KR101912150B1 - 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법 및 장치 - Google Patents

변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법 및 장치 Download PDF

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오미크론 일렉트로닉스 게엠바하
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Abstract

변압기(5; 6)의 전송률을 바꾸도록 마련된 변압기(5; 6)의 탭 체인저(20)를 테스트하기 위해, 다음과 같은 단계들이 수행된다:
변압기(5; 6)의 권선(1-3; 10)과 탭 체인저(20)에 공급되는 테스트 신호를 생성하는 단계.
각각의 작동에 의해 전송률을 바꾸도록, 반복해서 탭 체인저(20)를 작동시키는 단계.
테스트 신호에 따라 탭 체인저(20)의 각각의 작동에 대하여 시간(t) 동안 변압기(5; 6)의 전기 측정 변수(I; I1; I2)의 곡선을 결정하는 단계.
곡선(41, 42) 중 적어도 하나가 출력되는 것을 막도록 곡선(41, 42)을 필터링하는 단계.
필터링된 곡선(41; 42)을 출력하는 단계.

Description

변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR TESTING A TAP CHANGER OF A TRANSFORMER}
본 발명은 변압기, 특히 전력 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
예를 들어 에너지 생성, 에너지 전송, 에너지 분배 또는 산업 애플리케이션을 위해 사용되고, 1MW를 초과하는 출력을 위해 고안된 전력 변압기는 종종, 각 변압기의 전송률을 예를 들어 특정 부하 조건에 맞출 수 있도록, 소위 탭 체인저라고 하는 것을 포함한다. 탭 체인저는 변압기의 작동 중에 또는 부하가 걸려있는 상황에서 즉 작업을 방해하지 않고 스위칭될 수 있는데, 종종 온-로드 탭 체인저(OLTC)라고 부른다. 이를 위해, 변압기의 권선은 소위 뱅크 권선(bank winding)으로 설계되며, 이 뱅크 권선의 탭 또는 태핑은 탭 체인저로 가이드되고, 탭 체인저는 변압기의 작동 중에 한 탭으로부터 다른 탭으로 전환(switch over)하여, 변압기의 전송률을 변환시킨다.
변압기의 권선은 각각 큰 유도율(inductivity)을 구성하기 때문에, 상이한 전송률들 사이의 스위칭 프로세스는 문제를 유발하지 않고 실행될 수 없고, 그 이유는 권선을 통과하는 전류를 쉽게 차단하는 것이 불가능하기 대문이다. 탭 체인저는 전류가 언제든지 권선을 통해 흐를 수 있도록 고안되어 있다. 이를 위해, 탭 체인저는 종종, 저항에 의해서 권선을 통해 흐르는 전류를 전환(switch over)시키고, 이로써 전송률을 바꿀 수 있다. 저항의 과열을 막기 위해서 스위칭 프로세스는 신속하게 수행되어야만 한다. 각각의 탭 체인저를 정기적으로 테스트하는 것이 바람직한데, 이는 탭 체인저가 복잡하고 에러가 자주 발생하는 장치이기 때문이다.
본 발명의 목적은 탭 체인저를 테스트하는 것을 종래기술과 비교하여 개선하는 것이다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 목적은 청구항 제1항의 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법에 의해 그리고 청구항 제15항의 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 장치에 의해 달성된다. 종속항들은 본 발명의 최선의 바람직한 실시예를 정의한다.
변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법은 본 발명의 명세서에서 제공된다. 이와 관련하여, 탭 체인저는 변압기의 전송률(transmission ratio)을 바꾸도록(부하 상태에서) 구성되어 있다. 본 발명의 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다:
● 변압기의 권선 및 탭 체인저에 공급되는 테스트 신호를 생성하는 단계. 테스트 신호는 예를 들어 권선 및 권선과 직렬로 연결된 탭 체인저를 통해 흐르는 전류일 수 있고, 보통 수 암페어 내지 약 100 암페어 정도의 세기를 갖는다. 테스트 신호는 또한 직렬 회로를 통해 흐르는 전류가 권선과 탭 체인저로부터 나오도록 권선 및/또는 탭 체인저에 인가되는 전압일 수 있다.
● 탭 체인저를 반복적으로 작동시키는 단계로서, 변압기의 전송률은 탭 체인저를 매번 작동시킴으로써 변경된다. 즉, 변압기의 전송률은 탭 체인저를 매번 작동시킬때 마다 반복해서 바뀐다.
● 탭 체인저의 작동 중에 각각 변압기의 전기 측정 변수의 시간 곡선을 결정하는 단계로서, 스위칭 프로세스 중에(즉, 탭 체인저의 작동 중에) 전기 측정 변수는 테스트 신호에 따라 바뀐다. 직렬로 연결된 권선과 탭 체인저를 통해 흐르는 전류 및/또는 권선에 인가되는 전압은 전류 측정 변수로서 측정될 수 있고, 전류 및/또는 전압은 생성된 테스트 신호에 따라 탭 체인저를 작동시킴으로써 바뀐다. 측정 변수의 시간 곡선은, 예를 들어 미리 정해진 시간 간격 동안 또는 이 시간 간격(예를 들어 100ms) 내의 결정된 시간 주기에서 연속적으로 결정되는 측정 변수에 의해 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 시간 간격은 특히 탭 체인저의 작동 직전 또는 직후에 시작하고, 탭 체인저에 의해 전송률이 변경된 후 또는 탭 체인저의 작동 또는 스위칭 프로세스에 기인하는 측정 변수의 가장 급격한 변화가 약해진 후에 끝난다.
