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KR20180020976A - 변환기들의 배선을 테스트하기 위한 방법 및 테스트 디바이스 - Google Patents

변환기들의 배선을 테스트하기 위한 방법 및 테스트 디바이스 Download PDF

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KR20180020976A
KR20180020976A KR1020177036295A KR20177036295A KR20180020976A KR 20180020976 A KR20180020976 A KR 20180020976A KR 1020177036295 A KR1020177036295 A KR 1020177036295A KR 20177036295 A KR20177036295 A KR 20177036295A KR 20180020976 A KR20180020976 A KR 20180020976A
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signal
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울리치 클래퍼
스테픈 카이저
Original Assignee
오미크론 일렉트로닉스 게엠바하
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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 전류 변환기(20, 28, 29) 및 적어도 하나의 전압 변환기(10, 18, 19)에 전도적 방식으로 연결될 수 있는 입력들(39)을 갖는 에너지 시스템의 장치(30)에 관한 것이다. 테스트 디바이스(40)는 전압 변환기(10)의 2차 측에 제1 테스트 신호(71)를 인가하고 이와 동시에 전류 변환기(20)의 1차 측에 제2 테스트 신호를 인가하도록 설계된다.

Description

변환기들의 배선을 테스트하기 위한 방법 및 테스트 디바이스
본 발명의 예시적인 실시예들은 예를 들어, 보호용 계전기와 같은 보호용 디바이스를 테스트하기 위한 장치들 및 방법들과 같이, 전기 에너지 시스템들의 디바이스들을 테스트하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 본 발명의 예시적인 실시예들은 상세하게는, 보호용 디바이스 또는 다른 2차 디바이스의 하나 이상의 전류 변환기들 및 하나 이상의 전압 변환기들이 정확하게 설치 및 연결되었는지 여부 및/또는 극성 에러들이 존재하는지 여부를 체크하기 위해 사용될 수 있는 것과 같은 이러한 장치들 및 방법들에 관한 것이다.
보호용 디바이스들은 전기 에너지 시스템들의 중요한 컴포넌트들이다. 이러한 보호용 디바이스들은 오류가 발생할 경우에 신속한 격리를 허용하도록 셋업될 수 있다. 특히 중간 전압, 고전압 및 최대 전압 분야들에서, 이러한 보호용 디바이스들은 1차 시스템의 전류들 및 전압들을 핸들링하기 더 용이한 저전압들로 변환하는 전류 및 전압 변환기들을 포함할 수 있다.
이러한 보호용 디바이스들의 예는, 보호용 계전기이고, 이는, 스위치-오프가 발생할 필요가 있는지 여부, 얼마나 빠르게 발생할 필요가 있는지 및/또는 어느 위상들에서 발생할 필요가 있는지에 관한 판정을 행하기 위해, 오류가 존재하는지 여부 및 이러한 오류의 성질이 어떠한지의 평가를 수행한다. 실제 격리는 회로 차단기들, 예를 들어 셀프-블로잉(self-blowing) 스위치들, 보호용 계전기 또는 다른 보호용 디바이스에 의해 제어되는 다른 캡슐화된 회로 차단기들 또는 캡슐화되지 않은 회로 차단기들에 의해 수행될 수 있다.
이러한 보호용 디바이스의 설치 및 동작 방식에 관한 중요한 판정은 순방향/역방향 판정으로 공지된 것이다. 이는, 2개의 방향들 중 어느 방향에서 보호용 디바이스가 더 신속하게 격리되는지를 규정한다. 예를 들어, 격리는, 보호용 디바이스의 반대 측에 위치되고 변전소에서 직접 종료하는 제2 라인 섹션에서의 오류의 경우보다, 제1 라인 섹션, 예를 들어, 오버헤드 라인에서 오류가 발생할 경우에 더 신속하게 발생할 수 있다.
보호용 디바이스의 "업스트림"에 있는 오류는 보호용 디바이스의 "다운스트림"에 있는 오류보다 더 신속하게 격리될 수 있는데, 이는 고려중인 영역의 다운스트림에 있는 오류를 격리하는 것이 어떠한 의미있는 효과도 갖지 않을 것이기 때문이다. 순방향/역방향 판정은, 보호용 디바이스가 소정의 범위까지 보는 방향, 즉, 오류의 경우의 더 신속한 격리가 오류 검출 시에 발생하는 라인 섹션 방향을 규정하기 위해 사용된다.
예를 들어, 라인 보호 계전기는 오버헤드 라인 상에서 순방향을 볼 수 있다. 라인 보호 계전기는 이의 다운스트림에 있는 변전소를 갖는다. 오류가 라인 보호용 계전기의 업스트림에 의해, 즉 오버헤드 라인에 근접하다면, 라인 보호용 계전기는 가능한 한 신속하게 격리되어야 할 것이다. 그러나, 오류가 라인 보호용 계전기의 다운스트림, 즉, 변환기에서 또는 버스바(busbar) 상의 변전소에 있다면, 변전소가 많은 신호 소스들에 의해 서빙되기 때문에, 격리는 거의 영향을 미치지 않는다. 플랜트의 부품들을 보호하기 위해, 변환기 차동 또는 버스바 보호 시스템과 같은 다른 보호용 계전기들을 사용하는 것이 가능하다.
보호용 디바이스가 신속히 격리되는 방향을 표시하는 방향 판정은 동작 방식에 특히 중요하다. 예를 들어, 앞서 이미 설명된 라인 보호 계전기가 잘못된 방향으로 스위치 오프되도록 설치되어 있다면, 보호용 디바이스는 오버헤드 라인 상의 오류의 경우 격리되지 않을 것이다. 부정확한 설치 또는 부정확한 배선으로 인해 초래될 수 있는 부정확한 방향 판정은 전체 전기 시스템에 치명적인 결과를 초래할 수 있다.
보호용 디바이스에 의한 방향 판정은, 보호용 계전기에 대한 전류 변환기들 및 전압 변환기들이 정확하게 배선 및 설정된 경우에만 정확하게 행해질 수 있다.
잘못된 방향 판정을 초래할 수 있는 다수의 에러의 소스가 존재한다. 예를 들어, 전류 변환기의 경우, 전류 변환기의 부정확한 설치 방향, 전류 변환기에서의 극성 에러, 2차 측의 전류 변환기의 잘못된 연결, 전류 변환기와 보호용 계전기 사이의 2개의 라인의 전이, 보호용 계전기에 대한 라인들의 잘못된 연결 또는 보호용 계전기에서 전류 변환기의 잘못 선택된 설치 방향은, 보호용 디바이스가 의도치 않게 잘못된 방향을 보도록, 즉, 라인 섹션에서의 오류들의 경우 충분히 신속하게 격리되지 않게 할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 잘못된 방향 판정은 또한 전압 변환기의 잘못된 설치로 인해 초래될 수 있다. 이는, 예를 들어 전압 변환기로부터 계전기로의 경로 상에 있는 전압 변환기의 2차 배선이 전이되면 발생할 수 있다.
방향 판정들은 보호용 디바이스뿐만 아니라 전기 에너지 시스템들의 다른 디바이스들에도 관련된다. 예를 들어, 에너지 흐름의 방향은 제어실의 디스플레이들과 관련된다. 에너지의 절대 값이 중요할 뿐만 아니라 에너지 흐름의 방향도 또한 동작 방식에 중요하다. 유사하게 방향 판정들은 또한, 에너지 흐름의 방향이 관련된 계량기들에 대해 존재한다.
변환기들의 출력 신호들을 프로세싱하는 2차 디바이스에 변환기들의 잘못된 설치, 잘못된 배선 또는 잘못 선택된 설치 방향은 극성 에러들을 초래할 수 있다.
보호용 계전기들, 계량기들, 제어실의 디스플레이 및 전류 및 전압 변환기들에 의해 피딩되는 유사한 디바이스들과 같은 보호용 디바이스들은 또한 일반적으로 여기서 2차 디바이스들로 지칭되며, 이들은 변환기들을 이용하여 변환되는 1차 시스템의 파라미터들을 수신한다.
이러한 보조 디바이스들의 배선의 부품들을 테스트하기 위해, 전류 변환기의 1차 측에 전류가 공급되고, 예를 들어, 마이크로암페어 계량기 또는 다른 측정 디바이스를 사용하여 전류 변환기의 2차 측에서 배선의 극성이 판독되는 것이 가능하다. 이러한 기술들은, 테스트 요원에 대한 높은 요구를 야기하고, 전류 변환기의 변환기 코어의 바람직하지 않은 자화를 초래할 수 있으며, 다수의 에러 소스들, 예를 들어, 전류 변환기의 보호용 계전기로의 잘못된 연결을 식별할 수 없다.
대안적으로, AC 신호가 전류 변환기에 인가될 수 있다. AC 신호에 적합한 극성 검출기가 사용되어 배선을 따라 전류 변환기의 2차 측 및 또한 보호용 계전기 자체의 극성을 체크할 수 있다. 이러한 방법들은 또한 테스트 요원에 대해 비교적 높은 요구를 야기하고, 예를 들어, 전압 변환기의 잘못된 배선 경우들을 검출할 수 없다.
또한, 인용된 방법들은 시간 소모적이다.
종래의 방법들의 인용된 단점들의 관점에서, 에너지 엔지니어링 디바이스들의 의존성이 더욱 증가되도록 허용하는 장치들 및 방법들이 필요하다. 특히, 2차 측 배선들의 부정확한 설치, 전이 및/또는 전류 또는 전압 변환기들의 부정확한 연결이 간단한 방식으로 검출되도록 허용하는 장치들 및 방법들이 필요하다.
종래의 방법들의 인용된 단점들의 관점에서, 모든 가능한 극성 에러들에 대해 전류 및 전압 변환기들과 보호용 계전기 또는 2차 시스템의 다른 디바이스 사이의 배선을 체크하고, 모든 가능한 에러 소스들을, 하나 이상의 단계들을 포함할 수 있는 단일 테스트로 배제시키는 것이 특히 바람직할 것이다.
예시적인 실시예들에 따르면, 전류 및 전압 변환기들이 보호용 계전기들과 같은 보호용 디바이스들, 에너지 계량기들, 제어실의 디스플레이들 또는 에너지 시스템들의 다른 디바이스들에 대해 사용되는 경우 존재할 수 있는 극성 에러들을 검출하기 위해 사용될 수 있는 방법들, 장치들 및 시스템들이 특정된다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 테스트 신호는 보호용 디바이스 또는 2차 시스템의 다른 디바이스에 연결된 전압 변환기의 2차 측에 인가되고, 이와 동시에, 제2 테스트 신호는 보호용 디바이스 또는 2차 시스템의 다른 디바이스에 연결된 전류 변환기의 1차 측에 인가된다. 디바이스에 의한 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 응답은 모니터링될 수 있고, 시뮬레이션된, 예를 들어 계산으로 예측된 응답과 비교될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 디바이스의 응답은 보호용 디바이스 또는 2차 시스템의 다른 디바이스에 의해 기록되는 전력일 수 있다. 산술 부호 및 선택적으로 또한 기록된 전력의 절대값은 제1 및 제2 테스트 신호들의 위상 각도들 및 선택적으로 이의 진폭들에 대해 예상되는 계산적으로 확인된 전력과 비교될 수 있다.
