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KR101204755B1 - 변압기손실 측정 시스템, 이를 이용한 변압기 합성 시스템 오차 평가방법, 및 그 기록매체 - Google Patents

변압기손실 측정 시스템, 이를 이용한 변압기 합성 시스템 오차 평가방법, 및 그 기록매체 Download PDF

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KR101204755B1
KR101204755B1 KR1020100134198A KR20100134198A KR101204755B1 KR 101204755 B1 KR101204755 B1 KR 101204755B1 KR 1020100134198 A KR1020100134198 A KR 1020100134198A KR 20100134198 A KR20100134198 A KR 20100134198A KR 101204755 B1 KR101204755 B1 KR 101204755B1
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KR
South Korea
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error
transformer
industrial
voltage
phase error
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KR1020100134198A
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KR20120072443A (ko
Inventor
정재갑
박영태
Original Assignee
한국표준과학연구원
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Publication date
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Publication of KR20120072443A publication Critical patent/KR20120072443A/ko
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Abstract

본 발명은 변압기손실 측정 시스템 및 이를 이용한 변압기 합성 시스템 오차 평가방법에 관한 것으로서, 산업체 및 국가 표준기관에서 보유하고 있는 전압 변성기, 전류 변성기, 및 파워미터의 비오차와 위상오차를 산출하고, 산출된 비오차와 위상오차를 이용하여 변압기 손실 측정 시스템의 합성 비오차와 합성 위상오차를 계산하여 합성 시스템 오차를 획득하는 발명에 관한 것이다. 이를 위해 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차를 측정하는 전압변성기 측정장치(100); 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차를 측정하는 전류변성기 측정장치(200); 산업체에서 사용하고 있는 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차를 측정하는 파워미터 측정장치(300); 및 비오차, 위상오차, 및 평균전력 오차에 기초하여 합성 비오차와 합성 위상오차를 산출하고, 산출된 합성 비오차와 위상오차를 이용하여 합성 시스템 오차를 산출하는 제어수단(500);을 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템이 개시된다.

Description

변압기손실 측정 시스템, 이를 이용한 변압기 합성 시스템 오차 평가방법, 및 그 기록매체 {Transformer loss measurement system, evaluation method using the same and recording medium thereof}
본 발명은 변압기손실 측정 시스템 및 이를 이용한 변압기 합성 시스템 오차 평가방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산업체 및 국가 표준기관에서 보유하고 있는 전압 변성기, 전류 변성기, 및 파워미터의 비오차와 위상오차를 산출하고, 산출된 비오차와 위상오차를 이용하여 변압기 손실 측정 시스템의 합성 비오차와 합성 위상오차를 계산하여 합성 시스템 오차를 평가하는 발명에 관한 것이다.
최근, 변압기를 생산하여 수출하는 중전기기 산업체에서는 변압기 전력손실 측정 시스템을 보유하고 있고, 이를 이용하여 변압기의 무 부하손실과 부하손실을 측정한다. 변압기의 수출 활성화 및 제품의 품질보증을 위해 변압기손실 측정 시스템의 국가표준으로부터의 표준의 소급이 요구되는 실정이다.
그러나, 국내에서 현재 변압기손실 측정 시스템을 평가하기 위한 이동용 표준기의 미확보 및 변압기손실 측정 평가기술의 미확립으로 인해 손실 측정 시스템에 국가 표준을 소급해 주지 못하고 있다. 이에 중전기기 산업체에서는 변압기손실 측정 시스템의 평가 기술을 확보하고 있는 캐나다 국가표준기관(NRC)와 스위스 해프레이(Haefley)사의 전문가를 초청해 많은 시간과 비용을 들여 국가표준의 소급을 받아오고 있는 실정이다.
