KR20030020001A - Portable transformer tester - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력용 변압기, 변성기의 특성을 시험하기 위한 휴대용 변압기시험기에 관한 것으로서, 전력설비의 전기적 특성을 시험하기 위한 계측 및 시험장치 제조에 관한 기술분야이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a portable transformer tester for testing the characteristics of power transformers and transformers, and more particularly to the field of manufacture of instrumentation and test equipment for testing electrical characteristics of power equipment.
변압기 및 변성기의 특성을 나타내는 지표로서 전력공급의 안정도와 전력계통의 보호제어에 중요한 영향을 끼치는 파라미터인 극성, 권선비, 여자전류, 단락전류 및 상차각(Phase Difference Angle) 또는 위상각변위(Phase Angle Deviation) 등이 있으며, 한국전력공사, 대용량 전력수용, 중전기 제작업체, 전력설비 시공업체, 연구소 등에서 전력설비의 신설, 보수, 점검 및 시험 시에 각종 계측기를 조합하는 방법으로 변압기의 특성시험을 실시하여 측정되고 있는 것으로, 휴대용 변압기특성 시험기의 필요성은 인식하고 있으나, 수요량 및 경제적 이유로 계측기 제작소에서 연구개발을 미루고 있다.This is an indicator of the characteristics of transformers and transformers.The parameters that affect the stability of the power supply and the protection control of the power system are polarity, turns ratio, excitation current, short circuit current and phase difference angle or phase angle displacement. The characteristics test of transformers is conducted by combining various measuring instruments in the construction, repair, inspection and testing of power facilities at KEPCO, large-capacity power supply, heavy electric manufacturers, power equipment builders, and research institutes. Although the need for a portable transformer characteristic tester is recognized, it is postponing the research and development at the instrument manufacturer for the demand and economic reasons.
휴대용 변압기시험기와 관련 기술/제품으로 BIDDLE TTR Transformer Turn Ratio Test Set(AVO International, 미국), BIDDLE THREE-PHASE TTR Transformer Turn Ratio Test, Set(AVO International), 휴대용 변류기 시험기(특허 제 0206655호, 1999.02.09, 특허권자 한국전력공사, 발명자 한홍석 외)등이 있으며, 각각에 대한 설명은 표1과 같다Portable transformer tester and related technologies / products include BIDDLE TTR Transformer Turn Ratio Test Set (AVO International, USA), BIDDLE THREE-PHASE TTR Transformer Turn Ratio Test, Set (AVO International), Portable Current Transformer Tester (Patent No. 0206655, 1999.02. 09, patent holders Korea Electric Power Corporation, inventor Han Hong-seok et al., And each description is shown in Table 1.
표1의 변압기 특성시험 관련 기술/제품 요약에서 기술된 바와 같이, 상기 AVO International의 BIDDLE TTR과 BIDDLE THREE-PHASE TTR은 각각 전력계통설비에 적용되는 휴대용 시험기이지만, 변압기의 권선비 및 상차각을 측정하는 기능만을 보유하고 있고, 고가의 외국산임에 따른 경제적 및 유지보수 등의 문제가 있으며, 상기 휴대용 변류기시험기는 변류기의 특성항목을 시험할 수 있지만 변압기에 적용될 수 없다. 따라서 변압기의 특성항목인 권선비, 단락전류, 극성, 상차각, 여자전류, 전압 등을 한번의 시험으로 측정 완료할 수 있는 현장 시험기의 개발이 필요하다.As described in the table below, the AVO International's BIDDLE TTR and BIDDLE THREE-PHASE TTR are portable testers for power system installations, but they measure the turns ratio and phase difference of the transformer. It has only functions, and there are problems such as economic and maintenance due to expensive foreign products. The portable current transformer tester can test the characteristics of the current transformer, but cannot be applied to a transformer. Therefore, it is necessary to develop a field tester that can measure the characteristics of the transformer such as winding ratio, short circuit current, polarity, phase difference angle, excitation current, voltage in one test.