● 곡선들 중 적어도 하나가 다음 단계에서 출력되는 것을 방지하기 위해서 시간 곡선을 필터링하는 단계. 필터링은 특히 오직 진행되고 있는 곡선들만을 다음 단계에서 출력하거나 표시하도록 실행되며, 곡선들은 가능한 한 비슷하다. 이를 위해, 필터링은 예를 들어 각각의 스위칭 프로세스에 따라 수행될 수 있고, 스위칭 프로세스 동안 곡선이 결정된다. 필터링은 예를 들어 스위칭 프로세스가 출발하여 진행하는 탭 체인저의 탭에 따라, 또는 스위칭 프로세스가 귀결되는 탭 체인저의 탭에 따라, 또는 전송률이 증가되거나 감소하는지 여부에 따라 발생할 수 있다.
● 탭 체인저를 테스트하기 위해, 결정되고 필터링된 측정 변수의 곡선이 표시된다. 곡선은 특히 디스플레이 또는 스크린을 통해서 표시된다. 그러나, 곡선을 표시할 수 있는 프린터에서 곡선을 출력할 수도 있고, 아니면 다른 매체에서 표시할 수도 있다.
전기 측정 변수의 필터링된 곡선에 의해서, 탭 체인저가 정확하게 작동하는지 아닌지 여부에 대하여, 종래 기술의 경우보다 더 개선되고 간단한 방식으로 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 필터링되고 표시된 곡선은 또한, 히스토리 데이터(예를 들어, 측정 변수의 이전에 결정된 곡선)에 의해 평가될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 변압기는 다상 변압기(multi-phase transformer)(예를 들어, 3상 교류 변압기)일 수 있다. 다상 변압기의 경우, 개별 탭 체인저가 변압기의 전송률을 변경하도록(부하 상태에서) 고안된 변압기의 각각의 상에 존재한다. 탭 체인저를 테스트하기 위해, 테스트 신호가 개별적으로 변압기의 각각의 상에 대하여 동시에 생성된다. 이 테스트 신호는 각각의 상에 대하여, 각각의 상에 할당된 변압기의 권선에 공급되고, 권선에 할당된 탭 체인저에 공급된다. 테스트 신호가 각각 전류인 경우, 각각의 상에 할당된 권선을 통해서 그리고 권선에 할당된 탭 체인저를 통해서 흐르는 전류는 예를 들어 변압기의 각각의 상에 대하여 동시에 생성되며, 탭 체인저는 각각의 권선에 직렬로 배치되어 있다. 테스트 신호가 각각 전압인 경우에는, 예를 들어 변압기의 각각의 상에 대하여, 상에 할당된 권선에 동시에 전압이 인가되어, 권선과 할당된 텝 체인저를 통과하는 전류를 생성한다. 탭 체인저는 반복적으로 작동되며, 전송률은 각각의 작동에 의해 변경된다. 이와 관련하여, 탭 체인저는 모두 동시에 작동되어야 한다. 탭 체인저의 작동 중에, 전기 측정 변수의 시간 곡선은 각각의 탭 체인저에 대해 결정되며, 전기 측정 변수는 스위칭 프로세스 중에 테스트 신호에 따라 변경된다. 이 측정 변수는 권선과 권선에 할당되어 권선과 직렬로 연결된 탭 체인저 중 하나를 통해 흐르는 전류일 수 있다. 그러나, 측정 변수는, 권선들 중 하나에 인가되는 전압일 수도 있다. 각각의 탭 체인저에 대한 측정 변수의 곡선은 필터링되어 표시된다. 이와 관련하여, 서로 다른 상 및/또는 동일한 상의 측정 변수의 곡선들도 필터링되고 표시될 수 있다.
바람직하게, 발생하는 진폭의 점프 또는 상이한 상들에 대한 시간 쉬프트는, 특히 상이한 상들의 측정 변수 곡선을 시간-중첩식으로 표시함으로써 비교될 수 있는데, 이는 다상 변압기의 탭 체인저들이 정확하게 작동하고 있는지의 여부를 비교를 통해서 결정하기 위함이다.
테스트 신호가 동일한 값을 포함하도록 테스트 신호는 각각의 상에 대하여 생성될 수 있고, 이로써 기록된 곡선들은 직접 서로 비교될 수 있다.