따라서 본 발명이 속하는 기술 분야에서는 이러한 중전기기 산업체의 애로사항을 해결하기 위해 중전기기 산업체가 보유하고 있는 변압기 손실 측정 시스템의 합성 시스템 오차 평가기술의 개발을 요하고 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 변압기 손실 측정 시스템의 국가표준 소급이 가능하고, 생산된 변압기의 품질을 보증할 수 있는 변압기 손실 측정 시스템 및 이를 이용한 오차 평가방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차를 측정하는 전압변성기 측정장치(100); 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차를 측정하는 전류변성기 측정장치(200); 산업체에서 사용하고 있는 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차를 측정하는 파워미터 측정장치(300); 및 비오차, 위상오차, 및 평균전력 오차에 기초하여 합성 비오차와 합성 위상오차를 산출하고, 산출된 합성 비오차와 위상오차를 이용하여 합성 시스템 오차를 산출하는 제어수단(500);을 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 전압변성기 측정장치(100)는, 고전압을 발생하는 고전압 발생원(110); 고전압 발생원(110)과 1차측이 병렬로 결선되는 이동용 전압변성기(120); 이동용 전압변성기(120)의 2차측과 직렬로 결선되는 전압비교기(140); 및 고전압 발생원(110)과 1차측이 병렬로 결선되고, 전압비교기(140)와 2차측이 직렬로 결선되는 산업체 전압변성기(130);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전압비교기(140)는 국가 표준기관의 전압비교기인 것을 특징으로 한다.
또한, 산업체 전압변성기(130)의 2차측과 병렬로 결선되는 부담(150);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전류변성기 측정장치(200)는 대전류를 발생하는 대전류 발생원(210); 대전류 발생원(210)과 1차측이 결선되는 산업체 전류변성기(230); 산업체 전류변성기(230)의 1차측 및 대전류 발생원(210)과 1차측이 결선되는 이동용 전류변성기(220); 및 이동용 전류변성기(220)의 2차측 및 산업체 전류변성기(230)의 2차측과 결선되는 전류비교기(240);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 산업체 전압변성기(130)의 2차측과 직렬로 결선되는 부담(250);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 파워미터 측정장치(300)는 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차를 측정하기 위한 전압 및 전류를 출력하는 파워소스(310); 파워소스(310)의 전압 및 전류를 입력받아 이를 다시 산업체 파워미터(330)에 출력하는 이동용 파워미터(320); 및 이동용 파워미터(320)의 전압 및 전류를 입력받는 산업체 파워미터(330);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 국가 표준기관에서 보유하고 있는 이동용 전압변성기(120)의 비오차 및 위상오차와 국가 표준기관에서 보유하고 있는 이동용 전류변성기(220)의 비오차 및 위상오차를 측정하는 측정장치(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 목적은 다른 카테고리로서, 변압기손실 측정 시스템(10)을 이용한 합성 시스템 오차를 평가하는 방법에 있어서, 전압변성기 측정장치(100)가 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차를 측정하며, 전류변성기 측정장치(200)가 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차를 측정하고, 파워미터 측정장치(300)가 산업체에서 사용하고 있는 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차를 측정하며, 그리고 제어수단(500)이 평균전력 오차에 기초하여 산업체 파워미터(330)의 비오차와 위상오차를 산출하는 단계(S110); 제어수단(500)이 입력된 비오차 및 위상오차에 기초하여 변압기손실 측정 시스템(10)의 합성 비오차와 합성 위상오차를 산출하는 단계(S120); 및 제어수단(500)이 합성 비오차 및 합성 위상오차에 기초하여 변압기손실 측정 시스템(10)의 합성 시스템 오차를 산출하는 단계(S130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, S110 단계 전에는, 측정장치(400)가 국가 표준기관에서 보유하고 있는 이동용 전압변성기(120)의 비오차 및 위상오차와, 그리고 국가 표준기관에서 보유하고 있는 이동용 전류변성기(220)의 비오차 및 위상오차를 측정하는 단계(S100);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 합성 시스템 오차에 기초하여 변압기손실 측정 시스템(10)을 교정하는 단계(S140);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차는 다음의 [수학식]에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식]
αx=αr+αs
βx=βr+βs
(여기서, αx:산업체 전압변성기의 비오차, βx:산업체 전압변성기의 위상 오차, αr:전압비교기에서 측정한 이동용 전압변성기의 비오차, βr:전압비교기에서 측정한 이동용 전압변성기의 위상오차, αs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전압변성기의 비오차, βs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전압변성기의 위상오차)
