KR20180082844A - Electric fault master recovery device(breaker) - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기고장 만능 복구(차단)기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단상 3선식 또는 삼상 4선식 배전계통에서 전원 측의 누전, 단선(단상 3선식(R0 또는 R1 또는 N), 삼상 4선식(R 또는 S 또는 T 또는 N)), 접촉불량에 의한 전기고장을 복구 또는 경보(통보) 또는 차단하기 위하여 고장출력기를 상기 배전계통에 연결하고 연결된 상기 고장출력기에서 상기 전기고장이 발생하면 중성선의 고장전류를 출력하고, 상기 고장전류를 검출하는 고장검출기를 구비한 전기고장 만능 복구(차단)기에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an electrical fault-resilient (shut-off) machine, and more particularly, to an electrical fault-resilient (shutoff) machine having a single- or three-phase four- R or S or T or N), a failure output device is connected to the power distribution system to recover or alert an electrical failure due to a contact failure, and if the electrical failure occurs in the connected failure output device, To an electric failure universal recovery (blocking) device having a fault detector for outputting a current and detecting the fault current.
일반적으로 저압수용가의 전기시설물에는 배선용차단기(molded case circuit breaker) 또는 과부하보호겸용 누전차단기를 시설하며, 상기 배선용차단기는 배선에 흐르는 고장전류(전압)에 대하여 동작하도록 과부하를 겸한 단락보호를 하고 상기 누전차단기(earth leakage circuit breaker)는 누전과 과부하 및 단락보호를 겸한 누전차단기로서, 차단기는 몰드 케이스 내에 수용되어 있는 것이 보통이며, 배선용차단기와 누전차단기는 교류 600V 이하, 또는 직류 250V 이하의 저압 옥내전압의 회로에서 배선보호에 사용되는 몰드 케이스(Mold case)차단기를 말하며, 일반적으로 배선용차단기는 MCCB(쁘레커), 누전차단기는 ELCB(이엘비)의 명칭으로 호칭되기도 한다.Generally, the electric facilities of the low-voltage customer are provided with a molded case circuit breaker or an earth leakage breaker for overload protection. The above-mentioned wiring breaker has short-circuit protection for overloading to operate against a fault current (voltage) The earth leakage circuit breaker is an earth leakage breaker which is combined with the earth leakage, overload and short circuit protection. The circuit breaker is normally housed in a molded case. The circuit breaker and the earth leakage breaker are alternately grounded at 600 V or less, Mold case circuit breaker used for protection of wiring in voltage circuit. In general, MCCB (Leakage circuit breaker) and ELCB (ELEB) are sometimes referred to as the name of the circuit breaker.
또한, 누전 차단기는 5-30mA 정도의 누설전류를 감지하여 감전을 방지하지만 대부분의 퓨즈나 배선용차단기는 수 A 정도의 큰 전류에서 작동하여 작은 누설전류에 의한 감전사고를 방지하기 위해서는 누전차단기를 사용하여야 하며 전기 충격이 심장까지 전해져 감전사하지 않도록 5-30mA 정도의 누설전류를 25-40밀리초 시간 안에 회로를 차단하며 국가 및 지역에 따라서 차단 기준이 되는 누설전류가 다르고 우리나라에서는 정격전류의 2000분의 1로 제한하고 있으며 누전차단기의 정격전류가 100A라면 그 누설전류는 50mA이내이다.In addition, the earth leakage breaker detects the leakage current of about 5-30mA to prevent electric shock. However, most fuses and wiring breakers operate with a large current of about A to prevent electric shock due to small leakage current. It is necessary to prevent the electric shock from being transmitted to the heart so that the leakage current of about 5-30mA is cut off within 25-40 millisecond time. The leakage current which is the cutoff standard is different according to the country and region. In Korea, And the leakage current is within 50mA if the rated current of the earth leakage breaker is 100A.
일반적인 누전 차단기는, 전력선으로 나가는 전류와 중립선으로 들어오는 전류의 차이를 측정하여 나가는 전류와 들어오는 전류의 합이 0이 아니면 어딘가 누전이 되고 있다는 뜻으로 이 때 누전차단기가 작동하여 누설전류를 차단하게 되고 큰 전류를 차단하는 차단기와는 서로 보완 관계이며, 누전전용 차단기만으로는 과부하나 단락을 방지할 수 없어 대부분 과전류(단락) 겸용인 누전차단기를 사용하고 있다.A general earth leakage circuit breaker measures the difference between the current flowing through the power line and the current flowing through the neutral line. If the sum of the current flowing in and the current flowing in is not zero, it means that there is a short circuit somewhere. And the circuit breaker which cuts off the large current is complementary to each other. The circuit breaker only for the leakage current can not prevent the overload or the short circuit. Therefore, the circuit breaker is mostly used for the overcurrent (short circuit).
또한, 누설차단 전류가 500mA 이상인 누전 차단기는 차단 전류가 낮을 때 사고로 가동될 수 있는 데이터센터 같은 환경에 설치된다. 이러한 누전 차단기는 감전보다는 화재 방지용으로 설치되어 있다.In addition, an earth leakage breaker with a leakage break current of 500 mA or more is installed in an environment such as a data center that can be accidentally operated when the breaking current is low. These earth leakage breakers are installed for fire prevention rather than electric shock.
그러나, 전기화재는 매년 줄어들지 않고 발생하고 있으며 고압수용가보다 저압수용가의 열악한 전기시설 때문에 한전에서 중성선이 단선된 전기를 공급하거나, 결상된 전기를 공급하면 저압수용가는 이상전압 유입에 대한 아무런 대책을 세울 수가 없어 전기기기의 과열소손이나 전기화재가 발생한다.However, electricity fires are not decreasing year by year, and when the neutral electricity is supplied from KEPCO due to the poor electrical facilities of the low-voltage customers than the high-voltage customers, or if the supplied electricity is supplied, the low-voltage customers will take no measures against the abnormal voltage input The electric appliance is overheated and an electric fire occurs.
또한, 계통에서 접촉불량이 발생하거나, 저압수용가 건물의 전기수용 인입구부터 누전차단기가 시설된 분배전반까지는 누전감시의 사각지대로 이곳에서 누전사고가 발생하면 아무런 대책 없이 감전, 전기화재로 이어지고, 이러한 전기화재에는 다양한 원인이 있으며, 그 중 주요 요인을 살펴보면 다음과 같다.In addition, if there is a fault in the system, or if there is a short-circuit accident in the area where the electric leakage from the electric receptacle of the low-voltage building to the distribution with the earth leakage breaker is made, it leads to electric shock and electric fire. There are various causes of electric fire. Major factors are as follows.
먼저, 합선으로, 전선의 껍질(피복)이 벗겨지거나 전선에 못, 핀 등으로 고정시키거나 움직일 수 있는 전선 위에 무거운 것을 올려놓아 전선의 두 가닥이 직접 또는 간접 저항으로 접촉되어 전류는 쉽게 흐를 수 있는 접촉부분으로 집중적으로 흘러 합선(단락)현상이 일어나는데 이때 도체 간 접촉에 의한 불꽃이 발생하면서 화재로 이어지게 된다.First of all, with the short circuit, the shell of the electric wire is peeled off, or the heavy wire is placed on the wire which can be fixed with the nail, pin or the like to the electric wire, and the two strands of the electric wire are directly or indirectly contacted with each other, (Short-circuit) phenomenon occurs at this time, the flame is generated by the contact between the conductors, which leads to a fire.
과부하는, 정격용량보다 많은 양의 전기를 초과하여 사용할 경우나 불평형전류로, 전선이나 전기기기 자체 또는 배선기구의 접속부에서 열이 과다하게 발생하여 화재로 발전하게 된다.The overload is caused by excessive use of electricity in excess of the rated capacity, unbalanced current, excessive heat at the connection of the electric wire or the electric appliance itself or the wiring device, and the electric power is generated by the fire.
불평형전류는, 평형부하(삼상전동기 등)에서 결상, 단선, 부하기기의 고장과 불평형 단상부하의 중성선이 단선되거나, 부하기기의 고장으로 발생하며 삼상평형부하의 과전류는 전자식 과부하계전기(EOCR)로 어느 정도 계통의 보호가 가능하나 전동기초기 시동 시와 제어전원에 결상이상이 생기거나 중성선이 단선되면 그 보호가 수월하지 않다.The unbalanced current is caused by failure of the phase equilibrium load (three-phase motor, etc.), disconnection, failure of the load equipment, neutral line of the unbalanced single-phase load, or failure of the load device. The overcurrent of the three-phase balanced load is controlled by the electronic overload relay It is possible to protect the system to a certain extent, but protection is not easy when the motor starts at the initial start-up and when an abnormality occurs in the control power supply or the neutral line is disconnected.
누전은, 전기가 통하는 전선 이외의 물체를 통해 전기가 외부로 흐르는 것으로, 누전 화재는 전류가 통로로 설계된 부분을 거치지 않고 건물 및 부대 설비 등으로 흘러 열이 축적되고 이것이 발열하여 화재를 일으킨다.In the case of a short circuit, electricity flows to the outside through an object other than a wire through which electric power flows. Leakage fires flow to a building or an auxiliary facility without passing through a portion designed for a current path, and heat accumulates.
접촉불량은, 전선의 접속점(회로의 분기 등)에서 저항이 생겨 흐름의 장애가 일어난 것으로, 이러한 장애가 일정한 시간 이상 누적되면 전선의 피복이 탄화되어 전선의 도체인 +, - 전극이 부딪침으로써 불이 나게 된다.The contact failure is caused by the resistance at the connection point of the wire (branching of the circuit, etc.) and the obstruction of the flow occurs. If the obstacle accumulates for a predetermined time or more, the coating of the wire becomes carbonized, causing the +, - do.
또한, 결상, 단선으로 인한 과전류, 과전압, 불평형 전력, 영상고조파 등도 전기화재를 야기하고 있지만 첨부한 선행기술이 있어 자세한 설명은 생략하고 접촉불량에 대해서만 설명하고자 한다.In addition, over-current, over-voltage, unbalanced power, and image harmonics due to image formation, disconnection, and the like are caused by electric fire, but there is a prior art attached, and detailed explanation will be omitted and only contact failure will be explained.
이와 같이 전기화재의 원인은 다양한데, 각 화재 원인들은 수반하는 물리 현상이 모두 상이하므로, 이들을 감지하기 위해 이용되는 방법 또한 모두 상이하고 보호계전기의 종류도 다양하다.As such, the causes of electrical fires are diverse. Because the causes of fire in each cause are different from each other, the methods used to detect them are also different, and the types of protective relays are also various.
일례로, 현재 사용되고 있는 전력량계는 기계식 전력량계와 전자식 전력량계가 있으며, 양자 모두 구조가 전력량계의 본체에 단자부가 구성되어 있다.For example, currently used watt-hour meters are mechanical watt-hour meters and electronic watt-hour meters, and both have a terminal structure in the body of the watt-hour meter.
