KR200371173Y1 - Protection Switch, Emergency Switch and Transformer Tab Transfering Section of Automatic Voltage Regulator - Google Patents

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KR200371173Y1
KR200371173Y1 KR20-2004-0028507U KR20040028507U KR200371173Y1 KR 200371173 Y1 KR200371173 Y1 KR 200371173Y1 KR 20040028507 U KR20040028507 U KR 20040028507U KR 200371173 Y1 KR200371173 Y1 KR 200371173Y1
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Abstract

본 고안은 자동전압 조절기의 보조 스위치(50c), 비상 스위치(50b)와 보호 스위치(60)에 반도체 전력 스위치 소자인 사이리스터(SCR)의 스위치 기능을 적용하여 자동전압 조절기의 고장 발생시 중단없는 한전전원 비상공급을 위하여 보조 스위치(50c)에서 비상 스위치(50b)로의 자동 절체/절환시킴으로서 부하 기기로의 중단없는 한전전원 비상공급 실현과 보호 스위치(60)의 정지(OFF)동작으로 비례 변압기(20)로의 전원 공급을 차단하므로서 전력 손실(정격용량의 2% 손실)을 제거하고, 또한 비례 변압기(20)의 탭 전환부(40a,40b)를 트라이악과 순간 전류 제한용 및 트라이악 보호용 저항의 직렬 조합 구성에서 역병렬 구성 사이리스터 모듈(SCR Module) 단독 구성으로 전기적 특성이 좋은 반도체 스위치 소자를 탭 전환부(40c,40d)에 적용하므로서 트라이악과 순간 전류 제한 및 트라이악 보호용 저항의 빈번한 소손을 제거하고 순간 전류 제한용 및 트라이악 보호용 저항에서의 커다란 전력 손실(정격용량의 4% 손실)을 제거하여 자동전압 조절기의 효율 향상 및 전력을 절감시키며, 순차적인 탭 전환 방식의 제어로 인한 출력 전압 안정화 응답의 지연을 마이크로 프로세서를 이용하여 순시적인 탭 전환 방식의 제어 구현으로 신속한 출력 전압 안정화를 실현하며, 부하단의 고장 발생으로 인한 자동전압 조절기의 고장 및 부하 장비의 화재 발생을 방지하는데 목적이 있다.The present invention is applied to the auxiliary switch (50c), emergency switch (50b) and the protection switch 60 of the automatic voltage regulator by applying the switch function of the thyristors (SCR), a semiconductor power switch element, without interruption in the event of failure of the automatic voltage regulator Proportional transformer 20 by automatic switching / switching from auxiliary switch 50c to emergency switch 50b for emergency supply, without interruption of the KEPCO power supply to the load equipment, and by stopping the protection switch 60. Eliminating power loss (2% loss of rated capacity) by shutting off the power supply to the furnace, and also combining the tap switching sections 40a and 40b of the proportional transformer 20 with a triac and a series of instantaneous current limiting and triac protection resistors. Anti-parallel configuration Thyristor module (SCR module) alone configuration, triac and instantaneous current control by applying semiconductor switch element with good electrical characteristics to the tap switching unit (40c, 40d) Eliminates frequent burnout of the Han and Triac protective resistors and eliminates large power losses (4% of rated capacity) in the instantaneous current limiting and triac protective resistors, improving the efficiency of the automatic voltage regulator and saving power. The instantaneous tap-switching control is realized by using the microprocessor to delay the delay of output voltage stabilization response due to the in-tap switching method, and realize the rapid output voltage stabilization. The purpose is to prevent fire of load equipment.

Description

자동전압 조절기의 보호 스위치, 비상 스위치와 변압기탭 전환부{Protection Switch, Emergency Switch and Transformer Tab Transfering Section of Automatic Voltage Regulator}Protection Switch, Emergency Switch and Transformer Tab Transfering Section of Automatic Voltage Regulator

본 고안은 자동전압 조절기(AVR)에 관한것으로서, 보다 구체적으로는 자동전압 조절기(AVR)의 사이리스터(SCR)에 의한 보조 스위치, 비상 스위치, 보호 스위치와 변압기탭 전환부에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic voltage regulator (AVR), and more particularly to an auxiliary switch, an emergency switch, a protective switch and a transformer tap switching unit by a thyristor (SCR) of the automatic voltage regulator (AVR).

일반적으로 자동전압 조절기는 입력 전압의 변동이나 부하 변동에 의하여 변동되는 출력 전압을 출력전압 검출단(⑩,⑪)에 의하여 검출하여 검출된 출력 전압이 자동전압 조절기의 출력전압 규정 허용치(± 2％)를 벗어나면 자동전압 조절기 제어부(70)의 제어 신호에 의하여 비례 변압기(20) 각 각의 탭(①∼④,⑤∼⑧)에 연결된 트라이악 탭 전환부(40a,40b)의 트라이악(TRIAC) 게이트(Ga,Gb)에 동작(ON) 신호(G40a,G40b)가 인가되어 트라이악이 동작하므로서 탭전환부(40a)의 일탭과 타탭전환부(40b)의 일탭이 공동 연결부(80)에 의하여 통전되어 비례 변압기(20)탭의 권선에 의하여 정해진 탭전압의 조합으로 보상 변압기(10)의 2차측에 전압(V9-11)이 유도되고, 보상 변압기(10)의 1차측과 2차측의 권선비에 의하여 1차측으로의 보상 전압(V12-13= N1÷ N2× V9-11)에 의하여 주 변압기(30)의 1차측 전압(V14-16= Vin - V12-13)을 보상 조정하므로서 출력 전압(Vout = V17-18= N4÷ N3× V14-16)을 규정치 전압내로 안정화 시키는 장치이다.In general, the automatic voltage regulator detects the output voltage fluctuated by the change of the input voltage or the load by the output voltage detecting terminal, and the detected output voltage is the allowable value of the output voltage of the automatic voltage regulator (± 2%). Outside the), the triac (tria) of the triac tap changer (40a, 40b) connected to each of the taps (① to ④, ⑤ to ⑧) of the proportional transformer 20 by the control signal of the automatic voltage regulator controller 70 TRIAC) The ON signals G 40a and G 40b are applied to the gates G a and G b so that the triac is operated so that one tap of the tap switching unit 40a and one tap of the other tap switching unit 40b are jointly connected. The voltage V 9-11 is induced on the secondary side of the compensation transformer 10 by a combination of tap voltages which are energized by the connection part 80 and determined by the windings of the taps of the proportional transformer 20. a compensation voltage (V 12-13 = N 1 ÷ N 2 × V 9-11) of the primary and secondary windings ratio of the primary side by the The primary voltage (V 14-16 = Vin - V 12-13 ) of the main transformer 30 to a predetermined value the compensation adjustment hameuroseo output voltage (Vout = V = 17-18 N 4 N ÷ 3 × 14-16 V) It is a device to stabilize the voltage.

