KR101939791B1 - 변압기 코어를 소자하기 위한 소자 디바이스 및 방법 - Google Patents
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Abstract
변압기 코어(13, 23)를 소자하기 위해, 소자 디바이스(40)가 변압기(10, 20)의 1차측(11)에 착탈가능하게 연결된다. 변압기(10, 20)를 소자하기 위해 교류 신호가 1차측(11)에 공급된다.
Description
본 발명은 변압기 코어를 소자하기 위한 소자(demagnetization) 디바이스 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 스위치, 변압기 또는 다른 전기 엔지니어링 엘리먼트의 테스트 동안 변압기 코어의 자화를 초래할 수 있는 직류가 인가되는 경우에 이용될 수 있는 변압기 코어의 소자를 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
변압기는 많은 전기 엔지니어링 설비에 설치된다. 이러한 유형의 변압기의 예는 전류 변압기이다. 전류 변압기는 보호용 변압기일 수 있고, 이의 기능은, 오작동이 발생한 경우에도 1차 시스템의 전류에 대한 정보를 2차 엔지니어링 설비, 예를 들어, 보호용 계전기에 송신하는 것일 수 있다. 그러나, 전류 변압기는 또한, 정상 동작 시에 1차 시스템의 전류에 대한 정보를 송신하는 계기용 변압기일 수 있다. 이러한 유형의 2차 엔지니어링 시스템의 예는 계기 및 제어 시스템의 측정 디바이스 또는 표시기를 포함한다.
전류 변압기는, 1차 도체, 예를 들어, 도체 레일이 전류 변압기를 통해 라우팅되는 변압기로서 구성될 수 있다. 복수의 2차측 권선은 변압기 코어 상에 권취될 수 있다. 많은 경우에, 복수의 변압기 코어 및 그 위에 권취된 복수의 2차 권선이 또한 이용되며, 여기서 복수의 변압기는 공통의 1차 도체를 공유한다.
정상적인 듀티(duty)에서, 전류 변압기의 변압기 코어는 오직 매우 부분적인 범위까지만 자화된다. 이는 특히 보호용 변압기에 적용된다. 변압기 코어가 분극화되면, 변압기는 오류 전류에 의해 포화 상태가 될 수 있다. 예를 들어, 이러한 유형의 상황은, 스위치 또는 다른 전기 엔지니어링 설비의 테스트를 위해 전류가 1차 도체에 인가되고 그 결과 코어가 분극화되면 발생할 수 있다. 이는 오류 전류가 더 이상 신뢰가능하게 검출될 수 없는 위험을 수반한다. 변압기의 2차측에 연결된 보호용 디바이스, 예를 들어, 보호용 계전기는 오작동 발생시에, 시간 지연으로 트립되거나 전혀 트립되지 않아서 상당한 손상을 초래할 수 있다.
전기 엔지니어링 설비의 동작 신뢰도가 개선될 수 있는 디바이스 및 방법에 대한 요구가 존재한다. 특히, 분극화의 결과로 변압기가 신속하게 포화를 달성하고 추가로 전기 엔지니어링 설비에 대한 테스트의 실행에 대해 오류 전류가 검출될 수 없거나 또는 늦게 검출되는 위험을 감소시킬 수 있는 디바이스 및 방법에 대한 요구가 존재한다.
예시적인 실시예에 따르면, 변압기의 변압기 코어의 소자를 위한 디바이스, 시스템 및 방법이 개시된다. 이를 위해, 변압기의 1차측에 교류 신호가 공급된다. 교류 신호의 주파수 및/또는 진폭은 시간의 함수로서 변경될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 디바이스 및 방법에 의해 다양한 효과가 달성될 수 있다. 데드-탱크 회로-차단기(dead-tank circuit-breaker)에서 전류 변압기의 변압기 코어를 자화시키지 않으면 스위치 자체가 체크될 수 없는 경우, 이러한 경우에 소자가 특히 중요하다.
동일한 1차 도체를 공유하는 복수의 변압기가 직렬로 연결된 경우, 모든 직렬 연결된 변압기의 변압기 코어는 동시에 소자될 수 있다. 복수의 변압기의 변압기 코어를 소자하기 위해 모든 직렬 연결된 변압기의 2차 단자가 접근가능하게 될 필요는 없다.
교류 신호는 예를 들어 정현파 신호, 구형파 신호, 삼각 신호 또는 극성 반전을 갖는 다른 신호일 수 있다.
교류 신호는 교류 전압 또는 교류 전류일 수 있다.
디바이스 및 방법은 소자를 위해 교류 신호가 오직 변압기의 1차측에만 인가되도록 구성될 수 있다.
변압기 코어의 "소자"는 여기서, 잔류 자기(remanence)로 또한 설명되는 탈-에너지 상태인 변압기 코어의 자화가 감소되는 프로세스로서 이해되어야 한다. 변압기 코어가 완전히 소자될 수 있지만 필수적은 아니다.
하나의 예시적인 실시예에 따른 소자 디바이스는 변압기의 1차측에 소자 디바이스의 착탈가능한 연결을 위한 단자를 포함한다. 소자 디바이스는 변압기의 변압기 코어의 소자를 위해 단자를 통해 변압기의 1차측에 교류 신호를 공급하도록 설계된 소스를 포함한다.
소자 디바이스는 소스가 배열된 하우징을 갖는 장치로서 구성될 수 있다.
소자 디바이스는 이동가능한 장치로서 구성될 수 있다. 소자 디바이스는 휴대용 장치로서 구성될 수 있다.
소자 디바이스는 변압기 코어의 소자를 위해 교류 신호의 진폭 및/또는 주파수를 시간의 함수로서 변경하도록 설계될 수 있다.
소자 디바이스는 변압기 코어의 소자를 위해 교류 신호의 진폭을 시간의 함수로서 감소시키고, 그리고/또는 교류 신호의 주파수를 시간의 함수로서 증가시키도록 설계될 수 있다.
소자 디바이스는 변압기 코어의 소자를 위해, 교류 신호의 2 개의 순차적인 극성 반전이 실행되는 2 개의 시간 사이에서 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 시간의 함수로서 변경되게 교류 신호를 생성하도록 설계될 수 있다.
교류 신호는 제 1 시간 및 제 2 시간에 직접적으로 순차적인 극성 반전을 겪을 수 있다. 교류 신호는 제 3 시간 및 제 4 시간에, 직접적으로 순차적인 극성 반전을 추가로 겪을 수 있으며, 여기서 제 3 시간은 제 1 시간보다 늦다. 소자 디바이스는, 제 1 시간과 제 2 시간 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분이 제 3 시간과 제 4 시간 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분보다 크도록, 교류 신호를 시간의 함수로서 변경하도록 설계될 수 있다.
소자 디바이스는 변압기 코어의 소자를 위해, 시간 적분이 감소하게 교류 신호를 생성하도록 설계될 수 있다.
소자 디바이스는 교류 신호에 대한 변압기의 응답의 검출을 위한 측정 디바이스를 포함할 수 있다. 소자 디바이스는 측정 디바이스에 의해 검출된 응답에 따라 교류 신호를 변경하도록 설계될 수 있다.
변압기 및 적어도 하나의 추가적인 변압기가 공통 1차 도체를 공유할 수 있다. 소자 디바이스는 교류 신호에 대한 변압기 및 적어도 하나의 추가적인 변압기의 응답의 검출을 위한 측정 디바이스를 포함할 수 있다.