그러나, 그러한 단자부의 설치로 인하여 전력량계의 단자부 결선작업의 애로점, 단자부의 발열사고, 단자부 안전사고, 단자부 무단조작, 제조원가의 상승, 전력량계 소형화의 장애 등 많은 결점을 내재하고 있다.However, due to the installation of such terminal portions, there are many drawbacks such as difficulties in wiring the terminal portion of the watt hour meter, heat generation at the terminal portions, safety accidents at the terminal portions, unauthorized operation of the terminal portions, increase in the manufacturing cost,
특히, 그 중에서도 전력량계의 접촉불량, 즉 전력량계의 단자부와 전선의 접촉불량에 의한 전력량계 소손 건수가 예전에 비해 증가하고 있다.Particularly, the number of wattmeter burnout caused by the contact failure of the watt hour meter, that is, the contact failure between the terminal part of the watt hour meter and the electric wire, has increased in comparison with the past.
접촉불량은, 전선의 접속점(회로의 분기 등)에서 저항이 생겨 흐름의 장애가 일어난 것으로, 이러한 장애가 일정시간 이상 누적되면 온도가 상승하고 전선의 피복(절연물)이 탄화, 연화되어 마침내 전선의 혼촉, 즉 전선의 도체인 +,- 전극이 부딪침으로써 전력량계의 소손, 나아가서 전기화재로까지 이어지는 것이다.When the fault accumulates over a certain period of time, the temperature rises and the sheath (insulation) of the wire becomes carbonized and softened. Finally, That is, the +, - electrodes which are the conductors of the electric wires collide with each other, so that the electric power meter is burned down and the electric fire continues.
구체적으로 전선의 접촉불량으로 접촉면의 저항이 증가함에 따라 도체(전선) 접속면의 열이 상승하고, 상승된 고온의 열은 도체(전선) 간의 절연물을 손상시켜 도체간 단락되는 현상이 나타나게 된다. 또한, 도체간 접촉으로 아크가 발생하고, 이 아크열에 의해 기기가 소손되고, 나아가 전기화재까지 확산되는 현상이 발생하는 것이다.Specifically, as the resistance of the contact surface increases due to the contact failure of the electric wire, the heat of the conductor (electric wire) connection surface rises, and the heat of the elevated high temperature damages the insulation between the conductors (electric wires), causing a short circuit between the conductors. In addition, arcing occurs due to contact between the conductors, and the arc heat causes the appliance to be burned and further spread to the electric fire.
일반적으로 전기기구의 열화로 인한 소손 및 전기화재의 주요 원인은 합선, 단선, 결상, 과전류, 누전, 접촉불량이다.Generally, the main cause of burnout and electric fire due to deterioration of electric appliances is short-circuit, disconnection, phase-loss, overcurrent, short-circuit, and poor contact.
현재까지는 전원 측의 중성선 단선, 누전, 접촉불량, 부하 측의 결상, 불평형 전류를 제외한 전기화재의 발생을 줄이기 위한 지속적인 노력으로 전원 측의 이상전압, 결상과 부하 측의 합선, 과전류, 누전으로 인한 화재를 방지할 수 있는 장비의 개발과 보급은 어느 정도 이루어지고 있다.Until now, due to continuous efforts to reduce the occurrence of electric fires except neutral line disconnection on the power supply side, short circuit, poor contact, image on the load side, and unbalanced current, abnormal voltage on the power source side, short circuit on the load side, overcurrent, The development and dissemination of equipment that can prevent fire is taking place to some extent.
즉, 전원 측의 이상전압, 결상과 부하 측의 합선이나, 누전, 과부하 등을 감지하기 위한 기술은 많이 개발되고 있지만, 전원 측의 중성선 단선, 누전, 접촉불량과 부하 측의 결상, 불평형 전류의 원인을 정확히 감지하고 이를 차단 또는 조치할 수 있는 기술은 개발되어 있지 않아 한전의 경우 접촉불량 배전선로를 찾기 위해서 적외선(열화상) 카메라로 많은 인원과 예산을 소요해 가며 배전선로를 일일이 점검하고 있는 실정이다.That is, many techniques for detecting an abnormal voltage on the power supply side, an image forming phase, a short circuit on the load side, a short circuit, an overload and the like have been developed. However, there are many techniques for detecting neutral line disconnection, There is no developed technology to detect the cause and to block or measure it. In case of KEPCO, it is necessary to use infrared (thermal) camera to find out the faulty distribution line. It is true.
예를 들어, 기존의 접촉불량 및 전기적 이상 상태를 검출하는 장치는 온도를 감지하거나, 전압 및 전류변화, 고조파 변화(VTHD, ITHD) 등을 감지하여 접촉불량을 검출하는 것이 일반적이고, 이러한 종래의 기술은 다양한 전기품질요소를 측정해야 하거나, 온도 감지장치 등을 별도로 설치하여야 할 뿐더러 결정적으로 접촉불량시 나타나는 전기적 현상을 정확히 분석하고, 판별하지 못하고 있다.For example, an apparatus for detecting an existing contact failure and an electrical abnormal state generally detects a temperature, detects voltage and current changes, changes in harmonics (VTHD, ITHD), etc. to detect contact failure, The technology must not only measure various electrical quality factors, install a temperature sensing device separately, but also accurately analyze the electric phenomenon that occurs when a contact failure occurs.
즉, 고조파 변화를 통해 감지하는 종래의 기술은 고객이 용접기 및 아크성 부하를 사용하면 VTHD, ITHD가 심하게 증가하게 되며, 또한 경부하, 중부하, 피크부하에 따라 그 값이 정상상태에서도 심한 변동을 가져오기 때문에 접촉불량으로 인한 것인지를 확신하지 못한다.In other words, the conventional technique of detecting through harmonic variation is that VTHD and ITHD are seriously increased when a customer uses a welding machine and an arc load, and even if the value is in a steady state depending on light load, heavy load and peak load, And therefore it is not certain whether it is due to the contact failure.
또한, 전압값 또는 전류값 하나의 인자로부터 접촉불량을 감지하는 종래의 기술도 마찬가지로 전압과 전류 소스가 분리되어 있는 경우(PT, CT로 분리되어 공급되는 고객)는 접촉 불량을 판단하기에 한계가 있다.Also, in the conventional technology for detecting the contact failure from one factor of the voltage value or the current value, when the voltage and the current source are separated (the customer supplied separately by PT and CT), there is a limit have.
따라서, 접촉불량에 대한 원인을 정확히 판단하여 전기기기의 소손 및 전기화재를 예방할 수 있는 기술이 그 어느 때보다도 절실히 요구되고 있다.Therefore, a technology that can prevent the electric appliance from burning and electric fire by accurately determining the cause of the contact failure is desperately required more than ever.
이러한, 접촉불량 및 결상, 단선, 불평형과전압, 과전류로 인해 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 종래에 제안된 기술이 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2009-0004718호(2009.1.12.공개)(발명의 명칭: 접촉불량 감지장치 및 방법)(이하 '종래기술1'이라 한다), 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-1109024호(2012.1.17.등록)(발명의 명칭: 전력량계의 접촉불량 감지장치 및 감지방법)(이하 '종래기술2'라 한다), 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-1320373호(2013.10.15.등록)(발명의 명칭: 변압기를 구비한 결상복구장치 및 그 설치공법)(이하 '종래기술3'이라 한다), 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2015-0128124호(2015.11.18.공개)(발명의 명칭: 과전류계전기)(이하 '종래기술4'라 한다)에 개시되어 있다.In order to solve all of the problems caused by the contact failure and image formation, disconnection, unbalanced overvoltage, and overcurrent, conventionally proposed techniques are disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-2009-0004718 (published on Jan. 12, 2009) (Hereinafter, referred to as 'Prior Art 1'), Korea Patent Office Registration No. 10-1109024 (Registered on Jan. 17, 2012) (Name of invention: detection of contact failure of a watt hour meter) (Hereinafter, referred to as 'Prior Art 2'), Korean Patent Registration No. 10-1320373 (Registered on Oct. 15, 2013) (Name of invention: Image reconstruction apparatus equipped with a transformer and its installation method) (Hereinafter, referred to as 'Prior Art 4'), Korean Patent Application Publication No. 10-2015-0128124 (entitled "Overcurrent Relay") .
개시된 '종래기술1'은,The disclosed 'Prior Art 1'
전류 실효값, 역률, 전류 순시치, 고조파 등의 변화를 지표로 접촉불량을 감지하고, 이에 따라 전원을 차단함으로써 사용자를 화재의 위험에서 보호할 수 있으며, 접촉불량을 감지할 수 있는 다섯 가지 요인 중 두 가지 이상의 요인이 만족되었을 때 접촉불량으로 판정하도록 함으로써 보다 정확하게 접촉불량을 감지하고, 나아가, 접촉불량에 따른 차단 상황에 대한 정보를 사용자 단말기로 고지함으로써 원거리에 위치한 사용자도 용이하게 이를 인지할 수 있도록 구성한다.It is possible to protect the user from the risk of fire by detecting the contact failure by the change of current rms value, power factor, current instantaneous value, harmonics, etc., and by cutting off the power accordingly, and there are five factors It is possible to detect a contact failure more accurately by making a determination that the contact failure is caused when two or more factors of the contact failure are satisfied and further to inform the user terminal about the blocking situation due to the contact failure, .
개시된 '종래기술2'는,The disclosed 'Prior Art 2'
수용가로 공급되는 전압 및 전류를 검출하는 전압 및 전류 검출부와 상기 검출된 전압 및 전류의 값을 통해 기 설정된 총 측정시간 및 측정시간 단위로 역률값을 연산하는 역률연산부와 상기 기 설정된 총 측정시간 및 측정시간 단위로 연산된 역률 값이 미리 정해진 기준 값보다 작은 값의 범위에서 지속적으로 감소되는 경우 접촉불량으로 판단하는 접촉불량판단부 및 상기 접촉불량판단부에서 접촉불량으로 판단된 경우 접촉불량 신호를 원격서버로 전송하는 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 또한, 전력량계의 접촉불량을 방지하여 접촉불량으로 인한 전기기기(전력량계)의 소손을 예방할 수 있도록 구성된다.A power factor calculator for calculating a power factor value in units of a total measurement time and a measurement time set based on the detected voltage and current values and a voltage and current detector for detecting a voltage and a current supplied to a customer, A contact failure judgment unit for judging that the contact failure is judged to be a contact failure when the power factor value calculated in units of measurement time is continuously decreased in a range smaller than a predetermined reference value and a contact failure signal when it is judged as a contact failure by the contact failure judgment unit And an interface unit for transmitting the electric power to the remote server. In addition, it is configured to prevent contact failure of the watt hour meter and to prevent burning of the electric device (watt hour meter) due to contact failure.
개시된 '종래기술3'은,The disclosed 'Prior Art 3'
3상 4선식 배전 계통에서 전력선의 결상, 중성선의 단선 및 전력선과 중성선에 불평형 고장전류가 발생할 시 검출하여, 전력선의 결상, 중성선의 단선 및 전력 불평형의 발생을 정상으로 복구하고, 영상 고조파를 감소시켜 정상전력을 유지시켜줄 수 있도록 구성된다.In the 3-phase 4-wire distribution system, it is detected when the unbalanced fault current occurs in the phase line of the power line, the disconnection of the neutral line, and the power line and the neutral line to recover the normalization of power line image, disconnection of neutral line and power unbalance, So as to maintain normal power.