이하, 종래 기술에 따른 자동전압 조절기에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an automatic voltage regulator according to the prior art will be described with reference to the drawings.

도1은 종래 기술에 따른 자동전압 조절기의 회로도이다. 종래 기술의 자동전압 조절기는 입력단(H1,N1), 보상 변압기(10), 비례 변압기(20), 변압기탭 전환부(40a,40b), 주 변압기(30), 보조 스위치(MG1), 비상 스위치(50a), 제어부(70)와 출력단(H2,N2)으로 구성되며, 도시하지 않았지만 자동전압 조절기의 동작/정지 구동을 위하여 입력단(H1)이전에 직렬로 메인스위치(NO-FUSE BREAKER)가 연결되어있고, 다음의 모든 구성 요소들은 입력단(H1) 이후부터 구성된다. 구체적으로 설명하면, 배선용 차단기(커버나이프 스위치 또는 노-휴즈 브레카 사용)를 사용한 비상 스위치(50a)가 입력단(H1)의 일단(BY-PASS)과 주 변압기(30) 1차측의 일단(14)간에 직렬 연결되어 자동전압 조절기의 고장 발생시 주변압기(30)로의 한전 전원을 비상 연결(수동 작동)하여 출력단(H2,N2)으로 전원을 공급하며, 비상 스위치(50a)일단과 연결된 상기 입력단(H1)과 보상 변압기(10) 1차측의 일단(12)간에 자동전압 조절기의 회로별(3상 입력전원시 상회로별 설치) 동작/정지 구동을 위한 보조 스위치로서 마그네틱 스위치(MG1)가 연결되고, 보상 변압기(10) 1차측 일단(13)은 비상 스위치(50a)의 일단과 주 변압기(30) 1차측의 일단(14)과 공동 연결되어 주 변압기 1차측(14)으로 보상 전압(V12-13= N1÷ N2× V9-11)을 공급하며, 보상 변압기(10) 2차측(9,11)은 비례 변압기 탭(①,⑥)과 각각 연결되어 비례 변압기(20) 탭전압의 조합에 의하여 조합 유도 전압이 발생되며, 주 변압기(30) 1차측의 중간탭(15)과 일단(16)은 비례 변압기(20) 탭(⑨,⑧)과 입력단(N1)에 연결되어 비례 변압기에 일정한 전압(110V)을 공급하므로서 비례 변압기(20)탭의 권선에 의하여 정해진 탭전압을 유기 발생시키며, 순간 전류 제한용 및 트라이악 보호용 저항(Ra,Rb)과 트라이악(TRCa,TRCb) 일단(T2)의 직렬 연결로 구성된 일체가 각각 4개씩(X4) 구성된 변압기탭 전환부(40a)는 비례 변압기 탭(①,②,③,④)와 공동 연결부(80)의 측단(ⓐ,ⓑ,ⓒ,ⓓ)간에, 그리고 변압기탭 전환부(40b)는 비례 변압기 탭(⑤,⑥,⑦,⑧)과 공동연결부(80)의 타측단(ⓔ,ⓕ,ⓖ,ⓗ)간에 일대일 연결되어 제어부(70)의 동작 신호(G40a,G40b)에 의하여 탭전환부(40a)의 일탭과 타탭전환부(40b)의 일탭이 공동 연결부(80)으로 통전되어 비례 변압기(20)에 의한 보상 변압기(10)로의 조합 유도 전압을 유기시키며, 주 변압기(30)의 2차측(17,18)은 출력단(H2,N2)과 제어부(70)의 출력전압 검출단(⑩,⑪)에 연결되고, 연결된 제어부(70)의 출력전압 검출단(⑩,⑪)은 출력 전압의 변동을 검출하여 검출된 출력 전압이 규정 전압 허용치(± 2％)를 벗어나면 탭전환부(40a,40b) 트라이악에 게이트 동작(ON) 신호(G40a,G40b)를 인가하여 트라이악이 동작하므로서 통전되어 비례 변압기(20)탭의 권선에 의하여 정해진 탭전압의 조합으로 보상 변압기(10)의 2차측에 전압(V9-11)이 유도되고, 보상 변압기의 1차측과 2차측의 권선비에 의하여 1차측으로의 보상 전압(V12-13= N1÷ N2× V9-11)으로서 주 변압기(30)의 1차측 전압(V14-16= Vin - V12-13)을 보상 조절하고, 보상 조절된 주 변압기(30) 1차측 전압(V14-16)에 의하여 출력 전압(Vout = V17-18= N4÷ N3× V14-16)을 조절한 후 다시 제어부(70)의 출력전압 검출단(⑩,⑪)에 의하여 보상조절된 출력 전압을 재검출하여 규정 전압 허용치(± 2％)를 벗어나면 재보상조절된 출력 전압이 규정 전압 허용치(±2 ％)의 요구 조건을 만족할 때까지 순차적으로 변압기탭 전환부(40a,40b)의 트라이악을 동작 시켜서 출력 전압(Vout = V17-18= N4÷ N3× V14-16)을 조절한다.1 is a circuit diagram of an automatic voltage regulator according to the prior art. The prior art automatic voltage regulator includes an input stage H 1 , N 1 , a compensation transformer 10, a proportional transformer 20, a transformer tap switch 40a, 40b, a main transformer 30, an auxiliary switch MG1, It is composed of an emergency switch 50a, a control unit 70 and an output terminal (H 2 , N 2 ), but not shown, the main switch (NO−) in series before the input terminal (H 1 ) for the operation / stop driving of the automatic voltage regulator. FUSE BREAKER) is connected, and all following components are configured after the input stage (H 1 ). Specifically, the emergency switch 50a using a wiring breaker (using a cover knife switch or a no-fuse breaker) is connected to one end BY-PASS of the input terminal H 1 and one end 14 of the primary side of the main transformer 30. ) Is connected in series, and when the breakdown of the automatic voltage regulator occurs, emergency power (manual operation) of the KEPCO power supply to the peripheral voltage (30) to supply power to the output terminals (H 2 , N 2 ), and the above connected to the end of the emergency switch (50a) Magnetic switch (MG1) as an auxiliary switch for operation / stop driving for each circuit of the automatic voltage regulator (installed for each phase circuit in the 3-phase input power supply) between the input terminal H 1 and one end 12 of the primary side of the compensating transformer 10. Is connected, and one end 13 of the compensation transformer 10 is jointly connected with one end of the emergency switch 50a and one end 14 of the primary side of the main transformer 30 to the main transformer