KR102244031B1 - Distribution board with built-in image harmonic filter with ignition prevention furnction - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a distribution board having a built-in zero sequence harmonic filter (ZSF) with a function of preventing ignition, wherein when a current flowing through an N-phase busbar is excessive enough to generate heat, a zigzag transformer is removed from each of an R-phase busbar, an S-phase busbar and a T-phase busbar and controlled, so overheating or overloading in the zigzag transformer can be prevented. The distribution board having a built-in ZSF with a function of preventing ignition comprises: an R-phase branched line connected to an R-phase busbar; an S-phase branched line connected to an S-phase busbar; a T-phase branched line connected to a T-phase busbar; an N-phase branched line connected to an N-phase busbar; a zero sequence harmonic filter (ZSF); and a switching unit interposed between the R-phase branched line, the S-phase branched line, and the T-phase branched line, and the ZSF to control introduction and trip of the ZSF, wherein the ZSF comprises: a zigzag transformer removing a zero-sequence harmonic current (ZSC) by circulating the ZSC inside; a current monitor circuit for monitoring a current flowing through the N-phase busbar; and a driving control circuit for controlling operation of the switching unit in order to remove and control the zigzag transformer from each of the R-phase busbar, the S-phase busbar, and the T-phase busbar, based on the current monitored by the current monitor circuit.

Description

발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반{DISTRIBUTION BOARD WITH BUILT-IN IMAGE HARMONIC FILTER WITH IGNITION PREVENTION FURNCTION}Distribution board with built-in image harmonic filter with ignition prevention function {DISTRIBUTION BOARD WITH BUILT-IN IMAGE HARMONIC FILTER WITH IGNITION PREVENTION FURNCTION}

본 발명은 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는 N상 부스바에 흐르는 전류가 과열에 의해 화재가 발생할 정도로 과도하면 지그재그결선변압기를 R상 부스바, S상 부스바 및 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어하여 지그재그결선변압기 내에서의 과열 또는 과부하를 방지하기 위한 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반에 관한 것이다. The present invention relates to a switchboard with a built-in image harmonic filter having an ignition prevention function, and more particularly, if the current flowing through the N-phase busbar is excessive enough to cause a fire due to overheating, the zigzag wiring transformer is replaced with an R-phase busbar and an S-phase. It relates to a switchboard with a built-in image harmonic filter having an ignition prevention function to prevent overheating or overload in a zigzag wiring transformer by controlling separately from each of the busbars and T-phase busbars.

일반적으로 배전반에는 영상고조파(또는 영상분 고조파)를 제거하기 위한 영상고조파 필터가 장착된다. 고조파(Harmonics)란 기본 주파수의 2배, 3배, 4배와 같이 정수배에 해당하는 주파수를 말하며, 왜곡파 또는 왜형파라고도 한다. 특히 여러 차수의 고주파 중에서 3, 6, 9 등과 같이 고주파 차수가 3의 배수에 해당하는 고주파성분을 영상고조파라고 한다.In general, an image harmonic filter for removing image harmonics (or image component harmonics) is mounted on a switchboard. Harmonics refer to frequencies corresponding to integer multiples such as 2, 3, 4 times the fundamental frequency, and are also called distortion waves or distortion waves. Particularly, a high-frequency component whose high-frequency order is a multiple of 3, such as 3, 6, 9, etc., is called an image harmonic.

3상4선식을 채택하고 있는 대한민국의 배전 계통 특징상 단상부하와 3상부하가 혼합되어 중성선(N상)에는 불평형 전류가 흐르게 되고, 최근에는 컴퓨터, LED 등 조명장치, 복사기 등 사무기기, 무정전 전원공급장치(UPS) 등과 같은 비선형 부하장치의 증가로 인하여 중성선에는 더 많은 영상고조파가 흐르게 된다. 영상고조파는 각 3상의 위상이 동상의 값을 가지므로 단상전원 3개가 병렬로 연결된 것과 같이 중성선에 중첩되어 최대 3배의 영상고조파가 흐르게 된다. 이와 같이 중성선에 과다한 영상고조파가 흐르게 되면 중성선 도체의 과열, 배전 변압기의 성능저하, 전압의 왜곡, 통신선 잡음, 전기 전자 장비의 오작동 등의 장해를 일으키게 된다. Due to the characteristics of the distribution system in Korea, which adopts the 3-phase 4-wire system, unbalanced current flows through the neutral line (N-phase) due to the mixture of single-phase load and 3-phase load, and recently, lighting devices such as computers, LEDs, office equipment such as copiers, and uninterrupted power supply. More image harmonics flow in the neutral line due to the increase of nonlinear load devices such as power supply units (UPS). In image harmonics, since each three-phase phase has a value of in-phase, as if three single-phase power supplies are connected in parallel, a maximum of three times the image harmonic flows by being superimposed on the neutral line. In this way, excessive image harmonics flowing through the neutral wire cause obstacles such as overheating of the neutral conductor, deterioration of the performance of the distribution transformer, distortion of the voltage, noise in the communication line, and malfunction of electrical and electronic equipment.

따라서, 이러한 과도한 영상고조파를 감쇄시키기 위해 여러 가지 방식이 제안되고 있는데, 그 중에서 3개의 위상선과 중성선에 연결된 지그재그(ZigZag) 결선 변압기를 이용하여 영상 임피던스를 작게 하여 중성선에서 부하 계통 측으로 영상고조파가 흐르지 않도록 하고 지그재그 결선 변압기 측으로 흡수하여 영상고조파를 상쇄시키는 장치가 대표적이다. 이러한 지그재그 결선 변압기를 이용한 영상고조파 필터는 발생량이 가장 많은 저차수인 3차 고조파를 효율적으로 감쇄할 수 있는 것으로 알려져 있다. Therefore, various methods have been proposed to attenuate such excessive image harmonics. Among them, the image impedance is reduced by using a ZigZag connection transformer connected to three phase lines and the neutral, so that the image harmonic does not flow from the neutral to the load system. A typical example is a device that cancels the image harmonics by absorbing it into the zigzag connection transformer and canceling it. It is known that the image harmonic filter using such a zigzag connection transformer can effectively attenuate the third harmonic, which is the lowest order, with the greatest amount of generation.

한편, 영상고조파 전류는 3상4선식 회로에서 중성선(N상)에 문제를 발생시킨다. 즉, 3상(R상, S상, T상)에 흐르는 영상고조파 전류는 중성선(N상)에서 벡터적으로 합산된 후 중성선으로 흐르게 되므로 중성선에 과도한 과전류를 발생시킨다. 중성선에 과도한 과전류가 흐르면, 중성선에 연결된 지그재그결선변압기 내도 역시 과전류가 흘러서 과열 또는 과부하가 발생되어 지그재그결선변압기나 상기 지그재그결선변압기가 내장된 영상고조파필터가 소손되는 문제가 있다. On the other hand, the image harmonic current causes a problem in the neutral line (N phase) in a three-phase four-wire circuit. That is, the image harmonic current flowing in the three phases (R-phase, S-phase, T-phase) is vectorwise summed in the neutral (N-phase) and then flows to the neutral wire, thereby generating excessive overcurrent in the neutral wire. When excessive overcurrent flows in the neutral wire, overcurrent flows inside the zigzag connection transformer connected to the neutral wire, causing overheating or overload, and there is a problem that the zigzag connection transformer or the image harmonic filter in which the zigzag connection transformer is built-in is burnt.