개시된 '종래기술4'는,The disclosed 'Prior Art 4'
과전류계전기의 종래기술의 한계인 정상적인 부하 변동에 의한 계전 오동작의 문제점을 해결하기 위해, 부하에 변동이 있을 시 정상적인 부하 변동인지 여부를 판단하여, 부하 상태에 따라 계전 동작 여부를 판단하여 동작함으로써, 부하 상태에 따른 적절한 계전 동작이 이루어질 수 있고, 정상적으로 추가된 부하에 의해 발생되는 계전 오동작을 방지할 수 있으며, 안정적이고 신뢰성 있는 선로 보호 및 계통 운영이 가능해지는 효과가 있도록 구성된다.In order to solve the problem of the relay malfunction due to the normal load fluctuation which is the limit of the conventional art of the overcurrent relay, it is determined whether there is a normal load fluctuation when the load fluctuates, It is possible to perform proper relay operation according to the load condition, to prevent the relay malfunction caused by the normally added load, and to provide stable and reliable line protection and system operation.
그러나 상기와 같은 종래 기술은 단상 3선식(R0, N, R1) 배전계통에서 전원 측에서 누전, 접촉불량, 단선(R0 또는 N 또는 R1)이 발생 시에 상기 누전, 접촉불량, 단선의 고장전기의 복구에 대한 방법이 제시되지 않아 상기 단상 3선식에서는 상기 고장전기를 복구하지 못하는 문제가 있었다.However, the above-mentioned prior art technology has a problem in that when a short circuit, contact failure, disconnection (R0 or N or R1) occurs on the power supply side in a single-phase three-wire type (R0, N, R1) power distribution system, There is a problem in that the failure electricity can not be recovered in the single-phase three-wire system.
또한, 단상 3선식(R0, N, R1) 배전계통에서 전원 측 누전, 단선(R0 또는 N 또는 R1), 접촉불량에 대한 발생을 실시간 복구 후 검출하여 경보하거나, 차단하는 방법이 제시되지 않아 전원 측 누전에 의한 감전, 단선에 의한 불평형 이상전압, 접촉불량에 의한 과열, 화재발생과 단선발생으로 불평형을 검출 후 경보, 차단하지 못하는 문제가 있었다.In addition, since a method of detecting, alerting, or shutting off the occurrence of power source side short circuit, disconnection (R0 or N or R1), contact failure in the single phase three wire (R0, N, R1) There is a problem that an unbalance is detected and can not be blocked due to electric shock due to a short-circuiting, unbalanced abnormal voltage caused by disconnection, overheating due to contact failure, fire occurrence and disconnection.
또한, 삼상 4선식(R, S, T, N) 배전계통에서 전원 측 누전, 단선(R 또는 S 또는 T 또는 N), 접촉불량에 대한 발생을 실시간 복구 후 검출하여 경보하거나, 차단하는 간단한 방법이 제시되지 않아 전원 측 누전에 의한 감전, 단선에 의한 불평형 이상전압, 접촉불량에 의한 과열, 화재발생과 단선발생으로 불평형을 검출 후 경보, 차단하지 못하는 문제가 있었다.In addition, a simple method of detecting, alerting, or shutting down the occurrence of power short-circuit, short-circuit (R or S or T or N), and contact failure in a three-phase, four-wire (R, S, T, N) There is a problem that an unbalance can not be detected and can not be blocked due to an electric shock due to a power source short circuit, an unbalanced abnormal voltage due to disconnection, an overheat due to contact failure, a fire occurrence and a disconnection.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 배전계통에서 발생하는 제반 문제점들을 해결하기 위해서 제안한 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the conventional power distribution system,
본 발명이 해결하려는 과제는, 단상 3선식(R0, N, R1) 배전계통에서 전원 측의 누전, 단선(R0 또는 N 또는 R1), 접촉불량이 발생하면 전기고장에 대한 고장전류를 출력하여 누전, 단선(R0 또는 N 또는 R1), 접촉불량에 의해 이상 과전압, 이상 과전류가 발생되거나, 그 과전압, 과전류로 인해 감전, 기기소손, 화재 등의 전기사고가 발생하는 것을 방지하기 위한 전기고장 만능 복구(차단)기를 제공하는 데 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a fault current detection circuit which outputs a fault current for an electric fault when a short circuit, a disconnection (R0 or N or R1) (R0 or N or R1), electrical failure to prevent electric shock such as electric shock, appliance burnout, fire due to over-voltage or over-current due to abnormal over-voltage or abnormal over- (Blocking) mechanism.
본 발명이 해결하려는 과제는, 삼상 4선식(R, S, T, N)배전계통에서 전원 측의 누전, 단선(R 또는 S 또는 T 또는 N), 접촉불량이 발생하면 전기고장에 대한 고장전류를 출력하여 누전, 단선((R 또는 S 또는 T 또는 N), 접촉불량에 의해 이상 과전압, 이상 과전류가 발생되거나, 그 과전압, 과전류로 인해 감전, 기기소손, 화재 등의 전기사고가 발생하는 것을 방지하기 위한 전기고장 만능 복구(차단)기를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fault current detection circuit for a three-phase, four-wire (R, S, T, N) power distribution system, (R or S or T or N), abnormal overvoltage or abnormal overcurrent due to contact failure, or electric shock such as electric shock, equipment burnout, fire due to overvoltage or overcurrent And to provide an electrical fail-safe recovery (shutdown) circuit for preventing the failure.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 단상 3선식(R0, N, R1) 또는 삼상 4선식(R, S, T, N) 배전계통에 누전, 접촉불량, 단선으로 전기고장이 발생하면 상기 전기고장을 실시간 유·무선으로 경보(통보)하여 감전, 화재, 기기소손, 과열 등으로 발생하는 전기사고를 예방하기 위한 전기고장 만능 복구(차단)기를 제공하는 데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an electric power supply system and a method of controlling the electric power supply system in which when an electrical failure occurs in a single-phase three-wire system (R0, N, R1) (Interruption) of electric faults to prevent electric accidents caused by electric shock, fire, equipment burnout, and overheating by alarming (notifying) faults in real time and wirelessly.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 단상 3선식(R0, N, R1) 또는 삼상 4선식(R, S, T, N) 배전계통에 누전, 접촉불량, 단선으로 전기고장이 발생하면 상기 전기고장을 즉시 차단하여 감전, 화재, 기기소손, 과열 등으로 발생하는 전기사고를 방지하기 위한 전기고장 만능 복구(차단)기를 제공하는 데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an electric power supply system and a method of controlling the electric power supply system in which when an electrical failure occurs in a single-phase three-wire system (R0, N, R1) The present invention provides an electric failure repairing (blocking) device for preventing an electric accident caused by an electric shock, a fire, a device burnout, and an overheating by immediately blocking a fault.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 단상 3선식, 삼상 4선식에서 전원측 단선, 접촉불량을 실시간 복구한 후에도 선로에 이상전력(과전류, 과전압)이 발생하면 상기 이상전력을 즉시 차단 후 경보(통보)하여 감전, 화재, 기기소손, 과열 등으로 발생하는 전기사고를 방지하기 위한 전기고장 만능 복구(차단)기를 제공하는 데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a power supply apparatus and a power supply apparatus capable of promptly shutting off the abnormal power immediately after an abnormal power (overcurrent, overvoltage) ) To prevent an electric accident caused by an electric shock, a fire, a device burnout, and an overheating.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "전기고장 만능 복구(차단)기"는,According to an aspect of the present invention, there is provided an electric fault repairing (blocking)
단상 3선식(R0, N, R1) 또는 삼상 4선식(A(R), B(S), C(T), N) 배전계통과 연계하고 배전선로에 연결되어 상기 연결된 지점을 기준으로 전원 측의 전기고장으로 유입되고 상기 전기고장을 복구하기 위해 유출되는 고장전류가 단상 3선식에서는 R0≠N 또는 R1≠N이거나, 삼상 4선식에서는A(R)+B(S)+C(T)≠0, A(R)+B(S)+C(T)≠N으로 발생시키는 고장출력기를 구비하고 상기 고장전류를 복구하거나, 검출하여 유·무선으로 통보하거나, 차단하는 것을 특징으로 한다.(R0, N, R1) or three-phase four-wire (A (R), B (S), C (T), N) distribution system and connected to the distribution line, (R) + B (S) + C (T) < / RTI > in a three-phase four-wire system, or a fault current flowing into an electrical fault of the three- 0, A (R) + B (S) + C (T) ≠ N, and the fault current is recovered or detected and informed or wirelessly notified or blocked.
상기 전기고장 만능 복구(차단)기는,The electrical failure universal recovery (block)
상기 배전계통에 연결되어 상기 배전계통에서 전원 측의 누전, 결상, 단선, 접촉불량에 의한 전기고장을 감시하여 상기 전원 측의 누전, 결상, 단선, 접촉불량이 발생하면 중성선에서 상기 고장전류를 실시간 발생하는 고장출력기와; 상기 고장전류를 검출하기 위한 고장검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.When an electrical failure due to leakage, image formation, disconnection, or contact failure of the power supply side is monitored in the power distribution system, and the electrical leakage of the power supply side, image formation, disconnection or contact failure occurs, A failure output device; And a fault detector for detecting the fault current.
상기 전기고장 만능 복구(차단)기는,The electrical failure universal recovery (block)
상기 누전, 접촉불량, 결상, 단선, 불평형전류에 의한 전기고장을 상기 고장전기를 이용하여 고장전류를 발생하는 고장출력기와;A fault output unit for generating a fault current by using the fault electric power for an electric fault caused by the electric leakage, contact failure, phase loss, disconnection, and unbalanced current;
상기 고장출력기에서 출력되는 고장전류를 검출하여 그 검출 값을 차단기 또는 경보발생기에 전달하기 위한 고장검출기와;A fault detector for detecting a fault current output from the fault output device and delivering the detected value to a breaker or an alarm generator;
상기 고장검출기에서 검출된 고장전류 검출 값을 제공받아 고장전력을 차단하거나 경보하기 위한 차단기 또는 경보발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a breaker or an alarm generator for receiving a fault current detection value detected by the fault detector and for interrupting or alarming the fault power.
상기 전기고장 만능 복구(차단)기는,The electrical failure universal recovery (block)
단상 3선식의 배전계통과 연계하고, 제1 레그와; 제1 권선, 제2 권선과; 철심을 구비하고, 상기 제1 권선, 상기 제2 권선은 각각 상기 제1 레그에서 상기 제1 권선, 상기 제2 권선이 전기적으로 연결 권취되어, 상기 제1 권선, 상기 제2 권선의 중간에는 중간 탭이 형성되고, 중성선에 연결되어, 전원 측에서 누전, 단선(R0 또는 N 또는 R1), 접촉불량 발생 시 전기고장에 대한 고장전류를 발생하고, 상기 단선, 접촉불량발생을 실시간 복구하는 고장출력기와, 상기 고장전류 검출을 위해 중성선과 R 또는 중성선과 R1을 검출하는 고장검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Connected to a distribution system of a single-phase three-wire system, comprising: a first leg; A first winding, a second winding; Wherein the first winding and the second winding are respectively electrically connected to the first winding and the second winding in the first leg so that the first winding and the second winding are electrically connected to each other in the middle of the first winding and the second winding, (R0 or N or R1) on the power source side, and a failure outputting unit that generates a failure current for an electrical failure when a contact failure occurs and realizes recovery of the disconnection or contact failure occurrence in real time And a fault detector for detecting the neutral line and R or the neutral line and R1 for the fault current detection.
