[논문]66kV급 전압변성기 비교측정 장치의 현장 평가설비 구축

정재갑; 이상화; 권성원; 김명수

문제 정의

개발하였다. 따라서 본 논문은 산업체 현장의 전압변성기 비교측정 시스템의 종합적인 관점에서 비교측정 시스템의 현장평가의 원리, 방법을 서술하고, 참고문헌 [1-3] 에서 개발한 이동용 표준기와 최근에 추가로 개발한 이동용 표준기를 소개하고져 한다.

가설 설정

: 산업체의 표준 전압변성기의 위상각 오차이다.

제안 방법

WRE VT는 명목 비오차를 0 %, ±0.005 %, +0.01 %, ±0.03 %, ±0.1 %, ±0.3 %, +1 %, ±3 %, ±5 %, -9 % 및 +11 %가 되도록 하였으며, 이론적인 권선비에 의한 비오차의 계산값과 측정값이 일치하도록 제작한 것이다. 식 (5) 의권선수에 의한 비오차가 영인 단자와, 이 단자에서 2차측의 권선수를 고정시키고, 1측의 권선수를 달리하여 의도적으로 넓은 범위의 권선수에 의한 비오차를 갖도록 제작한 것이다.
식 (5) 의권선수에 의한 비오차가 영인 단자와, 이 단자에서 2차측의 권선수를 고정시키고, 1측의 권선수를 달리하여 의도적으로 넓은 범위의 권선수에 의한 비오차를 갖도록 제작한 것이다. WRE VT를 그림 1의 피측정 전압변성기로 사용하여 -9 % 〜 +11 % 범위의 전압비교기의 비오차 직선성을 평가하였다. 산업체 전압비교기 비오차 직선성 평가의 예를 표 2에 나타내었다.
또한 최근에 산업체 현장의 전압변성기 비교측정 장치를 구성하고 있는 1차전압이 66 kV 까지의 표준 전압변성기를 현장평가하기 위한 이동용 전압변성기와 현장교정 방법을 추가로 개발하였다. 따라서 본 논문은 산업체 현장의 전압변성기 비교측정 시스템의 종합적인 관점에서 비교측정 시스템의 현장평가의 원리, 방법을 서술하고, 참고문헌 [1-3] 에서 개발한 이동용 표준기와 최근에 추가로 개발한 이동용 표준기를 소개하고져 한다.
현장교정 기술에 대한 유효성을 검증하였고, 이기술은 실제로 산업체의 현장교정에 사용하고 있는 중이다. 본 연구에서 개발한 이동용 표준기는 세가지 종류인데, 첫 번째로는 국가표준에 소급되고 자체적으로 평가한 이동용전압변성기를 이용하여 산업체의 표준 전압변성기를 절대평가하는 것이다. 두 번째 이동용 표준기는 정밀저항 부담과 광범 위 비오차 전압변성 기인데 전자는 저 항의 직-교류 차이가 거의 없는 정밀저항 부담을 이용하여 비교적 좁은 범위 (약 ±1 %)의 전압비교기의 비오차와 위상각 오차의 직선성을 동시 에 평 가하기 위 한 이 동용 표준기이 고, 후자는 권선수에 의한 비오차값을 알고 있는 광범위 비오차 전압변성기로써 이를 이용하여 넓은 범위(약 ±10 %)의 전압비교기의 비오차 직선성을 평가하기 위한 것이다.
산업체의 전압변성기 비교측정 장치를 구성하고 있는 표준 전압변성기의 평가를 위하여 본 연구원에서 개발된 이동용 전압변성기를 이용한다. 이동용 전압변성기의 1차전압의 범위는 Vp = 110 V 〜 66, 000 V이다.
이동용 전압변성기를 그림 1의 피측정 전압변성기에 연결하여 산업체에서 보유하고 있는 전압비교기를 이용하여 이동용 전압변성기의 비오차 및 위상각 오차를 측정한다. 이동용 전압변성기의 비오차 및 위상각 오차는 전압비교기에서 측정된 비오차 및 위상각 오차 측정값에 산업체의 표준 전압변성기의 비오차 및 위상각 오차의 값을 각각 더 함으로써 보정되어 진다.
따라서 이동이 용이한 현장용 표준기를 개발하여 이를 산업체로 가져가서 현장에서 산업체의 전압변성기 비교측정 장치를 평가하는 방법이 요구된다. 이를 위하여 최근에 다양한 종류의 이동용 표준기를 이용하여 현장의 전압변성기 비교측정 장치를 구성하고 있는 전압비교기 및 전압변성기용 부담을 산업체 현장에서 평가할 수 있는 방법을 개발하였다.心
구성도를 그림 1에 나타내었다. 표준 전압변성기 (standard voltage transformer) 와 피측정 전압변성기 (voltage transformer under test)의 1 차측에 동일하게 고전압을 공급하고, 두 전압변성기의 2차측의 전압을 전압비교기 (voltage comparator)를 이용하여 비교한다. 이는 피측정 전압변성기와 비교하여 비오차와 위상각 오차가 10배 이하로 작은 표준 전압변성기를 기준으로 피측정 전압변성기의 비오차와 위상각 오차를 비교 측정한다.