대한민국등록특허 제10-2069615호(2020. 01. 17.)(발명의 명칭 : 영상고조파필터를 내장한 배전반)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2069615 (2020. 01. 17.) (Name of invention: switchboard with built-in image harmonic filter) 대한민국등록특허 제10-1482191호(2015. 01. 07.)(발명의 명칭 : SPD 및 절전형 영상고조파필터를 일체로 내장한 배전반 및 분전반)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1482191 (2015. 01. 07.) (Name of invention: switchboard and distribution board with integrated SPD and power-saving image harmonic filter) 대한민국등록특허 제10-1241859호(2013. 03. 05.)(발명의 명칭 : 능동형 영상고조파 필터를 구비한 분전반)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1241859 (2013. 03. 05.) (Name of invention: Distribution board with active image harmonic filter) 대한민국등록특허 제10-1383263호(2014. 04. 02.)(발명의 명칭 : 절전형 영상 고조파 필터가 내장된 분전반)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1383263 (2014. 04. 02.) (Name of the invention: Power-saving image distribution board with built-in harmonic filter) 대한민국등록특허 제10-1421668호(2014. 07. 15.)(발명의 명칭 : 능동형 영상 고조파 필터가 내장된 전동기 제어반)Korean Patent Registration No. 10-1421668 (2014. 07. 15.) (Name of invention: Motor control panel with built-in active image harmonic filter)

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 N상 부스바에 흐르는 전류가 과열에 의해 화재가 발생할 정도로 과도하면 지그재그결선변압기를 R상 부스바, S상 부스바 및 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어하여 지그재그결선변압기 내에서의 과열 또는 과부하를 방지하기 위한 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반을 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention is to focus on this point, and an object of the present invention is to convert the zigzag wiring transformer into an R-phase busbar, an S-phase busbar, and a T-phase when the current flowing through the N-phase busbar is excessive enough to cause a fire by overheating. It is to provide a switchboard with a built-in image harmonic filter that has an ignition prevention function to prevent overheating or overload in a zigzag wiring transformer by separate control from each of the upper busbars.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반은, R상 부스바에 연결된 R상 분기선; S상 부스바에 연결된 S상 분기선; T상 부스바에 연결된 T상 분기선; N상 부스바에 연결된 N상 분기선; 영상고조파필터; 및 상기 R상 분기선, 상기 S상 분기선, 및 상기 T상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트립을 제어하는 스위칭부를 포함하되, 상기 영상고조파필터는, 내부에서 영상고조파를 순환시키는 것에 의해 상기 영상고조파를 제거하는 지그재그결선변압기; 상기 N상 부스바에 흐르는 전류를 모니터링하는 전류 모니터 회로; 및 상기 전류 모니터 회로를 통해 모니터링된 전류를 근거로 상기 지그재그결선변압기를 상기 R상 부스바, 상기 S상 부스바, 상기 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어하도록 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 구동 제어 회로를 포함하되, 상기 전류 모니터 회로는, 상기 N상 부스바와 연결된 제1 노드에 연결된 비반전 입력 단자와 상기 N상 부스바와 연결된 제2 노드에 연결된 반전 입력 단자를 갖는 연산증폭기; 상기 연산증폭기의 출력 단자와 연결된 모니터 트랜지스터; 상기 제1 노드 및 상기 제2 노드 사이에는 연결된 제2 저항; 및 상기 제2 저항과 병렬로 연결되어, DC 성분을 차단하고 AC 성분을 통과시켜 상기 N상 부스바의 전압을 안정화시키는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to realize the object of the present invention as described above, a switchboard including an image harmonic filter having an ignition prevention function according to an embodiment includes: an R-phase branch line connected to an R-phase busbar; S-phase branch line connected to the S-phase busbar; T-phase branch line connected to the T-phase busbar; N-phase branch line connected to the N-phase busbar; Image harmonic filter; And a switching unit installed between the R-phase branch line, the S-phase branch line, and the T-phase branch line and the image harmonic filter to control input and trip of the image harmonic filter, wherein the image harmonic filter A zigzag connection transformer for removing the image harmonics by circulating the harmonics; A current monitor circuit for monitoring a current flowing through the N-phase busbar; And a drive control circuit for controlling the operation of the switching unit to separate and control the zigzag wiring transformer from each of the R-phase busbar, the S-phase busbar, and the T-phase busbar based on the current monitored through the current monitor circuit. Including, wherein the current monitor circuit, an operational amplifier having a non-inverting input terminal connected to a first node connected to the N-phase busbar and an inverting input terminal connected to a second node connected to the N-phase busbar; A monitor transistor connected to the output terminal of the operational amplifier; A second resistor connected between the first node and the second node; And a capacitor connected in parallel with the second resistor to block a DC component and pass an AC component to stabilize the voltage of the N-phase busbar.

일실시예에서, 상기 전류 모니터 회로는, 상기 제2 노드와 상기 반전 입력 단자 사이에 연결된 제3 저항을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the current monitor circuit may further include a third resistor connected between the second node and the inverting input terminal.

일실시예에서, 상기 스위칭부는, 상기 R상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트랩을 제어하는 제1 스위치와, 상기 S상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트랩을 제어하는 제2 스위치와, 상기 T상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트랩을 제어하는 제3 스위치를 포함하고, 상기 구동 제어 회로는, 상기 전류 모니터 회로로부터 출력된 전류 전압을 수신하는 비반전 입력 단자와 기준 전압을 수신하는 반전 입력 단자를 갖는 비교기; 및 상기 비교기의 출력 전압을 수신하는 제어 전극, 전원 전압이 인가되는 입력 전극, 및 접지 전압이 인가되는 출력 전극을 포함하는 제어 트랜지스터를 포함할 수 있다. In one embodiment, the switching unit is installed between the R-phase branch line and the image harmonic filter, a first switch to control input and trap of the image harmonic filter, and the S-phase branch line and the image harmonic filter. And a second switch for controlling input and trap of the image harmonic filter, and a third switch installed between the T-phase branch line and the image harmonic filter to control input and trap of the image harmonic filter, and the driving The control circuit includes: a comparator having a non-inverting input terminal for receiving a current voltage output from the current monitor circuit and an inverting input terminal for receiving a reference voltage; And a control transistor including a control electrode receiving the output voltage of the comparator, an input electrode to which a power voltage is applied, and an output electrode to which a ground voltage is applied.

일실시예에서, 상기 제어 트랜지스터는 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치의 동작을 제어하는 제어 신호를 공통으로 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치에 제공할 수 있다. In one embodiment, the control transistor provides a common control signal for controlling the operation of the first switch, the second switch, and the third switch to the first switch, the second switch, and the third switch. I can.

일실시예에서, 상기 스위칭부는, 상기 R상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트랩을 제어하는 제1 스위치와, 상기 S상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트랩을 제어하는 제2 스위치와, 상기 T상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트랩을 제어하는 제3 스위치를 포함하고, 상기 구동 제어 회로는, 제1 제어 신호를 상기 제1 스위치에 출력하는 제1 구동 제어부; 제2 제어 신호를 상기 제2 스위치에 출력하는 제2 구동 제어부; 및 제3 제어 신호를 상기 제3 스위치에 출력하는 제3 구동 제어부를 포함하고, In one embodiment, the switching unit is installed between the R-phase branch line and the image harmonic filter, a first switch to control input and trap of the image harmonic filter, and the S-phase branch line and the image harmonic filter. And a second switch for controlling input and trap of the image harmonic filter, and a third switch installed between the T-phase branch line and the image harmonic filter to control input and trap of the image harmonic filter, and the driving The control circuit includes: a first driving control unit for outputting a first control signal to the first switch; A second driving control unit outputting a second control signal to the second switch; And a third driving control unit outputting a third control signal to the third switch,

상기 제1 구동 제어부, 상기 제2 구동 제어부 및 상기 제3 구동 제어부 각각은, 상기 전류 모니터 회로로부터 출력된 전류 전압을 수신하는 비반전 입력 단자와 기준 전압을 수신하는 반전 입력 단자를 갖는 비교기; 및 상기 비교기의 출력 전압을 수신하는 제어 전극, 전원 전압이 인가되는 입력 전극, 및 접지 전압이 인가되는 출력 전극을 포함하는 제어 트랜지스터를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 구동 제어부에 구비되는 제어 트랜지스터는 상기 제1 스위치의 동작을 제어하는 제1 제어 신호를 출력할 수 있다. 또한 상기 제2 구동 제어부에 구비되는 제어 트랜지스터는 상기 제2 스위치의 동작을 제어하는 제2 제어 신호를 출력할 수 있다. 또한 상기 제3 구동 제어부에 구비되는 제어 트랜지스터는 상기 제3 스위치의 동작을 제어하는 제3 제어 신호를 출력할 수 있다. Each of the first driving control unit, the second driving control unit, and the third driving control unit includes: a comparator having a non-inverting input terminal receiving a current voltage output from the current monitor circuit and an inverting input terminal receiving a reference voltage; And a control transistor including a control electrode receiving the output voltage of the comparator, an input electrode to which a power voltage is applied, and an output electrode to which a ground voltage is applied. Here, a control transistor provided in the first driving control unit may output a first control signal for controlling an operation of the first switch. In addition, a control transistor provided in the second driving control unit may output a second control signal for controlling an operation of the second switch. In addition, a control transistor provided in the third driving control unit may output a third control signal for controlling an operation of the third switch.