교류 신호는 교류 전압일 수 있다. 응답은 1차측을 통해 흐르는 전류일 수 있다.
교류 전류는 교류 전류일 수 있다. 응답은 1차측에 걸쳐 강하되는 전압일 수 있다.
소자 디바이스는 측정 디바이스에 의해 검출된 응답에 따라 교류 신호를 변경하도록 설계될 수 있다.
소자 디바이스는 측정 디바이스에 의해 검출된 응답에 따라 교류 신호의 진폭 변동 및/또는 주파수 변동을 결정하도록 설계될 수 있다.
소자 디바이스는 측정 디바이스에 의해 검출된 응답에 따라 변압기 코어의 소자를 검출하도록 설계될 수 있다.
측정 디바이스는 변압기의 1차측에 연결가능할 수 있다.
소자 디바이스는 도전성 방식으로 변압기의 2차측에 연결되지 않고 소자의 실행을 위해 설계될 수 있다. 소자 디바이스가 복수의 변압기를 동시에 소자하는 경우, 소자 디바이스는 도전성 방식으로 복수의 변압기 중 임의의 변압기의 2차측에 연결되지 않고 소자의 실행을 위해 설계될 수 있다.
소자 디바이스는 변압기의 1차측에서 저항 측정의 실행을 위해 그리고 저항 측정의 완료에 추가로 변압기 코어의 소자를 위해, 변압기의 1차측에 교류 신호의 인피드(infeed)를 위해 설계될 수 있다. 소자 디바이스는 저항 측정에 추가로 소자의 자동 실행을 위해 설계될 수 있다. 저항 측정은 마이크로-오믹(micro-ohmic) 측정일 수 있다. 저항 측정은 4-포인트 측정으로서 실행될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따른 시스템은 1차측, 2차측 및 변압기 코어를 갖는 변압기를 포함한다. 시스템은 하나의 예시적인 실시예에 따른 소자 디바이스를 포함한다.
소자 디바이스는 오직 변압기의 1차측에만 연결될 수 있다.
변압기는 보호용 변압기일 수 있다. 변압기는 전류 변압기로서 구성되는 보호용 변압기일 수 있다.
시스템은 변압기의 2차측에 연결되는 전기 시스템에 대한 보호용 디바이스를 포함할 수 있다. 보호용 디바이스는 보호용 계전기일 수 있다.
변압기는 부싱(bushing)에 배열될 수 있다. 변압기는 데드-탱크 회로-차단기의 부싱-유형 전류 변압기일 수 있다.
변압기는 가스-절연 스위치기어(GIS; gas-insulated switchgear) 설비에 배열될 수 있다.
변압기의 소자를 위한 방법은, 변압기의 1차측에 소자 디바이스의 연결, 및 변압기의 변압기 코어의 소자를 포함한다. 변압기 코어의 소자를 위해, 소자 디바이스는 변압기의 1차측에 공급되는 교류 신호를 생성한다.
변압기 코어의 소자를 위해, 교류 신호의 진폭 및/또는 주파수는 시간의 함수로서 변경될 수 있다.
변압기 코어의 소자를 위해, 교류 신호의 진폭은 시간의 함수로서 감소될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 변압기 코어의 소자를 위해, 교류 신호의 주파수는 시간의 함수로서 증가될 수 있다.
교류 신호의 2 개의 순차적인 극성 반전이 실행되는 2 개의 시간 사이에서 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 시간의 함수로서 변경되도록 교류 신호가 생성될 수 있다.
교류 신호는 제 1 시간 및 제 2 시간에 직접적으로 순차적인 극성 반전을 겪을 수 있다. 교류 신호는 제 3 시간 및 제 4 시간에, 직접적으로 순차적인 극성 반전을 추가로 겪을 수 있으며, 여기서 제 3 시간은 제 1 시간보다 늦다. 교류 신호는, 제 1 시간과 제 2 시간 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분이 제 3 시간과 제 4 시간 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분보다 크도록, 시간의 함수로서 변경될 수 있다.
방법은 교류 신호에 대한 응답의 검출을 포함할 수 있다. 응답은 교류 신호에 대한 변압기의 응답일 수 있다. 응답은 교류 신호에 대한, 공통 1차 도체를 공유하는 변압기 및 적어도 하나의 추가적인 변압기의 응답일 수 있다.
방법은 응답에 따라 교류 신호의 시간 의존적 변동을 포함할 수 있다.
교류 신호는 교류 전류일 수 있고, 응답은 전압을 포함할 수 있다.
교류 신호는 교류 전압일 수 있고, 응답은 전류를 포함할 수 있다.
교류 신호의 진폭 변동 및/또는 주파수 변동은 검출된 응답에 따라 결정될 수 있다.
소자 디바이스는 오직 변압기의 1차측에만 연결될 수 있다.
변압기는 부싱에 배열될 수 있다. 변압기는 데드-탱크 회로-차단기의 부싱-유형 전류 변압기일 수 있다.
변압기는 보호용 변압기일 수 있다. 변압기는 보호용 변압기로서 구성되는 전류 변압기일 수 있다.
전기 시스템의 보호용 디바이스는 변압기의 2차측에 연결될 수 있다. 보호용 디바이스는 보호용 계전기일 수 있다.
방법은 하나의 예시적인 실시예에 따른 소자 디바이스 또는 시스템을 사용하여 실행될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 디바이스, 시스템 및 방법의 경우, 변압기의 변압기 코어는, 이러한 목적을 위한 변압기의 2차측으로의 접근에 대한 요건 없이 소자될 수 있다. 공통 1차 도체를 공유하는 복수의 변압기가 간단한 방식으로 소자될 수 있다. 소자의 효과적인 실행을 허용하기 위해, 교류 신호에서의 변동은 교류 신호에 대한 변압기의 응답 또는 교류 신호에 대한 복수의 변압기의 응답에 매칭될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 디바이스, 방법 및 시스템은, 테스트 절차 이후 변압기가 강하게 자화된 변압기 코어를 가질 위험을 감소시킨다. 오류 전류가 신뢰가능하게 검출되지 않을 위험이 감소될 수 있다.
본 발명은 바람직한 예시적인 실시예에 대해 도면을 참조하여 이후에 더 상세히 설명된다. 도면에서, 동일한 엘리먼트는 동일한 참조 부호에 의해 식별된다.
도 1은 하나의 예시적인 실시예에 따른 디바이스를 갖는 시스템을 도시한다.
도 2는 하나의 예시적인 실시예에 따른 디바이스를 갖는 시스템을 도시한다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스의 동작 모드의 예시에 대한 도면을 도시한다.
도 4는 하나의 예시적인 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 5는 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 6은 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 7은 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 8은 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 9는 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 10은 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스의 동작 모드의 예시에 대한 도면을 도시한다.
도 12는 하나의 예시적인 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 13은 하나의 예시적인 실시예에 따른 디바이스의 블록도이다.
도 1은 하나의 예시적인 실시예에 따른 디바이스를 갖는 시스템을 도시한다.
도 2는 하나의 예시적인 실시예에 따른 디바이스를 갖는 시스템을 도시한다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스의 동작 모드의 예시에 대한 도면을 도시한다.
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도 6은 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 7은 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 8은 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 9는 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 10은 변압기 코어의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스에 의해 생성된 교류 신호를 도시한다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 방법 및 디바이스의 동작 모드의 예시에 대한 도면을 도시한다.