응답으로서 기록 및/또는 계산적으로 확인되는 전력은 액티브 전력일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 응답으로서 기록 및/또는 계산적으로 확인되는 전력은 리액티브 전력일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 평가된 응답은 디바이스에 의해 기록되고 선택적으로 디스플레이되는 전류 진폭, 전압 진폭, 및 전류와 전압 사이의 위상 각도일 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따라, 전기 에너지 시스템의 디바이스의 적어도 하나의 전류 변환기 및 적어도 하나의 전압 변환기의 배선을 테스트하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 제1 테스트 신호를 디바이스의 전압 변환기의 2차 측에 인가하는 단계, 및 제2 테스트 신호를 디바이스의 전류 변환기의 1차 측에 인가하는 단계를 포함하고, 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호는 동시에 생성된다.
방법은 예를 들어, 보호용 계전기 또는 제어실의 디스플레이의 경우 디바이스로부터 응답을 획득한다. 전압 변환기의 경우보다 전류 변환기의 경우에 극성 에러들 대해 더 많은 에러 소스들이 명백하게 존재하기 때문에, 예시적인 실시예들에 따르면, 전류 변환기로의 전류의 공급은 1차 측에서 수행된다. 이는, 전류 변환기의 설치 방향 및 극성, 및 또한 2차 연결 단자들이 동일한 단계에서 함께 체크되도록 허용한다.
제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호는 동시에 동일한 위상에 연결된 전류 변환기 및 전압 변환기의 2차 배선에 유리하게 제공될 수 있다. 테스트 신호들의 생성 및 테스트 신호들에 대한 응답의 후속 평가는 다른 단계들의 배선 에러들을 배제할 수 있도록 다른 단계들의 전류 변환기들 및 전압 변환기들에 대해 반복될 수 있다.
방법은 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 디바이스의 응답을 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
디바이스의 응답을 평가하기 위해, 예상된 응답은 제1 테스트 신호의 진폭, 제2 테스트 신호의 진폭 및 제1 테스트 신호와 제2 테스트 신호 사이의 위상 관계로부터 시뮬레이션될 수 있다. 예상된 응답은 추가적으로 전류 변환기의 변환비에 의존할 수 있다.
예상된 응답은 테스트 장치에 의해 자동으로 확인될 수 있고, 테스트 장치 또는 사용자에 의해 기록될 수 있는 디바이스의 응답과 비교될 수 있다.
디바이스의 응답은 디바이스에 의해 기록된 전력을 포함할 수 있다. 이 경우, 임의의 레이트에서, 기록된 전력의 산술 부호 및 선택적으로 또한 기록된 전력의 절대값이 평가되어, 이들이 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대해 예상되는 전력의 산술 부호 및/또는 대응하는 절대값에 매칭하는지 여부를 결정하는 것이 가능하다.
제1 테스트 신호는 AC 전압일 수 있다. 제1 테스트 신호는 테스터에 통합될 수 있는 제1 신호 소스에 의해 생성될 수 있다. 제1 신호 소스는 제어가능한 전압 소스일 수 있다.
제2 테스트 신호는 교류 전류일 수 있다. 제2 테스트 신호는 테스터에 통합될 수 있는 제2 신호 소스에 의해 생성될 수 있다. 제2 신호 소스는 제어가능한 전류 소스일 수 있다.
제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호는 동위상일 수 있다. 이러한 경우, 어떠한 극성 에러들도 없는 배선은 보호용 계전기의 순방향에서, 계량기에서 또는 제어실에서의 전력 디스플레이를 도출해야 한다. 역 산술 부호를 갖는 전원 디스플레이로부터, 배선의 극성 에러, 전류 변환기의 잘못된 설치 또는 보호용 계전기 또는 제어실에서 전류 변환기의 잘못 선택된 설치 방향의 존재를 추론하는 것이 가능하다.
제1 테스트 신호는 다수의 위상들 중 제1 위상과 연관된 전압 변환기의 2차 측에 인가될 수 있다. 제2 테스트 신호는 제1 위상과 연관된 전류 변환기의 1차 측에 인가될 수 있다.
상이한 위상들의 변환기들의 배선에 대한 테스트는 순차적인 타이밍 또는 중첩 방식으로 발생할 수 있다. 순차적인 타이밍에 의한 체크를 위해, 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호의 생성이 반복될 수 있고, 제1 테스트 신호는 전압 변환기의 2차 측에 인가되고, 제2 테스트 신호는 각각의 경우에 동일한 위상의 전류 변환기의 1차 측에 인가된다.
방법은 다상 라인의 제1 위상과 상이한 추가적인 위상과 연관된 적어도 하나의 추가적인 변환기에 대한 적어도 하나의 추가적인 테스트 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 추가적인 테스트 신호는 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호와 동시에 생성될 수 있다. 결과적으로, 상이한 위상들의 변환기들의 배선에 대한 테스트는 적어도 어느 정도까지 중첩하는 시간들에 수행될 수 있다.
제1 테스트 신호 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전압 신호는 상이한 위상들과 연관된 디바이스의 적어도 2개의 전압 변환기들의 2차 측에 동시에 인가될 수 있다. 결과적으로, 상이한 위상들의 변환기들의 배선에 대한 테스트는 적어도 어느 정도까지 중첩하는 시간들에 수행될 수 있다.
제1 테스트 신호 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전압 신호는 상이한 진폭들을 가질 수 있다. 결과적으로, 기록된 전력의 진폭들에 기초하여 상이한 위상들과의 연관이 가능하기 때문에, 상이한 위상들의 변환기들의 배선에 대한 테스트가 용이하게 된다.
제2 테스트 신호 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전류 신호는 상이한 위상들과 연관된 디바이스의 적어도 2개의 전류 변환기들의 1차 측에 동시에 인가될 수 있다. 결과적으로, 상이한 위상들의 변환기들의 배선에 대한 테스트는 적어도 어느 정도까지 중첩하는 시간들에 수행될 수 있다.
제2 테스트 신호 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전류 신호는 상이한 진폭들을 가질 수 있다. 결과적으로, 기록된 전력의 진폭들에 기초하여 상이한 위상들과의 연관이 가능하기 때문에, 상이한 위상들의 변환기들의 배선에 대한 테스트가 용이하게 된다.
테스트 신호들은 3개의 전류 변환기들의 1차 측에 인가될 수 있고, 테스트 신호들은 동시에 디바이스의 3개의 전압 변환기들의 2차 측에 인가될 수 있다. 상이한 위상들과 연관된 테스트 신호들은, 예를 들어, 보호용 계전기에서 연결들의 전이를 식별할 수 있기 위해, 이 경우 상이한 진폭들을 각각 가질 수 있다. 상이한 위상들과 연관된 테스트 신호들은 각각 서로에 대해 120°의 위상 시프트를 가질 수 있다.
제1 테스트 신호가 2차 측에 인가되는 동안 적어도 하나의 전압 변환기는 테스트를 위해 2차 측에서 분리될 수 있다. 이는, 먼저 증가된 전력 요건을 도출할 것이고, 다음으로 에너지 플랜트에서 안전 위험이 될 것인 전압의 스텝-업 변환을 방지한다.
방법은 보호용 계전기에 연결된 다수의 전류 및 전압 변환기들의 배선을 체크하기 위해 사용될 수 있다.
방법은, 보호용 계전기에 대해 제1 측에 대향하는 제2 측에서 발생하는 오류의 경우에서보다 보호용 계전기에 대해 규정된 제1 측에서 발생하는 오류의 경우에 보호용 계전기가 더 신속하게 격리되도록 다수의 전류 및 전압 변환기들이 설치 및 배선되었는지 여부를 체크하기 위해 사용될 수 있다.
방법은 다수의 전류 변환기들 및 이들의 2차 디바이스, 예를 들어, 보호용 계전기에 대한 연결들이 정확한 극성을 갖는지 여부를 체크하기 위해 사용될 수 있다.
다수의 전류 및 전압 변환기들은, 중간 전압 또는 고전압 시스템일 수 있는 1차 시스템을, 더 낮은 전압들이 있는 2차 시스템의 일부일 수 있는 디바이스에 연결할 수 있다. 다수의 전류 및 전압 변환기들은 동작 동안, 이들에 연결된 전류 변환기들 및 전압 변환기들의 입력 측들을 갖는 1차 시스템의 전압들보다 작은 전압들을, 2차 시스템의 디바이스에 제공하도록 셋업될 수 있다.
추가적인 예시적인 실시예에 따라, 전기 에너지 시스템의 디바이스의 적어도 하나의 전류 변환기 및 적어도 하나의 전압 변환기의 배선을 테스트하기 위한 테스트 장치가 특정된다. 테스트 장치는 제1 테스트 신호를 디바이스의 전압 변환기의 2차 측에 인가하기 위한 제1 출력, 및 제2 테스트 신호를 디바이스의 전류 변환기의 1차 측에 인가하기 위한 제2 출력을 포함하고, 테스트 장치는 전압 변환기의 2차 측에 인가되는 제1 테스트 신호 및 전류 변환기의 1차 측에 인가되는 제2 테스트 신호를 동시에 생성하도록 셋업된다.
테스트 장치는 제1 테스트 신호의 진폭, 제2 테스트 신호의 진폭 및 제1 테스트 신호와 제2 테스트 신호 사이의 위상 관계로부터 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 디바이스의 예상된 응답을 계산적으로 확인하도록 셋업되는 전자 계산 디바이스를 포함할 수 있다.
전자 계산 디바이스는 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 응답으로서 디바이스에 의해 기록된 전력의 적어도 하나의 산술 부호를 확인하도록 셋업될 수 있다.
전자 계산 디바이스는 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 응답으로서 디바이스에 의해 기록된 전력의 절대값을 확인하도록 셋업될 수 있다.
테스트 장치는 계산적으로 확인된 예상된 응답을 출력하기 위한 출력 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스에 의해 확인된 전력을 산술 부호로 출력하는 것이 가능한데, 이러한 전력은 예를 들어, 제어실에서 디스플레이되며, 이는, 어떠한 배선 에러들 또는 다른 극성 에러들도 없는 경우를 가질 것이다. 디바이스에 의해 확인된 전력의 산술 부호와 테스트 신호들에 대해 예상되는 전력 산술 부호의 비교에 따라, 배선 에러 또는 극성 에러가 존재하는지 여부를 결정하는 것이 가능하다.
테스트 장치는 디바이스의 응답을 수신하기 위한 입력 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 테스트 장치는 입력 인터페이스를 사용하여 산술 부호 및 선택적으로 또한 제1 및 제2 테스트 신호에 대한 응답으로서 디바이스에 의해 확인된 전력의 절대값을 수신하도록 셋업될 수 있다. 테스트 장치는 입력 인터페이스를 통해 수신된, 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 디바이스의 응답을 평가하도록 셋업될 수 있다. 이를 위해, 테스트 장치는, 수신된 응답이, 제1 및 제2 테스트 신호들에 대해 예상되는 응답과 일치하는 산술 부호 및 선택적으로 절대값을 가지는지 여부를 확인하도록 셋업될 수 있다. 입력 인터페이스는 사용자가 디바이스의 응답에 대한 정보를 입력하기 위해 사용할 수 있는 사용자 인터페이스일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
테스트 장치가 다수의 위상들의 전류 및 전압 변환기들의 배선을 테스트하도록 셋업된 경우, 하나보다 많은 예상된 응답을 출력하기 위해 출력 인터페이스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 산술 부호들 및 선택적으로 또한 절대값들은 다수의 위상들에 대한 테스트 신호들에 대한 응답으로 기대되는 제어실의 다수의 전력 디스플레이들에 의해 출력될 수 있다.