[표 1]TABLE 1
초고압 전력계통 전력용 변압기 및 변성기의 특성시험 전용의 사용이 간편하고 저가이며 유지보수가 편리한 휴대용 변압기시험기의 제작에 필요한 기술 개발이 본 발명의 과제이며, 본 발명의 특징과 기능은 다음과 같다:The technical development of the portable transformer tester, which is easy to use, inexpensive and easy to maintain, is the object of the present invention. The features and functions of the present invention are as follows:
- 초고압 전력계통설비의 변압기, 변성기 특성시험 전용의 휴대용 계측기-Portable measuring instrument for transformer and transformer characteristics test of high voltage power system equipment
- 고속 신호처리용 마이크로프로세서를 기반으로 하는 실시간 측정 및 시험-Real time measurement and test based on microprocessor for high speed signal processing
- DFT 연산을 기반으로 하는 페이저 측정기법의 구현-Implementation of pager measurement technique based on DFT operation
- Auto-ranging 기능-Auto-ranging function
- 시험/측정 항목: 권선비, 단락전류, 극성, 상차각, 여자전류, 변압기 권선전압-Test / measurement items: turns ratio, short circuit current, polarity, phase difference, excitation current, transformer winding voltage
- 시험결과 처리: 표시 LCD, 기록 S-RAM, 통신 RS232/485, 인쇄 Dot Matrix-Test result processing: display LCD, recording S-RAM, communication RS232 / 485, printing dot matrix
- 설정: 시험대상 변압기 설치정보 및 환경정보, 메뉴식 설정-Setting: Transformer installation information, environmental information, menu type setting
- 출력: 220V(단상)/380V(삼상), 0∼10V 60Hz(삼상)Output: 220V (single phase) / 380V (three phase), 0 ~ 10V 60Hz (three phase)
- 조작: 출력 ON/OFF, 시험전압절환, 시험모드절환, 인쇄, 설정용 키 조작-Operation: Output ON / OFF, test voltage switching, test mode switching, printing, setting key operation
- 전원: 3상 220V, 3APower supply: 3 phase 220V, 3A
- 환경: 0℃ ∼50℃, 0∼90%(Non-condensing)Environment: 0 ℃ ~ 50 ℃, 0 ~ 90% (Non-condensing)
- PC 모니터링 소프트웨어 프로그램: 데이터 업/다운 로드, 데이터 검색 및 인쇄-PC monitoring software program: data upload / download, data retrieval and printing
도 1은 본 발명에 의한 휴대용 변압기시험기의 하드웨어시스템 구성도.1 is a hardware system configuration of a portable transformer tester according to the present invention.
도 1은 본 발명에 의한 휴대용 변압기시험기의 소프트웨어시스템 구성도.1 is a software system configuration of a portable transformer tester according to the present invention.
도 1은 본 발명에 의한 휴대용 변압기시험기의 조작처리 순서도.1 is a flow chart of the operation of the portable transformer tester according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
01 : 플러그소켓(Plug Receptacle) 패널 02 : 전원 조작회로01: Plug Receptacle Panel 02: Power Control Circuit
03 : 조작스위치 패널 04 : 직류전원공급장치03: operation switch panel 04: DC power supply
05 : 중앙처리장치(CPU) 06 : 모선(Bus)05: Central processing unit (CPU) 06: Bus (Bus)
07 : 전압전류 검출회로 08 : 디지털신호 입력회로07: voltage current detection circuit 08: digital signal input circuit
09 : 아날로그신호 입력회로 10 : 디지털신호 출력회로09: analog signal input circuit 10: digital signal output circuit
11 : 이득제어회로 12 : 표시장치 구동회로11 gain control circuit 12 display device drive circuit
13 : 키 제어기 14 : 통신 제어기13 key controller 14 communication controller
15 : 프린터 제어기 16 : 메모리(RAM/SRAM)15: printer controller 16: memory (RAM / SRAM)
21 : 시스템관리 모듈 22 : 디지털신호취득 모듈21: system management module 22: digital signal acquisition module
23 : 아날로그신호취득 모듈 24 : 측정 모듈23: analog signal acquisition module 24: measurement module
25 : 데이터베이스 26 : MMI(Man-Machine Interface) 모듈25: Database 26: MMI (Man-Machine Interface) Module
27 : 디지털출력신호발생 모듈 28 : 구동모듈27: digital output signal generation module 28: drive module
31 : 시스템 초기화 32 : 설정 선택31: System Initialization 32: Select Settings
33 : 시험모드 선택 34 : 출력전압 선택33: Select test mode 34: Select output voltage
35 : 출력 선택 36 : 처리루틴35: output selection 36: processing routine
37 : Key 조작 38 : 시험모드 절환스위치37: Key Operation 38: Test Mode Switch
39 : 출력전압 절환스위치 40 : 출력스위치 조작39: output voltage switching switch 40: output switch operation
41 : 인쇄스위치 조작 42 : 인쇄 선택41: Print switch operation 42: Print selection
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 휴대용 변압기시험기의 하드웨어시스템 구성도이다.1 is a configuration diagram of a hardware system of a portable transformer tester according to the present invention.