도 12는 하나의 예시적인 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 13은 하나의 예시적인 실시예에 따른 디바이스의 블록도이다.
본 발명은 실시예의 바람직한 형태에 대해 그리고 도면을 참조하여 이후에 더 상세히 설명된다. 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 엘리먼트를 표현한다. 도면은 본 발명의 실시예의 상이한 형태에 대한 개략적 표현이다. 도면에 표현되는 엘리먼트는 반드시 실제 축척대로 표현될 필요는 없다. 오히려, 도면에 제시된 다양한 엘리먼트는 이들의 기능 및 목적이 당업자에게 명확해지는 방식으로 표현된다.
도면에서 기능적 유닛들 및 엘리먼트들 사이에 표현되는 연결 및 결합은 또한 간접적 연결 또는 결합으로서 배치될 수 있다. 연결 또는 결합은 유선 또는 무선 형태로 배치될 수 있다.
이하, 변압기 코어가 소자될 수 있는 디바이스 및 방법이 설명된다. 이를 위해, 변압기의 1차측에 착탈가능한 방식으로 연결될 수 있는 디바이스로부터 교류 신호가 1차측에 공급된다. 변압기 코어를 소자하기 위해 교류 신호는 시간의 함수에 따라 변경된다. 디바이스 및 방법에 의해, 복수의 변압기 코어가 또한 동시에 소자될 수 있고, 여기서 교류 신호는 복수의 변압기에 공통인 1차 도체에 인가된다.
더 상세히 설명될 바와 같이, 변압기 코어를 소자하기 위해, 교류 신호의 주파수 및/또는 진폭은 시간의 함수로서 변경될 수 있다. 교류 신호의 주파수는 증가될 수 있다. 교류 신호의 진폭은 감소될 수 있다. 교류 신호의 주파수 변동 및/또는 진폭 변동은 교류 신호에 대한 응답에 따라 생성될 수 있고, 여기서 변압기의 1차측 상에서의 응답이 검출될 수 있다. 이러한 방식으로, 변압기 코어의 자화는 더 효율적이고 더 신뢰가능한 방식으로 감소될 수 있다.
변압기는 보호용 변압기일 수 있다. 1차측은 전기 네트워크, 발전소 또는 변전소의 1차 시스템의 도체일 수 있다. 변압기의 2차측, 또는 복수의 변압기가 존재하는 경우 복수의 변압기의 2차측은 2차 시스템의 보호용 디바이스에 결합될 수 있다. 방법 및 디바이스에 의해, 변압기 코어는 예를 들어, 자화의 목적으로 변압기 또는 변압기들의 2차측에 대한 전기-전도성 연결을 형성할 필요 없이, 오류 전류가 신뢰가능하게 검출될 수 있도록 전기 네트워크의 1차 시스템의 컴포넌트의 테스트 이후 소자될 수 있다.
도 1은 하나의 예시적인 실시예에 따른 디바이스(40)를 갖는 시스템(1)을 도시한다. 디바이스(40)는 소자 디바이스이다. 디바이스(40)는 이동가능한 장치, 특히 휴대용 장치일 수 있다. 디바이스(40)는 변압기의 1차측에서 도체에 대한 착탈가능한 연결을 위해 설계될 수 있다. 디바이스(40)는 전기 시스템의 컴포넌트의 테스트를 위한 절차 및 변압기 코어의 소자를 위한 절차 둘 모두의 실행을 위해 설계될 수 있고, 이하 더 상세히 설명된다.
시스템(1)은 전기 시스템의 컴포넌트(2)를 포함한다. 컴포넌트(2)는 스위치일 수 있다. 컴포넌트(2)는 고전압 또는 중간전압 네트워크에 대한 스위치일 수 있다. 스위치는 발전소 또는 변전소에 설치된 스위치일 수 있다. 부싱(3)을 갖는 데드-탱크 회로-차단기가 예시적인 목적으로 표현된다. 디바이스(40)는 또한, 하나 이상의 변압기를 통합한 발전소, 변전소 또는 공급 네트워크의 다른 스위치 또는 다른 설비와 함께 이용될 수 있다.
데드-탱크 회로-차단기는 하나 이상의 전류 변압기(10)가 설치되는 부싱(3)을 통합할 수 있다. 전류 변압기(10)는 변압기 코어(13)를 통합할 수 있다. 스위치가 디바이스(40)에 의해 또는 디바이스(40)와 별개인 테스트 디바이스에 의해 마이크로-오믹 측정에 의해 체크되면, 마이크로-오믹 측정의 결과가 변압기 또는 변압기들(10)에 의해 더 이상 영향받지 않도록, 부싱(3)의 변압기 또는 변압기들이 완전히 포화 상태가 되는 그러한 시간까지 직류 전류가 인가될 수 있다. 이하 상세히 설명되는 디바이스 및 방법에 의해, 변압기 코어 또는 변압기 코어들은 간단한 방식으로 소자될 수 있고, 여기서 교류 신호가 1차측에 인가된다. 소자의 목적으로, 2차측에 대한 임의의 접근은 회피될 수 있다. 이는, 변압기의 2차측에 대한 어떠한 접근도 제공될 필요가 없고, 변압기 코어 또는 변압기 코어들을 소자하기 위해 전류 변압기가 또한 재사용될 필요가 없기 때문에 동작 비용을 감소시킨다.
디바이스(40)는 복수의 단자(31, 32) 및 교류 신호에 대한 소스(41)를 포함한다. 교류 신호는 컨버터(10) 또는 복수의 컨버터들의 1차 도체에 인가 또는 주입될 수 있다. 소스(41)는 직류 전류 및/또는 교류 전류의 생성을 위해 제어될 수 있는 전류 소스일 수 있다. 소스(41)는 복수의 상이한 주파수에서 교류 전류의 생성을 위해 제어될 수 있다. 소스(41)는 신호로서의 직류 전압 및/또는 교류 전압의 생성을 위해 제어될 수 있는 전압 소스일 수 있다. 소스(41)는 복수의 상이한 주파수에서 교류 전압의 생성을 위해 제어될 수 있다.
디바이스(40)는 추가적인 설비, 예를 들어, 교류 신호에 대한 반응으로서의 응답의 검출을 위한 하나의 또는 복수의 측정 디바이스(42)를 포함할 수 있다. 디바이스(40)는 소스(41)의 자동 전기 제어를 위한 제어 디바이스(44)를 포함할 수 있다. 디바이스(40)는 측정 디바이스(42)에 의해 검출되는 변압기(10)의 응답의 평가를 위한 평가 디바이스(45)를 포함할 수 있다.
제어 디바이스(44) 및 평가 디바이스(45)는 집적된 반도체 회로(43) 또는 복수의 집적된 반도체 회로들(43)에 의해 배치될 수 있다. 집적된 반도체 회로(43)는 제어기, 마이크로제어기, 프로세서, 마이크로프로세서, 애플리케이션-특정 특수 회로 또는 전술한 컴포넌트들의 조합을 포함할 수 있다.
제어 디바이스(44)는 교류 신호가 시간의 함수로서 변경되도록 소스(41)를 제어하도록 설계될 수 있다. 교류 신호의 주파수는 증가될 수 있고 그리고/또는 교류 신호의 진폭은 감소될 수 있다. 주파수 변동 및/또는 진폭 변동의 타이밍 및/또는 크기는 측정 디바이스(42)에 의해 검출되는 응답에 따라 결정될 수 있다.