바람직하게는 Y 권선 또는 Z 권선을 포함하는 스타 지점(star point) 연결을 갖는 3상 변압기의 경우, 세 개의 상을 모두 동시에 테스트할 수 있다. 이를 위해, 테스트 신호로서 전류가 인가될 수 있는데, 두 개의 상에 있어서 전류는 권선으로 흐르고(즉, 전류는 스타 지점의 반대편 단부에서 권선에 인가됨), 하나의 상인 경에 있어서 전류는 권선으로부터 흘러나온다(즉, 전류는 스타 지점의 반대편 단부에서 권선으로부터 떠남). 세 개의 전류가 값이 동일한 경우에는, 제4의 전류가 흘러나간다(즉, 전류는 스타 지점의 반대편 단부에서 권선으로부터 떠남).
다상 변압기의 경우 그리고 단상 변압기의 경우 둘다, 테스트 신호는 직류 신호, 즉 직류 전류일 수 있다.
각각의 권선은 특히 복수의 탭을 포함하며, 탭들 중 하나로부터 다른 탭으로의 스위칭 프로세스는 탭 체인저를 작동시킬때 마다 발생한다. 이미 설명하였듯이, 곡선의 필터링은 출력 탭에 따라(즉, 스위칭 프로세스에서 탭으로부터 멀어지는 방향으로 스위칭이 발생하는 탭에 따라), 및/또는 타겟 탭에 따라(즉, 스위칭 프로세스에서 탭 쪽으로 스위칭이 발생하는 탭에 따라) 수행될 수 있다.
예를 들어, 각각의 권선의 제1 측의 출력 탭으로부터 각각의 권선의 제2 측의 타겟 탭으로의 스위칭 프로세스에서, 또는 제2 측의 출력 탭으로부터 제1 측의 타켓 탭으로의 스위칭 프로세스에서, 스위칭이 발생할 수 있다. 곡선을 필터링하는 경우, 제2 측의 타겟 탭으로 스위칭이 발생하는 곡선이 제거되거나, 제1측의 타겟 탭으로 스위칭이 발생하는 곡선이 제거될 수 있다. 비슷하게, 곡선을 필터링하는 경우, 제1 측의 출력 탭으로부터 스위칭이 발생하는 곡선이 제거되거나, 제2 측의 출력 탭으로부터 스위칭이 발생하는 곡선이 제거될 수 있다.
또한, 결정된 타겟 탭(즉, 탭으로 스위칭이 발생하는 결정된 탭)은 미리 정해질 수 있다. 곡선을 필터링하는 경우, 결정된 타겟 탭으로 스위칭이 발생하지 않는 곡선이 제거될 수 있다. 비슷하게, 결정된 출력 탭(즉 탭으로부터 스위칭이 발생하는 결정된 탭)도 미리 정해질 수 있다. 곡선을 필터링하는 경우, 미리 정해진 탭으로부터 스위칭이 발생하지 않는 곡선이 제거될 수 있다.
각각의 권선의 탭에 따라 측정 변수의 시간 곡선을 필터링하는 것은 결정된 곡선을 필터링하는 옵션을 다수 제공한다. 예를 들어, 짝수의 스위칭 프로세스 또는 홀수의 스위칭 프로세스(즉, 결정된 (제1측 또는 제2측 상의) 타겟 탭으로의 스위칭 프로세스 또는 결정된 (제1측 또는 제2측 상의) 출력 탭으로부터의 스위칭 프로세스)의 곡선들이 제거되도록 곡선들이 필터링되어, 이어서 각각의 다른 스위칭 프로세스들만(즉, 홀수의 스위칭 프로세스만 또는 짝수의 스위칭 프로세스만) 표시될 수 있다. 또한, 모든 곡선을 제거할 수도 있는데, 이 경우 결정된 타겟 탭으로 스위칭 프로세스가 스위칭되지 않거나, 결정된 출력 탭으로부터 스위칭 프로세스가 스위칭되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 곡선을 필터링하는 경우, 스위칭 프로세스에 의해 전송률이 증가되는 곡선들이 제거된다. 동일한 방식으로, 곡선을 필터링하는 경우, 스위칭 프로세스에 의해 전송률이 감소되는 곡선들이 제거된다.
이 실시예의 경우, 바람직하게, 대응하는 스위칭 프로세스에서 전송률이 감소되거나 증가되는 곡선들만 표시된다.
또한, 곡선을 필터링하는 경우, 다상 변압기의 하나 이상의 결정된 상의 모든 곡선들이 제거될 수 있다.
3상 변압기의 경우, 정확하게 하나의 결정된 상의 곡선이 제거되어, 두 개의 다른 상의 곡선이 표시될 수 있다. 그러나, 하나의 결정된 상의 곡선들만 표시되도록, 두 개의 결정된 상의 곡선이 제거될 수도 있다.
곡선을 필터링하기 위해 앞서 설명한 필터 기준 또는 옵션들이 결합되어, 예를 들어 결정된 상의 모든 짝수 스위칭 프로세스만 표시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 미리 필터링된 시간 곡선은 시간-중첩식으로 출력되거나 표시될 수 있다. 이는, 측정 변수의 미리 필터링된 적어도 두 개의 시간 곡선이 시간-중첩식으로 출력되거나 표시되는 것을 의미한다. 본 발명에 따르면, 그러나, 시간-중첩식으로 측정 변수의 필터링된 시간 곡선들 중 2개 이상(즉, 모든 갯수)을 표시할 수 있다.