도 1에서 01은 플러그소켓 패널, 02는 전원조작회로, 03은 조작스위치패널, 04는 직류전원공급장치, 05는 중앙처리장치(CPU), 06은 모선(Bus), 07은 전압전류검출회로, 08은 디지털신호입력회로, 09는 아날로그신호입력회로, 10은 디지털신호출력회로, 11은 이득제어회로, 12는 표시장치구동회로, 13은 키 제어기, 14는 통신제어기, 15는 프린터제어기, 16은 메모리(RAM/SRAM)를 각각 나타낸다.In Fig. 1, 01 is a plug socket panel, 02 is a power control circuit, 03 is a control switch panel, 04 is a DC power supply, 05 is a central processing unit (CPU), 06 is a bus (Bus), 07 is a voltage and current detection circuit. , 08 is digital signal input circuit, 09 is analog signal input circuit, 10 is digital signal output circuit, 11 is gain control circuit, 12 is display device driver circuit, 13 is key controller, 14 is communication controller, 15 is printer controller, 16 denotes a memory (RAM / SRAM), respectively.
도 1에서 플러그소켓패널(01)은 본 발명의 휴대용 변압기시험기와 외부 장치와의 전기적 연결을 위한 3상 플러그소켓인 전원입력소켓, 전압출력소켓, 전압입력소켓이 장착되어 있는 패널로서, 상기 전원입력소켓은 외부의 3상 교류전원과 전원조작회로(02) 접속용 플러그소켓이고, 상기 전압출력소켓은 전원조작회로(02)에서 출력되는 시험전압이 전압전류검출회로(07)를 거쳐서 시험대상 변압기 1차 단자에 연결되기 위한 플러그소켓이며, 상기 전압입력소켓은 시험대상 변압기 2차 단자에서 입력되는 전압을 전압전류검출회로(07)에 연결하기 위한 플러그소켓으로, 플러그소켓은 각각 3상회로의 각상용 단자 3개와 중성점/접지 단자 1개, 총 네 개의 단자를 갖고 있다.In FIG. 1, the plug socket panel 01 is a panel on which a power input socket, a voltage output socket, and a voltage input socket, which are three-phase plug sockets for electrical connection between a portable transformer tester and an external device, are mounted. The input socket is a plug socket for connecting an external three-phase AC power supply and a power supply control circuit (02), and the voltage output socket has a test voltage output from the power supply control circuit (02) via a voltage current detection circuit (07). A plug socket for connecting to the transformer primary terminal, the voltage input socket is a plug socket for connecting the voltage input from the transformer secondary terminal under test to the voltage current detection circuit (07), each plug socket is a three-phase circuit It has three terminals for each phase, one neutral / ground terminal and four terminals in total.
도 1에서 전원 조작회로(02)는 상기 플러그소켓패널(01)의 전원입력소켓으로부터 유입되는 전원을 개폐 조작하기 위한 전원회로의 수동식 개폐기, 과부하를 차단하여 전원과 기기를 보호하기 위한 과전류 보호회로, 전원상태를 표시하기 위한 전원표시램프, 시험전압 출력을 개폐 조작하기 위한 출력회로 전자개폐기, 시험전압 레벨을 절환 조작하기 위한 시험전압 절환용 전자개폐기 및 시험전압을 연속하여 조정할수 있는 시험전압조정기를 포함하여 구성되는 회로로서, 전압전류 검출회로(07)로 시험전압을 출력하고 직류전원공급장치(04)로 내부 전원을 공급한다.In FIG. 1, the power control circuit 02 is a manual switch of a power circuit for opening and closing the power flowing from the power input socket of the plug socket panel 01, and an overcurrent protection circuit to protect the power and the device by blocking an overload. , Power display lamp for displaying power status, output circuit electronic switch for opening and closing test voltage output, test voltage switching electronic switch for switching test voltage level, and test voltage regulator for continuously adjusting test voltage As a circuit comprising a, output a test voltage to the voltage current detection circuit 07 and supplies the internal power to the DC power supply (04).