디바이스(40)에 의해, 가변 주파수 및/또는 가변 진폭을 갖는 교류 전류 또는 교류 전압일 수 있는 교류 신호는 전류 변압기(10)의 1차측에 주입된다. 고전류측인 변압기(10)의 1차측은 고체 도체 또는 도체 레일일 수 있고, 이는 2차 권선이 권취된 변압기 코어를 통해 한번 또는 복수회 라우팅된다. 이러한 1차측으로부터의 소자의 실행이 가능하다. 이러한 경우, 교류 신호의 주파수 또는 진폭 중 어느 하나가 변경된다. 교류 신호의 주파수가 더 작을수록 및/또는 진폭이 더 클수록, 변압기 코어(13) 또는 변압기 코어들의 포화가 더 큰데, 이는 반파의 전압-시간 영역이 더 낮은 주파수 및 더 큰 진폭에 의해 각각 증가하기 때문이다. 소스(41)는, 더 상세히 설명될 바와 같이, 코어 상의 전압-시간 영역이 점진적으로 감소되도록 제어될 수 있는데, 예를 들어, 여기서 주파수는 증가되고 그리고/또는 진폭은 감소된다.
1차 도체가 복수의 변압기의 변압기 코어를 통해 라우팅되고, 그에 따라 복수의 변압기 코어가 말하자면 직렬로 배열되면, 복수의 변압기 코어는 동시에 소자될 수 있다. 많은 경우에, 하나의 도체 레일 상에서 또는 하나의 변압기 하우징에서 복수의 전류 변압기가 배열되고, 그에 따라 1차측 상에서 직렬로 연결되지만, 2차측에서는 완전히 독립적인 방식으로 연결될 수 있다. 설명된 방법에 의해, 모든 이러한 변압기는 단일 연결 및 단일 소자 프로세스에 의해 소자될 수 있다.
소스(41)는 다양한 구성을 가질 수 있다. 소스(41)는 정현파 형상을 갖는 교류 신호를 생성하도록 설계될 수 있다. 소스(41)는 삼각 신호 형상, 예를 들어, 톱니 신호를 갖는 교류 신호를 생성하도록 설계될 수 있다. 소스(41)는 교번하는 직류 전류 또는 교번하는 직류 전압의 생성을 위해 설계될 수 있다. 교류 신호는 1차측으로 주입되는 전류일 수 있다. 교류 신호는 1차측에 인가되는 전압일 수 있다.
측정 디바이스(42)는 교류 전류의 주입에 의해 변압기에서 또는 직렬 연결된 변압기들의 배열에서 생성된 전압을 검출하도록 설계될 수 있다. 검출된 전압에 기초하여, 평가 디바이스(45)는 각각의 변압기가 어느 주파수에서 포화를 달성하는지를 결정할 수 있다. 교류 신호의 주파수 및/또는 진폭은 그에 따라 변경될 수 있다. 그 결과, 효과적인 소자가 짧은 시간에 달성될 수 있다.
측정 디바이스(42)는 인가된 교류 전압에 의해 변압기에서 또는 직렬 연결된 변압기들의 배열에서 생성된 전류를 검출하도록 설계될 수 있다. 검출된 전류에 기초하여, 평가 디바이스(45)는 각각의 변압기가 어느 주파수에서 포화를 달성하는지를 결정할 수 있다. 교류 신호의 주파수 및/또는 진폭은 그에 따라 변경될 수 있다. 그 결과, 효과적인 소자가 짧은 시간에 달성될 수 있다.
변압기의 2차 권선 또는 복수의 변압기들의 2차 권선 및 그에 연결된 보호용 계전기, 측정 디바이스 또는 계측 디바이스를 포함하는 디바이스는 계기 및 제어 시스템과 함께 변압기의 소자에 의해 영향받지 않아야 한다.
도 1에 표현된 바와 같이, 스위치의 부싱(3)에 설치된 변압기의 소자에 대한 예시적인 실시예에 따른 디바이스 및 방법이 이용될 수 있다. 디바이스 및 방법은 이러한 목적으로 보호용 변압기의 2차측으로의 접근에 대한 필요 없이, 복수의 보호용 변압기의 동시 소자를 위해 이용될 수 있다. 디바이스 및 방법은 이러한 애플리케이션으로 제한되지 않는다.
도 2는 추가적인 예시적인 실시예에 따른 디바이스(40)를 갖는 시스템(1)을 표현한다. 디바이스(40)는 복수의 변압기 코어들의 동시 소자를 위해 설계된다.
시스템(1)은 변압기(10) 및 적어도 하나의 추가적인 변압기(20)를 포함한다. 복수의 변압기(10, 20)는 복수의 보호용 변압기일 수 있고, 이러한 변압기는 동일한 부싱에 또는 데드-탱크 회로-차단기의 상이한 부싱에 또는 다른 전기 엔지니어링 설비에 설치된다.
도체 레일로서 또는 다른 고체 도체로서 구성될 수 있는 1차 도체(11)는 제 1 변압기(10) 및 제 2 변압기(20)의 1차측을 형성한다. 변압기(10)의 2차 권선(12)은 1차 도체(11)에 유도 결합된다. 2차 권선(12)은 변압기(10)의 변압기 코어(13) 상에 권취될 수 있다. 변압기 코어(13)는 철심 코어일 수 있다. 추가적인 변압기(20)의 추가적인 2차 권선(22)은 1차 도체(11)에 유도 결합된다. 추가적인 2차 권선(22)은 추가적인 변압기(20)의 추가적인 변압기 코어(23) 상에 권취될 수 있다. 추가적인 변압기 코어(23)는 철심 코어일 수 있다.
1차 도체(11)는 2차 권선(12, 22)보다 더 큰 전류를 위한 정격일 수 있다. 1차 도체(11)는 높은 전류측을 구성할 수 있고, 여기서 2차 권선(12, 22)에서보다 높은 전류가 흐른다.
도 2에 표현된 바와 같이, 직렬 연결된 배열은 또한 둘보다 많은 변압기(10, 20)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(40)는 둘, 셋 또는 셋보다 많은 변압기의 직렬 연결된 배열에서 복수의 변압기의 변압기 코어의 동시 소자를 위해 이용될 수 있다. 이를 위해, 디바이스(40)는, 복수의 변압기에 공통되고 복수의 변압기의 변압기 코어를 통해 라우팅될 수 있는 1차 도체에 인가되는 교류 전압을 생성할 수 있다. 디바이스(40)는 복수의 변압기 코어의 동시 소자를 허용하기 위해, 교류 전압의 진폭 및/또는 주파수를 시간의 함수로서 변경할 수 있다. 디바이스(40)는, 복수의 변압기에 공통되고 복수의 변압기의 변압기 코어를 통해 라우팅될 수 있는 1차 도체에 주입되는 교류 전류를 생성할 수 있다. 디바이스(40)는 복수의 변압기 코어의 동시 소자를 허용하기 위해, 교류 전류의 진폭 및/또는 주파수를 시간의 함수로서 변경할 수 있다.
