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KR101813673B1 - Short current reduction apparatus, and circuit breaker, cabinet panel and cable reel apparatus using thereof - Google Patents

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KR101813673B1
KR101813673B1 KR1020150167266A KR20150167266A KR101813673B1 KR 101813673 B1 KR101813673 B1 KR 101813673B1 KR 1020150167266 A KR1020150167266 A KR 1020150167266A KR 20150167266 A KR20150167266 A KR 20150167266A KR 101813673 B1 KR101813673 B1 KR 101813673B1
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Abstract

본 발명에 따른 단락전류 저감 장치는, 전력계통망에 연결되어 교류전원이 인가되는 제1 입력단 및 제2 입력단; 부하 측에 접속하는 제1 출력단 및 제2 출력단; 상기 제1 입력단으로부터 입력되는 제1전류에 의하여 제1 방향의 자속을 발생시키도록, N1p의 권수로 정방향으로 권선되는 제1 정방향 권선 및 N1n의 권수로 역방향으로 권선되는 제1 역방향 권선을 포함하는 입력 권선부(여기에서, 0 ≤ N1n < N1p); 상기 입력 권선부에 자기적으로 결합되고, 상기 제1전류에 의하여 상기 제1 방향의 자속과 반대 방향인 제2 방향의 자속을 발생시키도록, N2n의 권수로 역방향으로 권선되는 제2 역방향 권선 및 N2p의 권수로 정방향으로 권선되는 제2 정방향 권선을 포함하는 출력 권선부(여기에서, 0 ≤ N2p < N2n); 상기 출력 권선부의 양단에 상기 제1 및 제2 출력단이 연결되고, 상기 N1p, N1n, N2n 및 N2p는, 수학식 N1p-N1n > (N2n-N2p)/2, (이 때, N1p-N1n≠N2n-N2p)를 만족함으로써, 전력계통의 단상 또는 3상(R, S, T상)에서 단락이 발생하는 경우 단락전류를 감소시키고 이에 따라 단락에 의한 스파크와 전선 과열을 저감할 뿐 아니라 단락 지점만을 신속히 차단하여 정전이 확산되는 것을 방지함으로써, 전력계통에서 단락 발생시 인명, 화재사고 및 정전에 의한 2차 사고를 방지하는 데에 효과가 있다.A short-circuit current reducing apparatus according to the present invention includes: a first input terminal and a second input terminal connected to a power system network and to which an AC power is applied; A first output terminal and a second output terminal connected to the load side; A first forward winding wound in a positive direction with a winding number of N1p and a first reverse winding wound in a reverse direction with a winding number of N1n so as to generate a magnetic flux in a first direction by a first current input from the first input terminal Input winding portion (where 0 < N1n <N1p); A second reverse winding magnetically coupled to the input winding section and wound in the reverse direction with the number of turns of N2n to generate a magnetic flux in a second direction opposite to the magnetic flux in the first direction by the first current, An output winding portion (here, 0? N2p &lt; N2n) including a second forward winding wound in a forward direction with the number of turns of N2p; N1p, N1n, N2n, and N2p are connected to the first and second output terminals of the output winding section, and N1p, N1n, N2n and N2p are expressed by the following equations: N1p-N1n> (R, S, T phase) of the power system, it is possible to reduce the short-circuit current and thereby reduce the spark and overheating due to the short circuit, It is effective to prevent a second accident caused by a fire, a fire or a power failure when a short circuit occurs in the power system.

Description

단락전류 저감 장치 및 이를 이용한 차단 장치, 분전반 및 케이블 릴 장치{Short current reduction apparatus, and circuit breaker, cabinet panel and cable reel apparatus using thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a short-circuit current reducing apparatus and a circuit breaker, a distribution board, and a cable reel apparatus using the same,

본 발명은 전력계통에서 단락(합선) 발생시 단락전류를 저감하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력계통의 단상 또는 3상(R, S, T상)에서 단락이 발생하는 경우 단락전류를 감소시키고 이에 따라 단락에 의한 스파크와 전선 과열을 저감할 뿐 아니라 단락 지점만을 신속히 차단하여 정전이 확산되는 것을 방지함으로써, 전력계통에서 단락 발생시 인명, 화재사고 및 정전에 의한 2차 사고를 방지할 수 있는 단락전류 저감 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for reducing a short-circuit current in a power system, and more particularly, to a system and method for reducing a short-circuit current when a short circuit occurs in a single-phase or three-phase (R, S, T phase) Thereby preventing overheating of spark and electric wire caused by a short circuit and preventing short-circuiting of short-circuit point to prevent electric shock from spreading. Thus, it is possible to prevent a secondary accident caused by fire, To a short-circuit current reducing apparatus.

일반적으로 전력계통에 있어서, 22.9kv-y 배전방식은 3상 4선식 배전선로를 통해 변전소로부터 공장이나 빌딩과 같은 큰 규모의 수용가에 직접 전력을 공급하거나, 2차 변압기를 통해 소규모 공장이나 일반 가정에 전력을 공급하는 방식이다. 이와 같은 배전선로는 도시 외곽이나 농어촌 등지에서는 가공선 형태로 시공되나, 대도시나 유원지와 같이 미관이 중시되는 지역에서는 지중으로 매설 시공한다.Generally, in the power system, the 22.9 kv-y power distribution system supplies power directly from a substation to a large-scale customer such as a factory or a building through a 3-phase 4-wire distribution line, or through a secondary transformer to a small- To the power supply. Such distribution lines are constructed in the form of machined lines in the outskirts of cities and farming and fishing villages, but they are buried underground in areas where beauty is important, such as large cities and amusement parks.

3상 4선식 배전 계통은, Y결선, 델타 결선 또는 와이 델타결선 등의 방법으로 중성선(N)과 전력선(R상, S상, T상)을 결합하여 전력을 공급해주게 된다. 여기서 전원연결 시 하나의 전력선과 다른 전력선을 연결하면 380V가 되고, 하나의 전력선(예를 들어, R상)과 중성선(N)을 연결하면 220V가 되어, 부하에 전력을 공급해주게 된다.The three-phase four-wire distribution system will provide power by combining the neutral (N) and power lines (R, S, and T phases) by Y wire, delta wire or wieder wire. Here, when one power line and another power line are connected to each other, 380V is obtained. When one power line (for example, R phase) and a neutral line (N) are connected, 220V is provided to supply power to the load.

여기서 단락(합선)이 발생되면 스파크 및 전선의 과열 등으로 인명 및 화재사고는 물론 부하 측에 불평형 전력이 발생하여, 삼상 측 선로에 연결된 냉장고, 세탁기 등의 부하가 소손하는 사고가 발생하게 된다.If a short circuit occurs, unbalanced power is generated on the load side as well as life and fire accidents due to overheating of the spark and the electric wire, and the loads such as the refrigerator and the washing machine connected to the three-phase line are burned.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.

전력계통은 단락 등의 전기고장으로부터 전기의 안정적인 사용을 위하여 단계별로 다양한 계전장치를 통하여 관리되고 있다.The power system is managed through various relay devices in a step-by-step manner for stable use of electricity from electrical failures such as short circuits.

계전기는 입력되는 전압과 전류를 감지하여 전류/과전압/결상/역상/지락전류 등을 검출하고 차단기(CB: circuit break)를 동작시킴으로써, 전력망을 독립적으로 동작시켜 자가용 수용가 측의 고장이 전기사업자 측으로, 또는 전기사업자 측의 고장이 자가용수용가 측으로 전파가 되지 않도록 하여, 전체 계통망을 안정적으로 동작될 수 있도록 하는 역할을 한다.The relay senses the input voltage and current and detects the current / overvoltage / phase / reverse / ground fault current and activates the circuit breaker (CB) so that the power network operates independently, , Or the failure of the electric power company side is prevented from propagating to the private car side, thereby making the whole system network operate stably.

이러한 계전기의 기능 중에 가장 대표적인 기능은 과전류와 지락(누전)을 검출하여 차단하는 것이다.The most representative function of these relays is to detect and block overcurrent and ground fault.

일반적으로 과전류는 부하에서 나타나므로 자가용 수용가 측 계전기가 부하 측의 이상전류를 감지하여 부하를 차단시켜야 한다. 여기에서 과전류에 의한 계전기 동작은 개별적인 동작으로 일어나야 하며, 과전류가 발생한 바로 상부 계전기만 동작하게 하면 된다. 만일 발생된 과전류가 최상부 계전기(전기사업자 계전기)까지 동작시킬 수 있는 큰 전류였다면, 최상부 계전기도 과전류 동작으로 차단될 것이므로, 이 경우는 전기사업자에 연결된 모든 자가용 수용가를 동시에 차단시키는 대형 정전사고가 발생되게 된다.Generally, since the overcurrent is present in the load, it is necessary to shut off the load by detecting the abnormal current on the load side. Here, the relay operation by the overcurrent must be performed in an individual operation, and only the upper relay in which the overcurrent occurs should be operated. If the generated overcurrent is a large current that can operate up to the top relay (electric company relay), the top relay will also be cut off by the overcurrent operation. In this case, a large power outage occurs .

따라서 이러한 동작을 억제하기 위하여 과전류 계전기는 정한시/반한시/초반한시 등의 다양한 동작 조건을 가지고 있으며, 과전류의 크기에 따라서 동작시간이 가변적으로 동작되도록 구성된다. 다시 말하면, 하부 과전류 계전기의 동작시간이 상부 과전류 계전기의 동작시간보다 빠르게 설정하여, 과전류를 만들어 내는 부하를 빠른 시간 내에 계통으로부터 분리해냄으로써 전체 계통망을 안정적으로 동작할 수 있도록 하고 있다.Therefore, in order to suppress such an operation, the overcurrent relay has various operating conditions such as a predetermined time / inverse time / early time, and the operation time is variablely operated according to the magnitude of the overcurrent. In other words, the operation time of the lower overcurrent relay is set to be faster than the operation time of the upper overcurrent relay, so that the overcurrent generating load can be separated from the system in a short period of time, so that the entire system can be stably operated.

그러나 단락사고의 경우에는 일반적인 수용가의 전기 사용조건에서는 차단기 용량과 전기를 사용하는 부하 측 전선의 길이나 굵기에 따라 차단기가 동작하지 않아 전선이 과열되어 불이 붙는 전기화재가 빈번하고, 차단기가 동작하더라도 순간적인 스파크 및 과전류에 의한 인명 및 재산피해가 해마다 끊임없이 발생하고 있다.However, in the case of a short-circuit accident, the breaker does not operate according to the length or thickness of the load-side electric wire using the breaker capacity and electricity under the electric usage condition of the general customer, so electric fires due to overheating of the electric wire are frequent, Even if instantaneous sparks and overcurrents are caused, life and property damage are constantly occurring every year.

또한, 단락에 의하여 과전류 계전기가 동작하는 경우에도 메인 차단기와 부하 측 차단기가 동시에 차단되거나, 한전의 변압기 퓨즈까지 차단되는 경우가 발생하게 되어 다수의 수용가가 정전으로 인한 2차적인 피해가 발생하게 되고 이를 정상 복구하는 데에 상당한 시간이 소요된다.In addition, when the overcurrent relay operates due to a short circuit, the main breaker and the load side breaker are simultaneously shut off, or the transformer fuse of the KEPCO is also cut off, resulting in a secondary damage caused by a power failure It takes a considerable amount of time to restore it to normal.

따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전력계통의 단상 또는 3상(R, S, T상)에서 단락이 발생하는 경우 단락전류를 감소시키고 이에 따라 단락에 의한 스파크와 전선 과열을 저감할 뿐 아니라 단락 지점만을 신속히 차단하여 정전이 확산되는 것을 방지함으로써, 전력계통에서 단락 발생시 인명, 화재사고 및 정전에 의한 2차 사고를 방지할 수 있는, 단락전류 저감 장치와, 이를 이용한 차단 장치, 분전반 및 케이블 릴 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to reduce a short circuit current in a single phase or three phases (R, S, T phases) of a power system, A short circuit current reducing device capable of preventing a secondary accident caused by a fire, a fire, or a power outage when a short circuit occurs in the power system by preventing short-circuiting of the power system by preventing short- It is an object of the present invention to provide a blocking device, a distribution board, and a cable reel device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단락전류 저감 장치는, 전력계통망에 연결되어 교류전원이 인가되는 제1 입력단 및 제2 입력단; 부하 측에 접속하는 제1 출력단 및 제2 출력단; 상기 제1 입력단으로부터 입력되는 제1전류에 의하여 제1 방향의 자속을 발생시키도록, N1p의 권수로 정방향으로 권선되는 제1 정방향 권선 및 N1n의 권수로 역방향으로 권선되는 제1 역방향 권선을 포함하는 입력 권선부(여기에서, 0 ≤ N1n < N1p); 상기 입력 권선부에 자기적으로 결합되고, 상기 제1전류에 의하여 상기 제1 방향의 자속과 반대 방향인 제2 방향의 자속을 발생시키도록, N2n의 권수로 역방향으로 권선되는 제2 역방향 권선 및 N2p의 권수로 정방향으로 권선되는 제2 정방향 권선을 포함하는 출력 권선부(여기에서, 0 ≤ N2p < N2n); 상기 출력 권선부의 양단에 상기 제1 및 제2 출력단이 연결되고, 상기 N1p, N1n, N2n 및 N2p는, 수학식 N1p-N1n > (N2n-N2p)/2, (이 때, N1p-N1n≠N2n-N2p)를 만족하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a short-circuit current reducing apparatus comprising: a first input terminal and a second input terminal connected to a power system network and to which an AC power is applied; A first output terminal and a second output terminal connected to the load side; A first forward winding wound in a positive direction with a winding number of N1p and a first reverse winding wound in a reverse direction with a winding number of N1n so as to generate a magnetic flux in a first direction by a first current input from the first input terminal Input winding portion (where 0 < N1n <N1p); A second reverse winding magnetically coupled to the input winding section and wound in the reverse direction with the number of turns of N2n to generate a magnetic flux in a second direction opposite to the magnetic flux in the first direction by the first current, An output winding portion (here, 0? N2p &lt; N2n) including a second forward winding wound in a forward direction with the number of turns of N2p; N1p, N1n, N2n, and N2p are connected to the first and second output terminals of the output winding section, and N1p, N1n, N2n and N2p are expressed by the following equations: N1p-N1n> -N2p). &Lt; / RTI &gt;

본 발명의 일 실시예에 따른 단락전류 저감 장치는, 하나 이상의 출력 권선부; 및 상기 하나 이상의 출력 권선부에 연결되는 한 쌍 이상의 출력단이 더 포함되고, 상기 하나 이상의 출력 권선부 및 나머지 권선에 대하여 상기 수학식을 만족하는 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a short-circuit current reducing apparatus comprising: at least one output winding section; And at least one output terminal coupled to the at least one output winding section, and wherein the at least one output winding section and the remaining windings satisfy the above equation.