이러한 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반에 의하면, 전류 모니터 회로를 통해 N상 부스바에 흐르는 전류를 모니터링하고, 구동 제어 회로는 모니터링된 전류가 과열에 의해 화재가 발생할 정도로 과도하면 지그재그결선변압기를 R상 부스바, S상 부스바 및 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어하므로써, 지그재그결선변압기 내에서의 과열 또는 과부하를 방지할 수 있다. According to the switchboard with built-in image harmonic filter with such ignition prevention function, the current flowing through the N-phase busbar is monitored through the current monitor circuit, and the drive control circuit performs zigzag wiring when the monitored current is excessive enough to cause a fire due to overheating. By controlling the transformer separately from each of the R-phase busbar, S-phase busbar, and T-phase busbar, it is possible to prevent overheating or overload in the zigzag wiring transformer.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전류 모니터 회로 및 구동 제어 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반을 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 전류 모니터 회로 및 구동 제어 회로를 설명하기 위한 회로도이다. 1 is a block diagram illustrating a switchboard in which an image harmonic filter having an ignition prevention function is incorporated according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a switchboard in which an image harmonic filter having an ignition prevention function is incorporated according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram for explaining the current monitor circuit and drive control circuit shown in FIG. 2.
4 is a block diagram illustrating a switchboard in which an image harmonic filter having an ignition prevention function is incorporated according to another embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram for explaining the current monitor circuit and drive control circuit shown in FIG. 4.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of the presence or addition.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반을 설명하기 위한 구성도이다. 1 is a block diagram illustrating a switchboard in which an image harmonic filter having an ignition prevention function is incorporated according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반은 R상 부스바에 연결된 R상 분기선(도면부호 미부여), S상 부스바에 연결된 S상 분기선(도면부호 미부여), T상 부스바에 연결된 T상 분기선(도면부호 미부여), N상 부스바에 연결된 N상 분기선(도면부호 미부여), 영상고조파필터(100) 및 스위칭부(200)를 포함한다. 이하에서, 영상고조파필터(100)를 내장한 수배전반에 대해서 설명하지만, 당업자라면 영상고조파필터(100)를 내장한 배전반이나 분전반에도 유사하게 적용될 수 있다. Referring to FIG. 1, a switchboard with an image harmonic filter having an ignition prevention function according to an embodiment of the present invention includes an R-phase branch line connected to an R-phase busbar (not shown), and an S-phase branch line connected to the S-phase busbar. (No drawing symbol), T-phase branching line connected to the T-phase busbar (no drawing symbol), N-phase branching line connected to the N-phase busbar (no drawing symbol), image harmonic filter 100 and switching unit 200 Includes. Hereinafter, a switchgear incorporating the image harmonic filter 100 will be described, but those skilled in the art may similarly apply to a switchboard or a distribution board incorporating the image harmonic filter 100.

상기 R상 부스바, 상기 S상 부스바, 상기 T상 부스바 및 상기 N상 부스바 각각은 메인 차단기(MCCB)(미도시)의 출력단에 연결된다. Each of the R-phase busbar, the S-phase busbar, the T-phase busbar, and the N-phase busbar is connected to an output terminal of a main circuit breaker (MCCB) (not shown).

영상고조파필터(100)는 스위칭부(200)를 경유하여 상기 R상 분기선, 상기 S상 분기선, 상기 T상 분기선 및 상기 N상 분기선 각각에 연결되어 영상분 고조파(또는 영상고조파)를 제거한다. The image harmonic filter 100 is connected to each of the R-phase branch line, the S-phase branch line, the T-phase branch line, and the N-phase branch line via the switching unit 200 to remove image component harmonics (or image harmonics).

스위칭부(200)는 제1 스위치(210), 제2 스위치(220) 및 제3 스위치(220)를 포함하고, 상기 R, S 및 T상 분기선들 각각에 설치되어 영상고조파필터(100)의 투입 및 트립을 제어한다. The switching unit 200 includes a first switch 210, a second switch 220, and a third switch 220, and is installed on each of the R, S, and T-phase branch lines to It controls the closing and tripping.

구체적으로, 제1 스위치(210)는 상기 R상 분기선에 연결되어 영상고조파필터(100)의 제어에 응답하여 상기 R상 분기선과 영상고조파필터(100) 간의 연결 선로를 단속하여 영상고조파필터(100)의 투입 및 트립을 제어한다. 제2 스위치(220)는 상기 S상 분기선에 연결되어 영상고조파필터(100)의 제어에 응답하여 상기 S상 분기선과 영상고조파필터(100) 간의 연결 선로를 단속하여 영상고조파필터(100)의 투입 및 트립을 제어한다. 제3 스위치(220)는 상기 T상 분기선에 연결되어 영상고조파필터(100)의 제어에 응답하여 상기 T상 분기선과 영상고조파필터(100) 간의 연결 선로를 단속하여 영상고조파필터(100)의 투입 및 트립을 제어한다. Specifically, the first switch 210 is connected to the R-phase branch line, and in response to the control of the image harmonic filter 100, the first switch 210 intercepts the connection line between the R-phase branch line and the image harmonic filter 100 to control the image harmonic filter 100. ) To control the input and trip. The second switch 220 is connected to the S-phase branch line, and in response to the control of the image harmonic filter 100, intercepts the connection line between the S-phase branch line and the image harmonic filter 100 to input the image harmonic filter 100. And control the trip. The third switch 220 is connected to the T-phase branch line, and in response to the control of the image harmonic filter 100, the third switch 220 intercepts the connection line between the T-phase branch line and the image harmonic filter 100 to input the image harmonic filter 100. And control the trip.

본 실시예에서, 영상고조파필터(100)는 지그재그결선변압기(110), 전류 모니터 회로(120) 및 구동 제어 회로(130)를 포함하고, 상기 R상 부스바에서 분기된 상기 R상 분기선, 상기 S상 부스바에서 분기된 상기 S상 분기선, 상기 T상 부스바에서 분기된 상기 T상 분기선 및 상기 N상 부스바에서 분기된 상기 N상 분기선 각각에 연결된다. In this embodiment, the image harmonic filter 100 includes a zigzag connection transformer 110, a current monitor circuit 120 and a driving control circuit 130, and the R-phase branching line branched from the R-phase busbar, the It is connected to the S-phase branching line branched from the S-phase busbar, the T-phase branching line branched from the T-phase busbar, and the N-phase branching line branched from the N-phase busbar.

구체적으로, 지그재그결선변압기(110)는, 주지된 바와 같이, 상기 R상 부스바에서 분기된 상기 R상 분기선, 상기 S상 부스바에서 분기된 상기 S상 분기선, 상기 T상 부스바에서 분기된 상기 T상 분기선 및 상기 N상 부스바에서 분기된 상기 N상 분기선 각각에 연결되어, 상기 N상 부스바로 유입된 영상고조파를 지그재그결선변압기(210) 내에서 순환시키는 것에 의해 영상고조파를 제거할 수 있다. Specifically, the zigzag connection transformer 110 is, as is well known, the R-phase branching line branched from the R-phase busbar, the S-phase branching line branched from the S-phase busbar, and the T-phase busbar. It is connected to each of the T-phase branch line and the N-phase branch line branched from the N-phase busbar, and by circulating the image harmonic introduced into the N-phase busbar in the zigzag wiring transformer 210, the image harmonic can be removed. have.

전류 모니터 회로(120)는 상기 N상 부스바에 흐르는 전류를 모니터링하고, 모니터링된 전류를 구동 제어 회로(130)에 제공한다. The current monitor circuit 120 monitors the current flowing through the N-phase busbar and provides the monitored current to the driving control circuit 130.