시스템은 보호용 디바이스(5), 예를 들어, 보호용 계전기 및/또는 계기 및 제어 시스템 표시기를 포함할 수 있다. 2차 권선(12, 22) 중 하나 이상은 전기 시스템 상의 보호용 디바이스(5)에 연결될 수 있다. 2차 권선(12, 22) 중 하나 이상은 계기 및 제어 시스템 표시기에 연결될 수 있다. 시스템은 1차 시스템 상의 스위치(6)를 포함할 수 있다. 스위치(6)는 예를 들어, 급냉 가스를 갖는 스위치, 예를 들어, 셀프-블래스트(self-blast) 회로-차단기 또는 다른 스위치일 수 있다. 보호용 디바이스(5)는 변압기(10, 20) 중 하나 또는 복수의 변압기(10, 20)에 의해 검출된 오류 전류에 대한 응답으로 스위치(6)를 트립할 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 디바이스 및 방법에 의해 소자될 수 있는 변압기 코어의 히스테리시스 곡선(50)을 도시한다. 자속 밀도는 자기장 강도의 함수로서 표현된다.
1차 도체(11)의 저항 측정 또는 다른 테스트 시에, 디바이스(40)에 의해 주입될 수 있는 더 큰 전류가 1차 도체(11)를 통해 흐르면, 변압기 코어는 자화된다. 이러한 테스트의 경우에 흐를 수 있는 큰 전류 강도의 결과로, 변압기는 포화를 달성할 수 있고, 테스트가 완료된 경우 높은 잔류 자기를 가질 것이다.
변압기 코어가, 1차 도체(11)에 큰 전류가 주입된 테스트에 추가로 이러한 잔류 자기를 가지면, 변압기 코어는 예를 들어, 도면(50)의 영역(52)에 위치될 수 있다. 변압기 코어의 자화의 결과로, 오류 전류가 항상 검출되지 못할 수 있거나 또는 항상 충분한 속도로 검출되지 못할 수 있다.
디바이스(40)에 의해 제어 또는 조절될 수 있는 주파수 및/또는 진폭을 갖는 교류 신호의 주입에 의해, 변압기 코어는 소자될 수 있다. 따라서, 변압기 코어는 자화가 감소된 히스테리시스 도면의 경로(51)를 통과할 수 있다. 오류 전류의 신뢰가능한 검출을 복원하기 위해, 변압기 코어는 소자될 수 있다.
1차 도체(11)가 복수의 변압기 코어를 통해 라우팅되는 복수의 변압기의 직렬 연결된 배열에서, 복수의 변압기 코어는 동시에 소자될 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 디바이스에 의해 실행될 수 있는 방법(60)의 흐름도이다.
단계(61)에서, 예를 들어 스위치와 같은 전기 공급 시스템 상의 설비의 테스트가 자동으로 실행될 수 있다. 이를 위해, 전류가 1차 도체에 공급될 수 있다. 테스트는 디바이스(40)에 의해 또는 그와 별개인 테스트 장치에 의해 실행될 수 있다. 테스트는 마이크로-오믹 측정을 포함할 수 있고, 여기서 폐쇄 상태에서 스위치의 저항이 측정된다. 변압기를 구성하기 위해 변압기의 적어도 하나의 2차측이 1차 도체에 유도 결합된다.
단계(62)에서, 변압기의 변압기 코어가 소자된다. 이를 위해, 교류 신호가 디바이스(40)에 의해 생성되고 변압기의 1차측에 공급된다. 도 5 내지 도 13을 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 교류 신호는 변압기 코어를 소자하기 위해 시간의 함수로서 변경된다.
디바이스(40)는, 이러한 목적으로 디바이스(40)와 변압기의 1차측 사이의 전기 전도성 연결의 변경에 대한 필요 없이 단계(61)에서의 테스트 및 단계(62)에서의 소자가 순차적으로 실행될 수 있도록 설계될 수 있다. 대안적으로, 디바이스(40)와 별개인 테스트 장치가 단계(61)에서의 테스트의 실행을 위해 이용될 수 있다.
변압기 코어의 소자를 위해 디바이스(40)에 의해 생성되는 교류 신호는 교류 전류 또는 교류 전압일 수 있다. 교류 신호는 다양한 신호 형상, 예를 들어, 정현파, 톱니 신호, 구형파 신호 등을 취할 수 있다.
교류 신호는, 교류 신호의 순차적인 극성 반전에 대응하는 시간들 사이에서 각각 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 시간의 함수로서 감소하도록 시간의 함수로서 변경될 수 있다. 교류 신호는, 교류 신호의 순차적인 극성 반전에 대응하는 시간들 사이에서 각각 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 시간의 함수로서 단조 감소하도록 시간의 함수로서 변경될 수 있다.
도 5는 변압기 코어의 소자를 위해 디바이스(40)에 의해 생성될 수 있는 교류 신호(70)를 도시한다. 교류 신호는 예를 들어, 정현파 또는 본질적으로 정현파일 수 있다. 교류 신호의 주파수는 시간의 함수로서 증가될 수 있다.
교류 신호(70)의 순차적 극성 반전이 발생하는 시간 t1, t2 사이의 지속기간(71)은, 교류 신호(70)의 추가적인 순차적 극성 반전이 발생하는 추가적인 시간 t3, t4 사이의 지속기간(72)보다 길 수 있으며, 여기서 추가적인 시간 t3, t4 중 적어도 하나는 시간 t2보다 늦다.
순차적 극성 반전 사이의 기간은 각각의 사이클 사이에서 감소되지 않아야 한다. 동일한 지속기간(71)의 복수의 사이클이 또한 제공될 수 있다.
디바이스(40)는, 교류 신호(70)의 순차적 극성 반전 사이의 지속기간이 시간의 함수로서 단조 감소하도록 설계될 수 있다. 지속기간은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
추가적인 시간 t3, t4 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(74)은, 주파수 증가로 인해, 시간 t1, t2 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(73)보다 작으며, 여기서 추가적인 시간 t3, t4 중 적어도 하나는 시간 t2보다 늦다.
디바이스(40)는, 교류 신호(70)의 순차적 극성 반전 사이에서 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 시간의 함수로서 단조 감소하도록 설계될 수 있다. 시간 적분은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
도 6은 변압기 코어의 소자를 위해 디바이스(40)에 의해 생성될 수 있는 교류 신호(75)를 도시한다. 교류 신호는 예를 들어, 정현파 또는 본질적으로 정현파일 수 있다. 교류 신호의 진폭은 시간의 함수로서 감소된다.
시간 t1, t2 사이에서 교류 신호(75)의 사이클의 진폭(76)은 추가적인 시간 t3, t4 사이의 진폭(77)보다 클 수 있고, 여기서 추가적인 시간 t3, t4 중 적어도 하나는 시간 t2보다 늦다.
진폭은 각각의 사이클 사이에서 감소되지 않아야 한다. 교류 신호(75)는 또한 동일한 진폭(76)의 복수의 사이클을 가질 수 있다.
디바이스(40)는, 교류 신호(75)의 진폭이 시간의 함수로서 단조 감소하도록 설계될 수 있다. 진폭은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
추가적인 시간 t3, t4 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(74)은, 진폭 감소로 인해, 시간 t1, t2 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(73)보다 작으며, 여기서 추가적인 시간 t3, t4 중 적어도 하나는 시간 t2보다 늦다.
디바이스(40)는, 교류 신호(75)의 순차적 극성 반전 사이에서 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 진폭 감소로 인해 시간의 함수로서 단조 감소하도록 설계될 수 있다. 시간 적분은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
도 7은 변압기 코어의 소자를 위해 디바이스(40)에 의해 생성될 수 있는 교류 신호(78)를 도시한다. 교류 신호는 예를 들어, 정현파 또는 본질적으로 정현파일 수 있다. 여기서, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 시간 의존적 주파수 증가 및 시간 의존적 진폭 감소 둘 모두가 발생한다.