본 발명의 일 실시예에 따른 단락전류 저감 장치는, 상기 제1 및 제2 출력단의 단락전류는, 상기 출력 권선부의 양단에서 보이는 등가 임피던스로 조절되고, 상기 등가 임피던스는 입력 권선부 및 출력 권선부의 배치, 권선의 저항, 자기코어의 형상, 또는 자기코어 상의 갭을 적어도 하나 이상 이용하여 설정하는 것이 바람직하다.In the short-circuit current reducing device according to an embodiment of the present invention, the short-circuit currents at the first and second output stages are adjusted to an equivalent impedance seen at both ends of the output winding section, It is desirable to set the position, the resistance of the winding, the shape of the magnetic core, or the gap on the magnetic core using at least one or more.

본 발명의 일 실시예에 따른 단락전류 저감 장치는, 상기 출력 권선부는, 상기 등가 임피던스와 별도로 상기 제2 정방향 권선 또는 제2 역방향 권선에 직렬 연결되는 임피던스부를 더 포함하되, 상기 임피던스부는, 저항 또는 인덕터를 하나 이상 포함하는 것이 바람직하다.In the short-circuit current reducing device according to an embodiment of the present invention, the output winding section may further include an impedance section connected in series to the second forward winding or the second reverse winding separately from the equivalent impedance, It is preferable to include at least one inductor.

본 발명의 일 실시예에 따른 단락전류 저감 장치는, 상기 제1 및 제2 출력단에 대응되는 상기 출력 권선부의 양단 중 일단의 주변에 마련되는 하나 이상의 가변탭; 및 상기 출력 권선부의 양단 중 일단 또는 상기 하나 이상의 가변탭과 상기 제1 및 제2 출력단의 일단을 선택적으로 연결하는 탭절환부를 더 포함하는 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a short-circuit current reducing apparatus comprising: at least one variable tab provided at a periphery of one end of both ends of the output winding section corresponding to the first and second output ends; And a tap switching portion for selectively connecting one end of the output winding portion or one end of the first and second output ends to the one or more variable taps.

본 발명의 일 실시예에 따른 단락전류 저감 장치는, 상기 탭절환부는 수동으로 조작되는 것이 바람직하다.In the short-circuit current reducing device according to an embodiment of the present invention, it is preferable that the tab switching portion is manually operated.

본 발명의 일 실시예에 따른 단락전류 저감 장치는, 상기 제1 및 제2 출력단의 양단 전압을 감지하는 출력전압 감지부를 더 포함하고, 상기 탭절환부는 상기 양단 전압의 감지 결과에 따라 상기 제1 및 제2 출력단의 일단을 상기 출력 권선부의 양단 중 일단 또는 상기 하나 이상의 가변탭과 선택적으로 연결하는 것이 바람직하다.The short-circuit current reducing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include an output voltage sensing unit for sensing a voltage between both ends of the first and second output terminals, And one end of the second output terminal is selectively connected to one end or both ends of the output winding portion or the at least one variable tap.

본 발명의 일 실시예에 따른 단락전류 저감 장치는, 상기 입력 권선부의 제1 역방향 권선의 권수 N1n 및 상기 출력 권선부의 제2 정방향 권선의 권수 N2p는 0이고, 상기 입력 권선부의 제1 정방향 권선의 권수 N1p는 상기 출력 권선부의 제2 역방향 권선의 권수 N2n의 2배인 것이 바람직하다.In the short-circuit current reducing device according to the embodiment of the present invention, the number of turns N1n of the first reverse winding of the input winding portion and the number of turns N2p of the second forward winding of the output winding portion are zero, The number of turns N1p is preferably twice the number of turns N2n of the second reverse winding of the output winding section.

본 발명의 일 실시예에 따른 단락전류 저감 장치는, 상기 출력 권선부의 일단은 상기 제1 입력단 또는 제2 입력단에 연결되는 것이 바람직하다.It is preferable that one end of the output winding section is connected to the first input terminal or the second input terminal in the short-circuit current reducing apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 단락전류 저감 장치는, 캐스케이드로 연결된 복수의 변압기를 포함하고, 상기 복수의 변압기 중 적어도 하나 이상은 상기의 단락전류 저감 장치인 것이 바람직하다.The short-circuit current reducing device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of cascade-connected transformers, and at least one of the plurality of transformers is preferably the short-circuit current reducing device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 단락전류 저감 차단장치는, 단락전류 저감 장치; 상기 단락전류 저감 장치에 연결되어 상기 부하 측의 이상상태를 감지하는 이상상태 감지부; 및 상기 이상상태 감지부의 감지결과에 따라 상기 부하에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 교류전원으로부터 상기 부하를 분리하는 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a short-circuit current reducing / breaking device including: a short-circuit current reducing device; An abnormal state sensing unit connected to the short-circuit current reducing device to sense an abnormal state of the load side; And a switch unit for disconnecting the load from the AC power source when it is determined that a short circuit or an overcurrent occurs in the load in accordance with the detection result of the abnormal state sensing unit.

본 발명의 제2 실시예에 따른 단락전류 저감 차단장치는, 상기 이상상태 감지부는 상기 제1 입력단, 제2 입력단 또는 상기 제1 및 제2 출력단에 흐르는 전류를 감지하는 것이 바람직하다.In the short-circuit current reduction device according to the second embodiment of the present invention, it is preferable that the abnormal state sensing unit senses a current flowing in the first input terminal, the second input terminal, or the first and second output terminals.

본 발명의 제2 실시예에 따른 단락전류 저감 차단장치는, 상기 이상상태 감지부는, 상기 단락전류 저감 장치 내의 두 노드 간의 전압을 감지하되, 상기 두 노드 간의 전압의 크기는 정상상태에서는 기준전압 이하이고, 이상상태에서는 기준전압을 초과하는 것이 바람직하다.In the short-circuit current reduction device according to the second embodiment of the present invention, the abnormal state sensing unit senses a voltage between two nodes in the short-circuit current reduction device, And in the abnormal state, it is preferable to exceed the reference voltage.

본 발명의 제2 실시예에 따른 단락전류 저감 차단장치는, 상기 두 노드 중 하나는 상기 출력 권선부에서 인출한 노드이고, 상기 두 노드 중 다른 하나는 상기 입력 권선부에서 인출한 노드인 것이 바람직하다.The short-circuit current reduction blocking device according to the second embodiment of the present invention is characterized in that one of the two nodes is a node drawn out from the output winding section and the other of the two nodes is a node drawn out from the input winding section Do.

본 발명의 제2 실시예에 따른 단락전류 저감 차단장치는, 상기 이상상태 감지부는, 상기 단락전류 저감 장치 내의 두 노드 간의 전압을 감지하되, 상기 두 노드 간의 전압의 크기는 정상상태에서는 기준전압을 초과하고, 이상상태에서는 기준전압 이하인 것이 바람직하다.
In the short-circuit current reduction device according to the second embodiment of the present invention, the abnormal state sensing unit senses a voltage between two nodes in the short-circuit current reduction device, and the magnitude of the voltage between the two nodes is a reference voltage And in the abnormal state, it is preferable to be equal to or lower than the reference voltage.

본 발명의 제2 실시예에 따른 단락전류 저감 차단장치는, 상기 두 노드는 상기 입력 권선부에서 인출한 노드인 것이 바람직하다.In the short-circuit current reduction device according to the second embodiment of the present invention, it is preferable that the two nodes are nodes drawn out from the input winding section.

본 발명의 제2 실시예에 따른 단락전류 저감 차단장치는, 상기 스위치부는, 반도체 스위치, 차단기, 마그네틱 스위치 또는 계전기 중 하나 또는 그 조합이고, 상기 전력계통망과 단락전류 저감 장치 사이, 또는 상기 단락전류 저감 장치와 부하 사이에 적어도 하나 설치되는 것이 바람직하다.The short-circuit current reduction device according to the second embodiment of the present invention is characterized in that the switch section is one or a combination of a semiconductor switch, a circuit breaker, a magnetic switch or a relay, It is preferable that at least one is provided between the current reducing apparatus and the load.

본 발명의 제2 실시예에 따른 단락전류 저감 차단장치는, 상기 이상상태 감지부의 감지결과에 따라 상기 부하에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 경보를 발생하는 경보 발생부를 더 포함하고, 상기 경보는 청각적 또는 시각적 경보인 것이 바람직하다.The short-circuit current reduction device according to the second embodiment of the present invention may further include an alarm generator for generating an alarm when it is determined that short-circuit or over-current has occurred in the load in accordance with the detection result of the abnormal- Is preferably an audible or visual alarm.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 삼상용 단락전류 저감 장치는, 전력계통망으로부터 삼상 전원을 인가받는 R 입력단, S 입력단 및 T 입력단; 부하에 접속되는 R 출력단, S 출력단 및 T 출력단; 및 상기 각 입력단과 중성점 사이 각각에 연결되는 단락전류 저감 장치를 포함하되, 상기 단락전류 저감 장치 각각의 제1 입력단은 상기 R 입력단, S 입력단, 및 T 입력단에 각각 연결되고, 상기 단락전류 저감 장치 각각의 제2 입력단과 상기 제1 및 제2 출력단 중 일단은 상기 중성점에 공통 연결되고, 상기 단락전류 저감 장치 각각의 상기 제1 및 제2 출력단 중 타단은 상기 R 출력단, S 출력단 및 T 출력단에 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a three-phase short-circuit current reducing apparatus according to a third embodiment of the present invention includes an R input terminal, an S input terminal and a T input terminal receiving three-phase power from a power grid network; An R output terminal connected to the load, an S output terminal and a T output terminal; And a short-circuit current reducing device connected between each of the input terminals and the neutral point, wherein a first input terminal of each of the short-circuit current reducing devices is respectively connected to the R input terminal, the S input terminal, and the T input terminal, Each of the first input terminal and the second output terminal is commonly connected to the neutral point, and the other one of the first and second output terminals of the short-circuit current reducing device is connected to the R output terminal, the S output terminal, and the T output terminal Respectively.

본 발명의 제3 실시예에 따른 삼상용 단락전류 저감 장치는, 일체형으로 형성된 것이 바람직하다.It is preferable that the three-phase short-circuit current reducing device according to the third embodiment of the present invention be integrally formed.

본 발명의 제3 실시예에 따른 삼상용 단락전류 저감 장치는, 상기 단락전류 저감 장치와 캐스케이드로 연결된 적어도 하나의 변압기를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the three-phase short-circuit current reducing device according to the third embodiment of the present invention further includes at least one transformer connected in cascade with the short-circuit current reducing device.

본 발명의 제3 실시예에 따른 삼상용 단락전류 저감 장치는, 상기 적어도 하나의 변압기 중 적어도 하나는 상기 단락전류 저감 장치인 것이 바람직하다.In the three-phase short-circuit current reducing apparatus according to the third embodiment of the present invention, it is preferable that at least one of the at least one transformer is the short-circuit current reducing apparatus.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 분전반은, 메인 차단기 및 분기 차단기를 포함하고, 인입된 교류전원을 부하로 분기하여 공급하는 분전반에 있어서, 부하 측의 단락전류를 저감시키는 단락전류 저감 장치를 포함하되, 상기 단락전류 저감 장치는, 상술한 단락전류 저감 장치인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a distribution board according to a fourth embodiment of the present invention is a distribution board including a main breaker and a branch circuit breaker, and branching the supplied AC power to the load, Wherein the short-circuit current reducing device is characterized in that it is the short-circuit current reducing device described above.

본 발명의 제4 실시예에 따른 분전반은, 상기 단락전류 저감 장치와 캐스케이드로 연결된 적어도 하나의 변압기를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the distribution board according to the fourth embodiment of the present invention further includes at least one transformer connected in cascade with the short-circuit current abatement device.

본 발명의 제4 실시예에 따른 분전반은, 상기 적어도 하나의 변압기 중 적어도 하나는 상기 단락전류 저감 장치인 것이 바람직하다.In the distribution board according to the fourth embodiment of the present invention, it is preferable that at least one of the at least one transformer is the short-circuit current reduction device.

본 발명의 제4 실시예에 따른 분전반은, 상기 단락전류 저감 장치에 연결되어 상기 부하의 이상상태를 감지하는 이상상태 감지부를 더 포함하고, 상기 이상상태 감지부의 감지결과에 따라 상기 부하에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 메인 차단기 또는 상기 분기 차단기 중 하나 이상을 차단하는 것이 바람직하다.The distribution board according to the fourth embodiment of the present invention may further include an abnormal state sensing unit connected to the shortcurrent reduction apparatus and sensing an abnormal state of the load, It is preferable that at least one of the main breaker and the branch breaker is shut off when it is determined that an overcurrent has occurred.

본 발명의 제4 실시예에 따른 분전반은, 상기 이상상태 감지부는 상기 제1 입력단, 제2 입력단 또는 상기 제1 및 제2 출력단에 흐르는 전류를 감지하는 것이 바람직하다.In the distribution board according to the fourth embodiment of the present invention, it is preferable that the abnormal state sensing unit senses a current flowing in the first input terminal, the second input terminal, or the first and second output terminals.

본 발명의 제4 실시예에 따른 분전반은, 상기 이상상태 감지부는, 상기 단락전류 저감 장치 내의 두 노드 간의 전압을 감지하되, 상기 두 노드 간의 전압의 크기는 정상상태에서는 기준전압 이하이고, 이상상태에서는 기준전압을 초과하는 것이 바람직하다.In the distribution board according to the fourth embodiment of the present invention, the abnormal state sensing unit senses a voltage between two nodes in the shortcircuit reduction apparatus, the magnitude of the voltage between the two nodes is less than a reference voltage in a steady state, It is preferable to exceed the reference voltage.

본 발명의 제4 실시예에 따른 분전반은, 상기 두 노드 중 하나는 상기 출력 권선부에서 인출한 노드이고, 상기 두 노드 중 다른 하나는 상기 입력 권선부에서 인출한 노드인 것이 바람직하다.In the distribution board according to the fourth embodiment of the present invention, it is preferable that one of the two nodes is a node drawn out from the output winding section, and the other of the two nodes is a node drawn out from the input winding section.