상기 고장출력기는,The fault output device includes:
상기 단상 3선식(R0, N, R1) 일 때 전원 측의 상기 R0상이 단선되면 상기 R1상과 중성선(N)을 사용하여 상기 R0상을 복구하고, 상기 R1상이 단선되면 상기 R0상과 상기 중성선(N)을 사용하여 상기 R1상을 복구하며, 중성선(N)이 단선되면 상기 R0상과 상기 R1상을 사용하여 중성선(N)을 복구하는 것을 특징으로 한다.Wherein when the R0 phase on the power source side is disconnected in the single-phase three-wire system (R0, N, R1), the R0 phase is recovered using the R1 phase and the neutral line (N), and when the R1 phase is disconnected, (N) is used to recover the R1 phase, and when the neutral line (N) is disconnected, the neutral line (N) is recovered by using the R0 phase and the R1 phase.
상기 고장출력기는,The fault output device includes:
상기 단상 3선식 일 때 제1 레그와; 제1 권선, 제2 권선과; 철심을 구비하고, 상기 제1 권선, 상기 제2 권선은 각각 상기 제1 레그에서 상기 제1 권선, 상기 제2 권선이 전기적으로 연결 권취되고, 상기 제1 권선, 상기 제2 권선의 중간에는 중간 탭이 형성되어, 중성선에 연결되고, 전원 측의 단선(R0 또는 N 또는 R1), 접촉불량 발생시 고장전류를 발생시켜 실시간으로 복구하는 권선인 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.A first leg when the single-phase three-wire system is used; A first winding, a second winding; Wherein the first winding and the second winding are respectively electrically connected to the first winding and the second winding in the first leg, and the first winding and the second winding are electrically connected to each other in the middle of the first and second windings, (R0 or N or R1) on the power source side, and a coil which is connected to the neutral line and which is a winding for recovering in real time by generating a fault current when a contact failure occurs.
상기 고장출력기는,The fault output device includes:
상기 삼상 4선식 일 때 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그와; 제1 권선, 제2 권선, 제3 권선과; 철심을 구비하고, 상기 제1 권선, 상기 제2 권선은 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에 권취되고 상기 제3 권선은 상기 제1 권선과 상기 제2 권선의 반대방향으로 각각 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에서 지그재그로 권취되어 일단이 중성점에 연결되어 누전, 단선, 결상, 불평형 시에 중성선 고장전류를 발생하며 상기 제2 레그는 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에서 발생되는 자속이 순환하는 통로 역할을 하는 상기 제2 레그를 포함하는 것을 특징으로 한다.A first leg, a second leg, and a third leg in the three-phase four-wire type; A first winding, a second winding, and a third winding; Wherein the first winding and the second winding are wound on the first leg and the third leg and the third winding is wound on the first leg and the second winding in the direction opposite to the first winding and the second winding, And the third leg is wound in a zigzag manner so that one end is connected to the neutral point to generate a neutral line failure current during a short circuit, a disconnection, an image formation, and an unbalance, and the second leg has a magnetic flux generated in the first leg and the third leg And the second leg serving as a circulating passage.
상기 고장출력기는,The fault output device includes:
상기 삼상 4선식 일 때 S상의 역 위상과 T상의 역 위상을 더하여 R상의 위상을 출력하거나, R상의 역 위상과 T상의 역 위상을 더하여 S상의 위상을 출력하거나, R상의 역 위상과 S상의 역 위상을 더하여 T상의 위상을 출력하여 누전, 단선, 결상, 접촉불량, 불평형전류를 복구하는 고장전류를 출력하는 것을 특징으로 한다.In case of the three-phase four-wire type, the phase of the R phase may be added by adding the reverse phase of the S phase and the phase of the T phase, or the phase of S phase may be added by adding the anti- Phase, and outputs a phase current of T phase to output a fault current for recovering leakage, disconnection, imaging, contact failure, and unbalanced current.
상기 고장출력기는,The fault output device includes:
상기 삼상 4선식 일 때 S상의 역 위상 또는 T상의 역 위상과 R상의 정 위상을 더하여 R상의 위상을 출력하거나, R상의 역 위상 또는 T상의 역 위상과 S상의 정 위상을 더하여 S상의 위상을 출력하거나, R상의 역 위상 또는 S상의 역 위상과 T상의 정 위상을 더하여 T상의 위상을 출력하여 누전, 단선, 결상, 접촉불량, 불평형전류를 복구하는 중성선 고장전류를 출력하는 것을 특징으로 한다.In case of the three-phase four-wire type, the reverse phase of S phase or the reverse phase of T phase and the positive phase of R phase are added to output the phase of R phase or the reverse phase of R phase or the reverse phase of T phase and the positive phase of S phase, Or outputs a phase of T phase by adding a reverse phase of R phase or a reverse phase of S phase and a positive phase of T to output a neutral line fault current for recovering leakage, disconnection, image formation, contact failure, and unbalanced current.
상기 고장출력기는,The fault output device includes:
상기 누전, 상기 결상, 상기 단선, 상기 접촉불량, 상기 삼상전동기의 전류불평형으로 고장전력 발생 시 각각의 레그에 권취된 각각의 권선이 1:1의 비율로 상호 전자기유도작용을 하여 상기 고장전력 경보 또는 차단용 중성선 고장전류을 출력하는 것을 특징으로 한다.Each of the windings wound on each of the legs at a time of occurrence of a faulty electric power due to the leakage current, the phase failure, the disconnection, the contact failure, the current unbalance of the three-phase motor, mutually induction electromagnetic induction at a ratio of 1: Or breaker neutral line fault current.
상기 고장검출기는,The fault detector comprises:
배전계통의 누전(지락), 단선, 결상, 접촉불량, 이상 과전류, 이상 과전압 이상 불평형으로부터 배전계통을 보호하기 위하여 고장출력기에서 출력하는 고장전류를 영상변류기 또는 전력검출기로 검출하여 트립회로 또는 누전차단기 또는 배선용차단기 또는 퓨즈 또는 회로보호용차단기 또는 경보발생기로 그 검출 값을 전달하는 것을 특징으로 한다.In order to protect the power distribution system from unbalance due to short circuit (ground fault), disconnection, phase loss, contact failure, abnormal over-current, abnormal over-voltage abnormality of the power distribution system, fault current output from the fault output device is detected by a video current transformer or power detector, Or the detection value is transmitted to a circuit breaker for wiring or a fuse or circuit protection circuit breaker or an alarm generator.
상기 전력검출기는,The power detector includes:
상기 고장출력기의 입출력의 전압, 전류를 검출하여, 외부로 출력하는 것을 특징으로 한다.And detects the voltage and current of the input / output of the failure output device and outputs it to the outside.
상기 전기고장 만능 복구(차단)기는,The electrical failure universal recovery (block)
상기 전원 측의 누전, 결상, 단선, 접촉불량과 부하 측의 누전, 과전류, 삼상전동기의 불평형전류발생 시에 전원을 차단하는 차단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a circuit breaker for shutting off the power supply when an unbalanced current of the three-phase motor is generated, a short circuit of the power source side, a phase failure, a disconnection, a contact failure, a short circuit of the load side, an overcurrent, and the like.
본 발명에 따르면, 배전계통에서 전원 측의 단선, 결상, 접촉불량에 의한 전력이상을 실시간으로 복구한 후 전원 측 누전, 부하 측 누전, 과전류, 삼상평형부하 불평형 시 차단해줌으로써, 상기 전력이상 및 전력복구에 의해 감전, 전기기기 소손, 전기화재 등의 전기사고가 발생되는 것을 예방할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, power failure due to disconnection, image formation, and contact failure on the power supply side in the power distribution system is recovered in real time and then interrupted upon power supply side leakage, load side short circuit, overcurrent and three phase balanced load unbalance, Electricity recovery such as electric shock, electric appliance burnout, and electric fire can be prevented from occurring due to electric power recovery.
본 발명에 따르면, 배전계통에서 전원 측의 누전, 결상, 단선, 접촉불량과 부하 측의 누전, 삼상평형부하의 불평형전류에 의한 전기고장을 실시간으로 경보해줌으로써, 상기 전기고장에 의해 감전, 전기기기 소손, 전기화재 등의 전기사고가 발생되는 것을 예방할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, by real-time alerting of an electric fault caused by an unbalanced current of a three-phase balanced load in a power distribution system due to electric leakage, image formation, disconnection, faulty contact, load on the load side, There is an advantage that it is possible to prevent electric accidents such as appliance burnout and electrical fire from occurring.
또한, 본 발명에 따르면, 배전계통에서 전원 측의 누전, 결상, 단선, 접촉불량과 부하 측의 누전, 과전류, 삼상평형부하의 불평형전류에 의한 전기고장을 차단해줌으로써, 상기 전기고장에 의해 감전, 전기기기 소손, 전기화재 등의 전기사고가 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.Further, according to the present invention, an electrical failure due to an unbalanced current of a three-phase balanced load is prevented from occurring in the power distribution system by preventing electrical leakage, image formation, disconnection, poor contact, leakage current on the load side, overcurrent, , Electric appliance burnout, electrical fire, etc. can be prevented from occurring.
또한, 본 발명에 따르면 정상전력을 사용하는 평상시에도 불평형전력과 영상고조파의 발생을 배전계통에 연결된 3상용 고장출력기가 감쇄 또는 상쇄하고, 고장전류로 출력하여 줌으로써 검출, 통보하여 관리자가 보수하도록 하여 전기품질을 개선할 수 있는 장점이 있다.Further, according to the present invention, generation of unbalanced power and image harmonics is normally attenuated or canceled by a three-phase fault output device connected to the power distribution system, and detected and notified by outputting a fault current, There is an advantage that the electric quality can be improved.
또한, 본 발명에 따르면 삼상전동기 전원 측 선로에서 단선, 결상, 누전, 접촉불량 시나, 부하 측 선로에서 누전, 결상 및 전동기의 코일소손진행 시 시동시간설정, 시동전류설정, 운전전류설정 및 과전류량 설정치 감시 없이 과전류 또는 불평형 전기고장 발생 즉시 차단 및 통보하여 전동기소손, 과열, 감전, 화재 및 전기사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to set the starting time, the starting current setting, the operation current setting, and the overcurrent amount when the short circuit, the phase loss, the short circuit, the poor contact, or the short circuit, There is an advantage of preventing the electric motor burnout, overheating, electric shock, fire and electric accident by blocking or notifying the occurrence of over current or unbalanced electric fault without monitoring the set value.
도 1은, 접촉불량으로 아크 발생시 전압, 전류의 변화 파형도.
도 2는, 정상전력의 전압, 전류의 변화 파형도.
도 3은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 "전기고장 만능 복구(차단)기"(200) 단상 3선식의 구성 및 회로도.