디바이스(40)는, 교류 신호(78)의 진폭이 시간의 함수로서 단조 감소하고, 교류 신호(78)의 주파수가 시간의 함수로서 단조 증가하도록 설계될 수 있다. 주파수는 시간에 따른 엄격한 단조 증가를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 진폭은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
추가적인 시간 t3, t4 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(74)은, 진폭 감소 및 주파수 증가로 인해, 시간 t1, t2 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(73)보다 작으며, 여기서 추가적인 시간 t3, t4 중 적어도 하나는 시간 t2보다 늦다.
디바이스(40)는, 교류 신호(78)의 순차적 극성 반전 사이에서 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 진폭 감소 및 주파수 증가로 인해 시간의 함수로서 단조 감소하도록 설계될 수 있다. 시간 적분은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
도 8은 변압기 코어의 소자를 위해 디바이스(40)에 의해 생성될 수 있는 교류 신호(80)를 도시한다. 교류 신호는 예를 들어, 교번하는 극성을 갖는 구형파의 형태를 취하는 교번하는 직류 성분 신호일 수 있다. 교류 신호의 주파수는 시간의 함수로서 증가될 수 있다.
교류 신호(80)의 순차적 극성 반전이 발생하는 시간 t1, t2 사이의 지속기간(81)은, 교류 신호(80)의 추가적인 순차적 극성 반전이 발생하는 추가적인 시간 t3, t4 사이의 지속기간(82)보다 길 수 있으며, 여기서 추가적인 시간 t3, t4 중 적어도 하나는 시간 t2보다 늦다.
순차적 극성 반전 사이의 기간은 각각의 사이클 사이에서 감소되지 않아야 한다. 동일한 지속기간(81)의 복수의 사이클이 또한 제공될 수 있다.
디바이스(40)는, 교류 신호(80)의 순차적 극성 반전 사이의 지속기간이 시간의 함수로서 단조 감소하도록 설계될 수 있다. 시간 구간은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
추가적인 시간 t3, t4 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(84)은, 주파수 증가로 인해, 시간 t1, t2 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(83)보다 작으며, 여기서 추가적인 시간 t3, t4 중 적어도 하나는 시간 t2보다 늦다.
디바이스(40)는, 교류 신호(80)의 순차적 극성 반전 사이에서 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 시간의 함수로서 단조 감소하도록 설계될 수 있다. 시간 적분은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
도 9는 변압기 코어의 소자를 위해 디바이스(40)에 의해 생성될 수 있는 교류 신호(85)를 도시한다. 교류 신호는 예를 들어, 교번하는 극성을 갖는 구형파의 형태를 취하는 교번하는 직류 성분 신호일 수 있다. 교류 신호의 진폭은 시간의 함수로서 감소된다.
시간 t1, t2 사이에서 교류 신호(85)의 사이클의 진폭(86)은 추가적인 시간 t3, t4 사이의 진폭(87)보다 클 수 있고, 여기서 추가적인 시간 t3, t4 중 적어도 하나는 시간 t2보다 늦다.
진폭은 각각의 사이클 사이에서 감소되지 않아야 한다. 교류 신호(85)는 또한 동일한 진폭(86)의 복수의 사이클을 가질 수 있다.
디바이스(40)는, 교류 신호(85)의 진폭이 시간의 함수로서 단조 감소하도록 설계될 수 있다. 진폭은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
추가적인 시간 t3, t4 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(84)은, 진폭 감소로 인해, 시간 t1, t2 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(83)보다 작으며, 여기서 추가적인 시간 t3, t4 중 적어도 하나는 시간 t2보다 늦다.
디바이스(40)는, 교류 신호(85)의 순차적 극성 반전 사이에서 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 진폭 감소로 인해 시간의 함수로서 단조 감소하도록 설계될 수 있다. 시간 적분은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
도 10는 변압기 코어의 소자를 위해 디바이스(40)에 의해 생성될 수 있는 교류 신호(88)를 도시한다. 교류 신호는 예를 들어, 교번하는 극성을 갖는 구형파의 형태를 취하는 교번하는 직류 성분 신호일 수 있다. 여기서, 도 8 및 도 9을 참조하여 설명된 바와 같이, 시간 의존적 주파수 증가 및 시간 의존적 진폭 감소 둘 모두가 발생한다.
디바이스(40)는, 교류 신호(88)의 진폭이 시간의 함수로서 단조 감소하고, 교류 신호(88)의 주파수가 시간의 함수로서 단조 증가하도록 설계될 수 있다. 주파수는 시간에 따른 엄격한 단조 증가를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 진폭은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
추가적인 시간 t3, t4 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(84)은, 진폭 감소 및 주파수 증가로 인해, 시간 t1, t2 사이의 교류 신호의 크기의 시간 적분(83)보다 작으며, 여기서 추가적인 시간 t3, t4 중 적어도 하나는 시간 t2보다 늦다.
디바이스(40)는, 교류 신호(88)의 순차적 극성 반전 사이에서 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 진폭 감소 및 주파수 증가로 인해 시간의 함수로서 단조 감소하도록 설계될 수 있다. 시간 적분은 시간에 따른 엄격한 단조 감소를 나타낼 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
신호 형상의 특정 구현과 무관하게, 디바이스(40)는 교류 신호에 대한 변압기의 응답에 따라, 교류 신호가 변경되는 시간, 및/또는 교류 신호가 변경되는 방식을 결정하도록 설계될 수 있다. 이를 위해, 평가 디바이스(45)는 변압기의 응답을 검출할 수 있다. 응답은 1차 도체(11) 상에서 검출될 수 있다. 복수의 변압기의 2차측이 1차 도체(11)에 연결되면, 교류 신호에 대한 복수의 변압기의 응답이 1차 도체(11) 상에서 검출될 수 있다.
교류 신호에 대한 변압기 또는 변압기들의 응답에 따라, 교류 신호의 진폭 및/또는 주파수가 변경되는 경우가 결정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 교류 신호에 대한 변압기 또는 변압기들의 응답에 따라, 교류 신호의 진폭 및/또는 주파수가 변경되는 크기가 결정될 수 있다. 교류 신호에 대한 변압기 또는 복수의 변압기의 응답을 고려하여, 특히 효과적인 방식으로 소자가 실행될 수 있다.
도 11은, 교류 신호의 2 개의 순차적 극성 반전 사이에서 각각 결정되는 교류 신호의 크기의 시간 적분이 시간의 함수로서 디바이스(40)에 의해 어떻게 변경될 수 있는지를 도시한다. 교류 신호가 변경되는 시점(91, 92, 93)은 교류 신호에 대한 변압기 또는 복수의 변압기의 응답에 따라 디바이스(40)에 의해 자동으로 결정될 수 있다. 교류 신호의 진폭 및/또는 주파수가 각각 불변으로 유지되는 지속기간(94, 95)은 교류 신호에 대한 변압기 또는 복수의 변압기의 응답에 따라 디바이스(40)에 의해 자동으로 결정될 수 있다. 교류 신호의 시간 적분, 주파수 및/또는 진폭에서의 변동(96, 97)은 교류 신호에 대한 변압기 또는 복수의 변압기의 응답에 따라 디바이스(40)에 의해 자동으로 결정될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 디바이스(40)는 또한, 교류 신호에 대한 변압기 또는 복수의 변압기의 응답에 따라, 변압기 코어 또는 변압기 코어들이 어떠한 추가적인 소자도 요구하지 않는 것을 검출하도록 설계될 수 있다. 따라서, 소자를 목적으로 한 교류 신호의 공급은 교류 신호에 대한 변압기 또는 복수의 변압기의 응답에 따라 종료될 수 있다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른 방법(100)의 흐름도이다. 방법(100)은 디바이스(40)에 의해 자동으로 실행될 수 있다.