구동 제어 회로(130)는 전류 모니터 회로(120)를 통해 모니터링된 전류를 근거로 상기 지그재그결선변압기(110)를 상기 R상 부스바, 상기 S상 부스바, 상기 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어하도록 스위칭부(200)의 동작을 제어한다. 즉, 구동 제어 회로(130)는 상기 N상 부스바에 흐르는 전류가 임게치를 넘는 과도한 것으로 체크되면 지그재그결선변압기(110)를 상기 R상 부스바, 상기 S상 부스바 및 상기 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어할 수 있다. The driving control circuit 130 separates and controls the zigzag wiring transformer 110 from the R-phase busbar, the S-phase busbar, and the T-phase busbar based on the current monitored through the current monitor circuit 120. The operation of the switching unit 200 is controlled so as to be performed. That is, when the driving control circuit 130 checks that the current flowing through the N-phase busbar exceeds the threshold value, the zigzag wiring transformer 110 is transferred from the R-phase busbar, the S-phase busbar, and the T-phase busbar, respectively. Separation can be controlled.

이에 의해, 지그재그결선변압기(110)의 과부하를 방지할 수 있다. 물론, 지그재그결선변압기(110)가 분리된 상태에서 지그재그결선변압기(110)의 온도가 기 설정된 온도 상한값 미만으로 저하된 경우, 지그재그결선변압기(110)를 R상 부스바, S상 부스바 및 T상 부스바 각각에 연결시킬 수 있다.Accordingly, overload of the zigzag connection transformer 110 can be prevented. Of course, when the temperature of the zigzag connection transformer 110 is lowered below the preset temperature upper limit value in the state where the zigzag connection transformer 110 is separated, the zigzag connection transformer 110 is replaced with an R-phase busbar, an S-phase busbar, and a T. It can be connected to each of the upper busbars.

이상에서 설명된 바와 같이, 지그재그결선변압기(110)는 저항 성분을 가지므로 영상고조파를 제거하는 과정에서 열이 발생할 수 있다. 열이 과도한 경우, 지그재그결선변압기(110)의 열화에 의한 성능 저하 및 분전반 내에서의 화재 발생 우려가 있다. As described above, since the zigzag wiring transformer 110 has a resistance component, heat may be generated in the process of removing image harmonics. If the heat is excessive, there is a risk of deterioration in performance due to deterioration of the zigzag wiring transformer 110 and a fire in the distribution panel.

따라서, 지그재그결선변압기(110) 내에서의 과열 또는 과부하를 방지할 필요가 있다. 이를 위해, 본 실시예에서, 전류 모니터 회로(120)를 통해 상기 N상 부스바에 흐르는 전류를 모니터링하고, 구동 제어 회로(130)는 모니터링된 전류가 열이 발생할 정도로 과도하면 상기 R상 부스바, 상기 S상 부스바 및 상기 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어하므로써, 지그재그결선변압기(110) 내에서의 과열 또는 과부하를 방지할 수 있다. Therefore, it is necessary to prevent overheating or overload in the zigzag connection transformer 110. To this end, in this embodiment, the current flowing through the N-phase busbar is monitored through the current monitor circuit 120, and the driving control circuit 130 is the R-phase busbar when the monitored current is excessive enough to generate heat, By separately controlling the S-phase busbar and the T-phase busbar, it is possible to prevent overheating or overload in the zigzag wiring transformer 110.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반을 설명하기 위한 구성도이다. 도 3은 도 2에 도시된 전류 모니터 회로 및 구동 제어 회로를 설명하기 위한 회로도이다. 2 is a block diagram illustrating a switchboard in which an image harmonic filter having an ignition prevention function is incorporated according to an embodiment of the present invention. 3 is a circuit diagram for explaining the current monitor circuit and drive control circuit shown in FIG. 2.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 전류 모니터 회로(320)는 연산증폭기(OP) 및 모니터 트랜지스터(Q)를 포함한다. 연산증폭기(OP)는 입력 단자(+, -)와 출력 단자(O)를 포함한다. 연산증폭기(OP)의 입력 단자는 N상 부스바와 연결된 제1 노드(n1)에 연결된 비반전 입력 단자(+)와 N상 부스바와 연결된 제2 노드(n2)에 연결된 반전 입력 단자(-)를 포함한다. 비반전 입력 단자(+)는 제1 저항(R1)을 통해 제1 노드(n1)에 연결된다. 반전 입력 단자(-)는 제2 저항(Rs)을 통해 제2 노드(n2)에 연결된다. 제2 저항(Rs)의 제1 단은 제1 노드(n1)에 연결되고 제2 단은 제2 노드(n2)에 연결된다. 1, 2, and 3, the current monitor circuit 320 includes an operational amplifier OP and a monitor transistor Q. The operational amplifier OP includes input terminals (+, -) and output terminals (O). The input terminal of the operational amplifier (OP) includes a non-inverting input terminal (+) connected to the first node (n1) connected to the N-phase busbar and an inverting input terminal (-) connected to the second node (n2) connected to the N-phase busbar. Includes. The non-inverting input terminal (+) is connected to the first node n1 through the first resistor R1. The inverting input terminal (-) is connected to the second node n2 through a second resistor Rs. The first end of the second resistor Rs is connected to the first node n1 and the second end is connected to the second node n2.

전류 모니터 회로(320)는 제1 및 제2 노드들(n1, n2) 사이에는 제2 저항(Rs)과 병렬로 연결된 커패시터(Cc)를 더 포함할 수 있다. 커패시터(Cc)는 일반적인 역할인 DC 성분을 차단하고 AC 성분을 통과시킨다. 커패시터(Cc)에 의해 연산증폭기(OP)의 두 입력 단자는 DC 성분에 대해서 오픈(open)되고, 노이즈와 같이 주파수를 갖는 AC 성분에 대해서 쇼트(short)된 것과 같이 동작하므로 노이즈는 두 입력 단자에 공통으로 들어가는 신호처럼 보이게 될 수 있다. 따라서, 연산증폭기(OP)의 공통 성분 제거 특성에 인하여 두 입력 단자에 공통으로 인가되는 노이즈를 줄일 수 있다. 커패시터(Cc)에 의해 DC 성분인 N상 부스바 전압은 안정화될 수 있다. The current monitor circuit 320 may further include a capacitor Cc connected in parallel with the second resistor Rs between the first and second nodes n1 and n2. The capacitor Cc blocks the DC component, which is a general role, and passes the AC component. The two input terminals of the operational amplifier (OP) are opened for the DC component by the capacitor (Cc), and the two input terminals operate as if they are shorted for the AC component having a frequency such as noise. It can be seen as a signal that enters in common. Accordingly, noise commonly applied to the two input terminals can be reduced due to the common component removal characteristic of the operational amplifier OP. The N-phase busbar voltage, which is a DC component, may be stabilized by the capacitor Cc.

전류 모니터 회로(320)는 제2 노드(n2)와 반전 입력 단자(-) 사이에 연결된 제3 저항(Rp)을 더 포함할 수 있다. 제3 저항(Rp)은 내부적으로 오프 앰프(OP)에 바로 연결된 형태로서, 부하량이 급격하게 변동하는 경우 비반전 입력 단자(-)의 전압도 크게 변동될 수 있다. 따라서, 제3 저항(Rp)은 부하량의 급격한 변동에 따른 전압 변동을 최소화하여 연산증폭기(OP)를 안정화한다. The current monitor circuit 320 may further include a third resistor Rp connected between the second node n2 and the inverting input terminal (-). The third resistor Rp is internally directly connected to the off-amplifier OP, and when the load amount rapidly fluctuates, the voltage of the non-inverting input terminal (-) may also vary greatly. Accordingly, the third resistor Rp stabilizes the operational amplifier OP by minimizing a voltage fluctuation according to a sudden change in the load amount.

모니터 트랜지스터(Q)는 연산증폭기(OP)의 출력 단자(O)와 연결된다. 모니터 트랜지스터(Q)는 연산증폭기(OP)의 출력 단자(O)와 연결된 제어 전극과 연산증폭기(OP)의 비반전 입력 단자(+)와 연결된 입력 전극 및 전류 전압(Vo)이 인가되는 출력 전극을 포함한다. The monitor transistor Q is connected to the output terminal O of the operational amplifier OP. The monitor transistor (Q) is the control electrode connected to the output terminal (O) of the operational amplifier (OP), the input electrode connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier (OP), and the output electrode to which the current voltage (Vo) is applied. Includes.

전류 모니터 회로(320)는 지그재그결선변압기(210) 측으로 흐르는 N상 전류와 비례하는 전류 전압(Vo)을 구동 제어 회로(330)에 출력한다. The current monitor circuit 320 outputs a current voltage Vo proportional to the N-phase current flowing toward the zigzag wiring transformer 210 to the driving control circuit 330.