도 1에서 조작스위치 패널(03)은 상기 전원 조작회로(02)의 시험전압 출력회로용 전자개폐기의 개폐신호를 발생하기 위한 ON/OFF 스위치인 출력스위치, 상기 전원조작회로(02)의 시험전압레벨 절환용 전자개폐기의 개폐신호를 발생하기 위한 ON/OFF 스위치인 시험전압 절환스위치, 본 발명의 휴대용 변압기시험기의 시험모드를 권선비시험 또는 단락시험 모드로 절환하기 위한 자동복귀형 누름 버튼스위치인 시험모드절환스위치, 본 발명의 휴대용 변압기시험기에 내장된 프린터의 동작을 제어하기 위한 자동복귀형 누름 버튼스위치인 인쇄스위치 및 상기 시험전압절환스위치의 위치가 'LOW'일 때 시험전압을 연속하여 가변하는 전압조정기의 조절손잡이를 포함하여 구성되는 패널로서, 본 발명의 휴대용 변압기시험기를 조작하기 위한 스위치 패널이다.In FIG. 1, the operation switch panel 03 is an output switch which is an ON / OFF switch for generating an open / close signal of the electronic switch for the test voltage output circuit of the power supply control circuit 02, and the test voltage of the power supply control circuit 02. A test voltage switching switch which is an ON / OFF switch for generating an open / close signal of a level switching electronic switch, and an automatic return type push button switch for switching the test mode of the portable transformer tester of the present invention to a winding ratio test or a short test mode. A mode switch, a print switch which is an auto-return push button switch for controlling the operation of the printer embedded in the portable transformer tester of the present invention, and the test voltage is continuously changed when the position of the test voltage change switch is 'LOW'. A panel comprising a control knob of a voltage regulator, which is a switch panel for operating the portable transformer tester of the present invention.
도 1에서 직류전원공급장치(04)는 교류/직류 변환기로서 전원 조작회로(02)의 수동식 전원개폐기가 투입되면 전원이 인가되어 CPU(05)를 포함하는 내부전원 및 주변장치에 직류전원을 공급하는 장치이다.In FIG. 1, the DC power supply device 04 is an AC / DC converter, and when the manual power switch of the power control circuit 02 is input, power is applied to supply DC power to the internal power supply and the peripheral device including the CPU 05. Device.
도 1에서 중앙처리장치인 CPU(05)는 고속 신호처리용 마이크로프로세서인 DSP(Digital Signal Processor)로서, 본 발명의 휴대용 변압기시험기의 시스템 관리프로그램, 시험/측정알고리즘, I/O 인터페이스(Input/ Output Interface) 프로그램 및 MMI(Man-Machine Interface) 프로그램이 내장되어 있고, 프로세서시스템의 CPU와 주변장치 사이에 데이터 및 명령을 교통하기 위한 모선(06)에 접속된 각종 인터페이스 및 주변장치와 상호 데이터/명령을 수수하며, MMI를 통한 사용자의 지령에 따라 시스템을 관장한다.In FIG. 1, the CPU 05 as the central processing unit is a DSP (Digital Signal Processor) as a microprocessor for high-speed signal processing, and includes a system management program, a test / measurement algorithm, and an I / O interface (Input / Output Interface (MMI) and Man-Machine Interface (MMI) programs are built-in, and various interfaces and peripheral devices and mutual data / connected to the busbar 06 for communicating data and instructions between the CPU and peripheral devices of the processor system. It receives commands and manages the system according to the user's instructions through MMI.
