급되는 개별 전류값을 전송받아 상기 각 수용가의 부하 불평형 값을 계산하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 계산된 상기 각 수용가별 부하 불평형 값을 기준으로 상기 상변환부 와 스위칭부를 순차적으로 제어하여 상기 각 수용가에 연결된 수용가 연결 전력선의 상(A, B, C상)을 상호 변경하도록 하여 상기 변압기 연결 전력선의 A, B, C, N상에서 흐르는 전류(IA, IB, IC, I0)값이 기 설정된 불평형 허용값 이내가 되도록(또는 0이 되게 또는 N상에서 측정된 I0 가 I0 = 0에 근접하게)하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    수용가 정전 발생 및 배전회로 쇼트 사고 없이 수용가에 연결된 상을 변경 하는 방법은
    상기 상변환부에서 현재 수용가에 공급되고 있는 변압기 연결 전력선 상과 동일한 상을 생성하여 상기 수용가에 공급하여, 상기 수용가에 변압기 연결 전력선 상과 상변환부 연결 전력선 상이 동시에 연결되도록 하는 단계:
    상기 제어부에서 상기 스위칭부를 제어하여 상기 수용가에 연결된 변압기 연결 전력선을 절체하고 상기 상변환부를 제어하여 상변환부가 현재 생성하여 상기 수용가에 공급하고 있는 상을 변경하고자하는 상으로 변환하는 단계; 및
    상기 제어부에서 상기 스위칭부를 제어하여 변압기 연결 전력선 상중 상기 상 변환부가 변환한 상과 동일 상을 상기 수용가로 연결한 후 상기 수용가에 연결된 상기 상변환부 연결 전력선을 절체 하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 상변환부가 단독으로 수용가에 공급하고 있는 전력의 상을 상기 수용가에 정전현상과 배전회로 쇼트 없이 다른 전력의 상으로 변환하는 방법은
    상기 제어부가 상변환부의 A상 스위치를 OFF 한 후 상변환부 A상 스위치를 통해 공급되는 A상 전력의 전압이 0V이 되는 시점을 취득하는 단계; 및
    상기 제어부는 상기 A상 스위치의 A상 전력의 전압이 0V가 되면, 상기 A상 스위치의 A상 전력의 전압이 0V가 되는 시점부터 기 설정주기만큼 시간지연을 수행하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 상변환부의 B상 스위치를 ON하여 상기 수용가에 정전현상과 배전회로 쇼트 없이 B상이 공급하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무정전 전력변환 방법.
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