primary side 14. (12-13 V = N 1 N 2 × V ÷ 9-11) and supplying the compensation transformer 10 the secondary side (9, 11) is proportional to Combination induction voltage is generated by the combination of tap voltage ① and ⑥ respectively, and the proportional transformer 20 tap voltage is combined, and the intermediate tap 15 and one end 16 of the primary side of the main transformer 30 are proportional transformers. (20) It is connected to the tap (⑨, ⑧) and the input terminal (N 1 ) to supply a constant voltage (110V) to the proportional transformer by generating a tap voltage determined by the winding of the proportional transformer 20 tap, limiting the instantaneous current for and tRIAC protective resistor (R a, R b) and a triac (TRC a, TRC b) one end (T 2) are integrally configured in series connection, each 4 by one (X4) composed of a transformer tap switching unit (40a) of the Between the proportional transformer taps (①, ②, ③, ④) and the side ends (ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ) of the joint connection part 80, and the transformer tap switching part 40b, the proportional transformer taps (⑤, ⑥, ⑦, ⑧) and one-to-one connection between the other end (ⓔ, ⓕ, ⓖ, ⓗ) of the joint connector 80, one tap and the other tap of the tap switching unit 40a by the operation signal (G 40a, G 40b ) of the control unit 70 Switching section ( One tap of 40b is energized to the joint connection 80 to induce a combined induced voltage to the compensating transformer 10 by the proportional transformer 20, the secondary side (17, 18) of the main transformer 30 is the output terminal (H) 2 , N 2 ) and an output voltage detection terminal (⑩, ⑪) of the control unit 70, and the output voltage detection terminal (⑩, ⑪) of the connected control unit 70 detects a change in the output voltage and outputs the detected output. When the voltage is outside the specified voltage tolerance (± 2%), the triac is operated by applying the gate operation signal (G 40a, G 40b ) to the tap switching units 40a, 40b and the triac. 20) The voltage V 9-11 is induced on the secondary side of the compensating transformer 10 by the combination of tap voltages determined by the winding of the tap, and the compensation to the primary side is performed by the winding ratio of the primary side and the secondary side of the compensating transformer. Compensate and adjust the primary side voltage (V 14-16 = Vin-V 12-13 ) of the main transformer 30 as voltage (V 12-13 = N 1 ÷ N 2 × V 9-11 ). After the output voltage (Vout = V 17-18 = N 4 ÷ N 3 × V 14-16 ) is adjusted by the primary voltage (V 14-16 ) of the main transformer (30), the output voltage of the controller 70 is detected again. When the output voltage compensated by the stage is redetected and out of the specified voltage tolerance (± 2%), the output voltage until the recompensated regulated output voltage meets the requirements of the specified voltage tolerance (± 2%) In turn, by operating the triac of the transformer tap switching unit (40a, 40b) to adjust the output voltage (Vout = V 17-18 = N 4 ÷ N 3 × V 14-16 ).

하지만, 이와 같은 종래 기술의 자동전압 조절기는 다음과 같은 문제점이 있다.However, such a conventional automatic voltage regulator has the following problems.

첫째, 종래 기술의 자동전압 조절기는 고장 발생시 비상 스위치(50a,SW1) 수동 작동시의 아크발생으로 인한 비상 스위치 소손 방지 및 본 자동전압 조절기의 추가 고장 방지를 위하여 사람(수동 동작)에 의한 보조 스위치인 마그네틱 스위치(MG1)의 정지(OFF) 동작을 수행하여 반드시 회로를 차단시켜야만 하는 문제점과,First, the automatic voltage regulator of the prior art is an auxiliary switch by a human (manual operation) to prevent the emergency switch burnout caused by the occurrence of an arc during manual operation of the emergency switch (50a, SW1) and to prevent further failure of the automatic voltage regulator. The problem that the circuit must be cut off by performing the stop (OFF) operation of the in-magnetic switch (MG1),