본 발명의 제4 실시예에 따른 분전반은, 상기 이상상태 감지부는, 상기 단락전류 저감 장치 내의 두 노드 간의 전압을 감지하되, 상기 두 노드 간의 전압의 크기는 정상상태에서는 기준전압을 초과하고, 이상상태에서는 기준전압 이하인 것이 바람직하다.In the distribution board according to the fourth embodiment of the present invention, the abnormal state sensing unit senses a voltage between two nodes in the short-circuit current reduction device, the magnitude of the voltage between the two nodes exceeds a reference voltage in a steady state, It is preferable that the voltage is equal to or lower than the reference voltage.

본 발명의 제4 실시예에 따른 분전반은, 상기 두 노드는 상기 입력 권선부에서 인출한 노드인 것이 바람직하다.In the distribution board according to the fourth embodiment of the present invention, it is preferable that the two nodes are nodes drawn out from the input winding section.

본 발명의 제4 실시예에 따른 분전반은, 상기 이상상태 감지부의 감지결과에 따라 상기 부하에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 경보를 발생하는 경보 발생부를 더 포함하고, 상기 경보는 청각적 또는 시각적 경보인 것이 바람직하다.The distribution board according to the fourth embodiment of the present invention further includes an alarm generating unit for generating an alarm when it is determined that a short circuit or an overcurrent occurs in the load in accordance with the detection result of the abnormal state sensing unit, It is preferable to be a visual alarm.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 케이블 릴 장치는, 케이블이 권취되는 케이블 권취부 및 상기 케이블과 부하기기를 전기적으로 연결할 수 있도록 구비된 콘센트를 포함하는 케이블 릴 장치에 있어서, 상기 케이블과 콘센트 사이에 연결되어 부하 측의 단락전류를 저감시키는 단락전류 저감부를 포함하되, 상기 단락전류 저감부는, 단락전류 저감 장치인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a cable reel apparatus according to a fifth embodiment of the present invention includes a cable reel unit wound around a cable, and a receptacle provided to electrically connect the cable and the load unit, And a short-circuit current reduction unit connected between the cable and a socket to reduce a short-circuit current on the load side, wherein the short-circuit current reduction unit is a short-circuit current reduction unit.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 케이블 릴 장치는, 케이블이 권취되는 케이블 권취부 및 상기 케이블과 부하기기를 전기적으로 연결할 수 있도록 구비된 콘센트를 포함하는 케이블 릴 장치에 있어서, 상기 케이블과 콘센트 사이에 연결되어 부하 측의 단락전류를 저감시키는 단락전류 저감부를 포함하되, 상기 단락전류 저감부는, 단락전류 저감 차단장치인 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, a cable reel apparatus according to a fifth embodiment of the present invention includes a cable reel unit wound around a cable, and a receptacle provided to electrically connect the cable and the load unit, And a short-circuit current reduction unit connected between the cable and a socket to reduce a short-circuit current on the load side, wherein the short-circuit current reduction unit is a short-circuit current reduction shut-off unit.

본 발명에 따른 단락전류 저감 장치와, 이를 이용한 차단 장치, 분전반 및 케이블 릴 장치는, 전력계통의 단상 또는 3상(R, S, T상)에서 단락이 발생하는 경우 단락전류를 감소시키고 이에 따라 단락에 의한 스파크와 전선 과열을 저감할 뿐 아니라 단락 지점만을 신속히 차단하여 정전이 확산되는 것을 방지함으로써, 전력계통에서 단락 발생시 인명, 화재사고 및 정전에 의한 2차 사고를 방지하는 데에 탁월한 효과가 있다.
The short-circuit current reducing device according to the present invention and the breaking device, the distribution board and the cable reel device using the same reduce the short-circuit current when a short circuit occurs in a single-phase or three-phase (R, S, T phase) It not only reduces spark and wire overheating due to short circuit but also prevents sudden spread of power by rapidly blocking short circuit point. It is an excellent effect to prevent secondary accident caused by fire, accident or power outage in the power system. have.

도 1은 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치를 적용한 전력계통의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치의 내부 회로도.
도 3 및 도 4는 도 2의 단락전류 저감 장치를 변형한 예시도.
도 5는 도 2의 단락전류 저감 장치를 간략화한 등가 회로도.
도 6은 도 5의 단락전류 저감 장치에 권선의 내부 등가 임피던스를 고려한 회로도.
도 7(a) 및 도 7(b)는 도 6의 단락전류 저감 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도. 도 7(a)는 정상 동작의 경우, 도 7(b)는 부하가 단락된 경우.
도 8은 도 5의 단락전류 저감 장치에 가변탭 및 탭절환부를 적용한 예시도.
도 9(a) 및 도 9 (b)는 본 발명의 단락전류 저감 장치가 캐스케이드로 적용되는 경우를 도시한 블록도.
도 10은 본 발명에 따른 단락전류 저감 차단장치를 도시한 블록도.
도 11은 도 10의 단락전류 저감 차단장치에서 권선의 양단 전압을 추출하는 경우를 도시한 예시도.
도 12(a) 및 도 12(b)는 부하 측에서의 정상 또는 단락 동작시 도 11의 양단 전압의 변화를 도시한 파형도.
도 13은 본 발명에 따른 삼상용 단락전류 저감 장치를 도시한 회로도.
도 14는 본 발명에 따른 분전반을 도시한 블록도.
도 15는 본 발명에 따른 수배전반을 도시한 블록도.
도 16은 본 발명에 따른 전동기 제어반을 도시한 블록도.
도 17은 본 발명에 따른 케이블 릴 장치의 사시도.
도 18은 도 17의 케이블 릴 장치의 내부를 도시한 일부 단면도.
1 is a block diagram of a power system to which a short-circuit current reduction device according to the present invention is applied.
2 is an internal circuit diagram of a short-circuit current reducing device according to the present invention.
Fig. 3 and Fig. 4 are views showing a modification of the short-circuit current reducing device of Fig. 2;
Fig. 5 is an equivalent circuit diagram in which the short-circuit current reducing device of Fig. 2 is simplified. Fig.
Fig. 6 is a circuit diagram in which the internal equivalent impedance of a winding is taken into consideration in the short-circuit current reducing device of Fig. 5;
7 (a) and 7 (b) are explanatory views for explaining the operation of the short-circuit current reducing device of FIG. 6; Fig. 7 (a) shows the case of normal operation, and Fig. 7 (b) shows the case where the load is short-circuited.
Fig. 8 is an exemplary view showing application of a variable tap and a tab switching portion to the short-circuit current reducing device of Fig. 5; Fig.
9 (a) and 9 (b) are block diagrams showing a case where the short-circuit current reducing apparatus of the present invention is applied as a cascade.
10 is a block diagram showing a short-circuit current reduction interrupter according to the present invention.
Fig. 11 is an exemplary diagram showing a case where both ends of a winding are extracted in the short-circuit current reduction device of Fig. 10; Fig.
Fig. 12 (a) and Fig. 12 (b) are waveform diagrams showing the change of both end voltages in Fig. 11 during normal or short-circuit operation on the load side.
13 is a circuit diagram showing a three-phase short-circuit current reducing device according to the present invention.
14 is a block diagram showing a distribution board according to the present invention.
15 is a block diagram showing a switchboard according to the present invention;
16 is a block diagram showing an electric motor control board according to the present invention.
17 is a perspective view of a cable reel apparatus according to the present invention.
FIG. 18 is a partial cross-sectional view showing the interior of the cable reel apparatus of FIG. 17;

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 상세한 설명은 예시적인 것에 지나지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following detailed description is merely exemplary and is merely illustrative of preferred embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)가 전력계통 상에 적용된 경우를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a case where the short-circuit current reducing apparatus 100 according to the present invention is applied on a power system.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)는 교류전원(10)을 인가받아 부하(20)에 전달한다. 여기에서 부하(20)는 개별의 전기기기로 한정되는 것은 아니고 부하(20) 측에 설치된 모든 전기기기를 포함한다고 보아야 한다. 교류전원(10)과 부하(20) 사이에 배치된 단락전류 저감 장치(100)는 부하(20) 측에서 단락사고가 발생하는 경우 단락전류를 저감하도록 동작한다. 상기의 단락전류 저감 장치(100)에 대한 자세한 구성과 동작은 도면을 참조하여 후술한다.Referring to FIG. 1, a short-circuit current reducing apparatus 100 according to the present invention receives an AC power source 10 and transfers the AC power source 10 to a load 20. Here, the load 20 is not limited to an individual electric device but should be considered to include all the electric devices installed on the load 20 side. The shortcircuit current reducing apparatus 100 disposed between the AC power source 10 and the load 20 operates to reduce the short circuit current when a short circuit occurs on the load 20 side. The detailed configuration and operation of the short-circuit current abatement apparatus 100 will be described later with reference to the drawings.

도 2는 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)의 일반적인 구성을 도시한 내부 회로도이다.Fig. 2 is an internal circuit diagram showing a general configuration of the short-circuit current abatement apparatus 100 according to the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)는, 교류전원(10)이 인가되는 제1 입력단(131) 및 제2 입력단(132)과, 부하(20) 측에 접속하는 제1 출력단(141) 및 제2 출력단(142)을 포함하고, 제1 입력단(131)과 제2 입력단(132)의 사이에는 제1 입력단(131)으로부터 입력되는 제1전류에 의하여 제1 방향의 자속을 발생시키는 입력 권선부(110)와, 상기 입력 권선부(110)에 자기적으로 결합되고, 상기 제1전류에 의하여 상기 제1 방향의 자속과 반대 방향인 제2 방향의 자속을 발생시키는 출력 권선부(120)가 직렬로 결합되어 있다.2, the short-circuit current abatement apparatus 100 of the present invention includes a first input terminal 131 and a second input terminal 132 to which an AC power source 10 is applied, And a first output terminal 141 and a second output terminal 142 connected to the first input terminal 131 and the second input terminal 132. The first input terminal 131 and the second output terminal 142 are connected in series between the first input terminal 131 and the second input terminal 132, (110) for generating a magnetic flux in a second direction which is magnetically coupled to the input winding section (110) and is opposite in direction to the magnetic flux in the first direction by the first current, the input winding section The output winding section 120 is connected in series.

입력 권선부(110)는, 제1전류에 의하여 제1 방향의 자속을 발생시키도록 N1p의 권수로 정방향으로 권선되는 제1 정방향 권선(111)으로만 구성될 수도 있고, 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향의 자속을 발생시키도록 제1 정방향 권선(111)과 반대 방향으로 N1n의 권수로 권선되는 제1 역방향 권선(112)을 더 포함할 수도 있다. 이 경우에는 입력 권선부(110)에서 제1 방향의 자속과 제2 방향의 자속이 상쇄되어 제1 방향의 자속만 남아야 하므로 제1 역방향 권선(112)의 권수 N1n은 제1 정방향 권선(111)의 권수 N1p보다 작아야 한다. 따라서 제1 역방향 권선(112)의 권수 N1n은 0≤N1n<N1p를 만족하는 범위를 갖는다.The input winding section 110 may be constituted only by the first forward winding 111 wound in the forward direction with the number of turns of N1p so as to generate the magnetic flux in the first direction by the first current, And a first reverse winding 112 wound with a winding number of N1n in a direction opposite to the first forward winding 111 so as to generate a magnetic flux in a second direction, In this case, since the magnetic fluxes in the first direction and the magnetic fluxes in the second direction are canceled by the input winding section 110 and only the magnetic fluxes in the first direction are to be left, the number of turns N1n of the first reverse winding 112 is, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; N1p. &Lt; / RTI &gt; Therefore, the number of turns N1n of the first reverse winding 112 has a range satisfying 0? N1n &lt; N1p.

출력 권선부(120)는, 제1전류에 의하여 상기 제1 방향의 자속과 반대 방향인 제2 방향의 자속을 발생시키도록 N2n의 권수로 역방향으로 권선되는 제2 역방향 권선(122)으로만 구성될 수도 있고, 제2 방향과 반대 방향인 제1 방향의 자속을 발생시키도록 제2 제2 역방향 권선(122) 권선(122)과 반대 방향으로 N2p의 권수로 정방향으로 권선되는 제2 정방향 권선(121)을 더 포함할 수도 있다. 이 경우에는 출력 권선부(120)에서 제2 방향의 자속과 제1 방향의 자속이 상쇄되어 제2 방향의 자속만 남아야 하므로 제2 정방향 권선(121)의 권수 N2p는 제2 역방향 권선(122)의 권수 N2n보다 작아야 한다. 따라서 제2 정방향 권선(121)의 권수 N2p는 0≤N2p<N2n을 만족하는 범위를 갖는다.The output winding section 120 is constituted only by the second reverse winding 122 wound in the reverse direction with the number of turns of N2n so as to generate the magnetic flux in the second direction opposite to the magnetic flux in the first direction by the first current And a second forward winding 122 wound in a forward direction with a winding number of N2p in a direction opposite to the winding 122 of the second second reverse winding 122 so as to generate a magnetic flux in a first direction opposite to the second direction 121). In this case, since the magnetic fluxes in the second direction and the magnetic fluxes in the first direction are canceled by the output winding section 120 and only the magnetic fluxes in the second direction must be left, the number N2p of windings of the second forward winding 121 is set to the second reverse winding 122, Lt; 2 &gt; Therefore, the number of turns N2p of the second forward winding 121 has a range satisfying 0? N2p &lt; N2n.

정상 동작 상태에서 제1 및 제2 입력단(131, 132)에 인가되는 입력 교류전압 Vac는 입력 권선부(110)와 출력 권선부(120)에 분배되고 이 경우에 출력 권선부(120)에 유기되는 2차 전압 V2는 아래 수학식 1과 같다.
The input AC voltage Vac applied to the first and second input stages 131 and 132 is distributed to the input winding unit 110 and the output winding unit 120 in the normal operation state and is supplied to the output winding unit 120 in this case The secondary voltage V2 is given by Equation 1 below.

Figure 112015116039943-pat00001
Figure 112015116039943-pat00001

수학식 1의 분모는 0이 될 수 없으므로, 수학식 1은 N1p-N1n≠N2n-N2p인 조건에서 유효하다.Since the denominator of Equation (1) can not be zero, Equation (1) is valid under the condition of N1p-N1n? N2n-N2p.

