KR102212024B1 - 고장점 표정 장치의 자동 절체기 - Google Patents

Abstract

전차 선로의 고장점 표정 장치에 전차선 전류를 공급하는 단권변압기가 고장난 경우 예비 단권변압기에 의해 고장점 표정 장치가 동작하도록 자동으로 절체할 수 있는 자동 절체기가 제공된다. 고장점 표정 장치의 자동 절체기는 전차 선로의 고장점 표정 장치에 제1 전차선 전류를 공급하는 단권변압기가 고장난 경우 동작하여 제2 전차선 전류를 상기 고장점 표정 장치로 공급하는 예비 단권변압기; 및 상기 단권변압기가 고장난 경우 상기 제2 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치로 공급되는 경로를 형성하는 절체부를 포함한다.

Description

고장점 표정 장치의 자동 절체기{APPARATUS AND METHOD FOR MAKING STICK OF ROUNDED RICE CAKE}

본 발명은 고장점 표정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고장점 표정 장치의 자동 절체기에 관한 것이다.

일반적으로 교류전기철도 급전회로에서는 전차선로에서 접지고장 또는 단락고장이 발생한 장소를 규명하기 위해 고장점 표정을 수행하고 있다. 즉, 고장점 표정장치(Fault Locator)란 전기철도의 급전계통에서 전차선로의 지락 고장 발생 시 고장 위치를 찾아 표시하는 설비이다. 전기철도 급전계통에서 사용하는 고장점 표정 기법은 크게 리액턴스 방식과 흡상전류비 방식으로 구분할 수 있다.

리액턴스 방식은 임피던스(Z=R+jX) 중 고장 저항(R)으로 인한 영향을 감소시키기 위하여 리액턴스(X) 성분만을 이용하여 고장점을 계산하는 방식이다. 단위길이 당 단락 리액턴스 값을 알고 있을 때 고장 발생 시 계산되는 최종 리액턴스 값을 바탕으로 고장점을 표정한다. 일반 3상 송전선로에서는 리액턴스 값이 선로 길이에 비례하여 선형적으로 증가하기 때문에 고장 발생 시 고장점을 쉽게 표정할 수 있다. 하지만, 급전 구간 내 변전소, 병렬 구분소, 급전 구분소에 단권변압기가 설치되어 운용되는 전기철도 급전계통 특성상, 변전소를 기준으로 고장점이 멀어진다고 하여도 선형적으로 리액턴스가 증가하지 않는다. 이 때문에 같은 리액턴스 값을 기준으로 최대 3개의 고장점을 동시에 표정하는 오차가 발생할 수 있으며, 정확한 정정을 위하여 강제 지락 시험과 같은 부수적인 노력이 필요하다.

한편, 흡상 전류비 방식은 구분소 마다 설치되어 있는 단권변압기의 중성선에 흐르는 전류를 측정하여 고장점을 표정하는 방식이다. 고장 발생 시 고장점을 기준으로 양쪽 구분소에 설치된 단권변압기의 중성점으로 귀선 전류가 형성된다. 이 전류는 레일 및 보호선을 타고 흐르며, 국내 전기 철도 계통 구성상 레일은 일정 거리마다 보호선과 결선되어 대지에 접지되어 있다. 따라서 실제 양쪽 단권 변압기에서 측정되는 전류는 접지 구간을 통과한 정확한 값이라 보기 어려우며, 표정된 고장점 결과를 실제값과 비교했을 때 오차가 크게 발생할 가능성이 높다.

도 1은 종래 기술에 따른 고장점 표정 장치가 변전소, 병렬 구분소 및 급전구분소 각각에 설치된 예시도이다.

도 2를 참조하면, 'Fault Locator'로 도시된 고장점 표정 장치(100)가 변전소, 병렬구분소 및 급전구분소 각각에 설치된 것을 확인할 수 있다. 즉, 고장점 표정 장치(100)는 단위 급전 구간 내 존재하는 변전소와 병렬구분소, 급전구분소에 각각 위치하여 기 설치되어 있는 계기용 변류기에 연결될 수 있다. 그리고 각각의 고장점 표정 장치(100)는 통신부(미도시)를 통해서 센싱된 전류 데이터를 공유할 수 있다. 상기 통신부(미도시)는 유선 또는/및 무선 통신을 수행하는 모듈로서, 통신 방법에 의해 본 명세서에 따른 고장점 표정 장치(100)의 권리 범위가 제한되는 것은 아니다. 한편, 도 2에 도시된 명칭 중, 'AF'는 급전선, 'TF'는 전차선을 각각 의미한다.