둘째, 보조 스위치인 마그네틱 스위치(MG1)의 정지(OFF) 동작을 수행하여 반드시 회로를 차단한 후 부하 장비로의 출력 전압을 공급 유지하기 위해서 입력단(H1) 의 일단(BY-PASS)과 주 변압기(30)를 연결시에 비상 스위치(50a,SW1)를 사람에 의하여(수동) 작동시켜야만 하는 문제점과,Second, after performing the stop (OFF) operation of the auxiliary switch magnetic switch (MG1), the circuit must be shut off, and then the end (BY-PASS) and the main terminal of the input terminal (H 1 ) to maintain the output voltage to the load equipment. The problem that the emergency switch (50a, SW1) must be operated by a person (manual) when connecting the transformer 30,

셋째, 마그네틱 스위치(MG1)의 정지(OFF) 동작과 비상 스위치(50a,SW1)의 수동 작동에 의하여 부하 장비로의 전원 공급 중단이 반드시 발생하는 문제점이 있다.Third, there is a problem that the power supply to the load equipment is interrupted by the stop (OFF) operation of the magnetic switch (MG1) and the manual operation of the emergency switch (50a, SW1).

넷째, 종래 기술의 자동전압 조절기는 비상 스위치(50a,SW1) 수동 작동에 의하여 한전 전원이 주 변압기(30)로 공급되어 질때에 주 변압기(30) 일차측의 중간탭(15)과 일단(16)에 의하여 비례 변압기(20) 탭(⑨,⑧)으로의 계속적인 전원 공급에 의한 전력 손실(정격 용량의 2%)이 발생하는 문제점이 있다.Fourth, the automatic voltage regulator of the prior art has the intermediate tap 15 and one end 16 of the primary side of the main transformer 30 when the KEPCO power is supplied to the main transformer 30 by manual operation of the emergency switches 50a and SW1. ) Causes a power loss (2% of the rated capacity) caused by continuous power supply to the taps (9, 8) of the proportional transformer 20.

다섯째, 종래 기술의 자동전압 조절기는 입력 전압의 변동이나 부하 변동에 의하여 변동되는 출력 전압을 규정 전압 허용치(± 2％)내로 안정화 시키기 위하여 순차적으로 변압기탭 전환부(40a,40b)의 트라이악을 동작 시켜야 하기 때문에 출력 전압 안정화 응답 속도 지연의 문제점이 있다.Fifth, the automatic voltage regulator of the prior art sequentially controls the triacs of the transformer tap switching sections 40a and 40b to stabilize the output voltage fluctuated by the input voltage variation or the load variation within the specified voltage tolerance (± 2%). There is a problem of output voltage stabilization response speed delay because it must be operated.

여섯째, 자동 전압 조절기 탭전환부의 보호, 트라이악의 순간 전류 제한용 및 트라이악 보호용 저항에 때문에 저항에서의 커다란 전력 손실(정격 용량의 4% 손실)과 그에 따른 자동 전압 조절기의 내부 온도 상승의 문제점이 있다.Sixth, due to the protection of the automatic voltage regulator tap-changer, the triac instantaneous current limiting and the triac protection resistor, there is a problem of large power loss in the resistance (4% of rated capacity) and the internal temperature rise of the automatic voltage regulator. have.

일곱째, 특히 입력 전압이나 부하의 커다란 변동 발생시 순차적인 트라이악의 탭전환으로 인한 동시동작 상태의 트라이악 발생(예,⑤와ⓔ간 탭전환 트라이악과 ⑥과ⓕ간 탭전환 트라이악의 동시동작 상태로 인한 단락 회로 발생)으로 순간 단락 전류에 의한 트라이악과 순간 전류 제한용 및 트라이악 보호용 저항의 빈번한 소손이 발생하는 문제점이 있다.Seventh, in particular, when a large fluctuation in input voltage or load occurs, triac occurs in a synchronous operation due to sequential triac tap switching (e.g., due to simultaneous operation of a tap switching triac between ⑤ and ⓔ and a tap switching triac between ⑥ and ⓕ. Short-circuit occurrence) causes triac by the short-circuit current and frequent burnout of the resistor for limiting the instantaneous current and the triac protection.

여덟째, 부하 장비의 고장 발생시(특히,단락발생) 자동전압 조절기의 고장을 야기시키고, 부하측에 화재가 발생하는 문제점이 있다.Eighth, when a failure of the load equipment (in particular, short circuit occurs) causes a failure of the automatic voltage regulator, there is a problem that a fire occurs on the load side.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 비상 스위치(50b), 보조 스위치(50c)와 보호 스위치(60)에 반도체 스위칭 소자인 역병렬 구성 사이리스터 모듈(SCR Module)를 적용하여 자동전압 조절기의 고장 발생시 중단없는 한전전원 비상공급 실현과 비례 변압기(20)로의 전력 손실(정격 용량의 2% 손실)을 방지하고, 마이크로 프로세스에 의한 탭전환부 순시 제어로 즉각적인 출력 전압 안정화를 제공하며, 역전압특성(VRRM)과 동작서지전류(I2t)등 전기적 특성이 트라이악(TRIAC)보다 우수한 사이리스터(SCR)를 종래 탭전환부의 트라이악과 순간 전류 제한 및 트라이악 보호용 저항 직렬 구성체를 대체 적용하여 동시동작상태시(단락회로 발생시) 전기적 특성을 강화하여 고장발생을 방지하고, 또한 마이크로 프로세스에 의한 탭전환부의 순시 제어시 지연 시간을 추가하여 동시동작 상태(단락상태)를 방지하여 탭전환부 구성 요소(트라이악, 저항, 사이리스터등)의 소손을 방지하며, 순간 전류 제한 및 트라이악 보호용 저항을 제거하므로서 커다란 전력 손실(정격 용량의 4% 손실)을 제거하여 자동 전압 조절기의 효율 향상과 절력 절감을 실현하는데 목적이 있다. 또한, 부하단의 고장 발생시 마이크로 프로세스에 의한 검출에 의하여 비상 스위치와 보조 스위치에 정지(OFF)신호를 인가하여 자동전압 조절기의 동작을 정지시켜 상기 자동전압 조절기를 보호하고 부하장비의 고장(단락 상태)으로 인한 화재 발생을 방지하는데에도 목적이 있다.The present invention is applied to the emergency switch 50b, the auxiliary switch 50c and the protection switch 60 to solve the above problems by applying an anti-parallel configuration thyristor module (SCR Module) as a semiconductor switching element failure of the automatic voltage regulator Prevents uninterrupted emergency supply of KEPCO power supply and prevents power loss (2% loss of rated capacity) to the proportional transformer 20, and provides instant output voltage stabilization through instantaneous control of the tap-changing part by a micro process. The thyristor (SCR), which has better electrical characteristics such as (V RRM ) and operating surge current (I 2 t) than Triac, is applied simultaneously by replacing the conventional triac and triac with resistance series components for instantaneous current limiting and triac protection. When operating (when a short circuit occurs), it enhances the electrical characteristics to prevent the occurrence of a fault and also delays the instantaneous control of the tap switching unit by a micro process. Adds an inter-phase to prevent simultaneous operation (short-circuit), preventing burnout of tap-changer components (triac, resistor, thyristors, etc.), and eliminating instantaneous current limiting and triac protection resistors. 4% loss of capacity) to improve efficiency and reduce power savings of automatic voltage regulators. In addition, when a fault occurs in the load stage, a stop signal is applied to the emergency switch and the auxiliary switch by the microprocessor to stop the operation of the automatic voltage regulator, thereby protecting the automatic voltage regulator and failure of the load equipment. It is also aimed at preventing the fire caused by).