테스트 장치가 다수의 위상들의 전류 및 전압 변환기들의 배선을 테스트하도록 셋업된 경우, 하나보다 많은 응답을 수신하기 위해 입력 인터페이스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 산술 부호들 및 선택적으로 또한 절대값들은 다수의 위상들에 대한 테스트 신호들에 대한 응답으로 기대되는 제어실의 다수의 전력 디스플레이들에 의해 수신될 수 있고, 테스트 장치에 의해 추가적으로 평가될 수 있다.
테스트 장치는 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호를 생성하기 위해 하나 이상의 제어가능한 신호 소스들을 포함할 수 있다.
신호 소스들은 전류 소스로서 또는 전압 소스로서 선택적으로 동작가능하도록 제어가능할 수 있다.
테스트 장치는 제1 테스트 신호를 생성하기 위한 제어가능한 전압 소스를 포함할 수 있다.
테스트 장치는 제2 테스트 신호를 생성하기 위한 제어가능한 전류 소스를 포함할 수 있다.
테스트 장치는, 상이한 위상들과 연관된 디바이스의 적어도 2개의 전압 변환기들의 2차 측에 제1 테스트 신호 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전압 신호를 동시에 인가하도록 셋업될 수 있다.
테스트 장치는 제1 테스트 신호 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전압 신호가 상이한 진폭들을 갖도록 이들을 생성하도록 셋업될 수 있다.
테스트 장치는, 상이한 위상들과 연관된 디바이스의 적어도 2개의 전류 변환기들의 1차 측에 제2 테스트 신호 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전류 신호를 동시에 인가하도록 셋업될 수 있다.
테스트 장치는 제2 테스트 신호 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전류 신호가 상이한 진폭들을 갖도록 이들을 생성하도록 셋업될 수 있다.
테스트 장치는 테스터로서 구성될 수 있다.
테스터는 모바일, 특히 휴대용 테스터일 수 있다.
테스트 장치는 설명된 예시적인 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 방법을 수행하도록 셋업될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따른 시스템은, 적어도 하나의 전류 변환기 및 적어도 하나의 전압 변환기를 갖는 디바이스, 및 전압 변환기의 2차 측에 그리고 전류 변환기의 1차 측에 연결된 예시적인 실시예에 따른 테스트 장치를 포함한다.
디바이스는 2차 시스템에 대한 디바이스일 수 있으며, 이러한 디바이스는 적어도 하나의 전류 변환기 및 적어도 하나의 전압 변환기를 통해 1차 시스템에 커플링된다.
디바이스는 보호용 계전기, 제어실의 전력 디스플레이, 에너지 계량기 또는 다른 디바이스를 포함할 수 있다.
디바이스가 보호용 계전기를 포함하면, 테스트 장치는, 보호용 계전기에 대해 반대 방향에서 발생하는 오류의 경우에서보다 보호용 계전기에 대해 규정된 방향에서 발생하는 오류의 경우에 보호용 계전기가 더 신속하게 격리되도록 모든 전류 변환기들 및 모든 전압 변환기들이 설치 및 배선되었는지 여부를 확인하기 위해 사용가능할 수 있다.
디바이스가 제어실의 전력 디스플레이를 포함하면, 테스트 장치는, 각각의 위상에 대한 전력이 각각의 경우에 정확한 산술 부호로 확인되도록 모든 전류 변환기들 및 모든 전압 변환기들이 설치되고 배선되었는지 여부를 확인하기 위해 사용가능할 수 있다.
디바이스가 에너지 계량기를 포함하면, 테스트 장치는, 에너지 흐름 방향이 에너지 계량기에 의해 정확하게 확인되도록 모든 전류 변환기들 및 모든 전압 변환기들이 설치되고 배선되었는지 여부를 확인하기 위해 사용가능할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 장치들, 시스템들 및 방법들의 경우, 전류 변환기의 1차 측에 공급된 적어도 제2 테스트 신호는 시간에 기초하여 가변적인 진폭 및/또는 주파수로 생성될 수 있다. 이러한 방식으로, 전류 변환기의 변환기 코어의 자화의 위험이 감소될 수 있고 그리고/또는 변환기 코어가 소자될(demagnetized) 수 있다. 제2 테스트 신호의 주파수가 시간에 기초하여 변경되면, 제1 테스트 신호의 주파수는 또한, 전압 변환기의 2차 측에 인가된 제1 테스트 신호 및 동일한 위상의 전류 변환기의 1차 측에 인가된 제2 테스트 신호가 동위상인 것을 확인하기 위해 그에 따라 변경될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 장치들, 방법들 및 시스템들은, 전류 및 전압 변환기들과 2차 시스템의 디바이스 사이에 존재할 수 있는 배선 및 다른 가능한 극성 에러 소스들이 효율적으로 체크되도록 허용한다. 전기 에너지 시스템의 동작가능성을 저해할 수 있는 극성 에러들의 위험이 감소될 수 있다.
본 발명은 아래에서 도면들을 참조하여 바람직한 실시예들을 사용하여 보다 상세히 설명된다. 도면들에서, 동일한 참조 부호들을 동일한 엘리먼트들을 표기한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 장치를 갖는 시스템을 도시한다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 장치를 갖는 시스템을 도시한다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 장치를 갖는 시스템을 도시한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 장치를 갖는 시스템을 도시한다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 장치를 갖는 시스템을 도시한다.
도 6은 다수의 위상들을 동시에 테스트하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 장치들 및 방법들에 의해 생성될 수 있는 AC 전압 신호들을 도시한다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
본 발명은 아래에서 도면들을 참조하여 바람직한 실시예들을 사용하여 보다 상세히 설명된다. 도면에서, 동일한 참조 부호들은 동일하거나 유사한 엘리먼트들을 표기한다. 도면은 본 발명의 다양한 실시예들의 개략적 도시이다. 도면에 도시되는 엘리먼트들은 반드시 축척에 맞게 도시될 필요가 없다. 오히려, 도면에 도시된 다양한 엘리먼트들은 그 기능 및 목적이 당업자들에게 이해될 수 있도록 재현된다.
도면들에서 기능적 유닛들 및 엘리먼트들 사이에 도시되는 연결들 및 커플링들은 또한 간접적 연결 또는 커플링으로서 구현될 수 있다. 연결 또는 커플링은 유선 또는 무선 형태로 구현될 수 있다.
예시적인 실시예들은 보호용 디바이스, 예를 들어 보호용 계전기에 연결된 출력을 갖는 전류 변환기들 및 전압 변환기들의 상황에서 설명되었지만, 본 방법들 및 장치들은 또한, 특히 정확한 동작을 위해 전류 변환기들과 디바이스 사이의 설치 및 연결의 정확한 극성, 및 또한 전압 변환기들과 디바이스 사이의 연결의 정확한 극성이 중요한 전기 에너지 시스템들에 대한 2차 엔지니어링으로부터의 다른 디바이스들에 대해 사용될 수 있다. 이러한 디바이스들의 예들은 계량기들, 다른 측정 디바이스들 및 전력 디스플레이들, 예를 들어, 제어실의 전력 디스플레이이다.
전류 변환기들과 보호용 디바이스 또는 2차 시스템의 다른 디바이스 사이의 연결 및 전압 변환기들과 보호용 디바이스 또는 2차 시스템의 다른 디바이스 사이의 연결이 정확하고, 어떠한 배선 에러들도 갖지 않는 것, 즉 연결 라인들의 어떠한 전이도 갖지 않는 것을 체크하기 위해 사용될 수 있는 장치들 및 방법들이 아래에서 설명된다. 다른 극성 에러들, 예를 들어, 제어실 또는 보호용 계전기에서 전류 변환기의 잘못된 극성 또는 잘못 선택된 극성을 갖는 하나 이상의 전류 변환기들의 설치가 마찬가지로 식별될 수 있다.
테스트를 위해, 제1 테스트 신호는 전압 변환기의 2차 측에 제공되고, 이와 동시에 제2 테스트 신호는 전류 변환기의 1차 측에 제공된다. 제1 테스트 신호는, 전압 변환기의 출력 연결들 둘 모두에 인가될 필요 없이, 전압 변환기와 2차 디바이스 사이의 2차 배선에 적용될 수 있다. "전압 변환기의 2차 측에" 제1 테스트 신호를 인가하는 것은, 제1 테스트 신호가 전압 변환기와 디바이스 사이의 배선에 인가되는 프로세스를 의미하는 것으로 이해된다.
제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 반응으로서 보호용 디바이스에 의해 확인되는 보호용 디바이스의 응답, 예를 들어, 산술 부호 및 선택적으로 액티브 전력 또는 리액티브 전력일 수 있는 전력의 절대값은, 전류 변환기 및 전압 변환기 둘 모두가 어떠한 극성 에러들도 없도록 설치 및 배선되었는지 여부를 체크하기 위해 평가될 수 있다. 보호용 디바이스의 응답은, 배선 에러들이 존재하는지 여부, 라인들이 어디에서 전이되었는지, 또는 다른 극성 에러들을 확인하기 위해, 보호용 디바이스에 의해 기록되어야 하는 전력에 대해, 예를 들어, 테스트 장치에 의해 계산적으로 확인된 산술 부호를 갖는 계산적으로 확인된 응답과 비교될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 평가된 응답은 디바이스에 의해 기록되고 선택적으로 디스플레이되는 전류 진폭, 전압 진폭, 및 전류와 전압 사이의 위상 각도일 수 있다.
훨씬 더 상세히 설명되는 바와 같이, 테스트는 상이한 위상들, 예를 들어, 3상 라인의 3개의 위상들과 연관된 전류 및 전압 변환기들에 대해 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다.
전류 및 전압 변환기들 각각은 1차 측 및 2차 측을 갖는다. 이러한 경우, 1차 측은 1차 시스템, 예를 들어 중간 전압, 고전압 또는 최대 전압 시스템에 연결된 측으로 각각 정의된다. 2차 측은 2차 시스템의 디바이스, 예를 들어 보호용 디바이스, 제어실 또는 계량기에 연결된 측으로 각각 정의된다. 각각의 변환기의 2차 측은 각각의 경우에 1차 측으로부터 DC 격리될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 시스템(1)을 도시한다. 시스템(1)은 전기 에너지 시스템의 2차 시스템의 보호용 디바이스(30)를 포함한다. 보호용 디바이스(30)는 배선(9)을 이용하여 전압 변환기 또는 다수의 전압 변환기들(10, 18, 19) 및 전류 변환기 또는 다수의 전류 변환기들(20, 28, 29)에 전도적으로 연결된 입력들(39)을 가질 수 있다. 비록 각각의 경우에 오직 하나의 라인이 개략적으로 도시되어 있지만, 변환기들의 출력들은 각각의 경우에 2개의 라인들에 의해 보호용 디바이스(30)의 입력(39)에 연결될 수 있음은 물론이다.
보호용 디바이스(30)는 보호용 계전기를 포함할 수 있다. 보호용 디바이스(30)는, 추가적으로 오류들을 검출하기 위해, 에너지 흐름을 모니터링하기 위해 또는 다른 목적들을 위해, 적어도 하나의 전압 변환기(10, 18, 19) 및 적어도 하나의 전류 변환기(20, 28, 29)의 출력 신호들을 프로세싱하도록 셋업될 수 있다.