또한, 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차는 다음의 [수학식]에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식]
αx=αr+αs
βx=βr+βs
(여기서, αx:산업체 전류변성기의 비오차, βx:산업체 전류변성기의 위상 오차, αr:전류비교기에서 측정한 이동용 전류변성기의 비오차, βr:전류비교기에서 측정한 이동용 전류변성기의 위상오차, αs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전류변성기의 비오차, βs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전류변성기의 위상오차)
또한, 합성 비오차 및 합성 위상오차는 다음의 [수학식]에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식]
Figure 112010085480471-pat00001
Figure 112010085480471-pat00002
(여기서, α1:이동용 전압변성기의 비오차, b1:이동용 전압변성기의 위상오차, α2:이동용 전류변성기의 비오차, b2:이동용 전류변성기의 위상오차, α3:이동용 파워미터의 비오차, b3:이동용 파워미터의 위상오차, α4:산업체 전압변성기의 비오차, b4:산업체 전압변성기의 위상오차, α5:산업체 전류변성기의 비오차, b5:산업체 전류변성기의 위상오차, α6:산업체 파워미터의 비오차, b6:산업체 파워미터의 위상오차, A:합성 비오차, B:합성 위상오차)
또한, 합성 시스템 오차는 다음의 [수학식]에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112010085480471-pat00003
(여기서, C:합성 시스템 오차, A:합성 비오차, B:합성 위상오차, PF:역률)
그리고, 산업체 파워미터(330)의 비오차와 위상오차는 다음의 수학식에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 한다.
[수학식]
Figure 112010085480471-pat00004
(여기서,
Figure 112010085480471-pat00005
:평균전력 오차, PF:역률, α:산업체 파워미터의 비오차, b:산업체 파워미터의 위상오차)
한편, 본 발명의 목적은 다른 카테고리로서, 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공함으로써 달성될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 변압기 손실 측정 시스템의 국가표준 소급이 가능한 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 국가표준 소급이 가능하여 생산된 변압기의 품질을 보증할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 변압기손실 측정 시스템의 구성을 설명하기 위한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 산업체 전압변성기의 비오차와 위상오차를 측정하기 위한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 산업체 전류변성기의 비오차와 위상오차를 측정하기 위한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 산업체 파워미터의 평균전력 오차를 측정하기 위한 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 를 평가하기 위한 순서를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
<변압기손실 측정 시스템의 구성>
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 변압기손실 측정 시스템의 구성을 설명하기 위한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 산업체 전압변성기의 비오차와 위상오차를 측정하기 위한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 산업체 전류변성기의 비오차와 위상오차를 측정하기 위한 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 산업체 파워미터의 평균전력 오차를 측정하기 위한 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 변압기손실 측정 시스템은 대략 전압변성기 측정장치(100), 전류변성기 측정장치(200), 파워미터 측정장치(300), 및 제어수단(500)을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 변압기손실 측정 시스템의 구성을 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 전압변성기 측정장치(100)는 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차를 측정하기 위한 장치이다. 따라서, 전압변성기 측정장치(100)는 대략 고전압 발생원(110), 이동용 전압변성기(120), 산업체 전압변성기(130), 전압비교기(140), 및 부담(150)으로 구성하여 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차를 측정할 수 있다.
상술한 전압변성기 측정장치(100)의 일 구성요소인 고전압 발생원(110)은 도 3에 도시된 바와 같이, 고전압을 발생하는 장치로서 이동용 전압변성기(120) 및 산업체 전압변성기(130)의 1차측(121,131)과 각각 병렬로 결선된다. 그리고 병렬로 결선된 각 장치의 어느 한 교점은 접지(160)된다.
또한, 이동용 전압변성기(120)는 국가 표준기관인 한국 표준과학 연구원에서 보유하고 있는 전압 변성기로서, 1차측(121)은 고전압 발생원(110) 및 산업체 전압변성기(130)의 1차측(131)과 병렬로 결선되며, 2차측(122)은 전압비교기(140)와 직렬로 결선된다. 이때 전압비교기(140)의 S단자(141)와 연결된다.