출력 권선부(120)에서 인출된 제1 및 제2 출력단(141, 142)에서 단락이 발생하는 경우에 제1 및 제2 입력단(131, 132)에 인가되는 입력 교류전압 Vac는 입력 권선부(110)에만 걸리게 되므로 단락 시에 출력 권선부(120)에 유기되는 2차 전압 V2.sh는 아래 수학식 2와 같이 구할 수 있다.
An input AC voltage Vac applied to the first and second input stages 131 and 132 is applied to the input winding part (or the output winding part) when a short circuit occurs between the first and second output terminals 141 and 142 drawn out from the output winding part 120 110, the secondary voltage V2.sh induced in the output winding section 120 at the time of short-circuiting can be obtained by the following equation (2).

여기에서 권선 간의 권수의 관계를 적절히 설정하면, 정상 동작시에 출력 권선부(120)에 유기되는 2차 전압 V2보다 단락 시에 출력 권선부(120)에 유기되는 2차 전압 V2.sh를 더 작게 할 수 있고 이로 인하여 부하 측에서의 단락전류를 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.If the relationship between the number of turns of the windings is set appropriately, the secondary voltage V2.sh induced in the output winding section 120 at the time of short-circuit is more than the secondary voltage V2 induced in the output winding section 120 during normal operation The effect of reducing the short-circuit current on the load side can be obtained.

수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 정상 동작시의 2차 전압 V2 보다 단락 시의 2차 전압 V2.sh를 작게 설정하면 아래 수학식 3과 같은 권수의 관계식을 구할 수 있다.
If the secondary voltage V2.sh at the time of short-circuiting is set smaller than the secondary voltage V2 at the time of normal operation by using Equations (1) and (2), the relationship of the number of turns as shown in Equation (3) below can be obtained.

Figure 112015116039943-pat00003
Figure 112015116039943-pat00003

상술한 바와 같이, 수학식 3도 N1p-N1n≠N2n-N2p인 조건에서 유효하다.As described above, the equation (3) is also valid under the condition of N1p-N1n? N2n-N2p.

다시 말하면, 도 2에 도시되어 있는 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)에서 입력 권선부(110)와 출력 권선부(120)의 권수가 수학식 3을 만족하는 경우에는 부하 측에서 단락 발생 시에 출력 권선부(120)의 2차 전압 V2.sh가 감소하게 되고 이에 비례해서 단락전류도 감소한다는 사실을 알 수 있다. 또한, 위에서 설명한 바와 같이, 위 수학식 3도 N1p-N1n이 N2n-N2p와 같지 아니한 조건에서 유효하다는 점은 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있는 사항이다.In other words, when the number of turns of the input winding section 110 and the output winding section 120 in the short-circuit current reducing apparatus 100 of the present invention shown in FIG. 2 satisfies the expression (3) , The secondary voltage V2.sh of the output winding section 120 decreases, and the short-circuit current also decreases in proportion thereto. Also, as described above, it is easily understood by a person skilled in the art that the above Equation 3 is also valid under the condition that N1p-N1n is not equal to N2n-N2p.

본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)는 도 2에 도시되어 있는 구조로 한정되지 않으며, 입력 권선부(110) 또는 출력 권선부(120)의 권선을 복수 개로 구성하여 다양한 형태로 변형하는 것이 가능하다. 도 3 및 도 4에는 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)를 이용한 변형 예를 예시하고 있다.The short-circuit current reducing apparatus 100 according to the present invention is not limited to the structure shown in Fig. 2, and may be constructed by arranging a plurality of windings of the input winding section 110 or the output winding section 120 and deforming them into various forms It is possible. 3 and 4 illustrate a modification using the short-circuit current reducing device 100 of the present invention.

도 3은 도 2의 단락전류 저감 장치(100)에서 출력 권선부(120)와 출력단을 복수로 구성한 예를 도시하고 있고, 도 4는 출력 권선부(120)를 입력 권선부(110) 내에 배치한 경우를 도시하고 있다.Fig. 3 shows an example in which the output winding section 120 and the output stage are arranged in plural in the short-circuit current reducing device 100 of Fig. 2, and Fig. 4 shows an example in which the output winding section 120 is arranged in the input winding section 110 As shown in FIG.

도 3에 도시된 단락전류 저감 장치(100)는 하나의 입력 권선부(110)와 2개의 출력 권선부(120)로 구성되며, 각각의 출력 권선부(120)는 제2 정방향 및 역방향 권선(121, 122)과 제3 정방향 및 역방향 권선(123, 124)을 각각 포함한다. 출력 권선부(120)가 복수 개인 경우에도 각각의 출력 권선부(120)와 해당 출력 권선부(120)를 제외한 권선들 사이에 수학식 3의 관계를 만족하면 해당 출력 권선부(120)에서 인출한 출력단에 대하여 단락전류가 저감되는 효과를 얻을 수 있다. 도 3의 단락전류 저감 장치(100)는 출력 권선부(120)가 2개인 경우를 예시하고 있으나, 그 이상의 출력 권선부(120)를 포함하는 구성도 가능함은 통상의 기술자에게 자명하다.3 is composed of one input winding 110 and two output windings 120. Each output winding 120 is connected to a second forward and reverse windings 121, 122, and third forward and reverse windings 123, 124, respectively. Even when there are a plurality of output winding sections 120, if the relationship of the expression (3) is satisfied between the windings except for the output winding section 120 and the output winding section 120, An effect that the short-circuit current is reduced for one output terminal can be obtained. Although the short-circuit current abatement apparatus 100 shown in FIG. 3 exemplifies a case where there are two output winding sections 120, it is apparent to a person skilled in the art that a configuration including the output winding section 120 furthermore is also possible.

도 4의 단락전류 저감 장치(100)는 도 2의 경우와 달리 제2 출력단(142)이 제2 입력단(132)에 접속하지 아니하고 출력 권선부(120)가 입력 권선부(110)의 사이에 배치되는 경우를 예시하고 있다. 도 4에 보인 바와 같이, 단락전류 저감 장치(100)는 입력 권선부(110)를 복수 개로 분할하고 각각의 입력 권선부(110)는 제1 정방향 및 역방향 권선(111, 112)과 제4 정방향 및 역방향 권선(113, 114)을 포함할 수 있다. 이 경우에도 출력 권선부(120)와 입력 권선부(110)의 권선들 간에 수학식 3을 만족하면 단락 시에 단락전류가 저감되는 효과를 거둘 수 있다. 이 때 수학식 3의 N1p는 제1 정방향 권선(111)과 제4 정방향 권선(113)의 권수의 합(N11p+N12p)과 동일하고, 수학식 3의 N1n은 제1 역방향 권선(112)과 제4 역방향 권선(114)의 권수의 합(N11n+N12n)과 동일하다.4, the second output terminal 142 is not connected to the second input terminal 132, and the output winding section 120 is connected between the input winding section 110 As shown in FIG. 4, the short-circuit current reducing device 100 divides the input winding portion 110 into a plurality of input windings 110, and the first and second windings 111 and 112 and the fourth forward direction And reverse windings (113, 114). Even in this case, if the expression (3) is satisfied between the windings of the output winding section 120 and the input winding section 110, the short-circuit current can be reduced at the time of short-circuit. In this case, N1p in Equation 3 is equal to the sum (N11p + N12p) of the number of turns of the first forward winding 111 and the fourth forward winding 113, and N1n in Equation 3 is the sum of the number of turns of the first reverse winding 112 Is equal to the sum (N11n + N12n) of the number of turns of the fourth reverse winding 114.

도 5에는 도 2의 단락전류 저감 장치(100)를 간략화한 회로가 도시되어 있다.Fig. 5 shows a circuit in which the short-circuit current abatement apparatus 100 of Fig. 2 is simplified.

도 2의 입력 권선부(110)는 제1 정방향 권선(111)과 이보다 작은 권수로 권선된 제1 역방향 권선(112)으로 구성되어 있으나, 제1 정방향 권선(111)에 의한 제1 방향의 자속에서 제1 역방향 권선(112)에 의한 제2 방향의 자속이 상쇄되어 제1 방향의 자속만 남게 되는바, 도 2의 입력 권선부(110)는 제1 정방향 권선(111)의 권수 N1p에서 제1 역방향 권선(112)의 권수 N1n을 뺀 N1(=N1p-N1n)의 권수를 갖고 정방향으로 권선된 권선과 등가이다.The input winding unit 110 of FIG. 2 includes the first forward winding 111 and the first reverse winding 112 wound at a smaller winding number than the first forward winding 111. However, the input winding unit 110 includes the first forward winding 111, The magnetic flux in the second direction by the first reverse winding 112 is canceled and only the magnetic flux in the first direction is left. In this case, the input winding portion 110 of FIG. (= N1p-N1n) obtained by subtracting the number of turns N1n of one reverse winding 112 from the number of turns of the reverse winding 112 and is wound in the forward direction.

또한 도 2의 출력 권선부(120)는 제2 역방향 권선(122)과 이보다 작은 권수로 권선된 제2 정방향 권선(121)으로 구성되어 있으나, 제2 역방향 권선(122)에 의한 제2 방향의 자속에서 제2 정방향 권선(121)에 의한 제1 방향의 자속이 상쇄되어 제2 방향의 자속만 남게 되는바, 도 2의 출력 권선부(120)는 제2 역방향 권선(122)의 권수 N2n에서 제2 정방향 권선(121)의 권수 N2p을 뺀 N2(=N2n-N2p)의 권수를 갖고 역방향으로 권선된 권선과 등가이다.2 is composed of the second reverse winding 122 and the second forward winding 121 wound at a smaller winding number than that of the second reverse winding 122 and the second reverse winding 122 of the second reverse winding 122, The magnetic flux in the first direction by the second forward winding 121 in the magnetic flux is canceled and only the magnetic flux in the second direction is left. In this case, the output winding section 120 of FIG. 2 is wound in the winding number N2n of the second reverse winding 122 Is equivalent to a winding wound in the reverse direction with the number of turns of N2 (= N2n-N2p) minus the number of turns N2p of the second forward winding 121. [

따라서 도 5에 도시된 단락전류 저감 장치(100)는 도 2에 도시된 것과 등가인 회로이다. 도 5의 구성으로부터 수학식 1 및 수학식 2를 다시 쓰면 아래 수학식 4와 같다.
Therefore, the short-circuit current abatement apparatus 100 shown in Fig. 5 is a circuit equivalent to that shown in Fig. From Equation (1) and Equation (2) can be rewritten from the configuration of FIG.

Figure 112015116039943-pat00004
Figure 112015116039943-pat00004

상술한 바와 같이, 수학식 4도 N1≠N2인 조건에서 유효하다.As described above, the equation (4) is also valid under the condition that N1? N2.

또한, 이를 기초로 수학식 3을 다시 정리하면, 도 5에 도시된 단락전류 저감 장치(100)는 아래 수학식 5와 같은 조건을 만족하여야 한다.
3, the short-circuit current reducing apparatus 100 shown in FIG. 5 must satisfy the following condition (5): &quot; (5) &quot;

Figure 112015116039943-pat00005
Figure 112015116039943-pat00005

상술한 바와 같이, 수학식 5는 N1≠N2인 조건에서 유효하다.As described above, the equation (5) is valid under the condition that N1? N2.

도 5에 도시된 단락전류 저감 장치(100)의 실제적인 동작을 살펴보기 위하여 도 6에서는 출력 권선부(120)에서 바라본 등가 임피던스 Zt가 고려되어 있다. 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)는 단권 변압기 형태로 구성되어 있으므로, 등가 임피던스 Zt는 출력 권선부(120)에서 바라본 단권 변압기의 누설 인덕턴스, 철손 및 동손 등을 등가적으로 고려한 임피던스이다. 등가 임피던스는 입력 권선부(110) 및 출력 권선부(120)의 배치, 권선의 저항, 자기코어의 형상, 또는 자기코어 상의 갭을 적어도 하나 이상 이용하여 조정할 수 있다In order to examine the practical operation of the short-circuit current reducing apparatus 100 shown in FIG. 5, an equivalent impedance Zt viewed from the output winding unit 120 is considered in FIG. Since the short-circuit current reducing apparatus 100 of the present invention is configured in the form of a single-phase transformer, the equivalent impedance Zt is an impedance that equivalently takes into consideration leakage inductance, iron loss, and copper loss of the single phase transformer viewed from the output winding section 120. The equivalent impedance can be adjusted by using at least one of the arrangement of the input winding portion 110 and the output winding portion 120, the resistance of the winding, the shape of the magnetic core, or the gap on the magnetic core

도 7(a) 및 도 7(b)에는 도 6의 단락전류 저감 장치(100)가 정상 동작하는 경우 및 부하가 단락되는 경우에 있어서 전압 및 전류가 도시되어 있다.7 (a) and 7 (b) show voltage and current when the short-circuit current abatement apparatus 100 of Fig. 6 operates normally and when the load is short-circuited.

도 7(a)는 단락전류 저감 장치(100)의 제1 및 제2 출력단(141, 142)에 정상적인 부하 임피던스 Zo가 연결된 경우에 전압 및 전류를 도시하고 있다. 입력 교류전압 Vac 및 입력전류 I1에 대응하여 출력 권선부(120)에 유기된 전압 V2 및 출력전류 Io를 회로해석 기법에 의하여 구하면 아래 수학식 6과 같다.
7 (a) shows the voltage and current when the normal load impedance Zo is connected to the first and second output terminals 141 and 142 of the short-circuit current abatement device 100. The voltage V2 and the output current Io induced in the output winding 120 corresponding to the input AC voltage Vac and the input current I1 are obtained by a circuit analysis technique as shown in Equation 6 below.

Figure 112015116039943-pat00006
Figure 112015116039943-pat00006

여기에서 n은 출력 권선부(120)에 대한 입력 권선부(110)의 비로서 n=N1/N2로 주어진다.Here, n is given by n = N1 / N2 as a ratio of the input winding section 110 to the output winding section 120. [

도 7(b)는 단락전류 저감 장치(100)의 제1 출력단(141) 및 제2 출력단(142)에 연결된 부하에서 단락이 발생한 연결된 경우의 전압 및 전류를 도시하고 있다. 단락 시에 출력 권선부(120)에 유기된 전압 V2.sh 및 단락전류 Ish는 수학식 6을 이용하여 부하 임피던스 Zo에 0옴을 대입함으로써 아래 수학식 7과 같이 구할 수 있다.
7B shows voltage and current when a short circuit occurs in a load connected to the first output terminal 141 and the second output terminal 142 of the shortcircuit current reducing apparatus 100. [ The voltage V2.sh and the short-circuit current Ish induced in the output winding section 120 at the time of short-circuit can be obtained by substituting 0 ohm into the load impedance Zo by using Equation (6), as shown in Equation (7).