예를 들어, 보호용 디바이스(30)는 적어도 하나의 전압 변환기(10, 18, 19) 및 적어도 하나의 전류 변환기(20, 28, 29)의 출력 신호들로부터 1차 시스템에서 흐르는 전력을 확인하도록 셋업된 하나 이상의 회로들(34, 35, 36)을 포함할 수 있다. 보호용 디바이스(30)는 적어도 하나의 전압 변환기(10, 18, 19) 및 적어도 하나의 전류 변환기(20, 28, 29)의 출력 신호들로부터, 격리가 시행되도록 회로 차단기(37)가 작동되게 의도되는지 여부를 확인하도록 셋업된 하나 이상의 회로들(34, 35, 36)을 포함할 수 있다. 회로 차단기(37)는, 보호용 디바이스(30)가 변환기들을 통해 1차 시스템에 커플링되는 포인트에 대해, 제1 측(8) 또는 그에 대향하는 제2 측(7) 상에서 오류가 검출되는지 여부에 따라 상이한 방식들로 보호용 계전기에 의해 작동될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따른 테스트 장치(40)는, 배선(9) 및 전류 변환기들(20, 28, 29)의 극성이, 보호용 디바이스(30)에 대해 미리 정의된 제1 측(8) 상에 존재하는 오류의 경우 더 신속한 격리가 시행되도록 선택되었는지 여부를 체크하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 측(8)은 오버헤드 선로가 있는 측일 수 있는 한편, 제2 측(7)은 하나 이상의 발전소들에 의해 변환기(들)(3)이 피딩되는 변전소(2)가 짧은 거리에 있는 측이다. 오류가 발생할 경우에 2개의 방향들 중 어느 방향에서 더 신속한 격리가 시행되는지를 규정하는 보호용 디바이스(30)의 극성 판정은 테스트 장치(40)를 사용하여 체크될 수 있다.
보호용 디바이스(30)는 1차 시스템의 전력을 디스플레이하는 하나 이상의 디스플레이들(31, 32, 33)을 포함할 수 있다. 전력은 1차 시스템에서 에너지 흐름이 발생하는 방향에 따라 포지티브 또는 네거티브 산술 부호로 디스플레이될 수 있다. 1차 시스템의 전력 흐름이 포지티브 전력으로 기록되는 방향을 표시하는 전력 측정의 방향 판정은, 전류 변환기들(20, 28, 29)의 정확한 배선(9) 및 정확한 설치에 의존한다. 1차 시스템에서의 에너지 흐름이 2개의 방향 중 어느 방향에서 포지티브 전력으로 기록되는지를 규정하는 전력 기록에 대한 이러한 방향 판정은 테스트 장치(40)를 사용하여 체크될 수 있다. 이것은, 예를 들어 제어실의 디스플레이 상에 보호용 디바이스(30)와 독립적으로 전력 기록이 시행되는 경우에도 마찬가지로 적용된다.
보호용 디바이스(30) 대신에 또는 그에 추가하여, 변환기들의 출력들에 계량기가 커플링되는 것이 또한 가능하다. 기록된 에너지 흐름은 1차 시스템에서 에너지 흐름이 발생하는 방향에 따라 포지티브 또는 네거티브 산술 부호로 계량될 수 있다. 1차 시스템의 에너지 흐름이 기록된 에너지의 증가를 도출하는 방향을 표시하는 계량기에 대한 방향 판정은, 전류 변환기들(20, 28, 29)의 정확한 배선(9) 및 정확한 설치에 의존한다. 1차 시스템에서의 에너지 흐름이 2개의 방향 중 어느 방향에서 계량된 에너지에서의 증가를 도출하는지를 규정하는 계량기에 대한 이러한 방향 판정은 테스트 장치(40)를 사용하여 체크될 수 있다.
테스트 장치(40)는 전압 변환기의 2차 측에 그리고 전압 변환기와 동일한 위상과 연관된 전류 변환기의 1차 측에 AC 신호들을 동시에 제공하도록 셋업된다.
테스트 장치(40)는 위상(4)과 연관된 전압 변환기(10)의 2차 측에 연결하기 위한 제1 출력을 갖는다. 테스트 장치는 위상(4)과 연관된 전압 변환기(10)의 2차 측에 제1 출력을 통해 제1 테스트 신호를 인가하기 위한 제1 신호 소스(41)를 가질 수 있다. 제1 신호 소스(41)는 AC 전압 소스일 수 있다. 제1 신호 소스(41)는 전압 소스로서 또는 전류 소스로서 동작될 수 있도록 제어가능할 수 있다. 제1 테스트 신호는 AC 전압 신호일 수 있다.
테스트 장치(40)는 위상(4)과 연관된 전류 변환기(20)의 2차 측에 연결하기 위한 제2 출력을 갖는다. 테스트 장치는 위상(4)과 연관된 전류 변환기(20)의 1차 측에 제2 출력을 통해 제2 테스트 신호를 공급하기 위한 제2 신호 소스(42)를 가질 수 있다. 제2 신호 소스(42)는 AC 전류 소스일 수 있다. 제2 신호 소스(42)는 전압 소스로서 또는 전류 소스로서 동작될 수 있도록 제어가능할 수 있다.
제1 신호 소스(41) 및 제2 신호 소스(42)는 별개의 유닛들의 형태일 수 있다. 대안적으로, 동일한 신호 소스의 출력 신호는 상이한 회로들을 통해 전압 변환기(10)의 2차 측 및 동일한 위상(4)의 전류 변환기(20)의 1차 측 둘 모두에 공급될 수 있다. 제1 신호 소스(41) 및 제2 신호 소스(42)는 테스터의 하우징에 배열될 수 있거나 또는 별개의 하우징들에 배열될 수 있다.
테스트 장치(40)는 테스트를 수행하도록 셋업될 수 있고, 여기서 다수의 위상들(4, 5, 6)에 대한 순차적 시간들에, 제1 테스트 신호는 전압 변환기의 2차 측에 인가되고, 제2 테스트 신호는 동일한 위상의 전류 변환기의 1차 측에 인가된다. 테스트 장치(40)는, 테스트 장치(40)를, 상이한 위상들(4, 5, 6)과 연관된 다수의 전류 변환기들(20, 28, 29)의 1차 측들에 그리고 그와 동시에 상이한 위상들(4, 5, 6)과 연관된 다수의 전압 변환기들(10, 18, 19)의 2차 측들에 연결하도록 셋업된 연결들을 포함할 수 있다.
테스트 장치(40)는, 테스트 장치(40)와 전압 변환기들(10, 18, 19) 사이에서 재배선이 수행되도록 요구할 필요 없이, 제1 신호 소스(41)를 상이한 전압 변환기들(10, 18, 19)의 2차 측에 연결하도록 셋업되는 스위치들의 전기적으로 제어가능한 배열을 포함할 수 있다. 테스트 장치(40)는, 테스트 장치(40)와 전류 변환기들(20, 28, 29) 사이에서 재배선이 수행되도록 요구할 필요 없이, 제2 신호 소스(42)를 상이한 전류 변환기들(20, 28, 29)의 1차 측에 연결하도록 셋업되는 스위치들의 전기적으로 제어가능한 배열을 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 테스트 장치(40)는, 동시에 적어도 2개의 전압 전압 변환기들(10, 18, 19)의 2차 측들에 동일하거나 상이한 진폭의 AC 전압 신호들을 인가하고, 동시에 적어도 2개의 전류 변환기들(20, 28, 29)의 1차 측들에 동일하거나 상이한 진폭의 AC 전류 신호들을 인가하도록 셋업될 수 있다.
예를 들어, 제1 AC 전압 신호는 제1 위상(4)과 연관된 전압 변환기(10)의 2차 측에 인가될 수 있는 한편, 제2 AC 전압 신호는 제1 위상(4)과 상이한 추가적인 위상(5, 6)과 연관된 추가적인 전압 변환기(18, 19)의 2차 측에 인가된다. 이와 동시에, 제1 AC 전류 신호는 제1 위상(4)과 연관된 전류 변환기(10)의 1차 측에 공급될 수 있는 한편, 제2 AC 전압 신호는 제1 위상(4)과 상이한 추가적인 위상(5, 6)과 연관된 추가적인 전류 변환기(18, 19)의 1차 측에 공급된다. 제1 AC 전압 신호는 제1 테스트 신호의 구현이고, 제1 AC 전류 신호는 제2 테스트 신호의 구현이다.
제2 AC 전압 신호는 제1 AC 전압 신호와 상이한 진폭을 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제2 AC 전류 신호는 제1 AC 전류 신호와 상이한 진폭을 가질 수 있다. 테스트 장치(40)는, 제1 AC 전압 신호의 진폭과 제1 AC 전류 신호의 진폭의 곱이 제2 AC 전압 신호의 진폭과 제2 AC 전류 신호의 진폭의 곱과 상이하도록 셋업될 수 있다.
테스트 장치(40)는, 제1 AC 전압 신호 및 제2 AC 전압 신호가 서로에 대해 제1 위상 시프트를 갖도록 셋업될 수 있다. 테스트 장치(40)는, 제1 AC 전류 신호 및 제2 AC 전류 신호가 서로에 대해 제2 위상 시프트를 갖도록 셋업될 수 있다. 테스트 장치(40)는 제2 위상 시프트가 제1 위상 시프트와 동일하도록 셋업될 수 있다. 테스트 장치(40)는 제1 및 제2 위상 시프트들 둘 모두가 + 120° 또는 둘 모두가 -120°와 동일하도록 셋업될 수 있다.
테스트 장치(40)는 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 보호용 디바이스(30) 또는 2차 시스템의 다른 디바이스의 응답을 시뮬레이션하도록 셋업될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 테스트 장치(40)는 보호용 디바이스(30)에 의해 어떤 전력이 기록되어야 하는지를 확인할 수 있다. 테스트 장치(40)는, 전압 변환기(10)의 2차 측에 인가되는 제1 테스트 신호와, 동일한 위상(4)과 연관된 전류 변환기(20)의 1차 측에 인가되는 제2 테스트 신호 사이의 위상 각도에 따라, 보호용 디바이스(30)에 의해 기록되는 전력의 적어도 하나의 산술 부호를 확인하도록 셋업될 수 있다. 테스트 장치(40)는, 전압 변환기(10)의 2차 측에 인가되는 제1 테스트 신호와, 동일한 위상(4)과 연관된 전류 변환기(20)의 1차 측에 인가되는 제2 테스트 신호 사이의 위상 각도에 따라, 차단기(37)를 더 신속하게 또는 덜 신속하게 스위치 오프해야 하는지 여부, 즉, 보호용 계전기가 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호를 보호용 계전기(30)에 대해 상대적인 제1 측(8)상의 또는 대향하는 제2 측(7) 상의 오류와 연관시키는지 여부를 확인하도록 셋업될 수 있다.