결정된 측정 변수에 의해 권선의 저항을 결정하기 위해서 새로운 전송률로 스위칭된 후에 변압기가 포화상태(saturation)에 도달하도록, 각각의 측정 변수의 곡선이 결정되는 시간 간격의 길이가 선택될 수 있다.
특히, 필터링된 곡선을 시간-중첩식으로 표시함으로써, 표시된 곡선의 모든 시작점(temporal beginning) 이후에, 표시된 각각의 곡선의 종료점(temporal end)이 도시(plot)되는 것을 이해할 수 있다.
각각의 결정된 전기 측정 변수의 필터링된 곡선을 시간-중첩식으로 표시하는 경우에, 예를 들어 두 개의 동일한 곡선들이 서로에 대하여 정확하게 표시되도록, 한편으로는, 가능한 한 합치되도록(congruently) 곡선을 표시할 수 있다. 본 발명의 또 다른 가능성은, 예를 들어 두 개의 동일한 곡선들을 구별하도록, 필터링된 곡선을 (약간) 오프셋시켜 표시하는 것이다. 이와 관련하여, 곡선은 시간축 방향으로 및/또는 시간축에 직교하는 방향으로 오프셋되어 표시될 수 있다.
필터링된 곡선을 시간-중첩식으로 표시하기 위해, 서로 대응하는 곡선의 기간(time period)은 특히 시간-중첩식으로 표시된다. 앞서 이미 설명하였듯이, 각각의 곡선의 각각 대응하는 기간 또는 각각 대응하는 시간 간격은 탭 체인저의 각각의 작동 직전 또는 직후에 시작할 수 있고, 새로운 전송률로 스위칭하는 작업이 끝난 후에 종결될 수 있다. 각각의 곡선의 각각의 기간은 예를 들어 각각의 스위칭 프로세스의 100ms일 수 있다.
적어도 일부에 대해서 앞서 설명한 것과 비슷하게, 전기 측정 변수는 하나 또는 복수의 다음과 같은 전기 측정 변수를 포함할 수 있다:
● 각각의 권선과 권선에 할당된 탭 체인저를 통해 흐르는 전류.
● 각각의 권선에 인가되는 전압.
● 전압 및 전류에 따라 계산되는 전기 저항(특히, 전압을 전류로 나눈 몫(quotient)으로). 이 저항 값은 옴 저항값 또는 직류 저항값 또는 임피던스 값 또는 교류 저항값일 수 있다.
본 발명에 따르면, 측정 변수는 또 다른 전기적인 변수, 예를 들어 각각의 권선이 받거나 권선에 의해 전송되는 전기 출력값 또는 전기 에너지일 수도 있다.
본 발명에 있어서, 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 장치도 준비될 수 있다. 이와 관련하여, 탭 체인저는 변압기의 전송률을 (부하를 받는 상태 또는 작동 중에) 바꾸도록 마련된다. 본 발명의 장치는 테스트 신호 생성장치, 측정장치 및 제어장치를 포함한다. 테스트 신호 생성장치와 제어장치에 의해서, 본 발명의 장치는 변압기의 권선과 탭 체인저에 공급되는 테스트 신호를 생성한다. 측정장치에 의해서, 본 발명의 장치는 테스트 신호에 따라 탭 체인저의 작동 중에 각각 변압기의 전기 측정 변수의 시간 곡선을 결정할 수 있다. 제어장치는 곡선을 필터링하고 (예를 들어, 시간-중첩식으로) 필터링된 곡선을 표시하도록 마련된다.
본 발명의 장치의 이점은, 앞서 설명한 본 발명의 방법의 이점에 거의 대응하며, 이는 앞서 구체적으로 설명되었기 때문에 여기서는 반복하여 설명하지 않도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 변압기는 다상 변압기일 수 있고, 별도의 탭 체인저가 변압기의 각각의 상에 대하여 존재하며, 탭 체인저는 변압기의 전송률을 (부하 상태에서) 변경하도록 마련되어 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 장치는 탭 체인저 또는 다상 변압기의 탭 체인저를 테스트하도록 마련되어 있다. 또한, 본 발명의 장치는, 테스트 신호 생성장치에 의해 변압기의 각각의 상에 대하여 각각 하나의 테스트 신호를 동시에 생성하도록, 그리고 각각의 상에 할당된 변압기의 권선에 또는 권선에 할당된 탭 체인저에 테스트 신호를 각각 (즉, 개별적으로 테스트 신호들 중 하나) 공급하도록, 마련되어 있다. 본 발명의 장치는 각각의 탭 체인저에 대하여 측정장치에 의해 탭 체인저의 작동중에 각각 변압기의 전기 측정 변수의 시간 곡선을 결정할 수 있다. 본 발명의 장치는 제어장치에 의해서 이전에 결정된 곡선을 필터링하고, 각각의 탭 체인저에 대하여 (예를 들어 시간-중첩식으로) 이전에 필터링된 곡선을 표시한다.