이러한 종래 기술에 의하면, 추가적인 전류 측정 장비의 설치나 설비에 무리를 줄 수 있는 강제지락시험과 같은 인공적인 시험이 필수적인 기존 고장점 표정 장치의 단점을 개선하여, 변전소와 급전구분소에 설치되어 있는 전류 측정 장비만을 이용한 고장점 표정 계산을 정확하고 신속하게 수행할 수 있지만, 전차 선로의 고장점 표정 장치에 전차선 전류를 공급하는 단권변압기가 고장난 경우 고정점 표정 장치도 동작할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 단권변압기가 고장난 경우 고정점 표정 장치를 동작시킬수 있는 예비 단권변압기가 요구되고 있다.

특허 등록번호 제 10-1844468 호{등록일: 2018년 03월 27일}

본 발명은 전차 선로의 고장점 표정 장치에 전차선 전류를 공급하는 단권변압기가 고장난 경우 예비 단권변압기에 의해 고장점 표정 장치가 동작하도록 자동으로 절체할 수 있는 자동 절체기를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 고장점 표정 장치의 자동 절체기는 전차 선로의 고장점 표정 장치에 제1 전차선 전류를 공급하는 단권변압기가 고장난 경우 동작하여 제2 전차선 전류를 상기 고장점 표정 장치로 공급하는 예비 단권변압기; 및 상기 단권변압기가 고장난 경우 상기 제2 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치로 공급되는 경로를 형성하는 절체부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단권변압기의 갯수는 4개일 수 있다. 상기 단권변압기가 정상 상태인 경우 상기 절체부는 상기 단권변압기로부터의 상기 제1 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치로 공급되는 경로를 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 고장점 표정 장치의 자동 절체기는 전차 선로의 고장점 표정 장치에 제1 전차선 전류를 공급하는 단권변압기가 고장난 경우 동작하여 제2 전차선 전류를 상기 고장점 표정 장치로 공급하는 예비 단권변압기; 상기 단권변압기가 고장난 경우 상기 제2 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치로 공급되는 경로를 형성하는 절체부; 상기 단권변압기의 1차측에 설치되어 상기 제1 전차선 전류를 계측하는 변류기; 및 상기 변류기로부터의 상기 계측된 제1 전차선 전류에 따라 상기 단권변압기의 고장 여부를 판단하여 상기 절체부의 동작을 제어하는 계전기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단권변압기가 정상 상태인 경우, 상기 계전기는 정상 검출 신호를 상기 절체부로 제공하여 상기 절체부로 하여금 상기 단권변압기로부터의 상기 제1 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치로 공급되는 경로를 형성하도록 제어할 수 있다. 상기 단권변압기가 고장난 경우, 상기 계전기는 고장 검출 신호를 상기 절체부로 제공하여 상기 절체부로 하여금 상기 예비 단권변압기로부터의 상기 제2 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치로 공급되는 경로를 형성하도록 제어할 수 있다.

본 발명은 전차 선로의 고장점 표정 장치에 전차선 전류를 공급하는 단권변압기가 고장난 경우 자동 절체기에 의해 예비 단권변압기에 의해 고장점 표정 장치가 동작하도록 자동으로 절체할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 고장점 표정 장치가 변전소, 병렬 구분소 및 급전구분소 각각에 설치된 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고장점 표정 장치의 자동 절체기를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 4개의 단권변압기를 적용한 고장점 표정 장치의 자동 절체기를 나타낸 회로도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 고장점 표정 장치의 자동 절체기를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

단권변압기(AT) 급전 방식에는 급전선 AF(10a)와 전차선 TF(10b) 과의 사이에 단권변압기를 병렬로 삽입하고 중성점은 레일 및 비절연보호선 FPW(10c)에 접속되어 전기차의 부하 전류의 권선 회로를 구성한다. 또 통신 유도 장해를 보다 경감하기 위해 AT-AT의 중간에서 보호선용 접속선 CPW에 의해 FPW와 레일을 접속하고 있다.

단권변압기는 전자적인 밀결합으로 설계된 변압기로 약 10km 간격으로 배치한다. 권선의 중앙을 레일에 접속하고 양 단자의 어느 한편과 레일과의 사이의 전압을 전기 운전에 적합합 전압 25kV으로 선정하여 전차선에 급전하고 다른 한단을 급전선 AF에 접속한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고장점 표정 장치의 자동 절체기는 예비 단권변압기(100) 및 절체부(200)를 포함한다.