도1은 종래기술의 자동전압 조절기의 회로도1 is a circuit diagram of a conventional automatic voltage regulator

도2는 본 고안의 자동전압 조절기의 회로도2 is a circuit diagram of an automatic voltage regulator of the present invention.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *Description of the main symbols in the drawings

10:보상 변압기(TR1), 20:비례 변압기(TR2), 30:주 변압기(TR3),10: compensation transformer (TR1), 20: proportional transformer (TR2), 30: main transformer (TR3),

40a,40b,40c,40d:변압기탭 전환부, MG1,50c:보조 스위치,40a, 40b, 40c, 40d: Transformer tap changer, MG1, 50c: Auxiliary switch

50a,50b:비상 스위치, 60:보호 스위치, 70:제어부, 80:공동 연결부50a, 50b: emergency switch, 60: protective switch, 70: controller, 80: joint connection

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 자동전압 조절기는 역병렬 구성 사이리스터 모듈(SCR Module)을 적용한 보조 스위치(50c), 비상 스위치(50b), 보호 스위치(60)와 변압기탭 전환부(40c,40d), 그리고 입력단(H1,N1), 보상 변압기(10), 비례 변압기(20), 주 변압기(30), 제어부(70)와 출력단(H2,N2)을 포함하는 것을 특징으로하며, 도시하지 않았지만 자동전압 조절기의 동작/정지 구동을 위하여 입력단(H1) 이전에 직렬로 메인스위치(NO-FUSE BREAKER)가 연결되어있고,다음의 모든 구성 요소들은 입력단(H1) 이후 부터 구성된다. 구체적으로 설명하면, 역병렬 구성 사이리스터 모듈(SCR Module)를 사용한 비상 스위치(50b)가 입력단(H1)의 일단(BY-PASS)과 주 변압기(30) 1차측의 일단(14)간에 직렬 연결되어 자동전압 조절기의 고장 발생시 주변압기(30)로의 한전전원을 보조 스위치(50c)와 보호 스위치(60)의 정지(OFF) 동작과 동시에 연동하여 중단없이 자동 비상 절체/절환(자동 작동)하여 출력단(H2,N2)으로 한전전원을 비상공급하며, 비상 스위치(50b)일단(K1)과 연결된 상기 입력단(H1)과 보상 변압기(10) 1차측의 일단(12)간에 자동전압 조절기의 회로별(3상 입력전원시 상회로별 설치) 동작/정지 구동을 위한 역병렬 구성 사이리스터 모듈(SCR Module)를 사용한 보조 스위치(50c)가 연결되고, 보상 변압기(10) 1차측 일단(13)은 비상 스위치(50b)의 일단(K2)과 주 변압기(30) 1차측의 일단(14)과 공동 연결되어 주 변압기 1차측(14)으로 보상 전압(V12-13= N1÷ N2× V9-11)을 공급하며, 보상 변압기(10) 2차측(9,11)은 비례 변압기 탭(①,⑥)과 각각 연결되어 비례 변압기(20) 탭전압의 조합에 의하여 조합 유도 전압이 발생되며, 역병렬 구성 사이리스터 모듈(SCR Module)를 사용한 보호 스위치(60)은 주 변압기(30) 1차측의 중간탭(15)과 비례 변압기(20) 전원탭(⑨)사이에 직렬 연결되어 자동전압 조절기의 정상 동작시에는 비례 변압기에 일정한 전압(110V)을 공급하므로서 비례 변압기(20)탭의 권선에 의하여 정해진 탭전압을 유기 발생시키며, 자동전압 조절기의 고장 발생시에는 제어부(70)의 정지(OFF)신호(G60)에 의하여 회로를 차단시킴으로서 비례 변압기(20)으로의 전압(110V) 공급을 중단시켜 전력 손실(정격 용량의 2%)을 방지하고, 주 변압기(30) 일단(16)은 비례 변압기(20) 탭(⑧)과 입력단(N1)에 연결되어 보호스위치(60)와의 구성으로 비례 변압기(20)로의 전원 공급 폐회로를 구성하며, 역병렬 구성 사이리스터 모듈(SCR Module) 각각 4개씩(X4) 구성된 변압기탭 전환부(40c)는 비례 변압기탭(①,②,③,④)와 공동 연결부(80)의 측단(ⓐ,ⓑ,ⓒ,ⓓ)간에, 그리고 변압기탭 전환부(40d)는 비례 변압기탭(⑤,⑥,⑦,⑧)과 공동 연결부(80)의 타측단(ⓔ,ⓕ,ⓖ,ⓗ)간에 일대일 연결되어 제어부(70)의 순시 동작 신호(G40c,G40d)에 의하여 탭전환부(40c)의 일탭과 타탭전환부(40d)의 일탭이 공동 연결부(80)으로 통전되어 비례 변압기(20)에 의한 보상 변압기(10)로의 조합 유도 전압을 유기시키며, 주 변압기(30)의 2차측(17,18)은 출력단(H2,N2)과 제어부(70)의 출력전압 검출단(⑩,⑪)에 연결되고, 연결된 제어부(70)의 출력전압 검출단(⑩,⑪)은 출력 전압의 변동을 검출하여 검출된 출력 전압이 규정 전압 허용치(± 2％)를 벗어나면 마이크로 프로세서(CPU)의 출력 전압을 안정화 시키기 위한 프로그램에 의하여 기(이미)정해지고 요구되어지는 탭전환부(40c,40d)의 역병렬 구성 사이리스터 모듈에 게이트 동작(ON)신호(G40c,G40d)를 순시적으로 인가하여 역병렬 구성 사이리스터 모듈이 동작하므로서 통전되어 비례 변압기(20)탭의 권선에 의하여 정해진 탭전압의 조합으로 보상 변압기(10)의 2차측에 전압(V9-11)이 유도되고, 보상 변압기(10)의 1차측과 2차측의 권선비에 의하여 1차측으로의 보상 전압(V12-13= N1÷ N2× V9-11)으로서 주 변압기(30)의 1차측 전압(V14-16= Vin - V12-13)을 보상 조절하고, 보상 조절된 주 변압기(30) 1차측 전압(V14-16)에 의하여 출력 전압(Vout = V17-18= N4÷ N3× V14-16)을 순시적으로 조절하여 출력 전압 안정화 속도를 증가시킬 수 있다. 특히, 탭전환부의 구성을 트라이악보다 역전압특성(VRRM)과 동작서지전류(I2t)등 전기적 특성이 우수한 사이리스터로 대체적용하므로서(예, 실효치전류 70A용 트라이악의 경우 VRRM=600V, I2t=4160A2s 이고, 실효치전류 70A용 사이리스터의 경우 VRRM=1600V, I2t=10660A2s 이다) 동시동작 상태시(단락회로 발생시) 전기적 특성을 강화하고 또한 마이크로 프로세서(CPU)에 의한 탭전환부의 순시 제어로 출력 전압 안정화 속도를 향상시킬 수 있으며, 출력전압 변동으로 인한 요구되어지는 탭전환부의 동작(ON)신호 인가시 기동작중인 탭전환부의 정지동작확인후 인가하기 때문에 동시동작 상태(단락상태)를 방지하여 탭전환부 구성 요소(트라이악, 저항, 사이리스터등)의 소손을 방지할 수 있다. 그리고 주 변압기(30)의 2차측 일단(17, 또는18)과 출력단(H2,또는N2)간의 회로 라인상에 출력전류 검출단(⑫,⑬)으로서 변류기(Current Transformer)가 연결되어 출력전류 표시 및 부하단의 고장 발생시 마이크로 프로세서(CPU)의 처리 순서 제어 프로그램에 의하여 기(이미)정해지고 요구되어지는 비상 스위치와 보조 스위치에 정지(OFF)신호를 인가하여 자동전압 조절기의 동작을 정지시켜서 상기 자동전압 조절기와 부하 장비를 보호하고 화재 발생을 방지할 수 있다In order to achieve the above object, the automatic voltage regulator of the present invention includes an auxiliary switch 50c, an emergency switch 50b, a protection switch 60, and a transformer tap switching unit 40c, 40d to which an anti-parallel configuration thyristor module is applied. And an input stage (H 1 , N 1 ), a compensation transformer 10, a proportional transformer 20, a main transformer 30, a control unit 70 and an output stage (H 2 , N 2 ), Although not shown, the main switch (NO-FUSE BREAKER) is connected in series before the input terminal (H 1 ) for the operation / stop driving of the automatic voltage regulator, and all the following components are configured after the input terminal (H 1 ). do. Specifically, the emergency switch 50b using the anti-parallel configuration thyristor module (SCR Module) is connected in series between one end BY-PASS of the input terminal H 1 and one end 14 of the primary side of the main transformer 30. In the event of a failure of the automatic voltage regulator, the KEPCO power supply to the peripheral voltage regulator 30 is synchronized with the stop (OFF) operation of the auxiliary switch (50c) and the protection switch (60). (H 2 , N 2 ) emergency power supply to the KEPCO, an automatic voltage regulator between the input terminal (H 1 ) connected to one end (K 1 ) of the emergency switch (50b) and one end (12) of the primary side of the compensation transformer (10) Auxiliary switch 50c using the anti-parallel configuration thyristor module (SCR module) for the operation / stop driving of each circuit (installation of each phase circuit in case of three-phase