또한, 산업체 전압변성기(130)는 산업체 현장에서 사용하고 있는 전압 변성기로서, 1차측(131)은 고전압 발생원(110) 및 이동용 전압변성기(121)의 1차측(121)과 결선되며, 2차측(132)은 전압비교기(140)의 X단자(142)와 연결된다. 이때 2차측(132)은 부담(150)과 병렬로 결선된다.
또한, 전압비교기(140)는 국가 표준기관인 한국 표준과학 연구원에서 보유하고 있는 전압 비교기로서, 앞서 상술한 이동용 전압변성기(120)의 2차측(122)과 산업체 전압변성기(130)의 2차측(132)과 서로 직렬로 결선된다. 상술한 구성을 가지는 전압비교기(140)는 이동용 전압비교기의 2차측(122) 전압과 산업체 전압비교기의 2차측(132) 전압을 서로 비교하여 이동용 전압비교기(120)의 비오차와 위상오차를 산출한다.
그리고, 부담(150)은 산업체 전압변성기(130)의 2차측(132)과 병렬로 연결되며, 국가 표준기관과 산업체 각각에서 이동용 전압변성기(120)를 측정할 때 동일한 부담값을 사용하여야 한다. 이러한 부담(150)은 계기용 변성기의 2차 단자간에 접속되는 부하로서, 정격 주파수의 정격 2차전류 또는 정격 2차 전압하에서 부하에 소비되는 피상전력과 그 부하의 역률로 표시한다. 이하에서도 특별한 설명이 없는 한 부담(150)이라는 용어는 동일한 의미로 사용된다.
본 발명에 따른 전류변성기 측정장치(200)는 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차를 측정하는 장치이다. 따라서, 전류변성기 측정장치(200)는 대략 대전류 발생원(210), 이동용 전류변성기(220), 산업체 전류변성기(230), 전류비교기(240), 및 부담(250)으로 구성하여 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차를 측정할 수 있다.
상술한 전류변성기 측정장치(200)의 일 구성요소인 대전류 발생원(210)은 도 4에 도시된 바와 같이, 대전류를 발생하는 장치로서 이동용 전류변성기(220) 및 산업체 전류변성기(230)의 1차측(221,231)과 각각 직렬로 결선된다. 그리고 직렬로 결선된 각 장치의 어느 한 교점은 접지(260)된다.
또한, 이동용 전류변성기(220)는 국가 표준기관인 한국 표준과학 연구원에서 보유하고 있는 전류 변성기로서, 1차측(221)은 대전류 발생원(210) 및 산업체 전류변성기(230)의 1차측(231)과 직렬로 결선되며, 2차측(222)은 전류비교기(240)와 결선된다. 이때 전류비교기(240)의 K단자(243) 및 I단자(244)와 연결되며, I단자(244)는 접지(260)된다.
또한, 산업체 전류변성기(230)는 산업체 현장에서 사용하고 있는 전류 변성기로서, 1차측(231)은 대전류 발생원(210) 및 이동용 전류변성기(221)의 1차측(221)과 결선되며, 2차측(232)은 전류비교기(240)의 K단자(241) 및 I단자(242)와 연결된다. 이때 I단자(242)는 접지(260)되며, K단자(241)와 직렬로 부담(250)이 결선된다.
또한, 전류비교기(240)는 국가 표준기관인 한국 표준과학 연구원에서 보유하고 있는 전류 비교기로서, 앞서 상술한 이동용 전류변성기(220)의 2차측(222)과 K단자(243) 및 I단자(244)가 서로 결선되고, 산업체 전류변성기(230)의 2차측(232)과 K단자(241) 및 I단자(242)가 서로 결선된다. 상술한 구성을 가지는 전류비교기(240)는 이동용 전류비교기의 2차측(222) 전류와 산업체 전류비교기의 2차측(232) 전류를 서로 비교하여 이동용 전류비교기(220)의 비오차와 위상오차를 산출한다.