Figure 112015116039943-pat00007
Figure 112015116039943-pat00007

위 수학식 7에서 알 수 있듯이, 단락전류 Ish는 권선비 n외에 출력 권선부(120) 측의 등가 임피던스 Zt에 의하여 조절될 수 있다. 다시 말하면, 등가 임피던스 Zt를 크게 하면 단락전류 Ish를 줄일 수 있다. 등가 임피던스 Zt는 상술한 바와 같이, 출력 권선부(120)에서 바라본 단권 변압기의 누설 인덕턴스, 철손 및 동손이 고려된 것으로서 입력 권선부(110) 및 출력 권선부(120)의 배치, 권선의 저항, 자기코어의 형상, 또는 자기코어 상의 갭을 적어도 하나 이상 이용하여 설정할 수 있다. 또한 도 6에는 도시되지 아니하였으나, 단락 시의 단락전류 Ish를 더욱 저감하기 위하여 등가 임피던스 Zt에 직렬로 결합하는 임피던스부를 더욱 부가할 수 있으며, 상기 임피던스부는 저항 또는 인덕터를 포함하여 구성할 수 있다.As can be seen from Equation (7), the short-circuit current Ish can be adjusted by the equivalent impedance Zt of the output winding portion 120 side in addition to the winding ratio n. In other words, by increasing the equivalent impedance Zt, the short-circuit current Ish can be reduced. The equivalent impedance Zt is determined by considering the leakage inductance, iron loss, and copper loss of the single phase transformer viewed from the output winding section 120 as described above, and the arrangement of the input winding section 110 and the output winding section 120, The shape of the magnetic core, or the gap on the magnetic core. Although not shown in FIG. 6, an impedance unit coupled in series with the equivalent impedance Zt may further be added to further reduce the short-circuit current Ish at the time of short-circuit. The impedance unit may include a resistor or an inductor.

출력 권선부(120)에 대한 입력 권선부(110)의 권선비 n=2로 설정한 경우에 대하여 수학식 6과 수학식 7의 의미를 살펴보면, 수학식 6으로부터 정상 부하에서의 출력 권선부(120)의 유기 전압 V2 및 출력전류 Io는 V2??Vac, Io??Vac/Zo (∵Zo≫Zt)로 주어지지만, 부하가 단락되는 경우에는 수학식 7로부터 출력 권선부(120)의 유기 전압 V2.sh 및 단락전류 Ish가 V2.sh=Vac/2, Ish=Vac/(4Zt)로 주어진다. 다시 말하면, 입력 권선부(110)와 출력 권선부(120)의 권선비 n=2로 설정하여 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)를 적용하는 경우에, 정상 부하 조건에서는 출력 권선부(120)의 유기 전압 V2가 입력전압과 동일한 Vac였던 것이 부하가 단락되면 출력 권선부(120)의 유기 전압 V2=V2.sh=Vac/2가 되어 정상 부하일 때의 1/2로 줄어들게 되고, 이로 인하여 단락전류도 저감되는 효과가 있는 것을 알 수 있다.Referring to Equation (6) and Equation (7), when the winding ratio n of the input winding portion 110 to the output winding portion 120 is set to 2, the output winding portion 120 The induced voltage V2 of the output winding section 120 and the output current Io of the output winding section 120 are given by V2 ?? Vac and Io ?? Vac / Zo (? Zo ??? Zt) V2.sh and short-circuit current Ish are given by V2.sh = Vac / 2, Ish = Vac / (4Zt). In other words, when applying the short-circuit current reducing device 100 according to the present invention by setting the winding ratio n = 2 between the input winding section 110 and the output winding section 120, the output winding section 120 V2 = V2.sh = Vac / 2 in the output winding section 120 is reduced to 1/2 of that in the normal load when the load is short-circuited because the induced voltage V2 of the input voltage V2 is equal to the input voltage, It can be seen that the short-circuit current is also reduced.

또한, 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)는 입력 권선부(110)와 출력 권선부(120)의 권선비 n을 조절하여 입력 전압 Vac에 대하여 출력 권선부(120)의 유기 전압 V2를 강압하거나 승압하도록 적절하게 조절할 수 있다. 권선비 n을 다양하게 조절할 수 있으나, 권선비 n을 2로 설정하는 경우에는 수학식 6 및 수학식 7에서 알 수 있는 바와 같이 정상 부하 조건에서는 입력전압 Vac와 동일한 크기의 출력 권선부(120)의 유기 전압 V2 및 출력전압 Vo를 얻을 수 있고, 부하(20)가 단락되는 조건에서는 출력 권선부(120)의 유기 전압 V2가 정상 부하 조건보다 낮아진 Vac/2가 유기되어 단락전류가 저감됨을 알 수 있다The short circuit current reducing apparatus 100 according to the present invention adjusts the winding ratio n of the input winding unit 110 and the output winding unit 120 so that the induced voltage V2 of the output winding unit 120 is reduced Or boosted. The winding ratio n can be variously adjusted. However, as can be seen from Equations (6) and (7), when the winding ratio n is set to 2, the output winding portion 120 having the same magnitude as the input voltage Vac at the normal load condition The voltage V2 and the output voltage Vo can be obtained. Under the condition that the load 20 is short-circuited, it can be seen that the short circuit current is reduced because the induced voltage V2 of the output winding section 120 is lower than the normal load condition

도 8에는 도 5의 단락전류 저감 장치(100)에 가변탭(160) 및 탭절환부(150)를 적용한 실시예가 도시되어 있다.FIG. 8 shows an embodiment in which the variable taps 160 and the tapped ring portions 150 are applied to the short-circuit current reducing device 100 of FIG.

부하 임피던스 Zo가 작아지게 되면 등가 임피던스 Zt 및 부하 임피던스 Zo 간의 전압분배의 법칙에 의하여 출력전압 Vo가 작아지게 되므로 이를 보상하기 위하여 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)는 도 8에 도시된 것처럼 입력 권선부(110)와 출력 권선부(120)의 권선비를 조절할 수 있는 가변탭(160)을 포함할 수 있다. 가변탭(160) 중 하나는 탭절환부(150)에 의해 제1 출력단(141)에 선택적으로 연결된다. 탭절환부(150)는 사용자에 의해 수동으로 조작될 수 있지만 도 8에 도시된 바와 같이 출력전압 감지부(170)를 더 포함하여 출력전압이 일정 수준이상 변동할 때 이를 보상하기 위하여 출력전압 감지부(170)의 감지결과에 따라 탭절환부(150)가 제어될 수 있다.When the load impedance Zo becomes smaller, the output voltage Vo becomes smaller due to the law of voltage distribution between the equivalent impedance Zt and the load impedance Zo. Therefore, in order to compensate the above, the short-circuit current abatement apparatus 100 according to the present invention, And a variable tap 160 that can adjust the turns ratio of the input winding unit 110 and the output winding unit 120. [ One of the variable tabs 160 is selectively connected to the first output end 141 by the tangential ring portion 150. The tactile feedback unit 150 may be manually operated by the user, but it may further include an output voltage sensing unit 170, as shown in FIG. 8, to compensate for a variation of the output voltage by more than a predetermined level. The tactile feedback unit 150 can be controlled according to the detection result of the tactile feedback unit 170.

도 9(a) 및 9(b)에는 단락전류 저감 장치(100)가 변압기(180)와 캐스케이드 연결되는 구성을 도시하고 있다.Figures 9 (a) and 9 (b) show a configuration in which the short-circuit current abatement device 100 is cascade-connected to the transformer 180. [

도 9(a)에 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)는 일반적인 변압기(180)와 캐스케이드 연결될 수 있고, 도 9(b)에 보인 바와 같이 단락전류 저감 장치(100)를 복수 개 구비하여 캐스케이드 연결할 수 있다. 이를 통하여 입출력 전압비를 적절히 설정하고 단락 시의 단락전류를 더욱 저감하는 효과를 얻을 수 있다.9A, the short-circuit current abatement apparatus 100 according to the present invention can be cascade-connected to a general transformer 180, and can be connected to the short-circuit current abatement apparatus 100 as shown in FIG. 9 (b) Multiple cascade connections are possible. Thus, the input / output voltage ratio can be appropriately set and the short circuit current can be further reduced.

도 10에는 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)를 이용한 단락전류 저감 차단장치(200)가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)는 부하(20) 측에서 단락 발생시 단락전류를 저감하여 단락에 의한 스파크 및 전선의 과열을 감소시켜 인명 및 화재사고를 방지하는 효과가 있으나, 단락사고로부터 안전성을 더욱 확보하기 위하여 도 10과 같은 단락전류 저감 차단장치(200)로 구현될 수도 있다.10 shows a short-circuit current reduction device 200 using the short-circuit current reduction device 100 according to the present invention. The short-circuit current reducing apparatus 100 according to the present invention reduces the short-circuit current when a short circuit occurs on the side of the load 20 to reduce overheating of sparks and electric wires caused by a short circuit, It may be implemented as the short-circuit current reducing and breaking device 200 as shown in FIG. 10 in order to further secure safety.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단락전류 저감 차단장치(200)는, 단락전류 저감 장치(100)와, 상기 단락전류 저감 장치(100)에 연결되어 부하(20) 측의 이상상태를 감지하는 이상상태 감지부(210)와, 상기 이상상태 감지부(210)의 감지결과에 따라 상기 부하(20)에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 교류전원(10)으로부터 상기 부하(20)를 분리하는 스위치부(220)를 포함한다. 또한, 단락전류 저감 차단장치(200)는 이상상태 감지부(210)의 감지결과에 따라 부하(20)에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 경보를 발생하는 경보 발생부(230)를 더 포함할 수 있고, 상기 경보는 청각적 또는 시각적인 경보일 수 있다.10, the short-circuit current reducing and breaking apparatus 200 according to the present invention includes a short-circuit current reducing apparatus 100 and a short-circuit current reducing apparatus 100 connected to the short-circuit current reducing apparatus 100, An AC power source 10 for supplying the AC power to the load 20 in response to a detection result of the abnormal state sensing unit 210; (Not shown). The short-circuit current reducing and breaking device 200 further includes an alarm generating unit 230 for generating an alarm when it is determined that a short circuit or an over-current occurs in the load 20 according to the detection result of the abnormal state detecting unit 210 And the alarm may be an audible or visual alarm.

도 10에는 이상상태 감지부(210)가 제1 입력단(131) 및 제2 입력단(132)에 흐르는 전류를 감지하거나, 제1 및 제2 출력단(141, 142)에 흐르는 전류를 감지하는 구성으로 도시되어 있으나, 이상상태 감지부(210)는 도 11에 보인 바와 같이, 단락전류 저감 장치(100) 내의 두 노드 간의 전압을 감지하여 단락이나 과전류 여부를 판단할 수도 있다.10 shows a configuration in which the abnormal state sensing unit 210 senses a current flowing through the first input terminal 131 and the second input terminal 132 or senses a current flowing through the first and second output terminals 141 and 142 As shown in FIG. 11, the abnormal state sensing unit 210 may sense a voltage between two nodes in the short-circuit current reducing apparatus 100 to determine whether the voltage is short-circuited or over-current.

도 11에 도시되어 있는 단락전류 저감 장치(100)는 입력 권선부(110)와 출력 권선부(120)의 권선비가 2인 경우이고, 하나의 예시로서 A, B 및 C 노드를 도 11과 같이 설정하였다고 할 때, 정상 부하 조건일 때와 단락이 발생한 조건에서 A-C 노드 사이 및 A-B 노드 사이에서의 양단 전압이 어떻게 변화하는지 도 12(a) 및 도 12(b)에 각각 도시되어 있다. 이상상태 감지부(210)가 A-C 노드의 양단 전압을 감지하고 기준전압을 0V에서 Vac/2 사이로 설정하는 경우에, A-C 노드 간의 전압의 크기는 정상상태에서는 기준전압 이하이고, 부하(20)에서 단락이나 과전류 등의 이상상태에서는 기준전압을 초과하게 되므로 이를 이용하여 단락 또는 과전류 여부를 판단하여 스위치부(220)를 차단할 수 있다. 또한, 이상상태 감지부(210)가 A-B 노드의 양단 전압을 감지하고 기준전압을 Vac/2에서 Vac 사이로 설정하는 경우에는, A-B 노드 간의 전압의 크기는 정상상태에서는 기준전압을 초과하고, 이상상태에서는 기준전압 이하가 되므로 이를 이용하여 단락 또는 과전류 여부를 판단하여 스위치부(220)를 차단할 수도 있다. 도 11에 예시된 노드 외에도 다양한 노드를 설정하고 상기 노드 간의 양단 전압을 이용하여 단락 또는 과전류 여부를 판단하도록 하는 것은 통상의 기술자가 단순 설계변경을 통하여 용이하게 도출할 수 있다.The short-circuit current reducing apparatus 100 shown in Fig. 11 is for the case where the turns ratio of the input winding section 110 and the output winding section 120 is 2. For example, the nodes A, B and C are shown in Fig. 11 12 (a) and 12 (b) show how the voltage between the AC node and the AB node changes under the normal load condition and the short-circuiting condition, respectively. In the case where the abnormal state sensing unit 210 senses the voltage across the AC node and sets the reference voltage between 0 V and Vac / 2, the voltage between the AC nodes is less than the reference voltage in the steady state, In the abnormal state, such as a short circuit or an overcurrent, the reference voltage is exceeded, so that the switch unit 220 can be cut off by determining whether a short circuit or an overcurrent occurs. When the abnormal state sensing unit 210 senses the voltage across the AB node and sets the reference voltage between Vac / 2 and Vac, the magnitude of the voltage between the AB nodes exceeds the reference voltage in the steady state, The switching unit 220 may be disconnected by determining whether a short circuit or an overcurrent occurs by using the reference voltage. It is possible to easily determine whether a short-circuit or an over-current occurs by setting various nodes in addition to the node illustrated in FIG. 11 and using the both-end voltages between the nodes through a simple design change.