input power) is connected, and the first end of the compensation transformer 10 (13) ) Is jointly connected to one end K 2 of the emergency switch 50b and one end 14 of the primary side of the main transformer 30. Supply the compensation voltage (V 12-13 = N 1 ÷ N 2 × V 9-11 ) to the primary transformer primary side (14), the secondary transformer (9, 11 ) of the compensation transformer (10) , ⑥) and the combination induced voltage is generated by the combination of the proportional transformer 20 tap voltages, and the protection switch 60 using the anti-parallel configuration thyristor module (SCR Module) is connected to the primary side of the primary transformer 30. It is connected in series between the intermediate tap 15 and the proportional transformer 20 power tap ⑨ by the winding of the proportional transformer 20 tap by supplying a constant voltage (110V) to the proportional transformer during the normal operation of the automatic voltage regulator. It generates a predetermined tap voltage, and in the event of a failure of the automatic voltage regulator, cuts off the circuit by the OFF signal G 60 of the controller 70 to stop supply of the voltage 110V to the proportional transformer 20. Prevents power loss (2% of rated capacity) and one end 16 of main transformer 30 is proportional transformer 20 It is connected to the tap (⑧) and the input terminal (N 1 ) and constitutes a closed circuit of power supply to the proportional transformer 20 by the configuration of the protection switch 60, and consists of four anti-parallel thyristor modules (X4) The transformer tap switching unit 40c is between the proportional transformer taps ①, ②, ③, ④ and the side ends ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ of the joint connecting unit 80, and the transformer tap switching unit 40d is a proportional transformer. One-to-one connection between the taps (⑤, ⑥, ⑦, ⑧) and the other end (ⓔ, ⓕ, ⓖ, ⓗ) of the joint connection portion 80, the tap by the instantaneous operation signals (G 40c, G 40d ) of the control unit 70 One tap of the switching unit 40c and one tap of the other tap switching unit 40d are energized to the joint connection unit 80 to induce a combination induced voltage from the proportional transformer 20 to the compensation transformer 10, and the main transformer 30. The secondary sides 17 and 18 of are connected to the output terminals H 2 and N 2 and the output voltage detection stages ⑩ and 제어부 of the control unit 70, and the output voltage detection stages of the connected control unit 70. ) Is the output voltage If the output voltage detected by detecting copper is out of the specified voltage tolerance (± 2%), the tap switching unit 40c, which is already determined and required by a program for stabilizing the output voltage of the microprocessor (CPU), is required. A tap applied by the winding of the proportional transformer 20 tap is energized by applying a gate operation (ON) signal (G 40c, G 40d ) to the antiparallel configuration thyristor module of 40d instantaneously and operating the antiparallel configuration thyristor module. The combination of the voltages induces a voltage (V 9-11 ) on the secondary side of the compensation transformer (10), and the compensation voltage (V 12-13) on the primary side by the winding ratio of the primary and secondary sides of the compensation transformer (10). = N 1 ÷ N 2 × V 9-11 ) to compensate and adjust the primary side voltage (V 14-16 = Vin − V 12-13 ) of the main transformer 30 and to compensate and regulate the primary side of the main transformer 30. by controlling the output voltage (Vout = V 17-18 = N 4 ÷ N 3 × V 14-16) by the voltage (V 14-16) to instantaneously The output voltage stabilization rate can be increased. In particular, the reverse voltage characteristic configuration portion tap switching than triac (V RRM) and operating surge current (I 2 t), if such electrical properties is tri malicious replacement applied hameuroseo (e.g., the effective value of current 70A as excellent thyristor V RRM = 600V , I 2 t = 4160A 2 s and V RRM = 1600V for thyristor for effective value 70A, I 2 t = 10660A 2 s) In case of synchronous operation (when a short circuit occurs) Instantaneous control of the tap-changing unit can improve the output voltage stabilization speed, and it is applied after checking the stop operation of the tap-changing unit in operation when the ON (on) signal of the tap-changing unit required by the output voltage is applied. By preventing the simultaneous operation state (short-circuit state), it is possible to prevent the burnout of the tap switching part components (triac, resistance, thyristor, etc.). A current transformer is connected as an output current detection stage on a circuit line between the one end 17 or 18 of the secondary side of the main transformer 30 and the output terminal H 2 or N 2 . In the event of a fault in the current display or load stage, the automatic voltage regulator is stopped by applying an OFF signal to the emergency switch and the auxiliary switch that are already defined and required by the processing sequence control program of the microprocessor (CPU). To protect the automatic voltage regulator and the load equipment and to prevent fire