본 발명의 장치에 따른 이 실시예의 이점은 본 발명의 방법의 대응하는 실시예의 이점과 거의 동일하며, 앞서 구체적으로 설명되었기 때문에, 여기서는 반복하여 설명하지 않도록 한다.
특히 본 발명의 장치는 디스플레이를 포함하며, 제어장치에 의해 디스플레이 상에 필터링된 곡선을 표시하도록 마련되어 있다.
각각의 탭 체인저에 대하여 전기 측정 변수의 필터링된 곡선을 그래픽으로 표시함으로써 종래기술과 비교하여, 결정된 측정 변수를 간단히 해석할 수 있다. 그 결과, 탭 체인저의 테스트도 매우 간단하게 할 수 있다.
본 발명은 특히 전력 변압기의 탭 체인저를 테스트하는데 사용될 수 있다. 당연히, 본 발명은 이러한 애플리케이션 필드로 제한되는 것이 아니며, 예를 들어 전력 변압기로 고려되지 않는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는데에도 사용될 수 있기 때문이다.
본 발명은, 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 아래에서 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 변압기의 탭 체인저를 작동시킨 경우에 복수의 전류 시간 곡선을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 시간 곡선 중 특정 시간 곡선만을 나타내는 도면이다.
도 5는 변압기의 탭 체인저를 작동시킨 경우 전류의 시간 곡선을 시간-중첩식이 아닌, 시간순서대로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 다른 장치와 함께 탭 체인저를 갖는 변압기를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 장치와 함께 다상 변압기를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
아래의 도면에는 예를 들어 테스트 신호로서 그리고 측정 변수로서, 전류가 각각 도시되어 있지만, 본 발명에서, 테스트 신호로서 전압도 적용할 수 있고, 및/또는, 측정변수로서 전압, 전기저항, 임피던스, 출력값, 에너지 등등도 또한 사용되거나 결정될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
복수의 전류 시간 곡선(41, 42)이 본 발명에 따른 시간-중첩식으로 도 1에 도시되어 있는데, 각각의 시간 곡선(41, 42)은 변압기의 탭 체인저(tap changer)의 작동시 결정된다. 시간 곡선이 결정된 전류는 권선과 권선에 직렬로 배열된 탭 체인저를 통해 흐른다. 각각의 시간 곡선에 대하여 시간 주기가 각각 도시되어 있는데, 시간 곡선은 제1 시점(t0)에서 시작하여 제2 시점(t1)에서 종료한다. 이와 관련하여, 제1 시점(t0)은 탭 체인저가 시작된 바로 뒤에 오며, 제2 시점(t1)은 탭 체인저의 스위칭 프로세스가 종료된 이후에 온다.
본 발명의 경우에, 권선은 11개의 탭 또는 태핑을 포함하며, 탭 또는 태핑 사이에서 탭 체인저가 스위칭될 수 있으며, 이는 도 6에서 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 도면부호 41로 표시된 시간 곡선은 각각, 탭 체인저가 위로 스위칭되어 권선의 유효 코일의 개수가 감소될 때 결정되는 10개의 전류 곡선 중 하나를 나타낸다. 비슷한 방식으로, 도면부호 42로 표시된 시간 곡선은 각각 탭 스위치가 아래로 스위칭되어 권선의 유효 코일의 개수가 증가될 때 결정되는 10개의 전류 곡선 중 하나를 나타낸다.
도 6에서, 권선(10) 좌측의 홀수 탭(13)과 권선 우측의 짝수 탭(12)이 있는 것을 볼 수 있다. 도 2에는, 홀수 스위칭 프로세스 경우의 전류 곡선을 필터에 의해 제거함으로써, 짝수 스위칭 프로세스 경우의 전류 곡선(41, 42)만 도시되어 있다. 스위칭이 짝수 또는 우측의 탭(12)에 발생할 때, 짝수 스위칭 프로세스가 존재한다. 이와 관련하여, 스위칭은, 아래쪽으로의 스위칭이 있는 경우와 위쪽으로의 스위칭이 있는 경우 둘 다에 대하여, 짝수 또는 우측 탭(12)에 스위칭이 발생할 수 있다. 즉, 도 2에서 도면부호 41로 표시된 전류 곡선은 아래쪽 스위칭의 경우에 5개의 짝수 스위칭 프로세스를 나타내며, 도 2에서 도면부호 42로 표시된 전류 곡선은 위쪽 스위칭의 경우에 5개의 짝수 스위칭 프로세스를 나타낸다.
도 3에는, 짝수 스위칭 프로세스의 경우에 전류 곡선을 필터로 제거함으로써, 홀수 스위칭 프로세스의 경우에 대한 전류 곡선(41, 42)만 도시하고 있다. 스위칭이 홀수 또는 좌측 탭(13)에 발생할 때(도 6), 홀수 스위칭 프로세스가 존재한다. 짝수 스위칭 프로세스의 경우처럼, 홀수 스위칭 프로세스의 경우에, 아래쪽 스위칭의 경우 및 위쪽 스위칭의 경우 둘 다에 있어서, 스위칭은 홀수 또는 좌측 탭(13)에 발생할 수 있다. 즉, 도 3에서 도면부호 41로 표시된 전류 곡선은 아래쪽 스위칭의 경우에 5개의 홀수 스위칭 프로세스를 나타내며, 도 3에서 도면부호 42로 표시된 전류 곡선은 위쪽 스위칭의 경우에 5개의 홀수 스위칭 프로세스를 나타낸다.