본 발명에 따른 단락전류 저감 차단장치(200)에 포함된 스위치부(220)는, 이상상태 감지부(210)로부터의 제어신호에 의하여 회로를 개폐하는 구성요소로서, 반도체 스위치, 차단기, 마그네틱 스위치 또는 계전기 중 하나 또는 그 조합일 수 있고, 그 설치되는 위치는 전력계통과 단락전류 저감 장치(100) 사이, 또는 상기 단락전류 저감 장치(100)와 부하(20) 사이에 적어도 하나 설치되는 것이 가능하다.The switching unit 220 included in the short-circuit current cut-off device 200 according to the present invention is a component that opens and closes a circuit by a control signal from the abnormal state detection unit 210. The switching unit 220 includes a semiconductor switch, Or a combination thereof, and at least one of them may be installed between the power system and the short-circuit current abatement device 100, or between the short-circuit current abatement device 100 and the load 20 Do.

이상에서는 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)가 단상 교류전원에 적용되는 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)를 포함하여 3상 4선식 배전계통에 대하여 중성선(N)과 전력선(R상, S상, T상)에 적용하는 것이 가능한 삼상용 단락전류 저감 장치(300)를 구현할 수도 있다. 이에 대한 구성은 도 13에 도시되어 있다.In the above description, the short-circuit current reducing apparatus 100 according to the present invention is applied to a single-phase AC power source. However, the present invention can be applied to a three-phase four- ) And a power line (R phase, S phase, T phase). The configuration for this is shown in Fig.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 삼상용 단락전류 저감 장치(300)는, 3개의 단상용 단락전류 저감 장치(100)를 포함하고, 단락전류 저감 장치(100) 각각의 제1 입력단(131)은 삼상 전원이 인가되는 R 입력단(R1), S 입력단(S1) 및 T 입력단(T1)에 각각 연결되고, 상기 단락전류 저감 장치(100) 각각의 제2 입력단(132)과 상기 제1 및 제2 출력단(141, 142) 중 일단은 중성점(N)에 공통 연결되고, 상기 단락전류 저감 장치(100) 각각의 상기 제1 및 제2 출력단(141, 142) 중 타단은 R 출력단(R2), S 출력단(S2) 및 T 출력단(T2)에 각각 연결되어 부하 측으로 삼상 전원을 출력한다.13, the three-phase short-circuit current reducing device 300 according to the present invention includes three single-phase short-circuit current reducing devices 100, and each of the short- The first input terminal 131 is connected to the R input terminal R1, the S input terminal S1 and the T input terminal T1 to which the three-phase power is applied and the second input terminal 132 of each of the short- One of the first and second output terminals 141 and 142 is commonly connected to the neutral point N and the other of the first and second output terminals 141 and 142 of each of the shortcircuit reduction devices 100 is connected to the R output terminal R2, an S output terminal S2, and a T output terminal T2, respectively, to output three-phase power to the load side.

본 발명에 따른 삼상용 단락전류 저감 장치(300)는, 각 상의 출력단(R2, S2, T2)과 중성점 간의 단락 또는 각 상끼리의 단락에 대응하여 단락전류를 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 삼상용 단락전류 저감 장치(300)는 개별의 단락전류 저감 장치(100)를 결선하여 구성할 수 있을 뿐만 아니라 하나의 함체 안에 일체형으로 구성할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 삼상용 단락전류 저감 장치(300)도 앞에서 설명한 바와 같이 일반적인 변압기(180) 또는 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)를 캐스케이드로 더 연결하는 것이 가능하다.The short-circuit current reducing device 300 for three phases according to the present invention can reduce the short-circuit current in response to a short circuit between the output terminals R2, S2, and T2 of the respective phases and a neutral point or a short circuit between the phases. In addition, the three-phase short-circuit current reducing device 300 of the present invention can be constructed by connecting the individual short-circuit current reducing devices 100, or can be integrally formed in a single enclosure. Also, the three-phase short-circuit current reducing device 300 according to the present invention can further cascade the general transformer 180 or the short-circuit current reducing device 100 of the present invention as described above.

도 14에는 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)를 이용하여 분전반(400)을 구현한 실시예가 도시되어 있다.Fig. 14 shows an embodiment in which the distribution board 400 is implemented using the short-circuit current reducing apparatus 100 of the present invention.

통상적인 분전반은, 산업설비 회로 및 건물의 옥내ㅇ외 회로에서 외부로부터 공급되는 전력을 부하의 용량에 맞게 배분하는 전로의 인입구 역활을 하는 장치로서, 그 내부에 배선용 차단기 및 누전차단기 등의 회로 차단기가 설치되어 과전류 또는 단락사고 발생시 분기 회로를 주모선으로 부터 차단하여 전기사고를 미연에 방지하는 역할을 하는 장치이다. 그러나 종래의 분전반은 배선용 차단기 등의 차단 속도의 한계로 말미암아 부하 측에서 단락 발생시 큰 단락전류가 형성되어 스파크나 전선 과열에 의한 화재를 효과적으로 방지하지 못하거나, 하부보다 상부의 차단기가 먼저 차단되어 정전이 확산되는 문제가 있었다.A typical distribution board is an apparatus that serves as an entrance to a converter that distributes power supplied from the outside in accordance with the capacity of the load in an industrial facility circuit and an outside circuit inside a building. The circuit board circuit breaker such as a wiring breaker and an earth leakage breaker Is installed to cut off the branch circuit from the main bus line in case of an over current or short circuit to prevent electric accident. However, in the conventional distribution panel, a short circuit current is formed when a short circuit occurs on the load side due to the limitation of the breaking speed of a circuit breaker or the like, so that the fire caused by spark or electric wire overheating can not be effectively prevented, There has been a problem of spreading.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 분전반(400)은, 도 14에 보인 바와 같이, 메인 차단기(410) 및 분기 차단기(420)를 포함하고, 상기 메인 차단기(410)와 분기 차단기(420) 사이에 부하(20) 측의 단락전류를 저감시키는 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)를 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명에 따른 분전반(400)은 도 10 및 도 11에 도시한 단락전류 저감 차단장치(200)와 유사하게 이상상태 감지부(210)를 더 포함하여, 이상상태 감지부(210)의 감지결과에 따라 부하(20)에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 메인 차단기(410) 또는 상기 분기 차단기(420) 중 하나 이상을 차단하는 것을 특징으로 한다. 이에 덧붙여, 본 발명에 따른 분전반(400)은 부하(20)에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 청각적 또는 시각적인 경보를 발생하는 경보 발생부(230)를 더 포함할 수도 있다.14, the distribution board 400 according to the present invention includes a main breaker 410 and a branch breaker 420. The main breaker 410 and the branch breaker 420 are connected to each other, And a short-circuit current reducing device 100 according to the present invention for reducing the short-circuit current on the side of the load 20 between the first and second switches. The distribution board 400 according to the present invention further includes an abnormal state sensing unit 210 similar to the shortcurrent reducing and breaking device 200 shown in FIGS. 10 and 11, And disconnects at least one of the main breaker 410 and the branch breaker 420 when it is determined that a short circuit or an overcurrent occurs in the load 20 according to the detection result. In addition, the distribution board 400 according to the present invention may further include an alarm generating unit 230 generating an audible or visual alarm when it is determined that a short circuit or an overcurrent occurs in the load 20.

도 14에 도시된 본 발명의 분전반(400)은 상술한 바와 같이, 단락전류 저감 장치(100)에 하나 이상의 일반적인 변압기(180) 또는 단락전류 저감 장치(100)를 캐스케이드로 더욱 결합하여 구성할 수도 있다. 그 결합방법은 앞에서 도 9(a) 및 도 9(b)를 이용하여 설명하였으므로 여기에서는 자세한 설명을 생략한다.The distribution board 400 of the present invention shown in Fig. 14 can be constructed by further cascading one or more conventional transformers 180 or short-circuit current abatement devices 100 to the short-circuit current abatement device 100 have. Since the combining method has been described with reference to FIGS. 9 (a) and 9 (b), a detailed description thereof will be omitted here.

또한, 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)는 전력 수용가에 설치되는 수배전반(500)에 적용할 수 있으며, 그에 관한 예시적인 실시예가 도 15에 도시되어 있다.Further, the short-circuit current abatement apparatus 100 according to the present invention can be applied to a switchboard 500 installed in a power supply, and an exemplary embodiment thereof is shown in Fig.

일반적으로, 수배전반은 집단거주 지역(예를 들면, 아파트), 빌딩, 학교, 공장, 항만, 공항, 상수/하수 처리장, 변전소, 중공업 플랜트, 지하철, 화학단지, 제철소 등의 광범위한 전력 수용가에서 고압의 전력을 저압으로 변환하여 구내 설비에게 공급하는 수배전 계통에 설치되며, 전력 감시, 제어 및 보호를 위하여 사용된다.Generally, switchgear is used in a wide range of power consumers, such as residential areas (eg apartments), buildings, schools, factories, ports, airports, water and sewage treatment plants, substations, heavy industrial plants, subways, It is installed in a water distribution system that converts power to low pressure and supplies it to premises equipment. It is used for power monitoring, control and protection.

도 15에 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 수배전반(500)은, 고압 메인 차단기(510) 및 저압 메인 차단기(530)와, 인입된 전기를 변압하는 변압기부(520)를 포함하고, 상기 변압기부(520)는 단락전류를 저감시키는 단락전류 저감부를 포함하되, 상기 단락전류 저감부는 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 수배전반(500)에 포함된 단락전류 저감 장치(100)는 앞에서 설명한 단락전류 저감 장치(100)의 기술적인 특징을 동일하게 포함한다. 또한 변압기부(520)의 후단에는 다수의 배선용 차단기(550)를 포함하는 배전부(540)가 포함되어 부하(20) 측으로 전력을 분배하여 공급한다.15, the switchboard 500 according to the present invention includes a high-voltage main breaker 510 and a low-voltage main breaker 530, and a transformer unit 520 for transforming the drawn-in electricity, (520) includes a short-circuit current reducing section for reducing the short-circuit current. The short-circuit current reducing section includes the short-circuit current reducing apparatus (100) of the present invention. The short-circuit current abatement apparatus 100 included in the switchboard 500 according to the present invention includes the same technical features of the short-circuit current abatement apparatus 100 described above. A power distributor 540 including a plurality of wiring breakers 550 is disposed at a rear end of the transformer unit 520 to distribute and supply electric power to the load 20 side.

본 발명에 따른 수배전반(500)에 포함된 변압기부(520)는 단락전류 저감 장치(100)와 캐스케이드로 연결된 변압기를 더 포함할 수 있고, 상기 변압기는 삼상 변압기(521)일 수 있다. 또한 이 경우에 단락전류 저감 장치(100)는 본 발명에 따른 삼상용 단락전류 저감 장치(300)일 수 있다.The transformer unit 520 included in the switchboard 500 according to the present invention may further include a transformer connected in cascade with the short-circuit current reducing apparatus 100, and the transformer may be a three-phase transformer 521. In this case, the short-circuit current reducing apparatus 100 may be a three-phase short-circuit current reducing apparatus 300 according to the present invention.

또한 본 발명에 따른 수배전반(500)은, 단락전류 저감 장치(100) 또는 삼상용 단락전류 저감 장치(300)에 연결되어 부하 측의 이상상태를 감지하는 이상상태 감지부(210)를 더 포함할 수 있다. 상기 이상상태 감지부(210)의 감지결과에 따라 부하에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 도 15에 도시되어 있는 고압 메인 차단기(510), 저압 메인 차단기(530) 또는 배전부(540)에 포함된 배선용 차단기(550)를 개방하여 삼상 또는 단상 전력을 차단한다. 이상상태 감지부(210)는 단락전류 저감 장치(100) 또는 삼상용 단락전류 저감 장치(300)의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류를 감지하거나 상기 단락전류 저감 장치(100) 또는 삼상용 단락전류 저감 장치(300)의 입력 권선부(110) 또는 출력 권선부(120) 내의 임의의 노드 간의 전압을 감지하여 부하에서의 단락 또는 과전류 여부를 판단한다. 이에 관한 자세한 사항은 앞에서 이미 설명하였으므로 여기에서는 그 기재를 생략한다.The switchboard 500 according to the present invention further includes an abnormal state sensing unit 210 connected to the short-circuit current reducing apparatus 100 or the three-phase short-circuit current reducing apparatus 300 to detect an abnormal state on the load side . If it is determined that a short circuit or an overcurrent occurs in the load according to the detection result of the abnormal state sensing unit 210, the high voltage main breaker 510, the low voltage main breaker 530, or the power distributing unit 540 shown in FIG. 15 And opens the included wiring breaker 550 to cut off three-phase or single-phase power. The abnormal state sensing unit 210 senses a current flowing through the input or output terminal of the short-circuit current reducing apparatus 100 or the three-phase short-circuit current reducing apparatus 300, or detects the current flowing through the short-circuit current reducing apparatus 100 or the three- Detects a voltage between any node in the input winding unit 110 or the output winding unit 120 of the transformer 300 and judges whether the load is short-circuited or over-current. The details of this have already been described above, so the description thereof is omitted here.

도 16에는 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100)를 적용한 전동기 제어반(600)이 도시되어 있다.16 shows an electric motor control panel 600 to which the short-circuit current reducing apparatus 100 according to the present invention is applied.

전동기 제어반이란, 중형 및 대형 기동장치 및 보호 장치의 집합체이며, 건축물 내 전원공급을 체계적으로 구성하고 있는 전기 설비로서 합리적이고 체계적인 전원분배장치로서의 역할을 할 수 있어야 하며, 각종 부하설비 장애시 파급을 방지하기 위하여 평상시 철저한 유지 관리가 필요하다.The electric motor control panel is a collection of medium and large starters and protective devices, and it should be able to function as a rational and systematic power distribution device as an electric device that systematically constructs the power supply in the building. In order to prevent this, thorough maintenance is necessary.

이러한 종래의 모터제어반 및 자동제어반은 옥내소화전 주 펌프 모터, 옥내 소화전 보조 펌프, 옥외 소화전 주 펌프, 옥외 소화전 보조 펌프, 스프링클러 주 펌프, 스프링클러 보조 펌프, 냉동기반 히터 및 샤워장 온수 히터의 전동기(모터)에 연결되어 전원 공급과 차단 동작을 하게 된다.Such a conventional motor control panel and automatic control panel can be used for indoor fire hydrant main pump motor, indoor fire hydrant auxiliary pump, outdoor fire hydrant main pump, outdoor fire hydrant auxiliary pump, sprinkler main pump, sprinkler auxiliary pump, So that the power supply and the disconnecting operation are performed.