이상 상술한 바와 같이, 본 고안의 자동전압 조절기는 제어부의 마이크로 프로세서(CPU)에 의한 제어 동작/정지 신호에 따라 비상 스위치, 보조 스위치, 보호스위치등이 구동하기 때문에 자동전압 조절기의 고장 발생시 무순단 자동 절체/절환하므로서 사람의 감시/제어없이 부하 장비에 전원공급을 중단없이 공급하므로서 부하 장비를 보호할수 있고, 자동전압 조절기를 사용하기에 편리하며, 비례 변압기(20)로의 전력 손실(정격 용량의 2%손실)을 방지하므로서 절력 절감 실현과, 부하장비의 고장(단락발생)시에도 마이크로 프로세서(CPU)에 의한 보호 동작으로 자동전압 조절기를 안전하게 사용할 수 있으며, 가격이 비싼 기구적 개폐기인 마그네틱스위치(Magnetic Switch)와 노-퓨즈 브레카(NFB, N0-FUSE BREAKER)대신에 저렴한 역병렬 구성 사이리스터 모듈(SCR Module)을 사용하므로서 생산원가를 절감할수있으며, 또한 전기적 특성이 우수한 역병렬 구성 사이리스터 모듈(SCR Module)을 트라이악과 순간 전류 제한 및 트라이악 보호용 저항으로 구성된 종래 변압기탭 전환부에 사용하여 고가의 저항 제거에 의한 생산 원가 절감과 커다란 전력 손실(정격 용량의 4% 손실)을 제거하여 자동 전압 조절기의 효율 향상과 전력 절감 효과가 있으며, 빈번한 종래 변압기탭 전환부의 소손을 방지하여 유지 보수의 비용 절감과 편리성을 가져올 수 있다.As described above, the automatic voltage regulator of the present invention is operated in response to the control operation / stop signal by the microprocessor (CPU) of the controller, so that an emergency switch, an auxiliary switch, a protection switch, etc. are indispensable when a failure of the automatic voltage regulator occurs. It is possible to protect the load equipment by supplying power to the load equipment without interruption / control of human by automatic switching / switching, it is convenient to use the automatic voltage regulator, and the power loss to the proportional transformer 20 (of rated capacity 2% loss) to save power, and to operate the automatic voltage regulator safely by microprocessor (CPU) protection even in case of load equipment failure (short circuit occurrence). Magnetic switch, expensive mechanical switch Cheap anti-parallel configuration thyristor module instead of magnetic switch and no-fuse breaker Cost savings by using the SCR module, which can reduce the production cost and eliminate the costly resistance by using the anti-parallel configuration thyristor module (SCR Module) with excellent electrical characteristics, which is composed of triac, instantaneous current limiting and triac protection resistors. It reduces the production cost and large power loss (4% of rated capacity) and improves the efficiency of the automatic voltage regulator and saves power. It also prevents frequent burnout of the conventional transformer tap switching part, thereby reducing maintenance cost and convenience. You can bring the last name.