그리고, 부담(150)은 산업체 전류변성기의 2차측(232) 및 K단자(241)와 직렬로 결선되며, 부담(150)의 정의는 앞서 기술한 바와 같다. 다만, 국가 표준기관과 산업체 각각에서 이동용 전류변성기(220)를 측정할 때 동일한 부담값을 사용하여야 한다.
본 발명에 따른 파워미터 측정장치(300)는 파워소스(310), 이동용 파워미터(320), 및 산업체 파워미터(330)로 구성된다. 이때 파워소스(310)는 국가 표준기관인 한국 표준과학 연구원에서 보유하고 있는 장치로서 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차를 측정하기 위하여 전압 및 전류를 공급하는 소스이다.
이동용 파워미터(320) 또한 한국 표준과학 연구원에서 보유하고 있는 장치로서 산업체 파워미터(330)를 측정하기 위하여 산업체 현장으로 이동하기 전에 먼저 한국 표준과학 연구원에서 먼저 측정된다. 이동용 파워미터(320)는 한국 표준과학 연구원에서 보유하여 국가표준을 유지하고 있는 에너지 스탠다드(Energy STD)를 이용한다.
그리고, 산업체 파워미터(330)는 평가하려고 하는 대상체이다. 산업체 파워미터(330)를 평가하기 위하여, 상술한 파워소스(310)에서 전압 및 전류를 공급하며, 이 전압 및 전류를 이동용 파워미터(320)에 출력한다. 이때 전압을 공급하기 위한 파워소스(310)의 두 단자는 이동용 파워미터(320) 및 산업체 파워미터(330)의 두 단자와 병렬로 연결된다. 또한, 전류를 공급하기 위한 파워소스(310)의 두 단자는 이동용 파워미터(320) 및 산업체 파워미터(330)의 두 단자와 직렬로 연결된다.
본 발명에 따른 측정장치(400)는 국가 표준기관인 한국 표준과학 연구원에서 보유중인 이동용 전압변성기(120) 및 이동용 전류변성기(220)의 비오차와 위상오차를 측정하는 장치이다. 이동용 전압변성기(120) 및 이동용 전류변성기(220)는 산업체 현장으로 이동하여 산업체 전압변성기(130) 및 산업체 전류변성기(230)의 비오차 및 위상오차를 측정하기 전에 한국 표준과학 연구원에서 먼저 비오차와 위상오차를 측정하게 된다. 다만, 이러한 이동용 전압변성기(120) 및 이동용 전류변성기(220)의 측정장치의 구성은 전압변성기 측정장치(100) 및 전류변성기 측정장치(200)의 구성과 동일하다. 다만, 산업체에서 보유하고 있는 전압 및 전류 변성기 대신 이동용 전압 및 전류 변성기를 측정하게 된다.
본 발명에 따른 제어수단(500)은 산업체 전압변성기(130), 산업체 전류변성기(230), 국가 표준기관에서 기 측정된 이동용 전압변성기(120), 및 이동용 전류변성기(220)의 비오차 및 위상오차와 이동용 파워미터(320) 및 산업체 파워미터(330)의 비오차와 위상오차를 이용하여 합성 비오차와 합성 위상오차를 산출한다.
이때 이동용 전압변성기(120), 이동용 전류변성기(220), 및 이동용 파워미터(320)의 비오차 및 위상오차는 현장 교정전에 한국 표준과학 연구원에서 측정한 비오차 및 위상오차이다. 산업체 파워미터(330)의 비오차와 위상오차는 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차를 수학식에 이용하여 산출한다.
한편, 제어수단(500)은 산출된 합성 비오차와 합성 위상오차를 이용하여 합성 시스템 오차를 산출하게 된다. 상술한 기능을 가지는 제어수단(500)은 컴퓨터 또는 노트북 등의 계산이 가능한 계산장치이면 어느 것이나 가능하다. 다만, 이에 한정되지 않고 마이크로 프로세서 등을 이용하여 간단하게 구성할 수 있는 것이면 모두 본 발명을 실시하게 됨은 당업자에게 자명할 것이다.