본 발명에 따른 전동기 제어반(600)은, 차단기와 마그네틱 스위치(630)를 구비하고, 부하 측의 단락전류를 저감시키는 단락전류 저감부를 포함하되, 단락전류 저감부는 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 전동기 제어반(600)의 차단기는 배선용 차단기(550)일 수 있고, 단락전류 저감부는 단락전류 저감 장치(100)를 대체하여 삼상용 단락전류 저감 장치(300)를 포함할 수 있다. 단락전류 저감부에 포함된 단락전류 저감 장치(100) 또는 삼상용 단락전류 저감 장치(300)에 대한 구체적인 구성과 동작은 이미 상술한 바와 같으므로 이하에서는 자세한 설명은 생략한다.The electric motor control board 600 according to the present invention includes a short-circuit current reduction unit that includes a circuit breaker and a magnetic switch 630 and reduces a short-circuit current on the load side. The short- ). The circuit breaker of the motor control panel 600 according to the present invention may be a circuit breaker 550 and the shortcircuit reduction unit may include the three-phase shortcircuit reduction device 300 in place of the shortcircuit reduction device 100 have. The detailed configuration and operation of the short-circuit current reducing apparatus 100 or the three-phase short-circuit current reducing apparatus 300 included in the short-circuit current reducing unit are the same as those described above, and a detailed description will be omitted.

또한 본 발명에 따른 전동기 제어반(600)은, 단락전류 저감 장치(100) 또는 삼상용 단락전류 저감 장치(300)에 연결되어 부하의 이상상태를 감지하는 이상상태 감지부(210)를 더 포함하고, 상기 이상상태 감지부(210)의 감지결과에 따라 부하에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 배선용 차단기(550) 또는 마그네틱 스위치(630) 중 적어도 하나를 차단할 수 있다.The motor control board 600 according to the present invention further includes an abnormal state sensing unit 210 connected to the short-circuit current reducing apparatus 100 or the three-phase short-circuit current reducing apparatus 300 to sense an abnormal state of the load , And may block at least one of the wiring breaker (550) and the magnetic switch (630) when it is determined that a short circuit or an overcurrent occurs in accordance with the detection result of the abnormal state sensing unit (210).

도 16에 보인 바와 같이, 전동기 제어반(600)의 부하는 전동기(650)이고 상기 전동기(650)는 단상 또는 삼상 전동기를 포함한다. 부하에서 단락이 발생하는 경우 단락전류 저감부는 단락전류를 저감시켜서 단락으로 인한 전기사고를 예방한다. 또한, 이상상태 감지부(210)를 더 포함하여 부하 측에서 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 이상상태 감지부(210)는 주회로의 배선용 차단기(550)를 차단하거나, 시퀀스 회로로 구성된 운전 제어부(610)를 통하여 각 전동기(650)에 전력을 공급하는 마그네틱 스위치(630)를 차단할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전동기 제어반(600)은 각 전동기(650) 별로 구성된 분기 회로마다 퓨즈(620)를 더 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 16, the load of the motor control panel 600 is an electric motor 650, and the electric motor 650 includes a single-phase or a three-phase motor. When a short circuit occurs in the load, the short-circuit current reducing part reduces the short-circuit current to prevent an electric accident due to the short-circuit. If it is determined that a short circuit or an overcurrent is generated on the load side further including the abnormal state sensing unit 210, the abnormal state sensing unit 210 may block the wiring circuit breaker 550 of the main circuit, The magnetic switch 630 for supplying electric power to each electric motor 650 can be cut off through the control unit 610. [ In addition, the motor control board 600 according to the present invention may further include a fuse 620 for each branch circuit formed for each motor 650.

도 17은 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100) 및 단락전류 저감 차단장치(200)를 적용한 케이블 릴 장치의 사시도이다.17 is a perspective view of a cable reel apparatus to which a short-circuit current abatement apparatus 100 and a short-circuit current abatement apparatus 200 according to the present invention are applied.

본 발명에 따른 케이블 릴 장치는 도 17에 도시된 바와 같이, 회전가능하게 설치된 원통형의 케이블 권취부(710)와, 케이블 권취부(710)에 감기는 소정 길이의 전력선 등의 케이블(740)과, 지면으로부터 이격하여 케이블 권취부(710)를 회전가능하게 고정시키는 고정 프레임(도면부호 미도시)을 포함한다. 그리고, 케이블 권취부(710)의 몸체 일측면에는 외부로부터 플러그를 삽입할 수 있는 콘센트(720)가 마련되어 있고, 케이블(740)의 단부에는 외부 전력 공급원의 콘센트에 접속할 수 있는 플러그(730)가 구비되어 있다.17, a cable reel apparatus according to the present invention includes a cylindrical cable winding portion 710 rotatably installed, a cable 740 such as a power line wound around the cable winding portion 710, And a fixing frame (not shown) for rotatably fixing the cable winding portion 710 away from the ground. A receptacle 720 is provided at one side of the body of the cable take-up part 710 for inserting a plug from the outside. A plug 730 capable of connecting to an outlet of an external power source is provided at an end of the cable 740 Respectively.

본 발명의 케이블 릴 장치의 내부를 도시한 도 18을 보면, 본 발명에 따른 케이블 릴 장치는, 케이블(740)과 콘센트(720) 사이에 연결되어 부하 측의 단락전류를 저감시키는 단락전류 저감부를 포함하되, 상기 단락전류 저감부는 본 발명의 단락전류 저감 장치(100)이거나, 본 발명의 단락전류 저감 차단장치(200)일 수 있다.18 showing the inside of a cable reel apparatus according to the present invention, a cable reel apparatus according to the present invention includes a short-circuit current reducing unit connected between a cable 740 and a receptacle 720 to reduce a short- The short-circuit current reducing unit may be the short-circuit current reducing apparatus 100 of the present invention or the short-circuit current reducing and breaking apparatus 200 of the present invention.

본 발명에 따른 케이블 릴 장치는 공사 현장, 작업 현장, 야외 행사장 및 캠핑장 등 일반 실내보다 사용 조건이 거칠고 열악하여 단락사고에 의한 인명 또는 화재가 빈번하게 발생하는 환경에서 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 케이블 릴 장치는 부하에서 단락이 발생하는 경우 단락전류 저감 장치(100)에서 단락전류를 저감시키거나, 단락전류 저감 차단장치(200)로 하여금 회로를 차단시켜 스파크나 화재에 의한 인명 피해 또는 화재사고를 방지하는 효과가 있다.The cable reel apparatus according to the present invention can be used in an environment where the use conditions are rougher and poorer than general rooms such as a construction site, a work site, an outdoor event site, and a camp site, and lives or fire frequently occurs due to a short-circuit accident. The cable reel apparatus according to the present invention reduces the short-circuit current in the short-circuit current reducing apparatus 100 when a short circuit occurs in the load, or short-circuits the current short- It has the effect of preventing damage or fire accident.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100), 단락전류 저감 차단장치(200) 및 삼상용 단락전류 저감 장치(300)는 전력계통의 단상 또는 3상(R, S, T상)에서 부하 측에 단락이 발생하는 경우 단락전류를 감소시키고 이에 따라 단락에 의한 스파크와 전선 과열을 저감할 뿐 아니라 단락 지점만을 신속히 차단하여 정전이 확산되는 것을 방지함으로써, 전력계통에서 단락 발생시 인명, 화재사고 및 정전에 의한 2차 사고를 방지하는 효과가 있다.As described above, the short-circuit current abatement apparatus 100, the short-circuit current abatement apparatus 200, and the three-phase short circuit current abatement apparatus 300 according to the present invention can be applied to a single- or three- Phase), it is possible to reduce the short-circuit current and thereby reduce the spark and overheating due to the short circuit, as well as promptly shut off the short-circuit point so as to prevent the static electricity from spreading. , It is effective to prevent a secondary accident caused by a fire accident or a power failure.

따라서, 본 발명에 따른 단락전류 저감 장치(100), 단락전류 저감 차단장치(200) 및 삼상용 단락전류 저감 장치(300)는 전력계통 상에 다양한 형태로 적용하여 실시할 수 있다. 예를 들면, 앞에서 실시예로서 언급한 분전반(400), 수배전반(500), 전동기 제어반(600) 및 케이블 릴 장치 뿐 아니라 소방용으로서 비상 유도등, 비상 콘센트 등 단락사고로부터 피해를 최소화하는 것이 중요한 분야에 다양한 형태로서 실시할 수 있음은 통상의 기술자가 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
Therefore, the short-circuit current reducing apparatus 100, the short-circuit current reducing and breaking apparatus 200, and the three-phase short-circuit current reducing apparatus 300 according to the present invention can be applied in various forms on the power system. For example, in a field where it is important to minimize damage from a short circuit accident such as an emergency induction lamp or an emergency outlet as a fire extinguisher as well as the distribution panel 400, the switchboard 500, the motor control panel 600, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various modifications may be made.

이상에서는, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예를 기초로 본 발명을 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서도 본 발명이 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

10 : 교류전원 20 : 부하
100 : 단락전류 저감 장치 110 : 입력 권선부
111, 112 : 제1 정방향 및 역방향 권선
113, 114 : 제4 정방향 및 역방향 권선
120 : 출력 권선부
121, 122 : 제2 정방향 및 역방향 권선
123, 124 : 제3 정방향 및 역방향 권선
131, 132 : 제1 및 제2 입력단
141~144 : 제1 내지 제4 출력단 150 : 탭절환부
160 : 가변탭 170 : 출력전압 감지부
180 : 변압기 200 : 단락전류 저감 차단장치
210 : 이상상태 감지부 220 : 스위치부
230 : 경보 발생부 300 : 삼상용 단락전류 저감 장치
400 : 분전반 410 : 메인 차단기
420 : 분기 차단기 500 : 수배전반
510 : 고압 메인 차단기 520 : 변압기부
521 : 삼상 변압기 530 : 저압 메인 차단기
540 : 배전부 550 : 배선용 차단기
600 : 전동기 제어반(MCC반) 610 : 운전 제어부
620 : 퓨즈 630 : 마그네틱 스위치
650 : 전동기 710 : 케이블 권취부
720 : 콘센트 730 : 플러그
740 : 케이블, 전선
10: AC power supply 20: Load
100: short circuit current reducing device 110: input winding part
111, 112: first forward and reverse windings
113, 114: Fourth forward and reverse windings
120: Output winding section
121, 122: second forward and reverse windings
123, 124: 3rd forward and reverse windings
131, 132: first and second inputs
141 to 144: first to fourth output stages 150:
160: Variable tap 170: Output voltage sensing unit
180: Transformer 200: short-circuit current cutoff device
210: abnormal state detection unit 220:
230: alarm generator 300: three-phase short-circuit current reducing device
400: distribution board 410: main breaker
420: branch breaker 500: switchgear
510: high voltage main breaker 520: transformer part
521: Three-phase transformer 530: Low-voltage main breaker
540: Distribution part 550: Circuit breaker
600: Motor control board (MCC) 610: Operation control unit
620: Fuse 630: Magnetic switch
650: electric motor 710: cable winding part
720: Outlet 730: Plug
740: Cables, wires

Claims (34)