대상 데이터

10 W이다(그림 3 참조). 여기서 사용한 피측정 전압 변성기는 본 연구원에서 보유하고 있는 YEW사의 모델 2262를 사용하였고, 1차측 전압이 6600 V 이고, 2차측 전압은 110 V 로서, 2차 전압을 30 V로 유지하면서 측정하였다. 30 V에서 측정한 이유는 100 Q 표준저항의 정격전력이 10 W이기 때문에 30 V 이상의 전압을 가할 수가 없고, 100 Q 이상의 다른 표준저항에서도 동일한 전압에서 측정해야 되기 때문에 30 V로 통일하여 측정을 하였다.
그림 7에서와 같이 부담(Zb)을 측정하기 위해서 계단식저항기 Rs를 피측정 전압변성기 2차 측에 직렬로 연결하였다. 표준 전압변성기와 비교기는 미국 Knopp 사의 제품으로 모델은 각각 WPT4000-4 와 Knopp KVTs 이다. 여기서 사용한 피 측정 전압변성기는 본 연구원에서 보유하고 있는 일본 Yokogawa사의 모델 2261를 사용하였고, 1 차측 전압이 440 V 이고, 2 차측 전압은 110 V 의 정격변환비에서 측정하였다.

이론/모형

산업체의 전압비교기의 비오차와 위상각 오차 눈금의 직선성 평가를 위해 사용한 표준저항부담은 본 연구원에서 보유하고 있는 영국 Tinsley 사의 제품으로서 정격저항이 각각 100 Q, 1 kffi, 10 kQ, 100 kQ, 1 MQ이고, 정격전력은 모두 10 W이다(그림 3 참조). 여기서 사용한 피측정 전압 변성기는 본 연구원에서 보유하고 있는 YEW사의 모델 2262를 사용하였고, 1차측 전압이 6600 V 이고, 2차측 전압은 110 V 로서, 2차 전압을 30 V로 유지하면서 측정하였다.
표준 전압변성기와 비교기는 미국 Knopp 사의 제품으로 모델은 각각 WPT4000-4 와 Knopp KVTs 이다. 여기서 사용한 피 측정 전압변성기는 본 연구원에서 보유하고 있는 일본 Yokogawa사의 모델 2261를 사용하였고, 1 차측 전압이 440 V 이고, 2 차측 전압은 110 V 의 정격변환비에서 측정하였다.

성능/효과

이동용 전압변성기의 1차전압의 범위는 Vp = 110 V 〜 66, 000 V이다. 그림 2와 같이 1차 전압 9 범위에 따라 총 4대의 전압변성기로 나누어져 있는데, a) Vp = 110 V ~ 550 V, b) Vp = 1, 100 V 〜6, 600 V, c) Vp = 11, 000 V 〜22, 000 V, d) Vp = 33, 000 V 〜66, 000 V 이고, 2차전압은 모두 Vs = 110 V이다. 이동용 전압 변성기의 제조사는 CT-<:TECH 사이고, 정확도 등급은 0.

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