그리고, 제어수단(500)에서 사용되는 합성 비오차, 합성 위상오차, 및 합성 시스템 오차 등 상술한 계산에 필요한 수학식은 이하에서 설명될 방법발명에서 설명하기로 한다.
<합성 시스템 오차 평가방법>
도 6은 본 발명에 따른 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 를 평가하기 위한 순서를 순차적으로 나타낸 순서도이다. 상술한 구성을 가지는 변압기손실 측정 시스템에 의하여 수행될 수 있는 본 발명에 따른 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법의 일실시예가 도 6에 도시되어 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법을 설명하기로 한다. 본 단계는 대략 S100 단계 내지 S140 단계를 수행하게 된다.
먼저, 국가 표준기관인 한국 표준과학 연구원에서 이동용 전압변성기(120) 및 이동용 전류변성기(220)의 비오차와 위상오차를 측정하는 단계를 수행하게 된다(S100). 다만 S100 단계는 S110 단계를 수행한 후에 이동용 전압변성기(120) 및 이동용 전류변성기(220)의 비오차와 위상오차를 측정하여도 동일하다. 이는 합성 비오차와 합성 위상오차를 산출하는 S120 단계를 수행하기 전에 비오차와 위상오차를 측정하면 되므로 당연한 결과이다.
다음으로, 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차를 측정하며, 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차를 측정하고, 그리고 산업체에서 사용하고 있는 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차를 측정하여 산업체 파워미터(330)의 비오차와 위상오차를 산출하는 단계를 수행하게 된다(S110).
이때 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차는 다음의 [수학식 1]에 기초하여 계산된다.
Figure 112010085480471-pat00006
Figure 112010085480471-pat00007
(여기서, αx:산업체 전압변성기의 비오차, βx:산업체 전압변성기의 위상 오차, αr:전압비교기에서 측정한 이동용 전압변성기의 비오차, βr:전압비교기에서 측정한 이동용 전압변성기의 위상오차, αs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전압변성기의 비오차, βs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전압변성기의 위상오차)
또한, 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차는 다음의 [수학식 2]에 기초하여 계산된다.
Figure 112010085480471-pat00008
Figure 112010085480471-pat00009
(여기서, αx:산업체 전류변성기의 비오차, βx:산업체 전류변성기의 위상 오차, αr:전류비교기에서 측정한 이동용 전류변성기의 비오차, βr:전류비교기에서 측정한 이동용 전류변성기의 위상오차, αs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전류변성기의 비오차, βs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전류변성기의 위상오차)
또한, 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차는 국가 표준기관인 한국 표준과학 연구원에서 보유하고 있으며, 국가표준을 유지하고 있는 에너지 스탠다드를 이용하여 측정하게 된다. 즉 에너지 스탠다드는 본 발명에서는 이동용 파워미터(320)를 의미한다.
여기서 평균전력 오차를 측정한 경우에는 다음의 [수학식 3]에 기초하여 산업체 파워미터(330)의 비오차와 위상오차를 계산할 수 있다.
Figure 112010085480471-pat00010
(여기서,
Figure 112010085480471-pat00011
:평균전력 오차, PF:역률, α:산업체 파워미터의 비오차, b:산업체 파워미터의 위상오차)
다음으로, 산출된 비오차 및 위상오차에 기초하여 변압기손실 측정 시스템(10)의 합성 비오차와 합성 위상오차를 다음의 [수학식 4]에 기초하여 산출하는 단계를 수행하게 된다(S120).
Figure 112010085480471-pat00012
Figure 112010085480471-pat00013
(여기서, α1:이동용 전압변성기의 비오차, b1:이동용 전압변성기의 위상오차, α2:이동용 전류변성기의 비오차, b2:이동용 전류변성기의 위상오차, α3:이동용 파워미터의 비오차, b3:이동용 파워미터의 위상오차, α4:산업체 전압변성기의 비오차, b4:산업체 전압변성기의 위상오차, α5:산업체 전류변성기의 비오차, b5:산업체 전류변성기의 위상오차, α6:산업체 파워미터의 비오차, b6:산업체 파워미터의 위상오차, A:합성 비오차, B:합성 위상오차)
다음으로, 합성 비오차 및 합성 위상오차에 기초하여 변압기손실 측정 시스템(10)의 합성 시스템 오차를 다음의 [수학식 5]에 기초하여 산출하는 단계를 수행하게 된다(S130).