상기 고장점 표정 장치(20)는 선로 사고시 사고 위치를 운영자에게 알려주어 사고 복귀에 도움을 주는 중요한 계전기로 리액턴스, 흡상전류비 방식, 및 흡상 전류를 이용하여 회로 계산식을 이용한 방식이 주로 사용된다.

예비 단권변압기(100)는 전차 선로의 고장점 표정 장치(20)에 제1 전차선 전류를 공급하는 단권변압기(10)가 고장난 경우 동작하여 제2 전차선 전류를 상기 고장점 표정 장치(20)로 공급한다.

절체부(200)는 상기 단권변압기가 고장난 경우 상기 제2 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치로 공급되는 경로를 형성한다. 상기 단권변압기(10)가 정상 상태인 경우 상기 절체부(200)는 상기 단권변압기(10)로부터의 상기 제1 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치로 공급되는 경로를 형성한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고장점 표정 장치의 자동 절체기는 예비 단권변압기(100), 절체부(200), 변류기(300), 및 계전기(400)를 포함한다.

예비 단권변압기(100)는 전차 선로의 고장점 표정 장치(20)에 제1 전차선 전류를 공급하는 단권변압기(10)가 고장난 경우 동작하여 제2 전차선 전류를 상기 고장점 표정 장치(20)로 공급한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 4개의 단권변압기를 적용한 고장점 표정 장치의 자동 절체기를 나타낸 회로도이다. 상기 단권변압기의 갯수는 4개인 것이 바람직하다.

절체부(200)는 상기 단권변압기(10)가 고장난 경우 상기 제2 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치(20)로 공급되는 경로를 형성한다.

변류기(300)는 상기 단권변압기(10)의 1차측에 설치되어 상기 제1 전차선 전류를 계측한다.

계전기(400)는 상기 변류기(300)로부터의 상기 계측된 제1 전차선 전류에 따라 상기 단권변압기(10)의 고장 여부를 판단하여 상기 절체부(200)의 동작을 제어하는

상기 단권변압기(10)가 정상 상태인 경우, 상기 계전기(400)는 정상 검출 신호를 상기 절체부(200)로 제공하여 상기 절체부(200)로 하여금 상기 단권변압기(10)로부터의 상기 제1 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치(20)로 공급되는 경로를 형성하도록 제어한다.

상기 단권변압기(10)가 고장난 경우, 상기 계전기(400)는 고장 검출 신호를 상기 절체부(200)로 제공하여 상기 절체부(200)로 하여금 상기 예비 단권변압기(100)로부터의 상기 제2 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치(20)로 공급되는 경로를 형성하도록 제어한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 단권변압기
20: 고장점 표정 장치
100: 예비 단권변압기
200: 절체부
300: 변류기
400: 계전기

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 전기철도의 급전계통에서 전차선로의 지락 고장 발생 시 고장 위치를 찾아 표시하는 전차 선로의 고장점 표정 장치(20)에 제1 전차선 전류를 공급하는 것으로 급전선 AF(10a)와 전차선 TF(10b)와의 사이에 병렬로 삽입하고 중성점은 레일 및 비절연보호선 FPW(10c)에 접속되어 전기차의 부하 전류의 권선회로를 구성한 급전방식을 갖는 단권변압기(10)가 고장난 경우 동작하여 제2 전차선 전류를 상기 고장점 표정 장치로 공급하는 예비 단권변압기(100);
   상기 단권변압기(10)가 고장난 경우 상기 제2 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치(20)로 공급되는 경로를 형성하는 절체부(200);
   상기 단권변압기(10)의 1차측에 설치되어 상기 제1 전차선 전류를 계측하는 변류기(300); 및 상기 변류기(300)로부터의 상기 계측된 제1 전차선 전류에 따라 상기 단권변압기(10)의 고장 여부를 판단하여 상기 절체부(200)의 동작을 제어하는 계전기(400)를 포함하며,
   상기 단권변압기(10)가 정상 상태인 경우, 상기 계전기(400)는 정상 검출 신호를 상기 절체부(200)로 제공하여 상기 절체부(200)로 하여금 상기 단권변압기(10)로부터의 상기 제1 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치(20)로 공급되는 경로를 형성하도록 제어하고,
   상기 단권변압기(10)가 고장난 경우, 상기 계전기(400)는 고장 검출 신호를 상기 절체부(200)로 제공하여 상기 절체부(200)로 하여금 상기 예비 단권변압기(100)로부터의 상기 제2 전차선 전류가 상기 고장점 표정 장치(20)로 공급되는 경로를 형성하도록 제어하는 고장점 표정 장치의 자동 절체기.
5. 삭제

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