테스트 장치(40)는 제1 및 제2 테스트 신호들의 진폭들 및 선택적으로 보호용 디바이스(30)의 예상된 응답의 계산적 확인을 위해 적어도 전압 변환기(10)의 파라미터들을 고려하도록 셋업될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 테스트 신호들의 진폭들과 전압 변환기(10)의 변환비의 곱으로부터, 보호용 디바이스(30)에 의해 기록된 전력이 어떤 절대값을 가져야 하는지를 확인하는 것이 가능하다. 전압 변환기(10)의 변환비는 테스트 장치(40)의 인터페이스를 통해 사용자 정의 방식으로 입력가능할 수 있고 그리고/또는 다수의 전압 변환기들 각각에 대한 테스트 장치(40)의 메모리에 비휘발성 방식으로 저장될 수 있다.
테스트 장치(40)에 의해 계산적으로 확인되는 예상된 응답과 보호용 디바이스(30)의 실제 응답의 비교는 테스트 장치(40)에 의해 자동적으로 시행될 수 있다. 이를 위해, 테스트 장치(40)는 보호용 디바이스(30)로의 연결을 위한 인터페이스를 가질 수 있고, 이 인터페이스를 통해 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 보호용 디바이스(30)의 응답이 판독될 수 있다. 테스트 장치(40)에 의해 계산적으로 확인되는 예상된 응답과 보호용 디바이스(30)의 실제 응답의 비교는 또한 사용자에 의해 시행될 수 있다.
제1 테스트 신호가 인가되는 2차 측을 갖는 각각의 전압 변환기는 테스트 동안 각각의 2차 측에서 분리될 수 있다. 이는, 테스트에 대해 요구되는 총 전력을 낮게 유지하도록 허용한다.
예시적인 실시예들에 따른 테스트 장치(40)의 동작 방식 및 추가적인 특징들은 도 2 내지 도 9를 참조하여 추가로 설명된다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 시스템(1)의 도면이다. 전압 변환기(10) 및 전류 변환기(20)는 동일한 위상, 예를 들어, 3상 라인의 규정된 위상(4)에 커플링된 이들의 입력 측들을 갖는다.
전압 변환기(10)의 2차 측 상의 출력 연결들(13, 14)은 라인들(15)을 통해 2차 디바이스(30)의 입력들에 연결된다. 전압 변환기(10)의 입력 연결(11)은 위상(4)에 연결될 수 있다. 전압 변환기(10)는 또한 입력측 접지 연결(12)을 갖는다.
전류 변환기(20)의 2차 측 상의 출력 연결들(23, 24)은 추가적인 라인들(25)을 통해 2차 디바이스(30)의 추가적인 입력들에 연결된다. 전압 변환기(20)의 입력 연결들(21, 22)은, 전압 변환기(10)의 입력 연결(11)이 또한 연결되는 동일한 위상(4)에 연결될 수 있다.
2차 디바이스(30)는 전기 에너지 시스템의 2차 시스템의 디바이스이다. 2차 디바이스는 예를 들어 제어 시스템 디스플레이, 보호용 계전기 또는 측정 디바이스(계량기)를 포함할 수 있다. 2차 디바이스(30)의 디스플레이(31)는 2차 디바이스(30)에 의해 기록된 전력을 디스플레이할 수 있다.
테스트 장치는 전압 변환기(10)의 2차 측에 제1 테스트 신호를 공급하기 위해 전압 변환기(10)의 2차 배선(15)에 연결가능한 전압 소스(41)를 갖는다. 전압 변환기(10)는 테스트 동안 2차 측(13)에서 분리될 수 있어서, 제1 테스트 신호(41)는 전압 변환기(10)의 출력 연결들(13, 14) 사이에 인가되지 않고, 오히려 오직 2차 디바이스(30)가 체크되는 배선에 적용된다.
테스트 장치(40)는 전류 변환기(20)의 1차 측에 연결가능한 전류 소스(42)를 갖는다. 전류 소스(42)는 전류 변환기(20)의 입력 연결들(21, 22)에 대한 연결을 위해 셋업될 수 있다. 전압 변환기(10)는 테스트 동안 2차 측(13)에서 분리될 수 있어서, 제1 테스트 신호(41)는 전압 변환기(10)의 출력 연결들(13, 14) 사이에 인가되지 않고, 오히려 오직 2차 디바이스(30)가 체크되는 배선에 적용된다.
전압 소스(41) 및 전류 소스(42)는 서로 독립적으로 이동할 수 있는 별개의 테스터들에 포함될 수 있다. 이러한 경우, 통신은, 전류 소스(42)에 의해 생성된 제2 테스트 신호가 전압 소스(41)에 의해 생성된 제1 테스트 신호와 원하는 위상 관계에 있는 것을 확인하기 위해 사용되는 2개의 디바이스들 사이에서 유리하게 시행된다. 예를 들어, 테스터들 사이의 통신은 제1 테스트 신호와 제2 테스트 신호가 동위상인 것을 확인할 수 있다. 테스터들 중 하나의 전자 제어 디바이스는 전류 소스(42)에 의해 생성된 제2 테스트 신호와 전압 소스(41)에 의해 생성된 제1 테스트 신호 사이의 위상 각도의 매칭을 확인할 수 있다. 이를 위해, 프로세서 또는 제어기로서 구성될 수 있는 전자 제어 디바이스는, 제1 테스트 신호와 제2 테스트 신호 사이의 미리 정의된 위상 각도를 생성하기 위해 이러한 다른 테스터에 의해 평가되는 제어 신호들을 다른 테스터에 전송할 수 있다. 상이한 테스터들은 동기화를 위해 동기화 정보의 교환을 허용하는 인터페이스를 가질 수 있다. 전압 소스(41) 및 전류 소스(42)을 제공하기 위해, 고정된 위상 관계를 갖는 전압 소스(41) 및 전류 소스(42)을 획득하기 위해 2개의 변환기들이 동일한 시스템 라인에 연결될 수 있다.
2차 디바이스(30)의 응답에 따라, 예를 들어 디스플레이 디바이스(31) 상의 전력 디스플레이의 산술 부호에 따라, 전류 변환기(20)가 정확한 극성으로 설치된 것, 전압 변환기(10)와 2차 디바이스(30)의 입력들 사이의 배선 라인들(15)이 특히 의도치 않은 전이 없이 정확하게 라우팅된 것, 및 전류 변환기(20)와 2차 디바이스(30)의 입력들 사이의 추가적인 배선 라인들(25)이 특히 의도치 않은 전이 없이 정확하게 라우팅된 것을 체크하는 것이 가능하다.
테스트 장치는 상이한 위상들과 연관된 전류 및 전압 변환기들에 대해 순차적 시간들에 또는 동시에 전류 및 전압 변환기들의 정확한 배선을 수행하도록 셋업될 수 있다. 이를 위해, 테스트 장치는 동시에 2개보다 많은 테스트 신호들을 생성하도록 구성될 수 있고, 그리고/또는 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호를, 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이 순차적 시간들에 상이한 위상들의 변환기들에 인가할 수 있다.
테스트 장치는 프로세서, 제어기, 마이크로프로세서 또는 다른 집적 반도체 회로로서 구성될 수 있는 전자 계산 디바이스를 포함할 수 있다. 전자 계산 디바이스는 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 2차 디바이스의 응답을 계산적으로 확인하도록 셋업될 수 있다. 이를 위해, 2차 디바이스(30)의 거동이 시뮬레이션될 수 있다. 예를 들어, 2차 디바이스(30)에 의해 전력이 계산되면, 2차 배선이 정확한 경우에 기록된 전력이 어떤 산술 부호를 가질 필요가 있는지를, 2차 테스트 신호와 1차 테스트 신호 사이의 위상 차이로부터 예측하는 것이 가능하다. 제1 및 제2 테스트 신호들의 진폭, 제2 테스트 신호와 제1 테스트 신호 사이의 위상 차이 및 전류 변환기(20)의 변환비로부터, 전력의 절대값을 예측하는 것이 가능하다.
전자 계산 디바이스는 대안적으로 또는 추가적으로 다른 계산들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 테스트 신호, 제2 테스트 신호, 및 사용자 정의 방식으로 입력가능한 보호용 계전기의 타입에 관한 정보에 따라, 2차 배선이 정확한 경우 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 반응으로 보호용 계전기가 회로 차단기를 동작시켜야 하는지 여부를 확인하는 것이 가능하다. 선택적으로, 제1 테스트 신호, 제2 테스트 신호, 및 사용자 정의 방식으로 입력가능한 보호용 계전기의 타입에 대한 정보에 따라, 보호용 계전기가 얼마나 신속하게 트리핑되어야 하는지를 확인하는 것이 가능하다. 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 반응으로서 보호용 계전기의 트리핑 시간은 계산적으로 확인된 응답과 비교될 수 있다.
테스트 장치 및 도 2의 시스템의 다른 구성들 및 특징들은 도 1을 참조하여 설명된 특징들에 대응할 수 있다.
도 3은 전류 변환기(20)의 1차 측 및 전압 변환기(10)의 2차 배선에 전도적으로 연결된 테스터로 구성된 테스트 장치(40)를 포함하는 예시적인 실시예에 따른 시스템(1)의 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 구성들 및 효과들을 가질 수 있는 특징들은 도 1 및 도 2에서와 동일한 참조 부호들로 표기된다.
테스트 장치(40)는 AC 전압 소스일 수 있는 제1 신호 소스(41) 및 AC 전류 소스일 수 있는 제2 신호 소스(42)를 포함한다. 제1 신호 소스(41) 및 제2 신호 소스(42)는 테스트 장치(40)의 동일한 하우징에 수용될 수 있다. 테스트 장치(40)는 모바일 특히 휴대용일 수 있다.
테스트 장치(40)는, 제1 테스트 신호가 전압 변환기(10)의 2차 배선(15)에 인가되고, 이와 동시에 제2 테스트 신호가 전류 변환기(20)의 1차 측에 공급되도록 제1 신호 소스(41) 및 제2 신호 소스를 제어함으로써 전류 변환기(20) 및 전압 변환기(10)의 정확한 배선 및 전류 변환기(20)의 정확한 설치 방향을 테스트하도록 셋업된다. 테스트 장치(40)는 제1 신호 소스(41) 및 제2 신호 소스(42)를 제어하도록 셋업된 전자 계산 디바이스(50)를 가질 수 있다. 전자 계산 디바이스(50)는 제1 신호 소스(41) 및 제2 신호 소스(42)가 동위상 AC 신호들을 출력하도록 이들을 제어하도록 셋업될 수 있다. 전자 계산 디바이스는 프로세서, 제어기, 마이크로프로세서 또는 상기 유닛들의 조합 또는 다른 집적된 반도체 회로들을 포함할 수 있다.
테스트 장치(40)는 또한 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호 둘 모두를 생성하도록 셋업된 오직 하나의 신호 소스를 포함할 수 있다. 테스트 장치(40)는 2개 이상의 신호 소스들을 포함할 수 있고, 적어도 2개의 전류 변환기들의 1차 측들에 테스트 신호들을 공급하고 이와 동시에 적어도 2개의 전압 변환기들의 2차 배선에 테스트 신호들을 인가하도록 셋업될 수 있다.
전자 계산 디바이스(50)는 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 2차 디바이스(30)의 예상된 응답을 시뮬레이션하도록 셋업될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 2차 디바이스(30)에 의해 확인된 전력의 산술 부호, 보호용 계전기의 트리핑 거동, 또는 1차 테스트 신호 및 2차 테스트 신호에 대한 응답으로서 2차 디바이스(30)의 거동을 설명하는 다른 특성 변수는 전자 계산 디바이스(50)에 의해 확인될 수 있다. 이를 위해, 전자 계산 디바이스(50)는, 예를 들어, 이미 더 상세히 설명된 바와 같이, 변환기들(10, 20)의 2차 배선이 정확한 경우 2차 디바이스에 의해 기록되어야 하는 전력을 확인할 수 있다.