도 4는, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 "전기고장 만능 복구(차단)기"(200) 삼상 4선식의 구성 및 회로도.
도 5는, 고장출력기의 여러 실시 예의 회로도 및 누설전력복구벡터도.
도 6는, 고장출력기의 여러 실시 예의 회로도.
도 7은, 한국전기연구원에서 각 상의 전원을 단선시켜 시험한 전원 측과 부하측 연결 회로도와 시험결과표{결상(A, B, C상 OFF) 시 전원 측 중성선 전류를 보면 부하 측 전력을 복구하기 위해 전원 측 중성선에서 고장전류가 발생하는 것을 볼 수 있으며 상술한 선행기술3의 제품으로 시험한 결과 치입니다.}
도 8은, 3상 4선식에서 중성선(N)에 연결하여 삼상부하 측 결상 시 전원 측을 평형방향으로 복구하면서 고장출력기가 중성선(N)에 연결된 중성점에서 고장전류를 검출하게 되는 도면.
도 9는, 삼상 3선식에서 대지(E, ET)에 고장출력기의 중성점(N)을 연결할 때 고장출력기의 각각 권선의 중성점에서 고장전류를 검출하기 위한 고장검출기의 위치회로도.
도 10은, 고장검출기(210)의 검출위치에 따라 검출이 가능한 전기고장을 명시하기 위한 회로도.
도 10의 210-1은, 전원 측의 단선, 누전, 결상, 접촉불량, 불평형을 검출
도 10의 210-2는, 전원 측의 단선, 누전, 결상, 접촉불량과 부하 측의 누전, 불평형을 검출
도 10의 210-3은, 전원 측의 단선, 결상, 접촉불량과 삼상 평형(전동기)부하 측 선로의 결상, 삼상전동기코일 불평형(소손), 부하 불평형을 검출
도 10의 210-4는, 부하 측의 누전과 불평형 과전류를 검출
도 10의 240은, 차단기로써, 부하 측의 단락, 누전, 과전류 차단
도 11은, 경보발생기의 구성도.FIG. 1 is a waveform diagram of a change in voltage and current when an arc is generated due to a contact failure. FIG.
Fig. 2 is a waveform diagram of a change in voltage and current of normal power. Fig.
FIG. 3 is a circuit diagram and configuration of a "single fault, three-wire" electrical fault repairing (blocking)
FIG. 4 is a circuit diagram and configuration of a "three-phase, four-wire" electrical fault repairing (blocking)
Figure 5 is a circuit diagram and leakage power recovery vector diagram of various embodiments of a fault output device.
6 is a circuit diagram of various embodiments of a fault output device.
Fig. 7 is a graph showing the relationship between the power supply side and the load side connection circuit diagram and the test result table (the phases A, B, and C are OFF) It can be seen that the fault current is generated in the neutral side of the power source side, and it is the result of the test using the product of the above-mentioned prior art 3.}
FIG. 8 is a view showing a failure output device detecting a failure current at a neutral point connected to a neutral line N while restoring the power supply side in a balanced direction when a three-phase load side image is formed by connecting to a neutral line N in a three-phase four-
9 is a positional circuit diagram of a fault detector for detecting a fault current at a neutral point of each winding of a fault output device when a neutral point (N) of a fault output device is connected to a ground (E, ET) in a three-phase three-
10 is a circuit diagram for specifying an electrical failure that can be detected according to the detection position of the
10, reference numeral 210-1 in FIG. 10 is a circuit for detecting a disconnection on a power source side, a short circuit, an image formation, a contact failure,
In FIG. 10, reference numeral 210-2 denotes a circuit for detecting disconnection on the power source side, leakage, image formation, contact failure, leakage on the load side,
10, reference numeral 210-3 in FIG. 10 is a circuit for detecting a broken line, an image, and a contact failure on a power source side, an image of a three-phase balanced (motor) load side line, a three phase motor coil unbalance
In Fig. 10, reference numeral 210-4 is a circuit for detecting the leakage current on the load side and the unbalanced overcurrent
In FIG. 10,
11 is a configuration diagram of an alarm generator.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 3과 도 4는, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 "전기고장 만능 복구(차단)기"(200)의 단상 3선식과 삼상 4선식의 구성 및 회로도로서, 배전계통(100)에 연결되어 있는 고장출력기(220-1, 220)와 상기 배전계통(100)에 고장전기가 유입되는 것을 방지하기 위해 고장전류를 검출하는 고장검출기(210)와, 고장에 대한 경보 또는 차단 트립신호를 발생하는 경보발생기(230)와, 전기고장을 차단하기 위한 차단기(240)를 포함한다.3 and 4 are a schematic and circuit diagram of a single-phase three-wire system and a three-phase four-wire system of an " electrical failure universal recovery (breaker) " 200 according to a preferred embodiment of the present invention, connected to a distribution system 100 A
이러한, 전기고장 만능 복구(차단)기(200)는 하나의 모듈로 구현하여 제품화하면, 휴대하여 전기고장(전원 측의 누전, 결상, 단선, 접촉불량과 부하 측의 누전, 과전류, 불평형전류)을 점검하거나, 분배전반에 구비하여 경보하거나, 차단기에 내장하여 전력이상 시 전력을 차단하거나, 기존에 설치된 전력공급용 기기에도 쉽게 적용하여 이상전력을 경보하거나, 차단할 수 있는 장점이 있다.When the electric fail-safe multi-function recovery (breaker) 200 is implemented as a single module, it can be carried and the electric fault (power shortage, phase loss, disconnection, poor contact, short circuit on the load side, overcurrent, unbalanced current) It is also possible to provide a warning in the entire distribution or alarm in the distribution, to block the electric power when the electric power abnormality is generated by being built in the circuit breaker, or to easily apply the electric power to the existing electric power supply devices.
배전계통(100)은 단상 3선식(R0, N, R1) 또는 3상 4선식(R, S, T, N 또는 A, B, C, N)으로 전력을 공급해주는 일반적인 배전계통을 의미한다.The
전기고장 만능 복구(차단)기(200)는, 배전계통(100)의 전기설비에 연결되어, 상기 배전계통(100)에서 누전, 접촉불량, 결상, 단선, 불평형전류 발생 시 발생한 전기고장을 감지하기 위한 고장전류를 단상용 고장출력기(22)와 3상용 고장출력기(220)에서 고장전기를 사용하여 출력해주며, 상기 누전, 접촉불량, 결상, 단선, 불평형전류 발생 시 고장검출기(210)중 하나인 영상변류기가 고장출력기(220-1, 220)에서 입력받거나, 출력하는 고장전류를 검출하여 상기 누전, 접촉불량, 결상, 단선, 불평형전류에 의한 전기고장을 외부에서 알 수 있도록 출력하여주거나, 검출한 고장전류로 경보발생기(230)를 동작하거나, 차단기(240)에서 전원을 차단할 수 있도록 하여주고, 상기 전기고장의 발생을 방지하는 기능을 수행한다.The electric failure
이러한, 전기고장 만능 복구(차단)기(200)는, 상기 전기고장의 발생 시 상기 전기고장을 입력받아 상기 전기고장을 감지하기 위한 고장전류를 입력받거나, 출력하여 고장전류를 발생하는 고장출력기(220-1, 220)와 상기 전기고장을 복구 또는 차단 또는 경보하기 위해 고장출력기(220-1, 220)에서 발생하는 상기 고장전류를 검출하는 고장검출기(210)를 구비하고, 상기 고장출력기(220-1, 220)에 의해 동작하여 발생된 전기고장 여부를 외부에서 판단하도록 경보발생기(230)로 전달하거나, 상기 전기고장 발생 시 상기 전기고장과 부하에 흐르는 과전류를 차단기(240)를 구비하여 자체 차단한다.The
먼저 도 3에 도시된 단상 3선식(R0, N, R1)의 전기고장 만능 복구(차단)기(200)를 자세하게 설명하면 단상용 고장출력기(22)는 배전계통(100)의 전선로(R0, N, R1)에 연결되어 연결된 지점을 기준으로 전원 측에서 R0상이 단선(접촉불량)되거나, R1상이 단선(접촉불량)되거나, 중성선(N)이 단선(접촉불량)이 되면, 실시간으로 복구하는 기능과 상기 전원 측에서 누전(지락)이 발생하더라도 누전지점에 전원을 공급하게 되고 고장검출기(210)는 상기 고장출력기(22)에서 발생하는 고장전기 복구 및 누전에 대한 고장전류를 검출하게 된다.3, the single-phase
이를 더 자세하게 설명하자면, 단상 3선식(R0, N, R1)의 전원전압이 100/200V라고 가정하고 상기 R0상이 단선되면, 중성선(N)과 R1에 유기되어 있는 전압 100V가 상기 단상용 고장출력기(22)의 레그(120-1)에 권취된 코일 L2에 투입되고 코일 L2는 같은 레그(120-1)에 권취된 코일 L1을 전자기유도하여 코일 L1에서도 전압이 발생되는 것을 도 3에서 보면 알 수 있으며, 중성선(N)이 단선되면 전력선 R0와 R1연결된 코일 L1과 코일 L2에는 전압 200V가 유기되어 상기 코일 L1과 상기 코일 L2의 중간 탭과 연결된 중성선(N)을 복구하게 되며, 상기 R1이 단선되더라도 상기 R0가 단선되어 복구되는 것과 유사하게 복구되어 정상적인 전력을 부하에 공급하게 되는데 이를 정확하게 복구가 되도록 상기 고장출력기(22)에 권취된 코일 권선(L1, L2)의 변압비는 1:1로 권취하는 것이 바람직하다.More specifically, assuming that the power source voltage of the single-phase three-wire system (R0, N, R1) is 100 / 200V and the R0 phase is disconnected, the neutral voltage (N) 3, the coil L1 is electromagnetically induced by the coil L2 wound on the leg 120-1 of the
이러한, 상기 고장출력기(22)는 각각의 상을 단선 복구하거나, 중성선(N) 단선을 복구할 때 복구하기 위한 고장전류를 흘려서 복구하게 되는데 가령 R1상과 중성선(N)에 연결된 단상부하에서 전류 100이 흐르는 상태에서 전원 측 R1상이 단선되어, 상기 R1상을 100복구한다면 건전한 R0상과 중성선(N)에서 복구전류 100을 R1상이 가져오게 되고 또한, 중성선(N)은 R1상과 같이 연결된 선로의 단상부하에도 상기 고장출력기(22)에서 전류를 공급하게 되어 고장출력기(22)에서 전류가 인입 인출되는 중성선(N)에는 200의 전류가 흐르게 되어 불평형 전류를 고장전류로 고장검출기(210) 중에 하나인 영상변류기는 간단하게 검출할 수가 있으며, 이때 R0, N, R1선로를 다 검출하게 되면 R0의 전류는 100이 들어가고 R1의 전류는 100이 나가지만 180도 위상이 다른 둘(R0, R1)이 더해져서 합성전류 200이 되어 중성선(N)과 같은 전류 200으로 전류가 상쇄되어 검출을 할 수 없는 문제가 발생하므로, 고장검출기(210)에서 고장전류를 검출할 때는 R1상과 중성선(N) 또는 R0상과 중성선(N)을 따로 검출하는 것이 바람직하다.The
아울러, 중성선(N)이 단선되면 전원 측의 R0상과 R1상은 변압비가 1:1인 고장출력기(22)에 공평하게 전류를 공급하게 되고 복구된 중성선(N)은 R0상과 R1상에 같이 연결된 부하에 전류를 공급하게 되어 결국 고장출력기(22)에서 R0상과 R1상의 부하전류도 같이 공급하게 되며, 상기 R0상과 R1상은 단선된 중성선을 복구하기 위한 전류와 부하에 공급하는 전류가 더해져 단상부하가 평형부하라 하더라도 R1상과 중성선(N) 또는 R0상과 중성선(N)에는 불평형이 발생되고 결국 고장검출기(210)는 불평형 전류를 검출하여 경보 또는 차단동작을 하도록 검출 값을 경보발생기(230)에 전달하게 되는 것이며, 부하가 불평형 단상 부하일 때도 마찬가지 이유로 불평형이 검출되고, 전원 측이 정상적인 상태에서는 고장출력기는 아무런 일도 하지 않아 불평형 고장전류가 발생되지 않으므로 상기 고장출력기(22)는 고장이 발생할 때만 실시간 동작하게 되는 것이다.In addition, when the neutral line N is disconnected, the R0 phase on the power source side and the R1 phase supply the current to the
또한, 단상 3선식에서 전원 측에서 누전이 발생하거나, 접촉불량이 발생하여도 상술한 이유에서 누전지점에 전원을 공급하거나, 접촉불량을 복구하게 되지만, 아래부터 설명할 삼상 4선식에서 자세한 설명이 있어 단상 3선식에서의 자세한 설명은 생략한다.Furthermore, even if a short circuit occurs on the power supply side or a contact failure occurs in the single-phase three-wire system, the power supply to the short-circuit point is restored or the contact failure is recovered for the reason described above. Therefore, the detailed description in the single-phase three-wire system is omitted.