단계(101)에서, 디바이스(40)는 전기 공급 시스템 또는 발전 시스템의 컴포넌트에 착탈가능하게 연결된다. 컴포넌트는 스위치, 예를 들어, 데드-탱크 회로-차단기, 또는 전기 공급 시스템 또는 발전 시스템의 1차 시스템의 다른 유닛일 수 있다.
컴포넌트의 테스트는 단계(102)에서 실행된다. 테스트는 폐쇄 상태에서 스위치의 저항 측정을 포함할 수 있다. 테스트는 마이크로-오믹 측정으로서 실행될 수 있다. 테스트 동안, 전류, 특히 직류 전류가 변압기의 1차 도체를 통해 흐른다. 전류는 디바이스(40)에 의해 전달될 수 있고, 1차 도체에 공급될 수 있다. 변압기는 변압기 코어를 갖고, 이를 통해 1차 도체가 라우팅될 수 있다. 변압기는 2차 권선을 갖고, 이는 변압기 코어 상에 권취될 수 있다. 다른 구성에서, 단계(102)의 테스트는 디바이스(40)와 별개인 테스트 장치를 사용하여 실행될 수 있다.
단계(103)에서, 변압기 코어가 소자를 요구하는지 여부에 관한 체크가 실행된다. 단계(103)에서 실행되는 체크는 디바이스(40)의 사용자 인터페이스 상에서 사용자 입력에 의해 소자가 트리거링되었는지 여부에 대한 디바이스(40)에 의한 모니터링을 포함할 수 있다. 단계(103)에서 실행되는 테스트는 테스트되는 컴포넌트의 유형의 검출을 포함할 수 있다. 테스트되는 컴포넌트의 유형에 따라, 소자는 자동으로 또는 다른 방법으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 소자는 예를 들어, TPX 코어와 같은 테스트되는 컴포넌트의 일 유형에 대해 자동으로 실행될 수 있다. 컴포넌트의 관련 구성에 대한 정보는 디바이스(40)의 비휘발성 방식으로 저장될 수 있다. 사용자 인터페이스를 통해, 사용자는 디바이스(40)가 연결된 컴포넌트를 입력할 수 있다. 이러한 입력 및 디바이스(40)의 메모리에 저장된 정보에 따라, 소자는 자동으로 또는 다른 방식으로 실행될 수 있다. 예를 들어, TPZ 코어의 경우와 같이 변압기 코어가 소자되지 않으면, 방법은 단계(109)에서 종료될 수 있다.
단계(104)에서, 변압기 코어의 소자를 위해 디바이스(40)에 의해 교류 신호가 생성된다. 교류 신호는 변압기의 1차측에 공급된다. 디바이스(40)와 전기 공급 시스템 또는 발전 시스템의 컴포넌트 사이의 연결에 대한 어떠한 변경도 필요 없이, 단계(103)에서 실행된 테스트와 단계(104 내지 108)에서 실행된 소자 사이에서 교류 신호가 공급될 수 있다.
단계(105)에서, 교류 신호에 대한 변압기의 응답이 검출될 수 있다. 응답은 변압기의 1차측 상에서 검출될 수 있다. 복수의 변압기가 존재하고, 변압기의 2차 권선이 동일한 1차 도체에 유도 결합되면, 교류 신호에 대한 복수의 변압기의 응답이 검출될 수 있다. 응답은 1차측 상에서 검출될 수 있다. 응답의 검출 목적으로, 변압기 중 하나의 2차 권선과의 연결을 형성할 필요 없이, 응답이 검출될 수 있다.
단계(106)에서, 응답에 따라, 교류 신호가 변경되어야 하는지 여부에 관한 체크가 실행된다. 단계(106)에서 실행되는 체크는 검출된 응답 또는 그로부터 유도된 특성 값과 하나 이상의 임계 값과의 임계 값 비교를 포함할 수 있다. 체크는, 검출된 응답에 따라, 변압기 코어 또는 변압기 코어들의 자화가 결정되는 것을 포함할 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 교류 신호와 응답 사이의 위상 변위가 결정될 수 있다. 자화에 따라, 교류 신호가 변경되어야 하는지 여부가 결정될 수 있다. 교류 신호가 변경되지 않아야 하면, 방법은 단계(108)로 진행한다.
단계(106)에서 교류 신호의 변경이 요구되는 것으로 결정되면, 단계(107)에서 교류 신호가 변경된다. 교류 신호가 변경되는 시점은 단계(105)에서 검출된 응답에 따라 결정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 단계(105)에서 검출된 응답에 따라, 교류 신호의 진폭이 변경될 크기가 결정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 단계(105)에서 검출된 응답에 따라, 교류 신호의 주파수가 변경될 크기가 결정될 수 있다.
단계(108)에서, 변압기 코어가 충분히 소자되었는지 여부에 관한 체크가 실행된다. 변압기 코어가 완전히 소자되는 것은 필수적이 아니다. 예를 들어 보호용 변압기에 의해 오류 전류가 신뢰가능하게 검출되는 것을 확인하는 중단 기준이 체크될 수 있다. 중단 기준은 단계(105)에서 검출된 응답의 평가를 포함할 수 있다. 중단 기준은 신호의 적분에 대한 임계 값이 달성 또는 언더슈트(undershot)되도록 선택될 수 있다. 변압기 코어가 아직 충분히 소자되지 않았다면, 방법은 단계(104)로 리턴한다. 중단 기준이 충족되면, 방법은 단계(109)에서 종료될 수 있다.
그 다음, 디바이스는 전기 공급 시스템 또는 발전 시스템의 컴포넌트로부터 다시 분리될 수 있다.
도 13은 하나의 예시적인 실시예에 따른 디바이스(40)의 블록 표현이다. 디바이스(40)는 직류 전류 소스(111)를 포함할 수 있다. 직류 전류 소스(111)는 전기 공급 시스템 또는 발전 시스템의 컴포넌트 상에서 저항 측정 또는 다른 테스트가 실행되도록 제어될 수 있다. 전압계(42)를 사용하여 전압이 검출될 수 있다. 전류계(112)는 직류 전류 소스(111)와 직렬로 연결되거나 직류 전류 소스(111)에 통합될 수 있다. 전류계(112)의 출력 신호는 직류 전류 소스(111)의 출력 전류의 전류 조절을 위해 이용될 수 있다.
교류 신호의 생성을 위해, 제 1 제어가능 스위치(113) 및 제 2 제어가능 스위치(114)가 제공될 수 있다. 제 1 제어가능 스위치(113) 및 제 2 제어가능 스위치(114)는 제어 디바이스(44)의 제어 하에, 출력(32)에서의 전류의 극성이 교번하도록 동작될 수 있다. 이러한 방식으로 교류 신호는 교번하는 직류 성분 신호로서 생성될 수 있다.