짝수 스위칭 프로세스의 경우에 10개의 전류 곡선(41)만 도 4에 도시되어 있고, 홀수 스위칭 프로세스(도 1 참고)의 경우의 10개의 전류 곡선(42)은 필터링으로 제거되어 도시되어 있지 않다.
도 1에서의 20개의 전류 곡선(41, 42)은 도 5에 시간순으로 나란히 도시되어 있다. 이와 관련하여, 전류 곡선(41, 42)이 종료되는 시점(예를 들어, t3 또는 t6)은 인접하여 도시된 전류 곡선이 시작하는 시점에 대응한다. 즉, 도 5에 도시된 전류 곡선은 시간적으로 중첩된 방식으로 도시되지 않았다.
탭 체인저(20)를 갖는 변압기와 탭 체인저(20)를 테스트하는 본 발명의 장치(30)가 도 6에 도시되어 있다.
변압기(6)는 권선(10)을 포함하며, 권선은 복수의 탭 또는 태핑(12, 13)을 구비하고 있다. 탭 체인저(20)는 두 개의 탭 셀렉터(14, 15)를 포함한다. 이와 관련하여, 하나의 탭 셀렉터(14)는 우측 또는 짝수 탭(12) 중 하나에 연결되어 있고, 다른 탭 셀렉터(15)는 좌측 또는 홀수 탭(13) 중 하나에 연결되어 있다. 또한, 탭 체인저(20)는 제1 연결부(21)와 탭 셀렉터(15)에 할당된 제1 저항(22), 뿐만 아니라 제2 연결부(24)와 탭 셀렉터(14)에 할당된 제2 저항(23)을 포함하고 있다. 도 6에 도시된 상황에서, 전류(I)는 연결부(11)에서 권선(10) 안으로 흘러들어가고, 권선(10)으로부터 탭 셀렉터(15)와 접촉하고 있는 탭(13)에서 흘러나온다.
변압기(6)의 전송률을 바꾸기 위해서, 탭 체인저(20)의 스위치(25)가 연결부(21)로부터 연결부(24)로 스위칭된다. 스위치(25)가 제2 단계에서 제1 연결부(21)에 대한 접촉이 끊기는 경우에 전류(I)가 제1 저항(22)을 통해 흐르도록, 제1 단계에서 스위치(25)는 제1 연결부(21)와 제1 저항(22) 모두와 접촉한다. 제3 단계에서, 전류(I)가 제1 저항(22)과 제2 저항(23) 모두를 경유하여 흐르고 따라서 전류가 탭 셀렉터(15) 및 대응하는 탭(13), 그리고 탭 셀렉터(14) 및 대응하는 탭(12)을 모두 경유하여 흐르도록, 스위치(25)는 제1 저항(22)과 제2 저항(23) 모두와 접촉한다. 스위치(25)가 추가적으로 스위칭되면, 제4 단계에서 스위치(25)는 제1 저항(22)과의 접촉을 잃게 되어, 전류(I)는 제4 단계에서 제2 저항(23)과 탭 셀렉터(14) 및 대응하는 탭(12) 만을 경유하여 흐르게 된다. 스위치(25)가 다시 스위칭되면, 제5 단계에서 스위치(25)는 제2 연결부(24)와 접촉하게 되어, 제2 저항(23)은 실질적으로 단락된다. 전류(I)는 제2 연결부(24)와 탭 셀렉터(14) 및 관련 탭(12)을 경유하여 흐르고, 이에 대응하여 변압기(6)의 전송률이 변한다. 스위치(25)가 더 스위칭되면, 마지막 단계인 제6 단계에서 스위치(25)는 제2 저항(23)에 대한 접촉이 끊기게 되고, 따라서 변압기(6)의 전송률을 변환시키기 위한 탭 체인저(20)의 작동 또는 스위칭 프로세스는 최종 종결된다.
전류가 흐르지 않도록(즉, 제4 단계) 탭 셀렉터(15)가 스위칭되자마자, 탭 셀렉터는 또 다른 좌측 또는 홀수 탭(13)에 연결될 수 있다. 변압기(6)의 전송률을 다시 한번 변화시키기 위해서, 스위치(25)는 앞서 설명한 것과 같은 방식으로 제2 연결부(24)로부터 제1 연결부(21)로 스위칭된다.
탭 체인저(20)를 테스트하기 위해, 전류원(31)과 전류계(32)를 구비하는 본 발명의 장치(30)가 있다. 전류(I)는 전류원(31)에 의해 생성되고, 권선(10)과 권선(10)에 직렬로 연결된 탭 체인저(20)를 통해 흐른다. 권선(10)과 탭 체인저(20)를 통해 흐르는 전류(I)의 시간 곡선은 특히, 탭 체인저(20)가 전환(switch over)하는 동안 본 발명의 장치(30)의 대응하는 측정 장치(9)(도 8 참고)에 의해 결정된다. 각각의 탭 체인저(20)의 전환 프로세스 동안 결정되는 복수의 전류 곡선이 결정된 후에, 전류 곡선은 미리 정해진 필터링 기준에 따라 필터링되며, 시간-중첩식으로 표시된다.