한편, 도 4는 삼상용의 전기고장 만능 복구(차단)기(200)의 바람직한 일실시예의 도면이며, 도 5를 가지고 삼상 4선식발명내용을 설명하면, 상기 고장출력기(220)는, 배전계통(100)의 전원 측에서 상기 누전, 단선, 결상, 접촉불량으로 전기고장이 발생하면, 상과 상간의 전위차와 위상차, 중성점과 상간의 전위차와 위상차를 이용해 전자기유도를 하여, 상기 누전, 단선, 결상, 접촉불량으로 인한 고장상황을 고장검출기(210)에 공급하고자 철심인 레그(120, 130, 140)와 코일인 권선(P1, P2, P3, P4)을 구비하며, 제1 레그(120)에는 제1 권선(P1)과 제3 권선(P2)이 서로 반대방향으로 권취되고, 제3 레그(140)에는 제2 권선(P2)과 제3 권선(P4)이 서로 반대방향으로 권취되어, 상기 제1 권선과 상기 제2 권선(P2)과 상기 제3 권선(P2, P4)의 일단이 중성선(N)에 연결되고, 특히, 상기 제3 권선(P2, P4)은 상기 제1 레그(120)와 상기 제3 레그(140)에 각각 권취 연결되어 전원 측의 누전, 단선, 결상, 접촉불량과 부하 측의 누전, 삼상부하 측의 결상전류불평형 전기고장에 대한 고장전류발생을 위해 서로 전기적으로 연결되고 상기 제2 레그는 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에서 유도되는 서로 다른 자속을 배출하는 통로 역할을 하는 것이 바람직하다.FIG. 4 is a diagram of a preferred embodiment of the three-phase electric fault remanufacturing (shutoff)
이를 조금 더 구체적으로 설명하면, 도 5에 도시된 고장출력기(220)의 간략한 구성회로도와 위상벡터도(220-1)를 보면, 전원입력 측에 입력 A, 입력 B, 입력 C, 입력N과 부하 측의 사이에 연결된 고장출력기(220)를 볼 수 있으며, 만일에 상기 고장출력기(220)의 입력 A가 지락 또는 단선 또는 결상 또는 접촉불량이 되면 입력 A는 사라지거나 위상이 변형되어, 입력 B, 입력 C의 전원만 공급되게 되고, 도 4에 포함된 벡터도면(810)에 도시된 입력 A가 단선, 결상 시 복구방법의 벡터도(810-1, 810-2, 810-3)의 순서대로 실시간으로 전원입력 A의 복구가 가능하고, 상기 고장출력기(220)가 전원입력 A를 복구하기 위해 사용하는 고장전류가 고장출력기(220)에 입력되는 중성선(N)에서 발생한다.5, there is shown a simplified circuit diagram and phase vector diagram 220-1 of the
또한, 상기 고장출력기(220)의 입력 B가 지락 또는 단선 또는 결상 또는 접촉불량이 되면 입력 B는 사라지거나, 위상이 변형되어, 상기 고장출력기(220)에는 입력 A와 입력 C의 전원만 공급되게 되고, 도 5에 포함된 도면(820)에 도시된 입력 B가 단선 시 복구방법의 백터도(820-1, 820-2, 820-3)의 순서대로 실시간으로 전원입력 B의 복구가 가능하며 복구전력에 의한 고장전류가 고장출력기(220)에 입력되는 중성선(N)에서 발생하며,When the input B of the
또한, 상기 고장출력기(220)의 입력 C가 지락 또는 단선 또는 결상 또는 접촉불량이 되면 입력 C는 사라지거나 위상이 변형되어, 상기 고장출력기(220)에는 입력 A와 입력 B의 전원만 공급되게 되고, 도 5에 포함된 도면(830)에 도시된 입력 C가 단선 시 복구방법의 벡터도(830-1, 830-2, 830-3)의 순서대로 실시간으로 전원입력 C의 복구가 가능하게 되어 상기 고장출력기(220)가 전원입력 C를 복구하기 위해 사용하는 고장전류가 상기 고장출력기(220)에 입력되는 중성선(N)에서 발생하게 된다.When the input C of the
이를 조금 더 상세하게 설명하면, 도 5에 도시된 고장출력기(220)는, 전압비가 각각 1:1로 권취된 권선(P1, P2, P3, P4)과 레그(120, 130, 140)를 구비하고, 벡터도(810-1)에서와 같이 상기 입력 A가 소멸된 상태가 되면, 서로 위상각 120도를 유지하는 입력 B, 입력 C와 중성선만 전원이 입력되게 되어, 일단이 중성점(N)과 연결된 권선(코일) P2의 타단에 입력 B의 전압이 투입되게 되고, 상기 권선 P2가 권취된 제3 레그(140)와 동일한 레그(140)에 상기 권선 P2의 반대방향으로 권취된 권선 P4에도 중성점(N)을 기준으로 상기 권선 P2에 유기된 전압과 위상의 180도 반대방향의 위상 전압이 상기 권선 P4에 전자기유도로 발생되어, 도면(810-1)상태의 위상벡터가 나타나게 되고, 한편, 상기 입력 B와 120도의 위상차와 380V전위차 및 중성선(N)과 220V전위차를 갖는 상기 입력 C는 권선 P3의 일단에 연결되어 전원이 투입되어 있고, 상기 권선 P4에서 발생된 위상의 전압은 상기 권선 P3와 연결된 타단에 입력 C와 위상차를 갖는 입력 B의 반대방향의 전원을 투입하게 되어, 결국은 상기 권선 P3에도 소멸된 입력 A의 위상과 같은 전압이 유기되어 도 5의 도면(810-2)상태의 위상벡터가 나타나게 되며, 상기 권선 P3는 권선 P3가 권취된 동일한 레그(120)에서 반대방향으로 권취된 권선 P1에 권선 P3가 갖는 위상의 반대위상전압을 발생하는 전자기유도를 실시하게 되어서, 상기 중성점(N)에 일단이 연결되어 있던 상기 권선 P1은 중성점을 기준으로 하여 상기 권선 P3위상의 180도 반대위상인 소멸된 전원 입력 A를 발생하게 되면 입력 A를 복구하기 위한 중성선의 전류는 도 7의 시험성적서에서 기재되어 있듯이 입력 B와 입력 C의 약 
여기서, 고장전류에 대해 설명하자면 문헌상 삼상의 벡터에 의한 전기이론은 단상 3선식 단상부하의 합성전류는 R0+R1=N이고, 삼상 3선식 삼상부하의 합성전류는 A(R)+B(S)+C(T)=0, 삼상 4선식 부하의 전류는 A(R)+B(S)+C(T)=N이며 이것은 A(R), B(S), C(T)에 100이라는 평형전류가 흐르면 삼상을 더한 값이 0이거나 N선에 흐르는 전류는 0이 되어 전류가 흐르지 않게 되는 것이다.In the literature, the electrical theory based on the three-phase vector is that the combined current of a single-phase three-phase single-phase load is R0 + R1 = N and the combined current of a three- ) + C (T) = 0, and the current of the three-phase four-wire load is A (R) + B (S) + C The value obtained by adding the three phases is 0 or the current flowing through the N line is 0, so that the current does not flow.
또한, 평형전류가 아니라고 하더라도 삼상부하의 R상 한상이 결상되어 불평형이라고 가정 하더라고 결상이 되어 단상으로 변한 S상과 T상의 전류 합은 0이 되고 불평형의 삼상 4선식에서는 N상에 불평형에 합당한 전류가 흘러 키르히호프의 전류법칙에 위배됨이 없는 것이다.Even if the equilibrium current is not obtained, the phase of the R phase of the three-phase load is assumed to be imbalanced, so that the sum of currents on the S phase and the T phase changed into single phase becomes zero. In the unbalanced three- There is no violation of Kirchhoff's current law.