전자 계산 디바이스(50)는 출력 인터페이스(51)를 가질 수 있다. 출력 인터페이스(51)는 계산적으로 확인된 응답에 대한 정보를 출력하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 테스트 장치(40)는, 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 반응으로 확인되는, 2차 디스플레이(30)의 전력 디스플레이(31) 상에 디스플레이되는 전력이 어떤 산술 부호 및 선택적으로 또한 어떤 절대값을 가져야 하는지를 출력하기 위해 출력 인터페이스(51)를 사용하도록 셋업될 수 있다.
2차 디바이스(30)의 실제 응답과 변환기들의 정확한 2차 배선을 위한 전자 계산 디바이스에 의해 예측된 응답의 비교는 사용자에 의해 시행될 수 있다. 예를 들어, 사용자는, 제어실의 전력 디스플레이의 산술 부호가 제어실의 전력 디스플레이의 계산적으로 예측된 산술 부호와 매칭하는지 여부를 체크할 수 있다.
도 4는 전류 변환기(20)의 1차 측 및 전압 변환기(10)의 2차 배선에 전도적으로 연결된 테스터로 구성된 테스트 장치(40)를 포함하는 예시적인 실시예에 따른 시스템(1)의 도면이다. 선행 도면들을 참조하여 설명된 구성들 및 효과들을 가질 수 있는 특징들은 선행 도면들에서와 동일한 참조 부호들로 표기된다.
테스트 장치(40)는 입력 인터페이스(52)를 갖는다. 입력 인터페이스(52)는 2차 디바이스(30)로의 유선 또는 무선 연결을 위해 셋업된다. 입력 인터페이스(52)는 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 2차 디바이스(30)의 응답에 대한 정보를 2차 디바이스(30)로부터 검색하도록 셋업된다.
전자 계산 디바이스(50)는 입력 인터페이스(52)에 커플링되고, 2차 디바이스(30)의 응답에 대해 입력 인터페이스(52)를 통해 검색된 정보에 따라 및 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 정보에 따라, 전압 변환기(10)의 2차 배선(15) 및 전류 변환기(20)의 2차 배선(25)이 정확하게 구현되어 있는지의 여부를 자동적으로 체크하도록 셋업된다.
도 5는 전류 변환기(20)의 1차 측 및 전압 변환기(10)의 2차 배선에 전도적으로 연결된 테스터로 구성된 테스트 장치(40)를 포함하는 예시적인 실시예에 따른 시스템(1)의 도면이다. 선행 도면들을 참조하여 설명된 구성들 및 효과들을 가질 수 있는 특징들은 선행 도면들에서와 동일한 참조 부호들로 표기된다.
테스트 장치(40)는 상이한 위상들과 연관된 적어도 2개의 전압 변환기들 및 이와 동시에 각각의 위상들에 연결된 전류 변환기들에 테스트 신호들을 인가하도록 셋업된다.
테스트 장치(40)는, 전압 변환기(10)의 2차 배선 상에 제1 테스트 신호를, 그리고 이와 동시에 전류 변환기(20)의 1차 측 상에 제2 테스트 신호를 제공하도록 셋업되는 적어도 하나의 신호 소스(41, 42)를 포함한다. 이러한 경우, 전류 변환기(20)는 전압 변환기(10)와 동일한 위상, 예를 들어 도 1의 위상(4)에 연결된 자신의 입력 측을 갖는다.
테스트 장치(40)는, 추가적인 전압 변환기(18)의 2차 배선에 추가적인 AC 전압 신호를, 그리고 이와 동시에 전압 변환기(18)와 동일한 위상에 연결된 전류 변환기의 1차 측에 추가적인 AC 전압 신호를 인가 또는 공급하도록 셋업된다. 이러한 방식으로, 테스트 신호들은 적어도 2개의 전류 변환기들 및 적어도 2개의 전압 변환기들에 동시에 인가될 수 있다. 2개의 전압 변환기들 및 2개의 전류 변환기들의 정확한 배선과 정확한 설치는 테스트의 하나의 단계에서 동시에 체크될 수 있다.
테스트 장치(40)는, 동시에 적어도 2개의 전압 변환기들의 2차 배선에 AC 전압 신호들을 인가하고 이와 동시에 적어도 2개의 전류 변환기들의 1차 측들에 AC 전류 신호를 공급하도록 셋업되는 출력들을 포함할 수 있다. 테스트 장치(40)는 2개, 3개 또는 3개보다 많은 전압 변환기들의 2차 배선에의 연결을 위한 출력들 및 2개, 3개 또는 3개보다 많은 전류 변환기들의 1차 측에의 연결을 위한 추가적인 출력들을 가질 수 있다.
테스트 장치(40)는 적어도 하나의 추가적인 AC 전압 소스(43)를 포함할 수 있다. AC 전압 소스(41) 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전압 소스(43)는, 동시에 1차 시스템의 상이한 위상들에 연결되는 1차 측들을 갖는 2개의 상이한 전압 변환기들(10, 18)의 2차 배선에 테스트 신호들로서 AC 전압 신호들을 인가하도록 셋업될 수 있다.
테스트 장치(40)는 적어도 하나의 추가적인 AC 전류 소스(44)를 포함할 수 있다. AC 전류 소스(42) 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전류 소스(44)는, 동시에 1차 시스템의 상이한 위상들에 연결되는 1차 측들을 갖는 2개의 상이한 전류 변환기들(20, 28)의 1차에 테스트 신호들로서 AC 전류 신호들을 인가하도록 셋업될 수 있다.
테스트 장치(40)의 전자 계산 디바이스(50)는 동시에 또는 순차적으로 테스트 신호들을 생성하도록 1차 시스템의 상이한 위상들에 연결된 변환기들의 배선을 테스트하기 위해 신호 소스들을 제어하도록 셋업될 수 있다. 이러한 경우, 테스트 신호들은 동시에 1차 시스템의 상이한 위상들에 연결되는 1, 2 또는 3쌍의 전류 및 전압 변환기들에 유리하게 인가된다.
적어도 2개의 상이한 위상들에 연결된 변환기들에 대한 테스트 신호들이 동시에 생성되면, 전자 계산 디바이스(50)는, 상이한 진폭들을 갖는 테스트 신호들이 상이한 전류 변환기들 및/또는 상이한 전압 변환기들로 출력되도록 신호 소스들(41-44)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 계산 디바이스(50)는, 추가적인 전압 변환기(18)의 2차 배선에 인가된 AC 전압 신호가 전압 변환기(10)의 2차 배선에 인가되는 제1 테스트 신호의 진폭보다 작은 진폭을 갖도록, 신호 소스들(41-44)을 제어하도록 셋업될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 전자 계산 디바이스(50)는, 추가적인 전류 변환기(28)의 1차 배선에 공급된 AC 전류 신호가 전류 변환기(20)의 1차 측에 공급되는 제2 테스트 신호의 진폭보다 작은 진폭을 갖도록, 신호 소스들(41-44)을 제어하도록 셋업될 수 있다.
전자 계산 디바이스(50)는, 상이한 위상들에 연결된 변환기들에 대한 테스트 신호들이 동시에 생성되는 경우, 전압 변환기의 2차 배선에 인가되는 AC 전압 신호의 진폭과, 동일한 위상과 연관된 전류 변환기의 1차 측에 인가된 AC 전류 신호의 진폭의 곱이, 전류 변환기 및 전압 변환기의 입력 측들이 연결된 1차 시스템의 위상에 의존하도록, 신호 소스들(41-44)을 제어하도록 셋업될 수 있다.
위상으로부터 위상으로 진폭을 변경하는 것에 대한 대안으로 또는 그에 추가하여, 전자 계산 디바이스(50)는 또한, 전압 변환기의 2차 배선에 인가되는 AC 전압 신호와, 동일한 위상과 연관된 변환기의 1차 측에 인가되는 AC 전류 신호 사이의 위상 차이가, 전류 변환기 및 전압 변환기의 입력 측들이 연결된 1차 시스템의 위상에 의존하도록, 신호 소스(41-44)를 제어하도록 셋업될 수 있다.
전자 계산 디바이스(50)는, 전압 변환기의 2차 배선에 인가되는 AC 전압 신호 및 동일한 위상과 연관된 전류 변환기의 1차 측에 인가되는 AC 전류 신호가 위상들 각각에 대해 동일한 주파수를 갖도록, 신호 소스들(41-44)을 제어하도록 셋업될 수 있다. 전자 계산 디바이스(50)는, 전압 변환기의 2차 배선에 인가되는 AC 전압 신호 및 동일한 위상과 연관된 전류 변환기의 1차 측에 인가되는 AC 전류 신호가 위상들 각각과 동위상이 되도록, 신호 소스들(41-44)을 제어하도록 셋업될 수 있다.
전자 디바이스(50)는, 상이한 위상들과 연관된 전압 변환기들(10, 18)의 2차 배선에 인가되는 AC 전압 신호들이 서로에 대해 위상 시프트되도록, 신호 소스들(41-44)을 제어하도록 셋업될 수 있다. 예를 들어, AC 전압 소스(43)에 의해 추가적인 전압 변환기(18)의 2차 배선에 인가되는 AC 전압 신호는, AC 전압 소스(41)에 의해 전압 변환기(10)의 2차 배선에 인가되는 AC 전압 신호와 비교하여 +120°를 통해 또는 -120°를 통해 위상 시프트될 수 있다.
추가적으로, 전자 디바이스(50)는, 상이한 위상들과 연관된 전류 변환기들(20, 28)의 1차 측들에 공급되는 AC 전류 신호들이 서로에 대해 위상 시프트되도록, 신호 소스들(41-44)을 제어하도록 셋업될 수 있다. 예를 들어, AC 전류 소스(44)에 의해 추가적인 전류 변환기(28)의 1차 측에 공급되는 AC 전류 신호는, AC 전류 소스(42)에 의해 전류 변환기(20)의 1차 측에 공급되는 AC 전류 신호와 비교하여 +120°를 통해 또는 -120°를 통해 위상 시프트될 수 있다.
3개의 위상들(4, 5, 6) 모두에 연결된 변환기들에 대한 테스트 신호들이 동시에 생성되면, 상이한 전압 변환기들의 2차 배선에 인가되는 AC 전압 신호들은 각각 서로에 대해 +120°를 통해 또는 -120°를 통해 위상 시프트될 수 있다. 따라서, 대응하는 전류 변환기들의 1차 측들에 공급되는 AC 전류 신호들은 각각 서로에 대해 +120°를 통해 또는 -120°를 통해 위상 시프트될 수 있다. 동일한 위상에 연결된 전압 및 전류 변환기들에 제공되는 테스트 신호들은 각각 동위상일 수 있다.
상이한 위상들에 연결된 변환기들에 테스트 신호들이 동시에 제공되는 테스트 장치 및 테스트 방법에 대해 여기에 설명된 구성들은, 상이한 위상들에 대해 예상되는 2차 디바이스(30)의 응답들과 2차 디바이스(30)의 각각의 실제 응답들의 연관을 용이하게 한다. 예를 들어, 하나보다 많은 전력 디스플레이(31, 32)가 판독되는 것이 가능하다. 예상된 및 실제 응답은, 극성 에러들을 갖는 전류 변환기들의 설치 및 배선 에러들을 식별하기 위해 사용자에 의해 또는 테스트 장치(40)에 의해 자동으로 비교될 수 있다.