Figure 112010085480471-pat00014
(여기서, C:합성 시스템 오차, A:합성 비오차, B:합성 위상오차, PF:역률)
마지막으로, 계산된 합성 시스템 오차에 기초하여 변압기손실 측정 시스템(10)을 교정하는 단계를 수행하게 된다(S140).
<기록매체>
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
10 : 변압기손실 측정 시스템
100 : 전압변성기 측정장치
110 : 고전압 발생원
120 : 이동용 전압변성기
121 : 1차측
122 : 2차측
130 : 산업체 전압변성기
131 : 1차측
132 : 2차측
140 : 전압비교기
141 : S단자
142 : X단자
150 : 부담
160 : 접지
200 : 전류변성기 측정장치
210 : 대전류 발생원
220 : 이동용 전류변성기
221 : 1차측
222 : 2차측
230 : 산업체 전류변성기
231 : 1차측
232 : 2차측
240 : 전류비교기
241,243 : K단자
242,244 : I단자
250 : 부담
260 : 접지
300 : 파워미터 측정장치
310 : 파워소스
320 : 이동용 파워미터
330 : 산업체 파워미터
500 : 제어수단

Claims (17)

  1. 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차를 측정하는 전압변성기 측정장치(100);
    산업체에서 사용하고 있는 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차를 측정하는 전류변성기 측정장치(200);
    산업체에서 사용하고 있는 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차를 측정하는 파워미터 측정장치(300); 및
    상기 비오차, 상기 위상오차, 및 상기 평균전력 오차에 기초하여 합성 비오차와 합성 위상오차를 산출하고, 산출된 상기 합성 비오차와 상기 위상오차를 이용하여 합성 시스템 오차를 산출하는 제어수단(500);을 포함하고,
    상기 파워미터 측정장치(300)는,
    상기 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차를 측정하기 위한 전압 및 전류를 출력하는 파워소스(310), 상기 파워소스(310)의 전압 및 전류를 입력받아 이를 다시 상기 산업체 파워미터(330)에 출력하는 이동용 파워미터(320) 및 상기 이동용 파워미터(320)의 전압 및 전류를 입력받는 상기 산업체 파워미터(330)를 구비하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압변성기 측정장치(100)는,
    고전압을 발생하는 고전압 발생원(110);
    상기 고전압 발생원(110)과 1차측이 병렬로 결선되는 이동용 전압변성기(120);
    상기 이동용 전압변성기(120)의 2차측과 직렬로 결선되는 전압비교기(140); 및
    상기 고전압 발생원(110)과 1차측이 병렬로 결선되고, 상기 전압비교기(140)와 2차측이 직렬로 결선되는 상기 산업체 전압변성기(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전압비교기(140)는 국가 표준기관의 전압비교기인 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 산업체 전압변성기(130)의 2차측과 병렬로 결선되는 부담(150);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류변성기 측정장치(200)는,
    대전류를 발생하는 대전류 발생원(210);
    상기 대전류 발생원(210)과 1차측이 결선되는 상기 산업체 전류변성기(230);
    상기 산업체 전류변성기(230)의 1차측 및 상기 대전류 발생원(210)과 1차측이 결선되는 이동용 전류변성기(220); 및
    상기 이동용 전류변성기(220)의 2차측 및 상기 산업체 전류변성기(230)의 2차측과 결선되는 전류비교기(240);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 산업체 전압변성기(130)의 2차측과 직렬로 결선되는 부담(250);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    국가 표준기관에서 보유하고 있는 이동용 전압변성기(120)의 비오차 및 위상오차와 국가 표준기관에서 보유하고 있는 이동용 전류변성기(220)의 비오차 및 위상오차를 측정하는 측정장치(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템.