다상(multi-phase) 변압기(5)가 도 7에 도시되어 있으며, 이 변압기는 Y-접속구조의 개별 권선(1-3)에 의해 3개의 상(phase)을 갖고 있다. 이와 관련하여, 앞서 도 6에서 설명한 것과 동일한 방식으로 변압기(5)의 전송률을 변환시키기 위해서, 각각의 상 또는 권선(1-3)은 탭 체인저(20)(도 7에 도시안됨)를 갖고 있다.
탭 체인저를 테스트하기 위해, 본 발명의 장치(30)는 스타 지점(4)의 반대편에 있는 제1 권선(1)의 단부에 공급되는 제1 직류(I1)를 생성하며, 또한 한편으로는 스타 지점(4)의 반대편에 있는 제3 권선(3)의 단부로부터 나오면서 다른 한편으로는 스타 지점(4)의 반대편에 있는 제2 권선(2)의 단부에 공급되는 제2 직류(I2)를 생성한다. 제1 직류(I1)는 또한 스타 지점(4)으로부터 장치(30)로 흐른다는 것을 알 수 있다. 즉, 각각의 권선(1-3)에 공급되는 직류(I1, I2) 또는 테스트 신호는 같은 값을 포함한다.
다상 변압기(5)의 전송률을 변화시키기 위해서 탭 체인저가 반복해서 스위칭되는 동안, 세 권선(1-3)을 통과하는 전류의 시간 곡선이 결정된다. 결정되고 필터링된 복수의 전류 곡선은, 탭 체인저가 정확하게 작동하는지를 테스트하기 위해 각각의 탭 체인저에 대해 시간-중첩식으로 표시된다.
본 발명의 장치(30)에 대한 또 다른 실시예가 도 8에 개략적으로 도시되어 있다. 테스트 신호 생성장치(31, 예를 들어 전류원)에 더하여, 장치(30)는 제어장치(7), 디스플레이(8) 및 전기 측정 변수의 시간 곡선(41, 42)을 결정할 수 있는 측정장치(9)를 포함한다. 결정되고 필터링된 시간 곡선(41, 42)은 시간 중첩식으로 디스플레이(8) 상에 표시된다.
1-3 권선
4 스타 지점
5 3상 교류 변압기
6 변압기
7 제어장치
8 디스플레이
9 측정장치
10 권선
14, 15 탭 셀렉터
12, 13 탭
20 탭 체인저
11, 21, 24 연결부
22, 23 저항
30 장치
31 전류원
32 전류계
41 아래쪽 스위칭 경우의 전류 곡선
42 위쪽 스위칭 경우의 전류 곡선
I, I1, I2 직류
t 시간
tx 시점

Claims (18)

  1. 변압기(5; 6)의 탭 체인저(20)를 테스트하는 방법으로서,
    상기 탭 체인저(20)는 변압기(5; 6)의 전송률을 바꾸도록 마련되어 있고,
    상기 방법은,
    변압기(5; 6)의 권선(1-3; 10)과 탭 체인저(20)에 공급되는 테스트 신호를 생성하는 단계,
    각각의 작동에 의해 전송률을 바꾸도록, 반복해서 상기 탭 체인저(20)를 작동시키는 단계,
    테스트 신호에 따라, 탭 체인저(20)를 각각 작동시키는 시간(t) 동안 변압기(5; 6)의 전기 측정 변수(I)의 곡선을 결정하는 단계,
    곡선(41, 42) 중 적어도 하나가 출력되는 것을 막도록 곡선(41, 42)을 필터링하는 단계, 및
    필터링된 곡선(41; 42)을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변압기(5; 6)는 다상 변압기이고,
    상기 변압기(5; 6)의 전송률을 바꾸도록 마련된 변압기(5; 6)의 각 상에 대하여 개별 탭 체인저(20)가 존재하고,
    각각의 상에 할당된 상기 변압기(5; 6)의 권선(1-3)과 상기 권선(1-3)에 할당된 탭 체인저(20)에 공급되는 각각의 테스트 신호가, 변압기(5; 6)의 각각의 상에 대하여 동시에 생성되고,
    상기 탭 체인저(20)는 각각의 작동에 의해 전송률을 바꾸도록 반복하여 작동되고,
    테스트 신호에 따라, 각각의 탭 체인저(20)에 대하여 탭 체인저(20)를 작동시키는 단계가 진행되는 시간(t) 동안 각각, 전기 측정 변수(I1; I2)의 곡선(41, 42)이 결정되고,
    각각의 탭 체인저(20)의 필터링된 곡선(41; 42)이 출력되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 상에 대한 테스트 신호(I1; I2)가 동일한 값으로 생성되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 신호는 직류 신호(I; I1; I2)인 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    각각의 권선(10)은 복수의 탭(12, 13)을 포함하고,
    상기 탭 체인저(20)의 작동시 상기 탭(12, 13) 중 하나로부터 다른 하나로의 스위칭이 발생하고,
    상기 곡선(41, 42)을 필터링하는 것은, 작동시 탭으로부터 멀어지는 스위칭이 발생하는 상기 탭(12, 13)의 출력 탭 및 작동시 탭쪽으로 스위칭이 발생하는 상기 탭(12, 13)의 타켓 탭 중 적어도 하나에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    각각의 탭 체인저(20)의 작동시, 제1 측의 탭(13) 중 하나로부터 제2 측의 탭(12) 중 하나로 또는 제2 측의 탭(12) 중 하나로부터 제1 측의 탭(13) 중 하나로 스위칭이 발생하고,