도 6은, 테스트 장치(40)에 의해 상이한 위상들(4, 5, 6)에 동시에 연결되는 1차 측들을 갖는 전압 변환기들의 2차 배선에 인가될 수 있는 테스트 신호들(71, 72)의 예를 도시한다.
테스트 신호들(71, 72)은 각각 동일한 주파수를 가질 수 있는 AC 전압 신호들일 수 있다. 제1 위상(4)에 연결된 전압 변환기(10)의 2차 배선에 인가되는 테스트 신호(71)는 제1 진폭을 갖는다. 제1 위상과 상이한 위상(5, 6)에 연결된 전압 변환기(18, 19)의 2차 배선에 인가되는 추가적인 테스트 신호(72)는 제2 진폭을 갖는다. 제2 진폭은 제1 진폭과 상이하다.
상이한 전압 변환기들의 2차 배선에 인가되는 AC 전압 신호들의 상이한 진폭들의 사용에 대한 대안으로 또는 이에 추가하여, 상이한 전류 변환기들의 1차 측들에 공급되는 AC 전류 신호들의 진폭들이 상이하게 선택되는 것이 또한 가능하다.
마찬가지로 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 위상과 상이한 위상(5, 6)에 연결된 전압 변환기(18, 19)의 2차 배선에 인가되는 추가적인 테스트 신호(72)는 제1 위상(4)에 연결된 전압 변환기(10)의 2차 배선에 인가되는 테스트 신호(71)에 대해 +120° 또는 -120°의 위상 시프트를 가질 수 있다.
상이한 위상들에 연결된 전류 변환기들의 1차 측들에 공급되는 AC 전류 신호들은 마찬가지로 서로에 대해 +120° 또는 -120°의 위상 시프트를 가질 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 방법에 대한 흐름도(80)이다. 방법은 예시적인 실시예에 따른 테스트 장치(40)를 사용하여, 특히 선행 도면들을 참조하여 설명된 구성들 중 하나를 갖는 테스트 장치(40)를 사용하여 수행될 수 있다.
방법은 1차 시스템의 위상에 연결된 1차 측들을 갖는 적어도 하나의 전압 변환기 및 적어도 하나의 전류 변환기의 배선을 테스트하기 위해 사용될 수 있다. 전류 변환기 및 전압 변환기의 2차 측들은 보호용 디바이스, 측정 디바이스, 제어실 또는 다른 2차 디바이스의 입력들에 연결될 수 있다.
81에서, 제1 테스트 신호가 전압 변환기의 2차 측에 인가된다. 제1 테스트 신호는 전압 변환기를 2차 디바이스(30)의 입력들에 접속시키는 2차 배선에 인가될 수 있다. 제1 테스트 신호는 AC 전압 신호일 수 있다. 2차 배선은 테스트를 위해 전압 변환기의 2차 측에서 분리될 수 있다.
82에서, 제2 테스트 신호가 제1 테스트 신호와 동시에 생성된다. 제2 테스트 신호는 전류 변환기의 1차 측에 인가되며, 전류 변환기의 입력 측은 전압 변환기와 동일한 1차 시스템 위상에 연결된다. 제2 테스트 신호는 AC 전류 신호일 수 있다. 제2 테스트 신호는 제1 테스트 신호와 동위상일 수 있다.
83에서, 예를 들어 보호용 계전기를 포함할 수 있는 2차 디바이스의 응답이 기록된다. 응답의 기록은 산술 부호 및 선택적으로 또한 2차 디바이스에 의해 확인된 전력의 절대값을 판독하는 것을 포함할 수 있으며, 2차 디바이스는 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 응답으로 확인한다. 응답의 기록은 보호용 계전기가 회로 차단기를 스위치 오프하는 시간 기간을 기록하는 것을 포함할 수 있다. 응답의 기록은 제어실에서 전력 디스플레이를 판독하는 것을 포함할 수 있다.
84에서, 보호용 디바이스의 예상된 응답이 시뮬레이션될 수 있다. 이를 위해, 전류 변환기가 극성 에러들 없이 설치되고 전류 변환기 및 전압 변환기 둘 모두가 보호용 디바이스에 정확하게 배선되어 있으면, 2차 디바이스에 의해 기록되어야 하는 전력의 산술 부호가 계산적으로 확인될 수 있다. 선택적으로, 전류 변환기가 극성 에러들 없이 설치되고 전류 변환기 및 전압 변환기 둘 모두가 보호용 디바이스에 정확하게 배선되어 있으면, 2차 디바이스에 의해 기록되어야 하는 전력의 절대값이 계산적으로 확인될 수 있다. 테스트 신호들이 다수의 위상들의 변환기들에 동시에 공급되면, 전류 변환기들이 극성 에러들 없이 설치되고 전류 변환기 및 전류 변환기가 둘 모두가 보호용 디바이스에 정확하게 배선되어 있는 경우 예상되는 전력 절대값들의 상대적 크기들이 계산적으로 확인되는 것이 또한 가능하다.
85에서, 예상된 응답은 실제로 기록된 응답과 비교될 수 있다. 매칭이 존재하면, 극성 에러들이 없는 전류 변환기의 정확한 설치 및 보호용 디바이스의 입력들에 대한 변환기들의 정확한 배선이 추론될 수 있다. 불일치가 존재하면, 배선 에러가 존재하는 것 또는 전류 변환기가 잘못된 극성으로 설치된 것을 확인하는 것이 가능하다. 예를 들어, 보호용 디바이스에 의해 확인된 전력의 산술 부호가 제1 및 제2 테스트 신호들에 대해 예상되는 전력의 산술 부호의 반대이면, 이러한 에러가 추론될 수 있다.
배선에 대한 테스트 이외에, 방법은 또한 2차 디바이스(30) 내의 세팅들이 정확한지 및/또는 변환기들이 적절한 위상과 연관된 2차 디바이스(30)의 입력들에 연결되어 있는지 여부를 확인하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 1차 시스템의 제1 위상(4)에 연결된 변환기들로의 테스트 신호들의 공급이 제어실에서의 대응하는 전력 디스플레이를 도출하는지 여부 또는 전력이 1차 시스템의 다른 위상(5, 6)에 대해 부정확하게 디스플레이되는지 여부를 체크하는 것이 가능하다.
1차 시스템의 상이한 위상들에 커플링되는 1차 측을 갖는 변환기들의 배선 및 정확한 설치는 순차적으로 또는 동시에 테스트될 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 방법에 대한 흐름도(90)이다. 방법은 예시적인 실시예에 따른 테스트 장치(40)를 사용하여, 특히 선행 도면들을 참조하여 설명된 구성들 중 하나를 갖는 테스트 장치(40)를 사용하여 수행될 수 있다.
방법은 다수의 위상들에 대해 순차적으로 전류 및 전압 변환기들의 배선을 테스트하기 위해 사용될 수 있다.
91에서, 제1 테스트 신호는 1차 시스템에 대한 위상에 연결된 입력 측을 갖는 전압 변환기의 2차 배선에 인가되고, 제2 테스트 신호는 이와 동시에 동일한 위상에 연결된 전류 변환기의 1차 측에 공급된다. 이는 도 7로부터의 방법의 단계들(81 및 82)을 참조하여 설명된 바와 같이 시행될 수 있다.
제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 2차 디바이스의 응답이 기록될 수 있다. 이는 도 7로부터의 방법의 단계(83)를 참조하여 설명된 바와 같이 시행될 수 있다.
92에서, 모든 위상들의 변환기들에서 이미 측정들이 수행되었는지 여부를 결정하기 위한 체크가 수행될 수 있다. 모든 위상들의 변환기들에 대한 측정이 아직 수행되지 않았다면, 방법은 단계(91)로 리턴한다. 이제, 테스트 신호들은 1차 시스템의 상이한 위상에 연결된 전류 변환기의 1차 측 및 전압 변환기의 2차 배선에 공급된다.
모든 위상들의 변환기들에 대한 측정이 수행되지 않았다고 단계(92)에서 확인되면, 방법은 단계(93)로 계속된다. 93에서, 변환기들의 각각의 쌍에 대한 제1 테스트 신호 및 제2 테스트 신호에 대한 반응으로서 각각의 경우에 기록된 2차 디바이스의 응답이 예상된 응답에 매칭하는지 여부를 체크하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 배선 또는 극성 에러들이 존재하는지 여부를 확인하는 것이 가능하다. 추가적으로, 어느 전류 및 전압 변환기들의 쌍이 적용가능한 에러를 갖는지를 확인하는 것이 가능하다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 방법에 대한 흐름도(100)이다. 방법은 예시적인 실시예에 따른 테스트 장치(40)를 사용하여, 특히 선행 도면들을 참조하여 설명된 구성들 중 하나를 갖는 테스트 장치(40)를 사용하여 수행될 수 있다.
방법은 하나의 측정에서 동시에 다수의 위상들에 대한 전류 및 전압 변환기들의 배선을 테스트하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 경우, 다수의 전류 및 전압 변환기들은 3상 라인의 3개의 위상들과 2차 디바이스, 예를 들어, 보호용 계전기 사이에 연결된다. 테스트를 위해, 2차 측 및 전압 변환기들은 단지 하나의 단자에서 각각 분리될 수 있다.
101에서, AC 전압 신호들은 다수의 전압 변환기들의 2차 측들에 동시에 인가된다. AC 전압 신호들 각각은 각각의 전압 변환기를 2차 디바이스(30)의 입력들에 접속시키는 2차 배선에 인가될 수 있다. 2차 배선은 테스트를 위해 하나의 단자에서 전압 변환기의 2차 측에서 분리될 수 있다.
상이한 AC 전압들은 서로 상이한 진폭들을 가질 수 있다. 상이한 AC 전압들은 서로에 대해 위상 시프트될 수 있다. 상이한 AC 전압들은 서로에 대해 +120° 또는 -120°의 위상 시프트를 가질 수 있다.
102에서, 다수의 AC 전류 신호들이, AC 전압들이 인가되는 것과 동시에 다수의 전류 변환기들의 1차 측들에 공급된다. 이러한 경우, 동일한 위상에 연결된 전압 변환기의 2차 배선에 AC 전압이 인가되면, AC 전류는 각각의 전류 변환기의 1차 측에 공급될 수 있다. 전류 변환기에 인가되는 AC 전류 신호는, 동일한 위상에 연결된 전압 변환기의 2차 배선에 인가되는 AC 전압 신호와 동위상일 수 있다.
상이한 AC 전류들은 서로 상이한 진폭들을 가질 수 있다. 상이한 AC 전류들은 서로에 대해 위상 시프트될 수 있다. 상이한 AC 전류들은 서로에 대해 +120° 또는 -120°의 위상 시프트를 가질 수 있다.