이에, 본 발명에서는 키르히호프의 전류법칙에 반하는 고장전류를 R0+R1=N 또는 A(R)+B(S)+C(T)≠0 또는 A(R)+B(S)+C(T)≠N으로 정하고 전류법칙에 반하는 고장전류를 건전상과 중성선(접지)을 이용하여 고장출력기에 전기고장에 대한 고장전류를 입력하거나, 출력하고, 고장검출기는 상기 고장출력기에서 발생된 고장전류를 검출하여 배전계통의 전기고장을 판정하고 그 계통을 차단하거나, 경보하거나, 고장구간을 특정하여 알려줄 수 있도록 하기 위해 A상의 부하용량이 100일 때 단선되거나 결상되면 삼상벡터는 사라진 고장출력기가 A상을 복구하기 위해 B, C상과 N상의 전력을 사용하여 A상에 전기를 공급하려면 B와 C상은 자기 출력전류보다 A상 복구를 위한 50이상씩과 N상은 삼상벡터는 사라진 A상, B상, C상의 출력전류를 더한 전류만큼 더 흐르게 되어 A상의 100을 복구하게 되고 결국 N상에는 A상, B상, C상의 부하의 출력전류를 더한 값의 고장전류가 발생되며 삼상부하 측 선로에서 A상, B상, C상의 한선이 단선되면 부하 측에 불평형 과전류가 흐르지 않도록 전원 측을 평형방향으로 복구하기 위해 전원 측의 A(R), B(S), C(T)상은 상기 고장출력기의 입력A, 입력B, 입력C와 중성선(접지) 사용하여 불평형 전류를 보정하게 되어 상기 고장출력기는 전원 측 중성선(N)에서 전류를 공급받아 상기와 같은 원리로 중성선(N)에 고장전류가 발생되고 삼상의 전동기 부하가 A상이 단선되거나 결상이 되면 고장출력기는 부하 평형을 유지하기 위해 상기와 같은 원리로 B, C상과 중성선(N)의 전류를 사용하게 되어 결국은 중성선에서 고장전류가 발생되는 것이며, 전원 측과 부하 측의 누전발생도 복구하기 위해 같은 원리로 중성선(N)에서 고장전류가 발생하거나 누전이 발생된 자체 누설전류가 발생되어 고장전류가 발생되는 것이다.Therefore, in the present invention, a fault current contrary to Kirchoff's current law is expressed as R0 + R1 = N or A (R) + B (S) + C (T)? 0 or A (R) + B (S) + C T) ≠ N and inputs or outputs the fault current for the electric fault to the fault output unit by using the fault current against the current law using the normal phase and the neutral line (ground), and the fault detector outputs the fault current To detect the electrical failure of the power distribution system, and to disconnect or alert the system, or to specify the failure section, when the load capacity of the A phase is disconnected or when the load capacity is 100, the three phase vector To supply electricity to phase A using phases B, C and N to recover phase, phase B and phase C are more than 50 for phase A recovery than magnetic output current. Phase N is phase A, Phase and C-phase output current plus the current of A
상기 고장출력기(220)에서 삼상의 위상을 유지하기 위해 상기 고장출력기(220)의 중성점을 연결한 대지(E, ET) 또는 중성선(N)에 연결된 권선에서 고장전류가 발생하면 고장검출기(210)는 즉시 누설된 전류를 검출하여 경보발생기(230) 또는 누전차단기의 트립회로에 고장전류 검출 값을 전달하게 되면 경보발생기(230)나 누전차단기는 동작을 하게 되나, 특히, 대지와 권선의 중성점이 연결된 상기 고장출력기(220)는 고장전류 검출을 위해 도 8과 같이 삼상권선으로 분할된 각각의 삼상의 중성점 전류를 검출하여야 고장고장전류가 검출되며, 대지와 연결된 한선에서는 전류검출이 안 된다.(기존의 전기설비에서는 결상을 검출하기 위해 UVR(저전압계전기)이나 POR(결상계전기)을 사용하여 결상을 검출하지만 가격이 고가이고 전원 측의 중성선단선 시에는 검출하는 것이 어려우며, 특히 접촉불량은 정확하게 검출하기가 용이하지 않다)When a fault current is generated in the winding connected to the earth (E, ET) or the neutral line (N) to which the neutral point of the
이어서, 입력 B가 단선 시 복구되는 것을 설명하면, 도 5의 벡터도(820)에서 상기 입력 B가 사라진 도(820-1)를 보면 상기 입력 B가 소멸되면, 입력 A와, 입력 C에만 전원이 입력되어, 상기 입력 A는 일단이 중성점(N)과 연결되어 있는 권선(코일) P1의 타단에 입력 A의 전원이 투입되게 되고, 상기 권선 P1은 상기 권선 P1이 권취된 레그(120)와 동일한 레그(120)에 상기 권선 P1의 반대방향으로 권취된 권선 P3에 전자기유도를 하게 되고, 상기 권선 P3는 일단에 전원 입력C가 연결되어 있어, 상기 권선 P3는 입력 A와 중성점을 기준으로 입력전원 C가 갖는 전위차로 전기적인 위치가 상기 권선 P3의 기준 위상이 되고, 상기 전원 입력 A가 상기 권선 P1에 유기된 위상과 전압의 180도 반대의 위상과 전압이 상기 권선 P3에 발생하여, 도면(820-1)상태의 벡터가 나타나게 되고, 상기 P3의 타단에 연결되어 있는 권선 P4에 상기 P3의 유도된 전원을 공급하게 되면, 도면(820-2)상태의 벡터가 생성되며, 상기 권선 P4는 상기 권선 P4가 권취된 레그(140)와 동일한 레그(140)에서 상기 권선 P4의 반대방향으로 권취된 권선 P2에 중성점을 기준으로 전자기유도를 하게 되어, 결국은 상기 권선 P2에도 입력 중성선(N)을 사용한 고장출력기(220)의 복구전압이 유기되어 도 5의 도면(820-3)상태의 벡터가 나타나게 되며, 소멸된 전원 입력 B를 발생하게 되는 것이다.5, when the input B is disappeared, the input A and the input C are connected to the
또한, 입력 C가 전원공급이 안 되더라도 상기 입력 A가 사라지거나, 상기 입력 B가 사라져도 삼상의 위상차와 전위차 및 각 상과 중성점의 위상차와 전위차를 이용하여 전자기유도로 상기 입력 A나 상기 입력 B가 복구되는 방법과 같은 이유로 입력 C는 복구된다. 굳이 입력 C가 복구되는 것을 간단하게 설명하자면, 도 5의 (830)은 입력 C가 공급되지 않는 벡터도이며, 전원 입력 C가 없어져서, 전원 입력 A와 전원 입력 B가 중성점에 각각 연결된 권선 P1과 권선 P2에 전원을 공급하게 되면, 상기 권선 P1과 상기 권선 P2는 중성점을 기준으로 V결선의 형태를 하게 되고, 상기 권선 P2는 권선 P4를 180도 반대방향의 위상과 전압으로 전자기유도하게 되고, 상기 권선 P1은 권선 P3를 180도 반대방향의 위상과 전압으로 전자기유도를 하여, 도 5의 도면(830-3)과 같이 입력된 중성선(N)을 사용하여 전원 입력 C가 복구되어 발생된다.Even if the input A disappears or the input B disappears even if the input C is not supplied with power, the input A or the input B is converted into the electromagnetic induction by using the phase difference and the potential difference between the three phases and the phase difference and the potential difference between the phases, Input C is restored for the same reason as how it is restored. 5 (830) is a vector diagram in which the input C is not supplied. When the power input C is absent and the power input A and the power input B are connected to the neutral point, When the power is supplied to the winding P2, the winding P1 and the winding P2 take the form of V-connection with reference to the neutral point, and the winding P2 induces electromagnetic induction with the phase and voltage of the winding P4 in the opposite direction of 180 degrees, The winding P1 generates electromagnetic induction with the phase and voltage of the winding P3 in the opposite direction of 180 degrees, and the power input C is recovered by using the neutral line N input as shown in FIG. 5 (830-3).
또한, 전원 측 중성선이 단선 되더라도 상기 입력 A, 상기 입력 B, 상기 입력 C에 삼상 전원이 투입되면 각각의 상들이 120도를 유지하게 되고 삼상전력의 중심이 자연적으로 생성되어 권선(P1, P2, P3, P4)에 의해 중성선이 나타나게 되며 단상 부하의 불평형에 의해 중성선의 출력으로 전류를 공급하게 되어 R+S+T≠N의 고장전류가 발생하며 배전계통의 전원 측에서 지락, 단선, 결상으로 인해 하나의 선로 고장으로 입력 전원이 투입되지 않았음에도 불구하고 부하 측에서는 삼상의 전류를 정상적으로 사용하여 비정상적으로 중성선 전류가 출력되므로 중성선의 전류는 고장전류로 공급하게 되는 것이다.When three-phase power is applied to the input A, the input B, and the input C even when the power source-side neutral line is disconnected, the phase of each phase is maintained at 120 degrees, and the center of the three phase power is naturally generated, P3, P4), and the current is supplied to the output of the neutral line due to the unbalance of the single-phase load, so that the fault current of R + S + T ≠ N occurs and the power supply side of the power distribution system is grounded, In spite of the fact that the input power is not input due to one line fault, the neutral side current is outputted as the fault current because the neutral side current is outputted abnormally by using the three phase current normally on the load side.
아울러, 상술한 선행기술3과 첨부한 도 6의 실시 예에 의해서도 고장전류가 출력되며 배전계통에 이상이 발생하여 비정상적인 불평형전류의 삼상전동기전원이 공급될 시에는 결상된 부하전류를 고장출력기에서 전원 측 불평형을 보충하여 평형으로 전원을 보정하게 되고 이에 따른 중성선의 고장전류가 발생되어 고장검출기를 가동하게 되고 배전계통에 비정상적인 전력이 유입되지 않도록 조치한다.(고장검출기의 고장전류검출은 고장출력기의 용량에 의하여 설정하며 고장검출기는 영상변류기, 전력검출기 또는 누전차단기 또는 배선용차단기 또는 퓨즈 또는 회로보호차단기 등으로 시설하는 것이 바람직하다)In addition, even when the three-phase motor power of the unbalanced current is supplied due to an error in the power distribution system due to the output of the fault current by the embodiment of the prior art 3 and the accompanying FIG. 6, The fault current of the neutral fault line is generated and the fault detector is activated so that the abnormal electric power is prevented from flowing into the power distribution system. Capacity and the fault detector should be equipped with a fault current detector, a power detector or an earth leakage breaker or a wiring breaker or a fuse or circuit protection circuit breaker)
즉, 본 발명에 따르면 배전계통(100)에서 전기설비의 전원 측 누전, 접촉 불량, 전력선의 결상, 중성선의 단선, 부하 측의 누전, 삼상부하의 불평형전류로 전력이상이 발생하면 고장출력기(220-1, 220)는 전력이상을 입력받아 전력이상을 보충하는 고장전류를 실시간 출력하여 상기 전력이상이 발생한 배전계통(100)에 공급하고, 발생된 상기 고장전류를 고장검출기(210)가 검출하면 경보발생기(230)에 전달하여 외부에 유·무선으로 알리거나 전력이상을 차단기(240)가 차단하게 된다. 그리고 차단기(240)를 차단하기 위해 트립하는 장치는 기존의 누전차단기의 트립회로를 사용하여 차단하거나 기존에 구비된 누전경보기를 사용하면 차단접점기능과 통신기능을 내장하고 있으며, 전력이상의 발생을 바로 외부로 유·무선으로 고장통보를 발생하여 관리자가 이를 인지하도록 하며, 이후 관리자가 후속 조치를 신속하게 취할 수 있도록 함으로써, 전력이상 발생으로 인해 추후 발생할 수 있는 감전, 시스템 고장, 전기화재, 국민 신체 피해를 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.That is, according to the present invention, if a power abnormality occurs due to an unbalanced current of a three-phase load in the
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
100 - 배전계통(배전계통의 전기설비)
120 - 제1 레그(단상용 120-1), 130 - 제2 레그, 140 - 제3 레그
200 - 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기고장 만능 복구(차단)기
210 - 고장검출기
22 - 단상용 고장출력기
220 - 삼상용 고장출력기(220-A, 220-B)
230 - 경보발생기(누전경보기)
240 - 차단기(MCCB, ELCB, ACB, VCB, LBS, MG/SW, SSR 등)
L1 - 제1 레그에 권취된 제1 권선(단상용)
L2 - 제1 레그에 권취된 제2 권선(단상용)
P1 - 제1 레그에 권취된 제1 권선(3상용)
P2 - 제3 레그에 권취된 제2 권선(3상용)
P3 - 제1 레그에 권취된 제3 권선(3상용)
P4 - 제3 레그에 권취된 제3 권선(3상용)
R0, R1 - 단상전력선
A(R), B(S), C(T) - 삼상전력선,
N - 중성선
E 또는 ET - 접지(대지)단자100 - Distribution system (electrical system of distribution system)
120 - a first leg (120-1 for single phase), 130 - a second leg, 140 - a third leg
200 - An electrical failure universal recovery (blocking) device according to a preferred embodiment of the present invention
210 - Fault detector
22 - Fault output unit for single phase
220 - Three phase failure output units 220-A and 220-B
230 - Alarm generator (Earth leakage alarm)
240 - Circuit breaker (MCCB, ELCB, ACB, VCB, LBS, MG / SW, SSR, etc.)