  9. 제 1 항에 기재된 변압기손실 측정 시스템(10)을 이용한 합성 시스템 오차를 평가하는 방법에 있어서,
    전압변성기 측정장치(100)가 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차를 측정하며, 전류변성기 측정장치(200)가 산업체에서 사용하고 있는 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차를 측정하고, 파워미터 측정장치(300)가 산업체에서 사용하고 있는 산업체 파워미터(330)의 평균전력 오차를 측정하며, 그리고 제어수단(500)이 상기 평균전력 오차에 기초하여 상기 산업체 파워미터(330)의 비오차와 위상오차를 산출하는 단계(S110);
    상기 제어수단(500)이 입력된 상기 비오차 및 상기 위상오차에 기초하여 상기 변압기손실 측정 시스템(10)의 합성 비오차와 합성 위상오차를 산출하는 단계(S120); 및
    상기 제어수단(500)이 상기 합성 비오차 및 상기 합성 위상오차에 기초하여 상기 변압기손실 측정 시스템(10)의 합성 시스템 오차를 산출하는 단계(S130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    S110 단계 전에는,
    측정장치(400)가 국가 표준기관에서 보유하고 있는 이동용 전압변성기(120)의 비오차 및 위상오차와, 그리고
    국가 표준기관에서 보유하고 있는 이동용 전류변성기(220)의 비오차 및 위상오차를 측정하는 단계(S100);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 합성 시스템 오차에 기초하여 상기 변압기손실 측정 시스템(10)을 교정하는 단계(S140);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 산업체 전압변성기(130)의 비오차와 위상오차는 다음의 [수학식]에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법.
    [수학식]
    αx=αr+αs
    βx=βr+βs
    (여기서, αx:산업체 전압변성기의 비오차, βx:산업체 전압변성기의 위상 오차, αr:전압비교기에서 측정한 이동용 전압변성기의 비오차, βr:전압비교기에서 측정한 이동용 전압변성기의 위상오차, αs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전압변성기의 비오차, βs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전압변성기의 위상오차)
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 산업체 전류변성기(230)의 비오차와 위상오차는 다음의 [수학식]에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법.
    [수학식]
    αx=αr+αs
    βx=βr+βs
    (여기서, αx:산업체 전류변성기의 비오차, βx:산업체 전류변성기의 위상 오차, αr:전류비교기에서 측정한 이동용 전류변성기의 비오차, βr:전류비교기에서 측정한 이동용 전류변성기의 위상오차, αs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전류변성기의 비오차, βs:국가 표준기관에서 측정한 이동용 전류변성기의 위상오차)
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 합성 비오차 및 합성 위상오차는 다음의 [수학식]에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법.
    [수학식]
    Figure 112010085480471-pat00015

    Figure 112010085480471-pat00016

    (여기서, α1:이동용 전압변성기의 비오차, b1:이동용 전압변성기의 위상오차, α2:이동용 전류변성기의 비오차, b2:이동용 전류변성기의 위상오차, α3:이동용 파워미터의 비오차, b3:이동용 파워미터의 위상오차, α4:산업체 전압변성기의 비오차, b4:산업체 전압변성기의 위상오차, α5:산업체 전류변성기의 비오차, b5:산업체 전류변성기의 위상오차, α6:산업체 파워미터의 비오차, b6:산업체 파워미터의 위상오차, A:합성 비오차, B:합성 위상오차)
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 합성 시스템 오차는 다음의 [수학식]에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법.
    Figure 112010085480471-pat00017

    (여기서, C:합성 시스템 오차, A:합성 비오차, B:합성 위상오차, PF:역률)
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 산업체 파워미터(330)의 비오차와 위상오차는 다음의 수학식에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 하는 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법.
    [수학식]
    Figure 112010085480471-pat00018

    (여기서,
    Figure 112010085480471-pat00019
    :평균전력 오차, PF:역률, α:산업체 파워미터의 비오차, b:산업체 파워미터의 위상오차)
  17. 제 9 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 변압기손실 측정 시스템을 이용한 합성 시스템 오차 평가방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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