구동 제어 회로(330)는 비교기(COP) 및 제어 트랜지스터(T)를 포함한다. The driving control circuit 330 includes a comparator COP and a control transistor T.

비교기(COP)는 비반전 입력 단자(+)와 반전 입력 단자(-)를 포함한다. 비반전 입력 단자(+)에는 전류 모니터 회로(320)로부터 출력된 전류 전압(Vo)이 수신되고, 반전 입력 단자(-)에는 기준 전압(VREF)이 수신된다. The comparator COP includes a non-inverting input terminal (+) and an inverting input terminal (-). The current voltage Vo output from the current monitor circuit 320 is received at the non-inverting input terminal (+), and the reference voltage VREF is received at the inverting input terminal (-).

비교기(COP)의 비반전 입력 단자(+)에 인가된 전류 전압(Vo)의 레벨이 비교기(COP)의 반전 입력 단자(-)에 인가된 기준 전압(VREF)의 레벨보다 크면 비교기(COP)는 하이 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력하고, 반대로, 전류 전압(Vo)의 레벨이 기준 전압(VREF)의 레벨보다 작으면 비교기(COP)는 로우 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력한다. If the level of the current voltage Vo applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparator (COP) is greater than the level of the reference voltage (VREF) applied to the inverting input terminal (-) of the comparator (COP), the comparator (COP) Is outputting a high-level output voltage Vout. Conversely, when the level of the current voltage Vo is less than the level of the reference voltage VREF, the comparator COP outputs the low-level output voltage Vout.

제어 트랜지스터(T)는 비교기(COP)의 출력 전압(Vout)을 수신하는 제어 전극, 전원 전압(VDD)이 인가되는 입력 전극, 및 접지 전압이 인가되는 출력 전극을 포함한다. The control transistor T includes a control electrode receiving the output voltage Vout of the comparator COP, an input electrode to which the power voltage VDD is applied, and an output electrode to which the ground voltage is applied.

제1 구동 제어부(332)에 구비되는 제어 트랜지스터(T)는 전류 전압(Vo)의 레벨이 기준 전압(VREF)의 레벨보다 큰 경우, 비교기(COP)로부터 출력된 하이 레벨의 출력 전압(Vout)에 응답하여 턴-온 되어 접지 전압, 즉 로우 레벨의 제어 신호(CS)를 출력한다. 반대로, 제어 트랜지스터(T)는 전류 전압(Vo)의 레벨이 기준 전압(VREF)의 레벨보다 작은 경우 비교기(COP)로부터 출력된 로우 레벨의 출력 전압(Vout)에 응답하여 전원 전압(VDD), 즉 하이 레벨의 제어 신호(CS)를 출력한다. The control transistor T provided in the first driving control unit 332 is a high-level output voltage Vout output from the comparator COP when the level of the current voltage Vo is greater than the level of the reference voltage VREF. It is turned on in response to and outputs a ground voltage, that is, a low-level control signal CS. Conversely, when the level of the current voltage Vo is less than the level of the reference voltage VREF, the control transistor T responds to the low-level output voltage Vout output from the comparator COP, the power supply voltage VDD, That is, a high level control signal CS is output.

이러한 방식으로, 구동 제어 회로(330)로부터 생성된 제어 신호(CS)는 스위칭부(200)의 제1 스위치(210), 제2 스위치(220) 및 제3 스위치(230) 각각에 공통적으로 인가된다. In this way, the control signal CS generated from the driving control circuit 330 is commonly applied to each of the first switch 210, the second switch 220, and the third switch 230 of the switching unit 200. do.

이에 따라서, 로우 레벨의 제어 신호(CS)가 제1 스위치(210)에 인가되면, 지그재그결선변압기(310)는 강제적으로 구동이 정지되고, 반대로, 하이 레벨의 제어 신호(CS)가 제1 스위치(210)에 인가되면 지그재그결선변압기(310)는 정상적으로 구동된다. Accordingly, when the low-level control signal CS is applied to the first switch 210, the zigzag connection transformer 310 is forcibly stopped, and conversely, the high-level control signal CS is applied to the first switch. When applied to 210, the zigzag connection transformer 310 is normally driven.

다시 말해, 구동 제어 회로(330)로부터 로우 레벨의 제어 신호(CS)가 출력되는 경우는, 지그재그결선변압기(310) 측으로는 흐르는 부하 전류(IL)가 허용 범위를 넘는 경우이다. 즉, 지그재그결선변압기(310)의 부하량이 증가하는 경우이다. In other words, when the low-level control signal CS is output from the driving control circuit 330, the load current IL flowing toward the zigzag wiring transformer 310 exceeds the allowable range. That is, this is the case where the load amount of the zigzag connection transformer 310 increases.

이와 같이, 지그재그결선변압기(310)의 부하량이 증가하는 경우, 지그재그결선변압기(310)에는 전류가 공급되지 않는다. 따라서, 지그재그결선변압기(310)는 강제적으로 구동이 정지되고 부하량 증가에 따른 지그재그결선변압기(310)의 발열을 막을 수 있다. In this way, when the load amount of the zigzag connection transformer 310 increases, the current is not supplied to the zigzag connection transformer 310. Accordingly, the zigzag connection transformer 310 is forcibly stopped, and heat generation of the zigzag connection transformer 310 due to an increase in the load amount can be prevented.

그러면, 이하에서 전류 모니터 회로의 동작을 보다 상세히 설명한다. Then, the operation of the current monitor circuit will be described in more detail below.

연산증폭기(OP)의 출력단 전압(Vo)을 유도하기 위해 연산증폭기(OP)의 비반전 입력단 전압(V+)과 반전 입력단 전압(V-)은 다음의 수식 1과 같이 나타낼 수 있다. In order to induce the output terminal voltage Vo of the operational amplifier OP, the non-inverting input terminal voltage (V+) and the inverting input terminal voltage (V-) of the operational amplifier OP can be expressed as Equation 1 below.

[수식 1][Equation 1]

Figure 112020052420391-pat00001
Figure 112020052420391-pat00001

연산증폭기(OP)의 입력 임피던스가 무한대이므로 전류는 연산증폭기(OP)의 비반전 입력 단자(+)부터 연산증폭기(OP)의 출력 단자 측으로 정의된 피드백 경로를 따라서 흐르는 출력 전류(Io)와 지그재그결선변압기(310) 측으로 흐르는 부하 전류(IL)로 구분될 수 있다. Since the input impedance of the operational amplifier (OP) is infinite, the current is output current (Io) and zigzag flowing from the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier (OP) along the feedback path defined to the output terminal of the operational amplifier (OP). It may be divided into a load current IL flowing toward the connection transformer 310.

수식 1을 참조하면, 비반전 입력 단자(+)의 비반전 입력단 전압(V+)은 입력 전압(Vin)과 제1 저항(R1)에 의해 전압 강하된 전압(IoⅹR1)의 차 전압으로 나타낼 수 있고, 반전 입력 단자(-)의 반전 입력단 전압(V-)은 입력 전압(Vin)과 제2 저항(Rs)에 의해 전압 강하된 전압(ILⅹRs)의 차 전압으로 나타낼 수 있다. 여기서, 제1 저항(R1)은 제2 저항(Rs)보다 10배의 크기의 저항값을 가질 수 있다. Referring to Equation 1, the non-inverting input terminal voltage (V+) of the non-inverting input terminal (+) can be expressed as the difference between the input voltage Vin and the voltage dropped by the first resistor R1 (IoⅹR1). , The inverted input terminal voltage V- of the inverted input terminal (-) may be expressed as a difference voltage between the input voltage Vin and the voltage ILxRs, which is voltage dropped by the second resistor Rs. Here, the first resistor R1 may have a resistance value that is 10 times larger than the second resistor Rs.

비반전 입력단 전압(V+)이 항상 반전 입력단 전압(V-) 보다 크므로 연산증폭기(OP)는 출력 단자는 항상 비반전 입력 단자에 인가된 극성과 동일한 극성의 전압을 출력한다. 이에 따라서, 모니터 트랜지스터(Q)는 항상 턴-온 상태가 될 수 있다. Since the non-inverting input terminal voltage (V+) is always greater than the inverting input terminal voltage (V-), the operational amplifier OP always outputs a voltage of the same polarity as the polarity applied to the non-inverting input terminal. Accordingly, the monitor transistor Q can always be turned on.