    상기 곡선(41, 42)을 필터링하는 경우, 제2 측의 탭(12) 중 하나로 스위칭이 발생하는 곡선이 제거되거나, 제1 측의 탭(13) 중 하나로 스위칭이 발생하는 곡선이 제거되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 탭(12, 13)의 결정된 타겟 탭이 미리 정해지고,
    상기 곡선(41, 42)을 필터링하는 경우, 결정된 타겟으로의 스위칭이 발생하지 않는 곡선이 제거되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 곡선(41, 42)을 필터링하는 경우, 각각의 탭 체인저(20)를 작동시킬 때 전송률이 증가하는 곡선이 제거되거나,
    상기 곡선(41, 42)을 필터링하는 경우, 각각의 탭 체인저(20)를 작동시킬 때 전송률이 감소하는 곡선이 제거되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 곡선(41, 42)을 필터링하는 경우, 하나 이상의 결정된 상의 곡선이 제거되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    필터링된 곡선(41; 42)을 출력하는 경우, 상기 곡선(41, 42)은 시간-중첩식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 곡선(41, 42)은 가능한 한 합치되도록 표시되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 곡선(41, 42)은 오프셋 방식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    서로 대응하는 곡선(41, 42)의 시간 주기(t0-t1)는 시간-중첩식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전기 측정 변수는,
    상기 권선(1-3; 10)과 탭 체인저(20)를 통과하는 전류(I; I1; I2);
    상기 권선(1-3; 10)에 인가되는 전압; 및
    전압과 전류(I; I1; I2)에 따라 계산될 수 있는 전기 저항값; 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 방법.
  15. 변압기(5; 6)의 탭 체인저(20)를 테스트하는 장치(30)로서,
    상기 탭 체인저(20)는 변압기(5; 6)의 전송률을 바꾸도록 마련되어 있고,
    상기 장치(30)는 테스트 신호 생성장치(31), 측정장치(9) 및 제어장치(7)를 포함하고,
    상기 장치(30)는 상기 테스트 신호 생성장치(31) 및 제어장치(7)에 의해 테스트 신호를 변압기(5; 6)의 권선(10) 및 탭 체인저(20)로 공급하도록 마련되고,
    상기 장치(30)는, 테스트 신호에 따라, 탭 체인저(20)를 작동시키는 시간(t) 동안 각각, 측정장치(9)에 의해 변압기(5; 6)의 전기 측정 변수(I)의 곡선(41, 42)을 결정하도록 마련되고,
    상기 제어장치(7)는 상기 곡선(41, 42) 중 적어도 하나가 출력되는 것을 막기 위해서 곡선(41, 42)을 필터링하도록 마련되고,
    상기 제어장치(7)는 필터링된 곡선(41; 42)을 출력하도록 마련된 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 변압기(5; 6)는 다상 변압기이고,
    상기 변압기(5; 6)의 전송률을 바꾸도록 마련된 변압기(5; 6)의 각 상에 대하여 개 탭 체인저(20)가 존재하고,
    상기 장치(30)는, 상기 테스트 신호 생성장치(31)에 의해 변압기(5; 6)의 각 상에 대하여 각각의 테스트 신호를 동시에 생성하고, 각각의 상에 할당된 상기 변압기(5; 6)의 권선(1-3)과 상기 권선(1-3)에 할당된 탭 체인저(20)에 상기 테스트 신호를 공급하도록 마련되어 있고,
    상기 장치(30)는, 테스트 신호에 따라, 각각의 탭 체인저(20)에 대하여 탭 체인저(20)를 작동시키는 시간(t) 동안 각각, 상기 측정장치(9)에 의해 변압기(5; 6)의 전기 측정 변수(I1; I2)의 곡선을 결정하도록 마련되어 있고,
    상기 제어장치(7)는 각각의 탭 체인저(20)의 필터링된 곡선(41, 42)을 출력하도록 마련되어 있는, 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 장치(30)는 디스플레이(8)를 포함하고,
    상기 장치(30)는 제어장치(7)가 필터링된 곡선(41; 42)을 상기 디스플레이(8)에 표시하도록 마련된 것을 특징으로 하는 변압기의 탭 체인저를 테스트하는 장치.
  18. 삭제
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