도 13의 디바이스(40)에서, 동기화된 방식으로 연결되는 직류 전류 소스(111)와 제어가능 스위치(113, 114)와의 조합은 교류 신호에 대한 소스로서 작동할 수 있다.
교류 신호의 소스에 대한 다른 구성이 가능하다. 예를 들어, 제어가능한 전류 또는 전압 소스가 이용될 수 있어서, 직류 성분 신호 소스로서 또는 교류 신호 소스로서 선택적으로 기능할 수 있다.
교류 신호의 소스는 디바이스(40)의 하우징(49)에 통합될 수 있다. 디바이스(40)는 사용자 인터페이스(46)를 통합할 수 있다. 사용자 인터페이스(46)를 통해, 사용자는 변압기 코어 또는 복수의 변압기 코어의 소자가 실행되어야 하는지 여부를 결정할 수 있다. 사용자 인터페이스(46)를 통해, 사용자는 변압기 코어 또는 복수의 변압기 코어의 소자가 실행되어야 하는지 여부를 결정하기 위해, 디바이스(40)에 의해 자동으로 평가되는 입력을 입력할 수 있다.
예시적인 실시예들이 도면을 참조하여 상세히 설명되었지만, 추가적인 예시적인 실시예들에서 대안적인 또는 추가적인 특성들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 발전소 또는 전기 공급 시스템의 스위치와 조합된 디바이스의 이용이 설명되었지만, 예시적인 실시예들에 따른 디바이스 및 방법은 다른 컴포넌트에도 또한 이용될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 1차측에 교류 신호를 공급하는 것을 포함하는 소자 절차가 자동으로 실행될 수 있지만, 예시적인 실시예들에 따른 디바이스 및 방법은 또한 소자가 발전소 또는 전기 공급 시스템의 컴포넌트의 테스트와 별개로 실행되는 경우에도 이용될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 1차측 상의 교류 신호에 대한 변압기의 응답이 검출될 수 있지만, 응답이 2차측 상에서 검출되는 것이 또한 가능하다.
예시적인 실시예들에 따른 디바이스, 방법 및 시스템은 발전소 또는 전기 공급 시스템의 컴포넌트의 테스트에 추가로 오류 전류가 신뢰가능하게 검출되지 않을 위험을 감소시킨다.
Claims (25)
- 소자 디바이스로서,
변압기(10, 20)의 1차측(11)에 대한 소자 디바이스(40)의 착탈가능한 연결을 위한 단자(31, 32),
상기 변압기(10, 20)의 변압기 코어(13, 23)의 소자를 위해, 상기 단자(31, 32)를 통해 상기 변압기(10, 20)의 상기 1차측(11)에 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)를 공급하도록 설계된 소스(41; 111, 113, 114)를 포함하고,
상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)에 대한 상기 변압기(10, 20)의 응답의 검출을 위한 측정 디바이스(42)를 포함하고,
소자 디바이스(40)는 상기 측정 디바이스(42)에 의해 검출된 응답에 따라 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)를 변경하도록 설계되는,
소자 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 소자 디바이스(40)는, 상기 변압기 코어(13, 23)의 소자를 위해, 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 진폭 또는 주파수를 시간의 함수로서 변경하도록 설계되는, 소자 디바이스. - 제 2 항에 있어서,
상기 소자 디바이스(40)는 상기 변압기 코어(13, 23)의 소자를 위해, 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 진폭을 시간의 함수로서 감소시키거나, 또는 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 주파수를 시간의 함수로서 증가시키도록 설계되는, 소자 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 소자 디바이스(40)는 상기 변압기 코어(13, 23)의 소자를 위해, 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 2 개의 순차적 극성 반전이 실행되는 2 개의 시간 사이에서 결정되는 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 크기의 시간 적분(73, 74; 83, 84)이 시간의 함수로서 변경되게 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)를 생성하도록 설계되는, 소자 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
상기 소자 디바이스(40)는 상기 변압기 코어(13, 23)의 소자를 위해, 상기 시간 적분(73, 74; 83, 84)이 감소하게 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)를 생성하도록 설계되는, 소자 디바이스. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)에 대한, 공통 1차 도체(11)를 공유하는 상기 변압기(10) 및 적어도 하나의 추가적인 변압기(20)의 응답의 검출을 위한 측정 디바이스(42)를 포함하는, 소자 디바이스. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 소자 디바이스(40)는 상기 측정 디바이스(42)에 의해 검출된 응답에 따라 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 진폭 변동 또는 주파수 변동을 결정하도록 설계되는, 소자 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 소자 디바이스(40)는 상기 측정 디바이스(42)에 의해 검출된 응답에 따라 상기 변압기 코어(13, 23)의 소자를 검출하도록 설계되는, 소자 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정 디바이스는 상기 응답의 검출을 위해, 상기 변압기(10, 20)의 상기 1차측(11)에 연결가능한, 소자 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 소자 디바이스(40)는 상기 변압기(10, 20)의 상기 1차측(11)에서 저항 측정의 실행을 위해 그리고 상기 저항 측정의 완료에 추가로 상기 변압기 코어(13, 23)의 소자를 위해, 상기 변압기(10, 20)의 상기 1차측(11)에 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 인피드(infeed)를 위해 설계되는, 소자 디바이스. - 1차측(11), 2차측(12, 22) 및 변압기 코어(13, 23)를 갖는 변압기(10, 20), 및
제 1 항에 따른 소자 디바이스(40)를 포함하는, 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 소자 디바이스(40)는 오직 상기 변압기(10, 20)의 상기 1차측(11)에만 연결되는, 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 변압기(10, 20)는 데드-탱크 회로-차단기(dead-tank circuit-breaker)(2)의 부싱(bushing)-유형 전류 변압기(10, 20)인, 시스템. - 변압기(10, 20)의 변압기 코어(13, 23)의 소자를 위한 방법으로서,
소자 디바이스(40)를 상기 변압기(10, 20)의 1차측(11)에 연결하는 단계, 및
상기 변압기(10, 20)의 상기 변압기 코어(13, 23)를 소자하는 단계를 포함하고,
상기 변압기 코어(13, 23)의 소자는,
상기 소자 디바이스(40)에 의해 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)를 생성하는 단계 및 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)를 상기 변압기(10, 20)의 상기 1차측(11)에 공급하는 단계를 포함하며,
상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)에 대한 응답이 검출되고,
상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)는 검출된 상기 응답에 따라 변경되는, 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 변압기 코어(13, 23)의 소자를 위해, 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 진폭 또는 주파수는 시간의 함수로서 변경되는, 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 변압기 코어(13, 23)의 소자를 위해, 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 진폭은 시간의 함수로서 감소되거나, 또는 상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 주파수는 시간의 함수로서 증가되는, 방법. - 삭제
- 제 16 항에 있어서,
상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)는 교류 전류이고, 상기 응답은 전압을 포함하는, 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)는 교류 전압이고, 상기 응답은 전류를 포함하는, 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 교류 신호(70; 75; 78; 80; 85; 88)의 진폭 변동 또는 주파수 변동은 검출된 상기 응답에 따라 결정되는, 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 소자 디바이스(40)는 오직 상기 변압기(10, 20)의 상기 1차측(11)에만 연결되는, 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 변압기(10, 20)는 데드-탱크 회로-차단기(dead-tank circuit-breaker)(2)의 부싱(bushing)-유형 전류 변압기(10, 20)인, 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 변압기(10, 20)는 보호용 변압기(10, 20)인, 방법.
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