연산증폭기의 특성에 따라 비반전 입력단 전압(V+)과 반전 입력단 전압(V-)의 옵셋 전압이 같다는 가정 하에서, 전류 모니터 회로(320)의 출력단 전압인 전류 전압(Vo)을 유도하면 다음의 수식 2와 같이 나타낼 수 있다. Under the assumption that the offset voltage of the non-inverting input terminal voltage (V+) and the inverting input terminal voltage (V-) are the same according to the characteristics of the operational amplifier, the following formula is derived when the current voltage (Vo), which is the output voltage of the current monitor circuit 320, is derived. It can be expressed as 2.

[수식 2][Equation 2]

Figure 112020052420391-pat00002
Figure 112020052420391-pat00002

수식 2를 참조하면, 전류 모니터 회로(320)로부터 출력된 전류 전압(Vo)은 부하 전류(IL)에 비례하는 특성을 갖는다. 따라서, 부하 전류(IL)가 증가할수록 전류 전압(Vo)이 증가한다. Referring to Equation 2, the current voltage Vo output from the current monitor circuit 320 has a characteristic proportional to the load current IL. Therefore, as the load current IL increases, the current voltage Vo increases.

부하 전류(IL)에 비례하는 전류 전압(Vo)은 구동 제어 회로(330)에 제공된다. A current voltage Vo proportional to the load current IL is provided to the driving control circuit 330.

구동 제어 회로(330)는 부하 전류(IL)의 허용 범위에 기초하여 설정된 기준 전압(VREF)의 레벨과 전류 전압(Vo)의 레벨을 비교하여 지그재그결선변압기(310)의 구동을 정상적으로 구동할지 또는 강제적으로 정지시킬지를 제어하는 제어 신호(CS)를 발생할 수 있다. The driving control circuit 330 compares the level of the reference voltage VREF set based on the allowable range of the load current IL and the level of the current voltage Vo to normally drive the zigzag wiring transformer 310 or It is possible to generate a control signal CS that controls whether or not to forcefully stop.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 전류 모니터 회로를 통해 N상 부스바에 흐르는 전류를 모니터링하고, 비교기와 제어 트랜지스터로 구성된 구동 제어 회로는 모니터링된 전류가 열이 발생할 정도로 과도하면 R상 부스바, S상 부스바 및 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어하므로써, 지그재그결선변압기 내에서의 과열 또는 과부하를 방지할 수 있다. As described above, according to the present embodiment, the current flowing through the N-phase busbar is monitored through the current monitor circuit, and the driving control circuit composed of a comparator and a control transistor generates heat when the monitored current is excessive enough to generate heat. By controlling separately from each of the bar, S-phase busbar and T-phase busbar, overheating or overload in the zigzag wiring transformer can be prevented.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반을 설명하기 위한 구성도이다. 도 5는 도 4에 도시된 전류 모니터 회로 및 구동 제어 회로를 설명하기 위한 회로도이다. 4 is a block diagram illustrating a switchboard in which an image harmonic filter having an ignition prevention function is incorporated according to another embodiment of the present invention. 5 is a circuit diagram for explaining the current monitor circuit and drive control circuit shown in FIG. 4.

도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 전류 모니터 회로(420)는 연산증폭기(OP) 및 모니터 트랜지스터(Q)를 포함한다. 연산증폭기(OP)는 입력 단자(+, -)와 출력 단자(O)를 포함한다. 연산증폭기(OP)의 입력 단자는 N상 부스바와 연결된 제1 노드(n1)에 연결된 비반전 입력 단자(+)와 N상 부스바와 연결된 제2 노드(n2)에 연결된 반전 입력 단자(-)를 포함한다. 비반전 입력 단자(+)는 제1 저항(R1)을 통해 제1 노드(n1)에 연결된다. 반전 입력 단자(-)는 제2 저항(Rs)을 통해 제2 노드(n2)에 연결된다. 제2 저항(Rs)의 제1 단은 제1 노드(n1)에 연결되고 제2 단은 제2 노드(n2)에 연결된다. 1, 4, and 5, the current monitor circuit 420 includes an operational amplifier OP and a monitor transistor Q. The operational amplifier OP includes input terminals (+, -) and output terminals (O). The input terminal of the operational amplifier (OP) includes a non-inverting input terminal (+) connected to the first node (n1) connected to the N-phase busbar and an inverting input terminal (-) connected to the second node (n2) connected to the N-phase busbar. Includes. The non-inverting input terminal (+) is connected to the first node n1 through the first resistor R1. The inverting input terminal (-) is connected to the second node n2 through a second resistor Rs. The first end of the second resistor Rs is connected to the first node n1 and the second end is connected to the second node n2.

전류 모니터 회로(420)는 제1 및 제2 노드들(n1, n2) 사이에는 제2 저항(Rs)과 병렬로 연결된 커패시터(Cc)를 더 포함할 수 있다. 커패시터(Cc)는 일반적인 역할인 DC 성분을 차단하고 AC 성분을 통과시킨다. 커패시터(Cc)에 의해 연산증폭기(OP)의 두 입력 단자는 DC 성분에 대해서 오픈(open)되고, 노이즈와 같이 주파수를 갖는 AC 성분에 대해서 쇼트(short)된 것과 같이 동작하므로 노이즈는 두 입력 단자에 공통으로 들어가는 신호처럼 보이게 될 수 있다. 따라서, 연산증폭기(OP)의 공통 성분 제거 특성에 인하여 두 입력 단자에 공통으로 인가되는 노이즈를 줄일 수 있다. 커패시터(Cc)에 의해 DC 성분인 N상 부스바 전압은 안정화될 수 있다. The current monitor circuit 420 may further include a capacitor Cc connected in parallel with the second resistor Rs between the first and second nodes n1 and n2. The capacitor Cc blocks the DC component, which is a general role, and passes the AC component. The two input terminals of the operational amplifier (OP) are opened for the DC component by the capacitor (Cc), and the two input terminals operate as if they are shorted for the AC component having a frequency such as noise. It can be seen as a signal that enters in common. Accordingly, noise commonly applied to the two input terminals can be reduced due to the common component removal characteristic of the operational amplifier OP. The N-phase busbar voltage, which is a DC component, may be stabilized by the capacitor Cc.

전류 모니터 회로(420)는 제2 노드(n2)와 반전 입력 단자(-) 사이에 연결된 제3 저항(Rp)을 더 포함할 수 있다. 제3 저항(Rp)은 내부적으로 오프 앰프(OP)에 바로 연결된 형태로서, 부하량이 급격하게 변동하는 경우 비반전 입력 단자(-)의 전압도 크게 변동될 수 있다. 따라서, 제3 저항(Rp)은 부하량의 급격한 변동에 따른 전압 변동을 최소화하여 연산증폭기(OP)를 안정화한다. The current monitor circuit 420 may further include a third resistor Rp connected between the second node n2 and the inverting input terminal (-). The third resistor Rp is internally directly connected to the off-amplifier OP, and when the load amount rapidly fluctuates, the voltage of the non-inverting input terminal (-) may also vary greatly. Accordingly, the third resistor Rp stabilizes the operational amplifier OP by minimizing a voltage fluctuation according to a sudden change in the load amount.

모니터 트랜지스터(Q)는 연산증폭기(OP)의 출력 단자(O)와 연결된다. 모니터 트랜지스터(Q)는 연산증폭기(OP)의 출력 단자(O)와 연결된 제어 전극과 연산증폭기(OP)의 비반전 입력 단자(+)와 연결된 입력 전극 및 전류 전압(Vo)이 인가되는 출력 전극을 포함한다. The monitor transistor Q is connected to the output terminal O of the operational amplifier OP. The monitor transistor (Q) is the control electrode connected to the output terminal (O) of the operational amplifier (OP), the input electrode connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier (OP), and the output electrode to which the current voltage (Vo) is applied. Includes.

전류 모니터 회로(420)는 지그재그결선변압기(210) 측으로 흐르는 N상 전류와 비례하는 전류 전압(Vo)을 구동 제어 회로(430)에 출력한다. The current monitor circuit 420 outputs a current voltage Vo proportional to the N-phase current flowing toward the zigzag connection transformer 210 to the driving control circuit 430.