Claims (5)

교류 전원을 인가하기 위한 입력단(H1,N1)과, 입력단(H1)에 직렬연결되고 한전전원의 비상공급을 위한 비상스위치(50b)와, 입력단(H1)과 보상변압기(10)간에 직렬연결되거나 또는 보상 변압기의 1차측과 주변압기의 1차측간에 연결되어 회로의 구동을 위한 보조 스위치(50c)와, 주변압기(30)와 비례변압기(20)간에 직렬연결되어 자동전압 조절기의 고장발생시 장치의 추가고장 방지 및 전력손실를 제거하기 위한 보호 스위치(60)와, 비례변압기(20)에 연결되어 보상변압기(10)로의 조합 유도 전압발생을 위한 변압기탭 전환부(40c,40d)와, 보상 변압기(10), 비례 변압기(20), 주 변압기(30)와, 마이크로 프로세서(CPU)에 의한 제어부(70)와, 출력전압 표시와 검출을 위한 출력전압 검출단과, 출력전류 표시와 검출을 위한 변류기와, 출력단(H2,N2)을 포함하여 구성되는 자동전압 조절기에 있어서, 반도체 스위칭 소자인 사이리스터(SCR,TRIAC등)을 적용하는 다음장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동전압 조절기.An input stage H 1 , N 1 for applying AC power, an emergency switch 50b connected in series with the input terminal H 1 , for emergency supply of KEPCO power, an input stage H 1 , and a compensation transformer 10. Connected in series or between the primary side of the compensating transformer and the primary side of the peripheral voltage transformer, the auxiliary switch 50c for driving the circuit, and the series voltage between the peripheral voltage transformer 30 and the proportional transformer 20 are connected in series. A protection switch 60 for preventing additional failure of the device and eliminating power loss in the event of a failure; and a transformer tap switching unit 40c, 40d connected to the proportional transformer 20 for generating a combination induced voltage to the compensation transformer 10; Compensation transformer 10, proportional transformer 20, main transformer 30, control unit 70 by microprocessor (CPU), output voltage detection stage for output voltage display and detection, output current display and detection a current transformer for the output stage (H 2, N 2) which comprises a In such a voltage regulator, the automatic voltage regulator, characterized in that it comprises the following devices for applying the semiconductor switching element thyristor (SCR, TRIAC, and so on). 교류 전원 입력단(BY-PASS)과 주변압(30)기의 1차측간(14)에 연결되는 비상스위치와, 교류 전원 입력단(H1)과 보상 변압기의 1차측간에 연결되거나 또는 보상 변압기의 1차측과 주변압기의 1차측간에 연결되는 보조 스위치와, 주 변압기의 1차측과 비례 변압기간에 연결되는 보호 스위치.An emergency switch connected between the AC power input terminal BY-PASS and the primary side 14 of the peripheral pressure 30, and between the AC power input terminal H 1 and the primary side of the compensation transformer, or 1 of the compensation transformer. An auxiliary switch connected between the primary side and the primary side of the peripheral voltage, and a protective switch connected between the primary side of the main transformer and the proportional transformer. 청구항 1에 있어서, 반도체 스위칭 소자인 역병렬 구성 사이리스터 모듈(SCR Module)을 적용한 변압기탭 전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동전압 조절기.The automatic voltage regulator of claim 1, further comprising a transformer tap switching unit to which an anti-parallel configuration thyristor module, which is a semiconductor switching element, is applied. 청구항 1에 있어서, 릴레이(Relay) 또는 마그네틱 스위치(Magnetic Switch)를 적용하여 주 변압기의 1차측과 비례 변압기간에 연결되는 보호 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동전압 조절기.The automatic voltage regulator of claim 1, further comprising a protection switch connected between a primary side of the main transformer and a proportional transformer by applying a relay or a magnetic switch. 청구항 1에 있어서, 마이크로 프로세서(CPU)에 의하여 반도체 스위칭 소자인 사이리스터(SCR,TRIAC등)와 역병렬 구성 사이리스터 모듈의 동작/정지 신호를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동전압 조절기.The automatic voltage regulator of claim 1, further comprising a control unit configured to control an operation / stop signal of a thyristor (SCR, TRIAC, etc.), which is a semiconductor switching element, and an anti-parallel configuration thyristor module by a microprocessor (CPU). 청구항 1에 있어서, 출력전류 검출단으로서 변류기를 적용하여 마이크로 프로세서(CPU)에 의한 과부하 보호 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동전압 조절기.The automatic voltage regulator as set forth in claim 1, comprising an overload protection function by a microprocessor by applying a current transformer as an output current detection stage.
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