103에서, 예를 들어 보호용 계전기를 포함할 수 있는 2차 디바이스의 응답이 기록된다. 응답의 기록은 산술 부호 및 선택적으로 또한 2차 디바이스에 의해 확인된 다수의 전력들의 절대값을 판독하는 것을 포함할 수 있으며, 2차 디바이스는 상이한 위상들에 대한 AC 전압 신호들 및 AC 전류 신호들에 대한 응답으로 확인한다. 응답의 기록은 보호용 계전기가 회로 차단기를 스위치 오프하는 시간 기간을 기록하는 것을 포함할 수 있다. 응답의 기록은 다수의 위상들에 대해 제어실에서 전력 디스플레이를 판독하는 것을 포함할 수 있다.
104에서, 보호용 디바이스의 예상된 응답이 시뮬레이션될 수 있다. 예상된 응답의 결정은 도 7로부터의 방법의 단계(84)에서와 같이 시행될 수 있으며, 예상된 전력들은 예를 들어 다수의 위상들에 대해 별개로 확인될 수 있다.
105에서, 예상된 응답은 실제로 기록된 응답과 비교될 수 있다. 이를 위해, 3개의 위상들 각각에 대해, 예를 들어, 보호용 디바이스에 의해 각각 확인된 전력의 산술 부호는, 변환기들의 배선이 정확한 경우 AC 전압 및 AC 전류에 대한 반응으로 예상되는 산술 부호와 비교될 수 있다. 이러한 비교는 3개의 위상들 각각에 대해 수행될 수 있다. 매칭이 존재하면, 극성 에러들이 없는 전류 변환기의 정확한 설치 및 보호용 디바이스의 입력들에 대한 변환기들의 정확한 배선이 추론될 수 있다. 불일치가 존재하면, 배선 에러가 존재하는 것 또는 전류 변환기가 잘못된 극성으로 설치된 것을 확인하는 것이 가능하다. 예를 들어, 보호용 디바이스에 의해 확인된 전력의 산술 부호가 제1 및 제2 테스트 신호들에 대해 예상되는 전력의 산술 부호의 반대이면, 이러한 에러가 추론될 수 있다.
배선에 대한 테스트 이외에, 방법은 또한 2차 디바이스(30) 내의 세팅들이 정확한지 및/또는 변환기들이 적절한 위상과 연관된 2차 디바이스(30)의 입력들에 연결되어 있는지 여부를 확인하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 테스트 신호들로서 인가되는 AC 전압들 및/또는 AC 전류들의 상이한 진폭들은, 1차 시스템의 제1 위상(4)에 연결된 변환기들로의 테스트 신호들의 공급이 제어실에서의 대응하는 전력 디스플레이를 도출하는지 여부 또는 이러한 전력이 1차 시스템의 다른 위상(5, 6)에 대해 부정확하게 디스플레이되는지 여부를 체크하기 위해 사용될 수 있다.
방법들, 장치들 및 시스템들이 도면들을 참조하여 상세히 설명되었지만, 추가적인 또는 대안적인 특징들이 예시적인 실시예들에 대해 사용될 수 있다. 예를 들어, 테스트 장치(40)는, 전류 변환기를 자화시키는 것을 회피하기 위해, 전류 변환기의 1차 측에 공급되는 적어도 제2 테스트 신호의 진폭 및/또는 주파수가 시간에 기초하여 변경되도록 셋업될 수 있다.
정현파 AC 신호들이 테스트 신호들로서 사용된 예시적인 실시예들이 설명되었지만, 다른 AC 신호들, 예를 들어 구형파 또는 삼각파 형태의 신호들 또는 DC 전압 및 DC 전류 신호들을 테스트 신호들로 사용하는 것이 또한 가능하다.
전류 변환기들의 부정확한 설치 및/또는 변환기들과 2차 시스템 디바이스의 입력들 사이의 부정확한 배선을 검출하기 위한 방법들, 장치들 및 시스템들이 사용될 수 있다. 추가적으로, 개시된 방법들, 장치들 및 시스템들은 또한 2차 시스템의 디바이스 내의 세팅들을 체크하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 보호용 계전기의 트리핑 거동은 미리 정의된 방향에서 예를 들어, 보호용 계전기에 대한 오버헤드 라인에서 발생하는 오류의 경우에 신속한 격리가 시행되는지 여부를 체크하기 위해 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 장치들, 방법들 및 시스템들은 특히, 모니터링 및/또는 보호 기능들을 수행하기 위해 하나 이상의 전류 변환기들 및 하나 이상의 전압 변환기들 둘 모두를 통해 변전소 또는 발전소의 에너지 네트워크의 1차 시스템에 커플링되는 2차 디바이스들에 대해 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 장치들, 방법들 및 시스템들은 보호용 계전기 또는 2차 시스템의 다른 디바이스에 연결된 전류 및 전압 변환기들의 부정확한 설치 또는 부정확한 배선의 경우 전기 에너지 시스템에서 발생할 수 있는 오류들의 위험을 감소시킨다.

Claims (26)

  1. 전기 에너지 시스템(1)의 디바이스(30)의 적어도 하나의 전류 변환기(20, 28, 29) 및 적어도 하나의 전압 변환기(10, 18, 19)의 배선을 테스트하기 위한 방법으로서,
    제1 테스트 신호(71)를 전압 변환기(10)의 2차 측(15)에 인가하는 단계, 및
    제2 테스트 신호를 전류 변환기(20)의 1차 측에 인가하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 테스트 신호(71) 및 상기 제2 테스트 신호는 동시에 생성되는,
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 테스트 신호(71) 및 상기 제2 테스트 신호에 대한 상기 디바이스(30)의 응답을 평가하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디바이스(30)의 응답을 평가하는 단계는,
    상기 제1 테스트 신호(71)의 진폭, 상기 제2 테스트 신호의 진폭 및 상기 제1 테스트 신호와 상기 제2 테스트 신호 사이의 위상 각도에 따라, 예상된 응답을 계산하는 단계를 포함하는,
    방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 디바이스(30)의 응답은, 상기 디바이스에 의해 기록된 전력의 산술 부호 및/또는 절대값을 포함하는,
    방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 테스트 신호(71)는 AC 전압이고, 상기 제2 테스트 신호는 AC 전류인,
    방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 테스트 신호 및 상기 제2 테스트 신호는 동위상인,
    방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 테스트 신호(71)는 다수의 위상들(4-6) 중 제1 위상(4)과 연관된 상기 전압 변환기(10)의 상기 2차 측에 인가되고,
    상기 제2 테스트 신호는 상기 제1 위상(4)에 연결된 상기 전류 변환기(20)의 상기 1차 측에 인가되는,
    방법.
  8. 제7항에 있어서,
    다상 라인의 상기 제1 위상(4)과 상이한 추가적인 위상(5, 6)에 연결된 적어도 하나의 추가적인 변환기(18, 19, 28, 29)의 배선을 테스트하기 위해 적어도 하나의 추가적인 테스트 신호(72)를 생성하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가적인 테스트 신호(72)는 상기 제1 테스트 신호(71) 및 상기 제2 테스트 신호와 동시에 생성되는,
    방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 테스트 신호(71) 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전압 신호(72)는 상이한 위상들(4, 5)과 연관된 상기 디바이스의 적어도 2개의 전압 변환기들(10, 18)의 상기 2차 측에 동시에 인가되는,
    방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 테스트 신호(71) 및 상기 적어도 하나의 추가적인 AC 전압 신호(72)는 상이한 진폭들을 갖는,
    방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 테스트 신호 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전류 신호는 상이한 위상들(4, 5)과 연관된 상기 디바이스(30)의 적어도 2개의 전류 변환기들(20, 28)의 상기 1차 측에 동시에 인가되는,
    방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 테스트 신호 및 상기 적어도 하나의 추가적인 AC 전류 신호는 상이한 진폭들을 갖는,
    방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전압 변환기(10, 18)는 테스트를 위해 상기 2차 측에서 분리되는,
    방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스는 보호용 계전기를 포함하는,
    방법.
  16. 전기 에너지 시스템의 디바이스(30)의 적어도 하나의 전류 변환기(20, 28, 29) 및 적어도 하나의 전압 변환기(10, 18, 19)의 배선을 테스트하기 위한 테스트 장치로서,
    제1 테스트 신호(71)를 전압 변환기(10)의 2차 측(15)에 인가하기 위한 제1 출력, 및
    제2 테스트 신호를 전류 변환기(20)의 1차 측에 인가하기 위한 제2 출력을 포함하고,
    상기 테스트 장치(40)는 상기 전압 변환기(10)의 상기 2차 측에 인가되는 상기 제1 테스트 신호 및 상기 전류 변환기(20)의 상기 1차 측에 인가되는 제2 테스트 신호를 동시에 생성하도록 셋업되는,
    테스트 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 테스트 신호(71)의 진폭, 상기 제2 테스트 신호의 진폭 및 상기 제1 테스트 신호(71)와 상기 제2 테스트 신호 사이의 위상 관계로부터 상기 제1 테스트 신호(71) 및 상기 제2 테스트 신호에 대한 상기 디바이스(30)의 예상된 응답을 계산적으로 확인하도록 셋업되는 전자 계산 디바이스(50)를 포함하는,
    테스트 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 계산적으로 확인되는 예상된 응답을 출력하기 위한 출력 인터페이스(51) 및/또는 상기 디바이스(30)의 응답을 수신하기 위한 입력 인터페이스(52)를 포함하는,
    테스트 장치.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 테스트 신호(71)를 생성하기 위한 제어가능한 전압 소스(41, 43) 및 상기 제2 테스트 신호를 생성하기 위한 제어가능한 전류 소스(42, 44)를 포함하는,
    테스트 장치.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테스트 장치(40)는, 상이한 위상들과 연관된 디바이스(30)의 적어도 2개의 전압 변환기들(10, 18)의 상기 2차 측에 상기 제1 테스트 신호(71) 및 적어도 하나의 추가적인 AC 전압 신호(72)를 동시에 인가하도록 셋업되는,
    테스트 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 테스트 장치(40)는 상기 제1 테스트 신호(71) 및 상기 적어도 하나의 추가적인 AC 전압 신호(72)가 상이한 진폭들을 갖도록 이들을 생성하도록 셋업되는,
    테스트 장치.
  22. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테스트 장치(40)는, 상이한 위상들과 연관된 디바이스의 적어도 2개의 전류 변환기들(20, 28)의 1차 측에 상기 제2 테스트 신호 및 상기 적어도 하나의 추가적인 AC 전류 신호를 동시에 인가하도록 셋업되는,
    테스트 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 테스트 장치(40)는 상기 제2 테스트 신호 및 상기 적어도 하나의 추가적인 AC 전류 신호가 상이한 진폭들을 갖도록 이들을 생성하도록 셋업되는,
    테스트 장치.
  24. 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테스트 장치(40)는 테스터로서 구성되는,
    테스트 장치.
  25. 시스템으로서,
    적어도 하나의 전류 변환기(20, 28, 29) 및 적어도 하나의 전압 변환기(10, 18, 19)에 전도적으로 연결가능한 입력들을 갖는 디바이스(30), 및
    상기 적어도 하나의 전압 변환기(10, 18, 19)의 전압 변환기(10)의 2차 배선(15) 및 상기 적어도 하나의 전류 변환기(20, 28, 29)의 전류 변환기(20)의 1차 측에 연결되는, 제16항 내지 제24항 중 어느 한 항에 기재된 테스트 장치(40)를 포함하는,
    시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 디바이스(30)는 보호용 계전기, 제어실의 전력 디스플레이 또는 측정 디바이스를 포함하는,
    시스템.
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