구동 제어 회로(430)는 제1 구동 제어부(432), 제2 구동 제어부(434) 및 제3 구동 제어부(436)를 포함하고, 제1 제어 신호(CS1), 제2 제어 신호(CS2) 및 제3 제어 신호(CS3)를 스위칭부(200)의 제1 스위치(210), 제2 스위치(220) 및 제3 스위치(230)에 제공한다. The driving control circuit 430 includes a first driving control unit 432, a second driving control unit 434, and a third driving control unit 436, and includes a first control signal CS1, a second control signal CS2, and The third control signal CS3 is provided to the first switch 210, the second switch 220, and the third switch 230 of the switching unit 200.

제1 구동 제어부(432), 제2 구동 제어부(434) 및 제3 구동 제어부(436) 각각은 비교기(COP) 및 제어 트랜지스터(T)를 포함한다. Each of the first driving control unit 432, the second driving control unit 434, and the third driving control unit 436 includes a comparator COP and a control transistor T.

비교기(COP)는 비반전 입력 단자(+)와 반전 입력 단자(-)를 포함한다. 비반전 입력 단자(+)에는 전류 모니터 회로(420)로부터 출력된 전류 전압(Vo)이 수신되고, 반전 입력 단자(-)에는 기준 전압(VREF)이 수신된다. The comparator COP includes a non-inverting input terminal (+) and an inverting input terminal (-). The current voltage Vo output from the current monitor circuit 420 is received at the non-inverting input terminal (+), and the reference voltage VREF is received at the inverting input terminal (-).

비교기(COP)의 비반전 입력 단자(+)에 인가된 전류 전압(Vo)의 레벨이 비교기(COP)의 반전 입력 단자(-)에 인가된 기준 전압(VREF)의 레벨보다 크면 비교기(COP)는 하이 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력하고, 반대로, 전류 전압(Vo)의 레벨이 기준 전압(VREF)의 레벨보다 작으면 비교기(COP)는 로우 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력한다. If the level of the current voltage Vo applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparator (COP) is greater than the level of the reference voltage (VREF) applied to the inverting input terminal (-) of the comparator (COP), the comparator (COP) Is outputting a high-level output voltage Vout. Conversely, when the level of the current voltage Vo is less than the level of the reference voltage VREF, the comparator COP outputs the low-level output voltage Vout.

제어 트랜지스터(T)는 비교기(COP)의 출력 전압(Vout)을 수신하는 제어 전극, 전원 전압(VDD)이 인가되는 입력 전극, 및 접지 전압이 인가되는 출력 전극을 포함한다. The control transistor T includes a control electrode receiving the output voltage Vout of the comparator COP, an input electrode to which the power voltage VDD is applied, and an output electrode to which the ground voltage is applied.

제1 구동 제어부(432)에 구비되는 제어 트랜지스터(T)는 전류 전압(Vo)의 레벨이 기준 전압(VREF)의 레벨보다 큰 경우, 비교기(COP)로부터 출력된 하이 레벨의 출력 전압(Vout)에 응답하여 턴-온 되어 접지 전압, 즉 로우 레벨의 제1 제어 신호(CS1)를 출력한다. 반대로, 제어 트랜지스터(T)는 전류 전압(Vo)의 레벨이 기준 전압(VREF)의 레벨보다 작은 경우 비교기(COP)로부터 출력된 로우 레벨의 출력 전압(Vout)에 응답하여 전원 전압(VDD), 즉 하이 레벨의 제1 제어 신호(CS1)를 출력한다. The control transistor T provided in the first driving control unit 432 is a high-level output voltage Vout output from the comparator COP when the level of the current voltage Vo is greater than the level of the reference voltage VREF. The first control signal CS1 is turned on in response to a ground voltage, that is, a low level. Conversely, when the level of the current voltage Vo is less than the level of the reference voltage VREF, the control transistor T responds to the low-level output voltage Vout output from the comparator COP, the power supply voltage VDD, That is, the high level first control signal CS1 is output.

이러한 방식으로, 구동 제어 회로(430)로부터 생성된 제1 제어 신호(CS1), 제2 제어 신호(CS2) 및 제3 제어 신호(CS3)는 스위칭부(200)의 제1 스위치(210), 제2 스위치(220) 및 제3 스위치(230) 각각에 공통적으로 인가된다. In this way, the first control signal CS1, the second control signal CS2, and the third control signal CS3 generated from the driving control circuit 430 are the first switch 210 of the switching unit 200, It is commonly applied to each of the second switch 220 and the third switch 230.

이에 따라서, 로우 레벨의 제1 제어 신호(CS1)가 제1 스위치(210)에 인가되면, 지그재그결선변압기(410)는 강제적으로 구동이 정지되고, 반대로, 하이 레벨의 제1 제어 신호(CS1)가 제1 스위치(210)에 인가되면 지그재그결선변압기(410)는 정상적으로 구동된다. Accordingly, when the low-level first control signal CS1 is applied to the first switch 210, the zigzag wiring transformer 410 is forcibly stopped, and conversely, the high-level first control signal CS1 When is applied to the first switch 210, the zigzag connection transformer 410 is normally driven.

다시 말해, 구동 제어 회로(430)로부터 로우 레벨의 제1 제어 신호(CS1)가 출력되는 경우는, 지그재그결선변압기(410) 측으로는 흐르는 부하 전류(IL)가 허용 범위를 넘는 경우이다. 즉, 지그재그결선변압기(410)의 부하량이 증가하는 경우이다. In other words, when the low-level first control signal CS1 is output from the driving control circuit 430, the load current IL flowing toward the zigzag wiring transformer 410 exceeds the allowable range. That is, when the load amount of the zigzag connection transformer 410 increases.

이와 같이, 지그재그결선변압기(410)의 부하량이 증가하는 경우, 지그재그결선변압기(410)에는 전류가 공급되지 않는다. 따라서, 지그재그결선변압기(410)는 강제적으로 구동이 정지되고 부하량 증가에 따른 지그재그결선변압기(410)의 발열을 막을 수 있다. In this way, when the load amount of the zigzag connection transformer 410 increases, the current is not supplied to the zigzag connection transformer 410. Accordingly, the zigzag connection transformer 410 is forcibly stopped, and heat generation of the zigzag connection transformer 410 due to an increase in the load amount can be prevented.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 전류 모니터 회로를 통해 N상 부스바에 흐르는 전류를 모니터링하고, 비교기와 제어 트랜지스터를 갖는 제1 구동 제어부, 제2 구동 제어부 및 제3 구동 제어부 각각은 모니터링된 전류가 열이 발생할 정도로 과도하면 제1 제어 신호, 제2 제어 신호 및 제3 제어 신호를 스위칭부에 구비되는 제1 스위치, 제2 스위치 및 제3 스위치에 제공하여 R상 부스바, S상 부스바 및 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어하므로써, 지그재그결선변압기 내에서의 과열 또는 과부하를 방지할 수 있다. As described above, according to the present embodiment, the current flowing through the N-phase busbar is monitored through the current monitor circuit, and the first driving control unit, the second driving control unit, and the third driving control unit each having a comparator and a control transistor are monitored. When the generated current is excessive enough to generate heat, the first control signal, the second control signal, and the third control signal are provided to the first switch, the second switch, and the third switch provided in the switching unit to generate the R-phase busbar and the S-phase. By controlling separately from each of the busbars and T-phase busbars, overheating or overload in the zigzag wiring transformer can be prevented.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to Examples, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You can understand.