L1 - a first winding (for single phase) wound on the first leg,
L2 - a second winding wound around the first leg (for single phase)
P1 - first winding wound around the first leg (for three phases)
P2 - Secondary winding wound around the third leg (for three phases)
P3 - the third winding wound around the first leg (for three phases)
P4 - the third winding wound on the third leg (for three phases)
R0, R1 - Single-phase power line
A (R), B (S), C (T) - three phase power line,
N - Neutral
E or ET - Ground (earth) terminal
Claims (13)
상기 배전계통에 연결되어 상기 배전계통에서 전원 측의 누전, 결상, 단선, 접촉불량에 의한 전기고장을 감시하여 상기 전원 측의 누전, 결상, 단선, 접촉불량이 발생하면 중성선에서 상기 고장전류를 실시간 발생하는 고장출력기와; 상기 고장전류를 검출하기 위한 고장검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능 복구(차단)기.The system of claim 1, wherein the electrical failure universal recovery (interrupter)
When an electrical failure due to leakage, image formation, disconnection, or contact failure of the power supply side is monitored in the power distribution system, and the electrical leakage of the power supply side, image formation, disconnection or contact failure occurs, A failure output device; And a fault detector for detecting the fault current.
상기 누전, 접촉불량, 결상, 단선, 불평형전류에 의한 전기고장을 중성선을 사용하여 고장전류를 발생하는 상기 고장출력기와;
상기 고장출력기에서 출력되는 고장전류를 검출하여 그 검출 값을 전원 측과 부하 측 고장구간을 구분하여 경보발생기 또는 차단기에 전달하기 위한 상기 고장검출기와;
상기 고장검출기에서 검출된 고장전류 검출 값을 제공받아 고장전력을 차단하거나 경보하기 위한 차단기 또는 경보발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능복구(차단)기.The system of claim 1, wherein the electrical failure universal recovery (interrupter)
The fault output device generating a fault current by using a neutral line for an electric fault caused by the electric leakage, contact failure, phase loss, disconnection, and unbalanced current;
A fault detector for detecting a fault current outputted from the fault output device and transmitting the detected value to an alarm generator or a breaker by distinguishing a power supply side and a load side fault interval;
And a breaker or an alarm generator for receiving a fault current detection value detected by the fault detector and for interrupting or alerting a faulty electric power.
상기 단상 3선식(R, N, R1) 일 때 전원 측의 상기 R상이 단선되면 상기 R1상과 중성선(N)을 사용하여 상기 R상을 복구하고, 상기 R1상이 단선되면 상기 R상과 상기 중성선(N)을 사용하여 상기 R1상을 복구하며, 중성선(N)이 단선되면 상기 R상과 상기 R1상을 사용하여 중성선(N)을 복구하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능 복구(차단)기.4. The fault diagnosis system according to claim 1 or 4,
The R phase is recovered by using the R1 phase and the neutral line N when the R phase on the power source side is disconnected in the single phase three wire system (R, N, R1), and when the R phase is disconnected, (N) is used to recover the R1 phase, and if the neutral line (N) is disconnected, the neutral line (N) is recovered using the R phase and the R1 phase.
상기 단상 3선식 일 때 제1 레그와; 제1 권선, 제2 권선과; 철심을 구비하고, 상기 제1 권선, 상기 제2 권선은 각각 상기 제1 레그에서 상기 제1 권선, 상기 제2 권선이 전기적으로 연결 권취되고, 상기 제1 권선, 상기 제2 권선의 중간에는 중간 탭이 형성되어, 중성선에 연결되고, 전원 측의 단선(R 또는 N 또는 R1) 접촉불량을 고장전류를 발생시켜 실시간으로 복구하는 권선인 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능 복구(차단)기.4. The fault diagnosis system according to claim 1 or 4,
A first leg when the single-phase three-wire system is used; A first winding, a second winding; Wherein the first winding and the second winding are respectively electrically connected to the first winding and the second winding in the first leg, and the first winding and the second winding are electrically connected to each other in the middle of the first and second windings, And a coil which is connected to a neutral line and which is connected to a neutral line and which is capable of recovering in real time by generating a fault current in a faulty contact of a disconnection (R or N or R1) on the power supply side. group.
제1 레그, 제2 레그, 제3 레그와; 제1 권선, 제2 권선, 제3 권선과; 철심을 구비하고, 상기 제1 권선, 상기 제2 권선은 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에 권취되고 상기 제3 권선은 상기 제1 권선과 상기 제2 권선의 반대방향으로 각각 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에서 지그재그로 권취되어 일단이 중성점에 연결되고 3상 3선식 또는 3상 4선식 배전계통에서 누전, 접촉불량, 단선, 결상, 불평형전류로 전기고장 시에 대지와 연결된 중성선에서 고장전류를 발생하며 상기 제2 레그는 상기 제1 레그와 상기 제3 레그에서 발생되는 자속이 순환하는 통로 역할을 하는 상기 제2 레그를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능 복구(차단)기.The apparatus according to claim 1 or 2,
A first leg, a second leg, and a third leg; A first winding, a second winding, and a third winding; Wherein the first winding and the second winding are wound on the first leg and the third leg and the third winding is wound on the first leg and the second winding in the direction opposite to the first winding and the second winding, And a neutral line connected to the earth when an electric failure occurs due to a short circuit, a contact failure, a disconnection, a phase failure, and an unbalanced current in a three-phase or three-phase four-wire distribution system in which one end is wound in a zigzag manner in the third leg, And the second leg includes the second leg serving as a path through which the magnetic flux generated in the first leg and the third leg circulates.
S상의 역 위상과 T상의 역 위상을 더하여 R상의 위상을 출력하거나, R상의 역 위상과 T상의 역 위상을 더하여 S상의 위상을 출력하거나, R상의 역 위상과 S상의 역 위상을 더하여 T상의 위상을 출력하여 누전, 단선, 결상, 접촉불량, 불평형전류를 복구하는 중성선의 고장전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능 복구(차단)기.The apparatus according to claim 1 or 2,
The phase of the S phase is added by adding the reverse phase of S phase and the phase of T phase to output the phase of R phase, or the phase of S phase is added by adding the reverse phase of R phase and the reverse phase of T phase, And outputs a failure current of a neutral line for recovering a short circuit, a disconnection, an image formation, a contact failure, and an unbalanced current.
S상의 역 위상 또는 T상의 역 위상과 R상의 정 위상을 더하여 R상의 위상을 출력하거나, R상의 역 위상 또는 T상의 역 위상과 S상의 정 위상을 더하여 S상의 위상을 출력하거나, R상의 역 위상 또는 S상의 역 위상과 T상의 정 위상을 더하여 T상의 위상을 출력하여 누전, 단선, 결상, 접촉불량, 불평형전류를 복구하는 중성선의 고장전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능 복구(차단)기.The apparatus according to claim 1 or 2,
The phase of the R phase is output by adding the reverse phase of the S phase or the reverse phase of the T phase and the positive phase of the R phase, or the phase of S phase is output by adding the reverse phase of R phase or the inverse phase of T phase to the positive phase of S phase, Or the phase of the S phase is added to the positive phase of the T phase to output the phase of the T phase to output the fault current of the neutral line for recovering the leakage, disconnection, imaging, contact failure, and unbalanced current. group.
누전, 결상, 단선, 접촉불량, 삼상부하의 전류불평형으로 상기 전기고장 발생 시 각각의 레그에 권취된 각각의 권선이 1:1의 비율로 상호 전자기유도작용을 하여 상기 전기고장에 대한 복구 또는 경보 또는 차단을 하기 위한 고장전류을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능 복구(차단)기.4. The fault diagnosis system according to claim 1 or 4,
The electric windings of the respective legs are caused to mutually induce electromagnetic induction in a ratio of 1: 1 at the time of occurrence of the electric fault due to a short circuit, an open fault, an open fault, Or a fault current for interrupting an electrical fault.
배전계통의 누전(지락), 단선, 결상, 접촉불량, 이상 과전류, 이상 과전압 이상 불평형으로부터 배전계통을 보호하기 위하여 상기 고장출력기에서 출력하는 고장전류를 영상변류기 또는 전력검출기로 검출하여 트립회로 또는 누전차단기 또는 배선용차단기 또는 퓨즈 또는 회로보호용차단기 또는 SSR 또는 MG/SW 또는 경보발생기로 그 검출 값을 전달하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능 복구(차단)기.The fault detector according to claim 2 or 4,
Fault current output from the fault output device is detected by a video current transformer or a power detector in order to protect the power distribution system from unbalance due to a short circuit (ground fault), disconnection, phase loss, contact failure, abnormal over current, abnormal over voltage abnormality, Characterized in that the detection value is transmitted to a circuit breaker or a circuit breaker or a fuse or circuit protection circuit breaker or SSR or MG / SW or an alarm generator.
상기 고장출력기의 입출력의 전압, 전류을 검출하여, 외부로 출력하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능 복구(차단)기.12. The apparatus of claim 11, wherein the power detector comprises:
And detects the voltage and current of the input / output of the failure output device and outputs it to the outside.
상기 배전계통에 구비된 전원 측의 지락, 결상 또는 접촉불량 시에 지락, 결상, 접촉불량에 의한 고장 위상전력을 중성선과 건전상을 사용하여 공급하고, 중성선 단선시는 삼상을 사용하여 중성선을 복구하여 부하 측으로 공급하고, 전원 측의 불평형 전력(전압, 전류)와 부하 측의 불평형 전력을 중성선을 사용하여 평형으로 개선하며, 누전 시에도 중성선을 사용하거나, 누전된 고장선로에 전력을 공급하며, 삼상부하의 부하 측 결상 시에도 중성선과 건전상을 사용하여 삼상전원 측을 평형방향으로 보정하는 것을 특징으로 하는 전기고장 만능 복구(차단)기.The fault output device according to claim 1, 8, or 9,
In the power supply side provided with the power distribution system, the fault phase power due to the ground fault, the phase loss and the contact fault is supplied by using the neutral line and the solid phase when the ground fault, the imaging fault or the contact fault is occurred, and the neutral line is recovered The unbalanced power (voltage, current) on the power source side and the unbalanced power on the load side are improved to equilibrium by using a neutral line, and the neutral line is used in case of a short circuit or power is supplied to the shorted fault line, Wherein the three-phase power supply side is corrected in the equilibrium direction by using the neutral line and the positive phase even when the three-phase load is on the load side.
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