전력계통망에 연결되어 교류전원이 인가되는 제1 입력단 및 제2 입력단;
부하 측에 접속하는 제1 출력단 및 제2 출력단;
상기 제1 입력단으로부터 입력되는 제1전류에 의하여 제1 방향의 자속을 발생시키도록, N1p의 권수로 정방향으로 권선되는 제1 정방향 권선 및 N1n의 권수로 역방향으로 권선되는 제1 역방향 권선을 포함하는 입력 권선부(여기에서, 0 ≤ N1n < N1p);
상기 입력 권선부에 자기적으로 결합되고, 상기 제1전류에 의하여 상기 제1 방향의 자속과 반대 방향인 제2 방향의 자속을 발생시키도록, N2n의 권수로 역방향으로 권선되는 제2 역방향 권선 및 N2p의 권수로 정방향으로 권선되는 제2 정방향 권선을 포함하는 출력 권선부(여기에서, 0 ≤ N2p < N2n);
상기 출력 권선부의 양단에 상기 제1 및 제2 출력단이 연결되고, 상기 N1p, N1n, N2n 및 N2p는, 수학식 N1p-N1n > (N2n-N2p)/2, (이 때, N1p-N1n≠N2n-N2p)를 만족하는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 장치.
A first input terminal and a second input terminal connected to the power system network and to which the AC power is applied;
A first output terminal and a second output terminal connected to the load side;
A first forward winding wound in a positive direction with a winding number of N1p and a first reverse winding wound in a reverse direction with a winding number of N1n so as to generate a magnetic flux in a first direction by a first current input from the first input terminal Input winding portion (where 0 < N1n &lt;N1p);
A second reverse winding magnetically coupled to the input winding section and wound in the reverse direction with the number of turns of N2n to generate a magnetic flux in a second direction opposite to the magnetic flux in the first direction by the first current, An output winding portion (here, 0? N2p &lt; N2n) including a second forward winding wound in a forward direction with the number of turns of N2p;
N1p, N1n, N2n, and N2p are connected to the first and second output terminals of the output winding section, and N1p, N1n, N2n and N2p are expressed by the following equations: N1p-N1n> -N2p). &Lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서,
하나 이상의 출력 권선부; 및
상기 하나 이상의 출력 권선부에 연결되는 한 쌍 이상의 출력단이 더 포함되고,
상기 하나 이상의 출력 권선부 및 나머지 권선에 대하여 상기 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 장치.
The method according to claim 1,
At least one output winding section; And
Further comprising a pair of output terminals connected to the at least one output winding section,
And the above expression is satisfied for the at least one output winding section and the remaining windings.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 출력단의 단락전류는, 상기 출력 권선부의 양단에서 보이는 등가 임피던스로 조절되고,
상기 등가 임피던스는 입력 권선부 및 출력 권선부의 배치, 권선의 저항, 자기코어의 형상, 또는 자기코어 상의 갭을 적어도 하나 이상 이용하여 설정하는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 장치.
The method according to claim 1,
The short-circuit currents of the first and second output terminals are adjusted to an equivalent impedance seen from both ends of the output winding section,
Wherein the equivalent impedance is set using at least one of an arrangement of the input winding portion and the output winding portion, a resistance of the winding, a shape of the magnetic core, or a gap on the magnetic core.
제3항에 있어서,
상기 출력 권선부는, 상기 등가 임피던스와 별도로 상기 제2 정방향 권선 또는 제2 역방향 권선에 직렬 연결되는 임피던스부를 더 포함하되,
상기 임피던스부는, 저항 또는 인덕터를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 장치.
The method of claim 3,
The output winding section may further include an impedance section connected in series to the second forward winding or the second reverse winding separately from the equivalent impedance,
Wherein the impedance section includes at least one of a resistor and an inductor.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 출력단에 대응되는 상기 출력 권선부의 양단 중 일단의 주변에 마련되는 하나 이상의 가변탭; 및
상기 출력 권선부의 양단 중 일단 또는 상기 하나 이상의 가변탭과 상기 제1 및 제2 출력단의 일단을 선택적으로 연결하는 탭절환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 장치.
The method according to claim 1,
One or more variable tabs provided at the periphery of one end of both ends of the output winding portion corresponding to the first and second output ends; And
Further comprising a tap switching part for selectively connecting one end of either end of the output winding part or one end of the first and second output ends to the at least one variable tap.
제5항에 있어서,
상기 탭절환부는 수동으로 조작되는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the tap switching unit is manually operated.
제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2 출력단의 양단 전압을 감지하는 출력전압 감지부를 더 포함하고,
상기 탭절환부는 상기 양단 전압의 감지 결과에 따라 상기 제1 및 제2 출력단의 일단을 상기 출력 권선부의 양단 중 일단 또는 상기 하나 이상의 가변탭과 선택적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 장치.
6. The method of claim 5,
And an output voltage sensing unit for sensing a voltage across the first and second output terminals,
Wherein the tap switching unit selectively connects one end of the first and second output terminals with one end of the output winding unit or one or more variable taps according to the detection result of the both end voltage.
제1항에 있어서,
상기 입력 권선부의 제1 역방향 권선의 권수 N1n 및 상기 출력 권선부의 제2 정방향 권선의 권수 N2p는 0이고,
상기 입력 권선부의 제1 정방향 권선의 권수 N1p는 상기 출력 권선부의 제2 역방향 권선의 권수 N2n의 2배인 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 장치.
The method according to claim 1,
The number of turns N1n of the first reverse winding of the input winding portion and the number of turns N2p of the second forward winding of the output winding portion are zero,
Wherein the number of turns N1p of the first forward winding of the input winding portion is twice the number of turns N2n of the second reverse winding of the output winding portion.
제8항에 있어서,
상기 출력 권선부의 일단은 상기 제1 입력단 또는 제2 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 장치.
9. The method of claim 8,
And one end of the output winding section is connected to the first input terminal or the second input terminal.
캐스케이드로 연결된 복수의 변압기를 포함하고,
상기 복수의 변압기 중 적어도 하나 이상은 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 단락전류 저감 장치인 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 장치.
A plurality of cascade-connected transformers,
Wherein at least one of the plurality of transformers is a short-circuit current reducing device according to any one of claims 1 to 9.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 단락전류 저감 장치;
상기 단락전류 저감 장치에 연결되어 상기 부하 측의 이상상태를 감지하는 이상상태 감지부; 및
상기 이상상태 감지부의 감지결과에 따라 상기 부하에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 교류전원으로부터 상기 부하를 분리하는 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 차단장치.
9. A circuit breaker according to any one of claims 1 to 9,
An abnormal state sensing unit connected to the short-circuit current reducing device to sense an abnormal state of the load side; And
And a switch for disconnecting the load from the AC power source when it is determined that a short circuit or an overcurrent occurs in the load in accordance with the detection result of the abnormal state sensing unit.
제11항에 있어서,
상기 이상상태 감지부는 상기 제1 입력단, 제2 입력단 또는 상기 제1 및 제2 출력단에 흐르는 전류를 감지하는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 차단장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the abnormal state sensing unit senses a current flowing in the first input terminal, the second input terminal, or the first and second output terminals.
제11항에 있어서,
상기 이상상태 감지부는, 상기 단락전류 저감 장치 내의 두 노드 간의 전압을 감지하되, 상기 두 노드 간의 전압의 크기는 정상상태에서는 기준전압 이하이고, 이상상태에서는 기준전압을 초과하는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 차단장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the abnormal state sensing unit senses a voltage between two nodes in the shortcircuit reduction apparatus, wherein a magnitude of a voltage between the two nodes is less than a reference voltage in a steady state and exceeds a reference voltage in an abnormal state. Abatement device.
제13항에 있어서,
상기 두 노드 중 하나는 상기 출력 권선부에서 인출한 노드이고, 상기 두 노드 중 다른 하나는 상기 입력 권선부에서 인출한 노드인 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 차단장치.
14. The method of claim 13,
Wherein one of the two nodes is a node drawn out from the output winding section, and the other of the two nodes is a node drawn from the input winding section.
제11항에 있어서,
상기 이상상태 감지부는, 상기 단락전류 저감 장치 내의 두 노드 간의 전압을 감지하되, 상기 두 노드 간의 전압의 크기는 정상상태에서는 기준전압을 초과하고, 이상상태에서는 기준전압 이하인 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 차단장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the abnormal state sensing unit senses a voltage between two nodes in the shortcircuit reduction apparatus, wherein a magnitude of a voltage between the two nodes exceeds a reference voltage in a steady state and is lower than a reference voltage in an abnormal state. Blocking device.
제15항에 있어서,
상기 두 노드는 상기 입력 권선부에서 인출한 노드인 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 차단장치.
16. The method of claim 15,
And the two nodes are nodes drawn from the input winding section.
제11항에 있어서,
상기 스위치부는, 반도체 스위치, 차단기, 마그네틱 스위치 또는 계전기 중 하나 또는 그 조합이고, 상기 전력계통망과 단락전류 저감 장치 사이, 또는 상기 단락전류 저감 장치와 부하 사이에 적어도 하나 설치되는 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 차단장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the switch unit is at least one of a semiconductor switch, a circuit breaker, a magnetic switch or a relay, or between the power system network and the short-circuit current abatement device or between the short-circuit current abatement device and the load. Current reduction device.
제11항에 있어서,
상기 이상상태 감지부의 감지결과에 따라 상기 부하에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 경보를 발생하는 경보 발생부를 더 포함하고, 상기 경보는 청각적 또는 시각적 경보인 것을 특징으로 하는 단락전류 저감 차단장치.
12. The method of claim 11,
And an alarm generating unit for generating an alarm when it is determined that a short circuit or an overcurrent occurs in the load in accordance with the detection result of the abnormal state sensing unit, wherein the alarm is an audible or visual alarm .
전력계통망으로부터 삼상 전원을 인가받는 R 입력단, S 입력단 및 T 입력단;
부하에 접속되는 R 출력단, S 출력단 및 T 출력단; 및
상기 각 입력단과 중성점 사이 각각에 연결되는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 단락전류 저감 장치를 포함하되,
상기 단락전류 저감 장치 각각의 제1 입력단은 상기 R 입력단, S 입력단, 및 T 입력단에 각각 연결되고, 상기 단락전류 저감 장치 각각의 제2 입력단과 상기 제1 및 제2 출력단 중 일단은 상기 중성점에 공통 연결되고, 상기 단락전류 저감 장치 각각의 상기 제1 및 제2 출력단 중 타단은 상기 R 출력단, S 출력단 및 T 출력단에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 삼상용 단락전류 저감 장치.
An R input terminal, an S input terminal and a T input terminal for receiving three-phase power from the power grid network;
An R output terminal connected to the load, an S output terminal and a T output terminal; And
And a short-circuit current reducing device according to any one of claims 1 to 9, connected between each of the input terminals and the neutral point,
Wherein the first input terminal of each of the shortcircuit reduction devices is connected to the R input terminal, the S input terminal, and the T input terminal, respectively, the second input terminal of each of the shortcircuit reduction devices and one end of the first and second output terminals are connected to the neutral point And the other of the first and second output terminals of the short-circuit current reducing device is connected to the R output terminal, the S output terminal, and the T output terminal, respectively.
제19항에 있어서,
상기 삼상용 단락전류 저감 장치는 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 삼상용 단락전류 저감 장치.
20. The method of claim 19,
Wherein the three-phase short-circuit current reducing device is integrally formed.
제19항에 있어서,
상기 단락전류 저감 장치와 캐스케이드로 연결된 적어도 하나의 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삼상용 단락전류 저감 장치.
20. The method of claim 19,
And at least one transformer connected in cascade with the short-circuit current reducing device.
제21항에 있어서,
상기 적어도 하나의 변압기 중 적어도 하나는 상기 단락전류 저감 장치인 것을 특징으로 하는 삼상용 단락전류 저감 장치.
22. The method of claim 21,
Wherein at least one of said at least one transformer is said short-circuit current reducing device.
메인 차단기 및 분기 차단기를 포함하고, 인입된 교류전원을 부하로 분기하여 공급하는 분전반에 있어서,
부하 측의 단락전류를 저감시키는 단락전류 저감 장치를 포함하되,
상기 단락전류 저감 장치는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 단락전류 저감 장치인 것을 특징으로 하는 분전반.
1. A distribution board including a main breaker and a branch circuit breaker,
And a short-circuit current reducing device for reducing the short-circuit current on the load side,
The short-circuit current reducing device according to any one of claims 1 to 9, wherein the short-circuit current reducing device is a short-circuit current reducing device.
제23항에 있어서,
상기 단락전류 저감 장치와 캐스케이드로 연결된 적어도 하나의 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분전반.
24. The method of claim 23,
Further comprising at least one transformer cascaded with said short-circuit current abatement device.
제24항에 있어서,
상기 적어도 하나의 변압기 중 적어도 하나는 상기 단락전류 저감 장치인 것을 특징으로 하는 분전반.
25. The method of claim 24,
Wherein at least one of said at least one transformer is said short-circuit current abatement device.
제23항에 있어서,
상기 단락전류 저감 장치에 연결되어 상기 부하의 이상상태를 감지하는 이상상태 감지부를 더 포함하고,
상기 이상상태 감지부의 감지결과에 따라 상기 부하에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 메인 차단기 또는 상기 분기 차단기 중 하나 이상을 차단하는 것을 특징으로 하는 분전반.
24. The method of claim 23,
And an abnormal state sensing unit connected to the short-circuit current reducing unit to sense an abnormal state of the load,
And disconnects at least one of the main breaker and the branch breaker when it is determined that a short circuit or an overcurrent occurs in the load according to the detection result of the abnormal state sensing unit.
제26항에 있어서,
상기 이상상태 감지부는 상기 제1 입력단, 제2 입력단 또는 상기 제1 및 제2 출력단에 흐르는 전류를 감지하는 것을 특징으로 하는 분전반.
27. The method of claim 26,
Wherein the abnormal state sensing unit senses a current flowing in the first input terminal, the second input terminal, or the first and second output terminals.
제26항에 있어서,
상기 이상상태 감지부는, 상기 단락전류 저감 장치 내의 두 노드 간의 전압을 감지하되, 상기 두 노드 간의 전압의 크기는 정상상태에서는 기준전압 이하이고, 이상상태에서는 기준전압을 초과하는 것을 특징으로 하는 분전반.
27. The method of claim 26,
Wherein the abnormal state sensing unit senses a voltage between two nodes in the shortcircuit reduction apparatus, wherein the voltage between the two nodes is less than a reference voltage in a normal state and exceeds a reference voltage in an abnormal state.
제28항에 있어서,
상기 두 노드 중 하나는 상기 출력 권선부에서 인출한 노드이고, 상기 두 노드 중 다른 하나는 상기 입력 권선부에서 인출한 노드인 것을 특징으로 하는 분전반.
29. The method of claim 28,
Wherein one of the two nodes is a node drawn from the output winding section, and the other of the two nodes is a node drawn from the input winding section.
제26항에 있어서,
상기 이상상태 감지부는, 상기 단락전류 저감 장치 내의 두 노드 간의 전압을 감지하되, 상기 두 노드 간의 전압의 크기는 정상상태에서는 기준전압을 초과하고, 이상상태에서는 기준전압 이하인 것을 특징으로 하는 분전반.
27. The method of claim 26,
Wherein the abnormal state sensing unit senses a voltage between two nodes in the shortcircuit reduction device, wherein the voltage between the two nodes exceeds a reference voltage in a steady state and is lower than a reference voltage in an abnormal state.
제30항에 있어서,
상기 두 노드는 상기 입력 권선부에서 인출한 노드인 것을 특징으로 하는 분전반.
31. The method of claim 30,
Wherein the two nodes are nodes drawn from the input winding section.
제26항에 있어서,
상기 이상상태 감지부의 감지결과에 따라 상기 부하에 단락 또는 과전류가 발생한 것으로 판단되는 경우 경보를 발생하는 경보 발생부를 더 포함하고, 상기 경보는 청각적 또는 시각적 경보인 것을 특징으로 하는 분전반.
27. The method of claim 26,
Further comprising an alarm generating unit for generating an alarm when it is determined that a short circuit or an overcurrent occurs in the load in accordance with the detection result of the abnormal state sensing unit, and the alarm is an audible or visual alarm.
케이블이 권취되는 케이블 권취부 및 상기 케이블과 부하기기를 전기적으로 연결할 수 있도록 구비된 콘센트를 포함하는 케이블 릴 장치에 있어서,
상기 케이블과 콘센트 사이에 연결되어 부하 측의 단락전류를 저감시키는 단락전류 저감부를 포함하되,
상기 단락전류 저감부는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 단락전류 저감 장치인 것을 특징으로 하는 케이블 릴 장치.
A cable reel apparatus comprising a cable reel for winding a cable and an outlet provided for electrically connecting the cable and a load device,
And a short-circuit current reduction unit connected between the cable and the socket to reduce the short-circuit current on the load side,
Wherein the short-circuit current reducing section is a short-circuit current reducing device according to any one of claims 1 to 9.
케이블이 권취되는 케이블 권취부 및 상기 케이블과 부하기기를 전기적으로 연결할 수 있도록 구비된 콘센트를 포함하는 케이블 릴 장치에 있어서,
상기 케이블과 콘센트 사이에 연결되어 부하 측의 단락전류를 저감시키는 단락전류 저감부를 포함하되,
상기 단락전류 저감부는, 제11항의 단락전류 저감 차단장치인 것을 특징으로 하는 케이블 릴 장치.
A cable reel apparatus comprising a cable reel for winding a cable and an outlet provided for electrically connecting the cable and a load device,
And a short-circuit current reduction unit connected between the cable and the socket to reduce the short-circuit current on the load side,
Wherein the short-circuit current reduction unit is the short-circuit current reduction device of claim 11.
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