100 : 영상고조파필터 200 : 스위칭부
210 : 제1 스위치 220 : 제2 스위치
220 : 제3 스위치 110, 310, 410 : 지그재그결선변압기
120, 320, 420 : 전류 모니터 회로 130, 330, 430 : 구동 제어 회로
320 : 전류 모니터 회로100: image harmonic filter 200: switching unit
210: first switch 220: second switch
220: 3rd switch 110, 310, 410: zigzag wiring transformer
120, 320, 420: current monitor circuit 130, 330, 430: drive control circuit
320: current monitor circuit

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete R상 부스바에 연결된 R상 분기선;
S상 부스바에 연결된 S상 분기선;
T상 부스바에 연결된 T상 분기선;
N상 부스바에 연결된 N상 분기선;
내부에서 영상고조파를 순환시키는 것에 의해 상기 영상고조파를 제거하는 지그재그결선변압기와, 상기 N상 부스바에 흐르는 전류를 모니터링하는 전류 모니터 회로와, 상기 전류 모니터 회로를 통해 모니터링된 전류를 근거로 상기 지그재그결선변압기를 상기 R상 부스바, 상기 S상 부스바, 상기 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어하도록 스위칭부의 동작을 제어하는 구동 제어 회로를 포함하는 영상고조파필터; 및
상기 R상 분기선, 상기 S상 분기선, 및 상기 T상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트립을 제어하는 스위칭부를 포함하되,
상기 전류 모니터 회로는,
상기 N상 부스바와 연결된 제1 노드에 연결된 비반전 입력 단자와 상기 N상 부스바와 연결된 제2 노드에 연결된 반전 입력 단자를 갖는 연산증폭기;
상기 연산증폭기의 출력 단자와 연결된 모니터 트랜지스터;
상기 제1 노드 및 상기 제2 노드 사이에는 연결된 제2 저항;
상기 제2 노드와 상기 반전 입력 단자 사이에 연결되어, 부하량의 급격한 변동에 따른 전압 변동을 최소화하여 상기 연산증폭기를 안정화시키는 제3 저항; 및
상기 제2 저항과 병렬로 연결되어, DC 성분을 차단하고 AC 성분을 통과시켜 상기 N상 부스바의 전압을 안정화시키는 커패시터를 포함하되,
상기 스위칭부는, 상기 R상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트랩을 제어하는 제1 스위치와, 상기 S상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트랩을 제어하는 제2 스위치와, 상기 T상 분기선과 상기 영상고조파필터 사이에 설치되어 상기 영상고조파필터의 투입 및 트랩을 제어하는 제3 스위치를 포함하고,
상기 구동 제어 회로는,
비반전 입력 단자를 통해 상기 전류 모니터 회로로부터 출력된 전류 전압을 수신하고, 반전 입력 단자를 통해 기준 전압을 수신하는 제1 비교기와, 제어 전극을 통해 상기 제1 비교기의 출력 전압을 수신하고, 전원 전압이 저항을 경유하여 입력 전극에 인가되고, 출력 전극을 통해 접지 전압이 인가되는 제1 제어 트랜지스터를 포함하여, 상기 지그재그결선변압기 측으로 흐르는 부하 전류(IL)의 허용 범위에 기초하여 설정된 기준 전압(VREF)의 레벨과 상기 전류 모니터 회로의 출력단 전압인 전류 전압(Vo)의 레벨을 비교하여 상기 제1 스위치의 동작을 제어하는 제1 제어 신호를 상기 제1 제어 트랜지스터의 입력 전극을 통해 상기 제1 스위치에 출력하는 제1 구동 제어부;
비반전 입력 단자를 통해 상기 전류 모니터 회로로부터 출력된 전류 전압을 수신하고, 반전 입력 단자를 통해 기준 전압을 수신하는 제2 비교기와, 제어 전극을 통해 상기 제2 비교기의 출력 전압을 수신하고, 전원 전압이 저항을 경유하여 입력 전극에 인가되고, 출력 전극을 통해 접지 전압이 인가되는 제2 제어 트랜지스터를 포함하여, 상기 기준 전압(VREF)의 레벨과 상기 전류 전압(Vo)의 레벨을 비교하여 상기 제2 스위치의 동작을 제어하는 제2 제어 신호를 상기 제2 제어 트랜지스터의 입력 전극을 통해 상기 제2 스위치에 출력하는 제2 구동 제어부; 및
비반전 입력 단자를 통해 상기 전류 모니터 회로로부터 출력된 전류 전압을 수신하고, 반전 입력 단자를 통해 기준 전압을 수신하는 제3 비교기와, 제어 전극을 통해 상기 제3 비교기의 출력 전압을 수신하고, 전원 전압이 저항을 경유하여 입력 전극에 인가되고, 출력 전극을 통해 접지 전압이 인가되는 제3 제어 트랜지스터를 포함하여, 상기 기준 전압(VREF)의 레벨과 상기 전류 전압(Vo)의 레벨을 비교하여 상기 제3 스위치의 동작을 제어하는 제3 제어 신호를 상기 제3 제어 트랜지스터의 입력 전극을 통해 상기 제3 스위치에 출력하는 제3 구동 제어부를 포함하여,
모니터링된 전류가 열이 발생할 정도로 과도하면 상기 지그재그결선변압기를 상기 R상 부스바, 상기 S상 부스바 및 상기 T상 부스바 각각으로부터 분리 제어하여 상기 지그재그결선변압기 내에서의 과열 또는 과부하를 방지하는 것을 특징으로 하는 발화 방지 기능을 갖는 영상고조파필터가 내장된 수배전반.
R-phase branch line connected to R-phase busbar;
S-phase branch line connected to the S-phase busbar;
T-phase branch line connected to the T-phase busbar;
N-phase branch line connected to the N-phase busbar;
A zigzag connection transformer that removes the image harmonics by circulating the image harmonics inside, a current monitor circuit that monitors the current flowing through the N-phase busbar, and the zigzag connection based on the current monitored through the current monitor circuit An image harmonic filter including a driving control circuit for controlling an operation of a switching unit to separate and control a transformer from each of the R-phase busbar, the S-phase busbar, and the T-phase busbar; And
A switching unit installed between the R-phase branch line, the S-phase branch line, and the T-phase branch line and the image harmonic filter to control input and trip of the image harmonic filter,
The current monitor circuit,
An operational amplifier having a non-inverting input terminal connected to a first node connected to the N-phase busbar and an inverting input terminal connected to a second node connected to the N-phase busbar;
A monitor transistor connected to the output terminal of the operational amplifier;
A second resistor connected between the first node and the second node;
A third resistor connected between the second node and the inverting input terminal to stabilize the operational amplifier by minimizing a voltage fluctuation according to a sudden change in a load amount; And
A capacitor connected in parallel with the second resistor to block a DC component and pass an AC component to stabilize the voltage of the N-phase busbar,
The switching unit is installed between the R-phase branch line and the image harmonic filter to control input and trap of the image harmonic filter, and the image harmonic filter is installed between the S-phase branch line and the image harmonic filter. A second switch for controlling input and trap of the T-phase branch line and a third switch installed between the T-phase branch line and the image harmonic filter to control input and trap of the image harmonic filter,
The drive control circuit,
A first comparator receiving a current voltage output from the current monitor circuit through a non-inverting input terminal and a reference voltage through an inverting input terminal, and receiving the output voltage of the first comparator through a control electrode, and a power supply Including a first control transistor in which a voltage is applied to the input electrode through a resistor and a ground voltage is applied through the output electrode, the reference voltage set based on the allowable range of the load current IL flowing toward the zigzag wiring transformer ( The first control signal for controlling the operation of the first switch by comparing the level of VREF with the level of the current voltage Vo, which is the voltage of the output terminal of the current monitor circuit, is transmitted to the first control signal through the input electrode of the first control transistor. A first driving control unit outputting to the switch;
A second comparator receiving a current voltage output from the current monitor circuit through a non-inverting input terminal and a reference voltage through an inverting input terminal, and receiving an output voltage of the second comparator through a control electrode, and a power supply Including a second control transistor in which a voltage is applied to an input electrode through a resistor and a ground voltage is applied through an output electrode, by comparing the level of the reference voltage VREF and the level of the current voltage Vo A second driving controller configured to output a second control signal for controlling an operation of a second switch to the second switch through an input electrode of the second control transistor; And
A third comparator receiving the current voltage output from the current monitor circuit through a non-inverting input terminal and a reference voltage through an inverting input terminal, and receiving the output voltage of the third comparator through a control electrode, and a power supply Including a third control transistor in which a voltage is applied to an input electrode through a resistor and a ground voltage is applied through an output electrode, the level of the reference voltage VREF and the level of the current voltage Vo are compared, and the Including a third driving control unit for outputting a third control signal for controlling the operation of the third switch to the third switch through the input electrode of the third control transistor,
When the monitored current is excessive enough to generate heat, the zigzag wiring transformer is controlled separately from the R-phase busbar, the S-phase busbar, and the T-phase busbar to prevent overheating or overload in the zigzag wiring transformer. A switchboard with a built-in image harmonic filter having an ignition prevention function, characterized in that.
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