도 1에서 전압전류검출회로(07)는 상기 전원조작회로(02)의 출력전압회로에 접속되어 시험대상 변압기의 1차 측에 인가되는 전압전류를 검출하기 위한 전압검출용변성기와 전류검출용 변류기, 상기 플러그소켓 패널(01)의 전압입력소켓과 연결된 전압입력회로에 접속되어 시험대상 변압기 2차 전압을 검출하기 위한 저항 분압기, 상기 변성기, 변류기, 분압기의 출력회로와 마이크로프로세서 입력회로와의 전기적 절연을 위한 신호절연회로, 상기 신호절연회로의 출력신호로부터 잡음을 제거하기 위한 필터링회로 및 신호레벨에 따라 신호의 증폭이득을 자동으로 조절되게 하기 위하여 증폭기, 증폭이득 조정용 저항 어레이(Array) 및 이득제어회로(11) 출력 코드 값을 디코딩하는 디코더(Decoder)로 구성된 Auto-Ranging 회로가 부가된 증폭회로등을 포함하여 구성되는 아날로그회로로서, 검출된 신호를 0∼5V레벨의 신호로 변환하여 아날로그신호 입력회로(09)로 출력한다.In FIG. 1, the voltage current detection circuit 07 is connected to the output voltage circuit of the power supply operation circuit 02, and the voltage detection transformer and current detection current transformer for detecting the voltage current applied to the primary side of the transformer under test. A resistance voltage divider connected to a voltage input circuit connected to a voltage input socket of the plug socket panel 01 to detect a secondary voltage of a transformer under test, and an electrical circuit between an output circuit of the transformer, a current transformer, a voltage divider and a microprocessor input circuit. A signal isolation circuit for isolation, a filtering circuit for removing noise from the output signal of the signal isolation circuit, and an amplifier, a resistor array for adjusting amplification gain and gain for automatically adjusting the amplification gain of the signal according to the signal level. The control circuit 11 includes an amplifying circuit to which an auto-ranging circuit including a decoder which decodes an output code value is added. An analog circuit that converts the detected signal into a signal of 0~5V level and outputs it to the analog signal input circuit (09).
도 1에서 디지털신호 입력회로(08)는 상기 조작스위치 패널(03)의 시험전압 출력스위치, 시험전압 레벨 절환스위치, 시험모드 절환스위치, 인쇄스위치 등의 접점상태 출력신호를 입력받아 신호절연 후 로직신호로 변환시키는 광전소자(Photo-coupler) 및 로직회로를 포함하여 구성되며, 접점신호를 디지털화 하여 모선(06) 상에 올려놓는 방법으로 CPU에 정보를 제공한다.In FIG. 1, the digital signal input circuit 08 receives a contact state output signal such as a test voltage output switch, a test voltage level switch, a test mode switch, or a print switch of the operation switch panel 03, and then performs logic isolation after signal isolation. It includes a photo-coupler and a logic circuit that converts the signal, and provides information to the CPU by digitizing the contact signal and placing it on the bus line 06.
도 1에서 아날로그신호 입력회로(09)는 상기 전압전류 검출회로(07)의 출력신호인 0∼5V 레벨의 전압신호를 입력받아 ADC(Analog to Digital Convertor)에 의하여 디지털화 하여 모선(06) 상에 올려놓는 방법으로 CPU에 정보를 제공하는 아날로그/디지털 변환회로이다.In FIG. 1, the analog signal input circuit 09 receives a voltage signal of 0-5V level, which is an output signal of the voltage current detection circuit 07, and digitizes it by means of an analog-to-digital converter (ADC) on the bus line 06. It is an analog / digital conversion circuit that provides information to the CPU by placing it.
도 1에서 디지털신호 출력회로(10)는 모선(06)을 통하여 입력된 디지털 코드 값을 로직신호로 변환하고 신호절연을 시키는 광전소자, 로직신호를 접점신호로 변환하는 계전기 등을 포함하여 구성되며, CPU가 지령하는 코드 값을 접점신호로 변환하여 전원조작회로의 전자개폐기를 트리거(Trigger)시킨다.In FIG. 1, the digital signal output circuit 10 includes an optoelectronic device that converts a digital code value input through a bus line 06 into a logic signal and insulates a signal, and a relay that converts a logic signal into a contact signal. The controller converts the code value commanded by the CPU into a contact signal to trigger the electronic switch of the power supply operation circuit.
도 1에서 이득제어회로(11)는 모선(6)을 통하여 입력되는 증폭도 설정 값을 논리 값으로 변환하고 신호절연 시키는 광전소자로 구성되며, 전압전류 검출신호 레벨의 Auto-Ranging을 실현하기 위하여 전압전류검출회로(07)의 디코더에 증폭도 설정신호를 출력하는 로직회로이다.In Fig. 1, the gain control circuit 11 is composed of an optoelectronic device which converts the amplification degree setting value input through the bus 6 into a logic value and insulates the signal, and realizes auto-ranging of the voltage current detection signal level. It is a logic circuit which outputs an amplification degree setting signal to the decoder of the voltage current detection circuit 07.
도 1에서 주변장치로, 시험 및 설정치 표시용 액정표시장치를 구동하기 위한 표시장치 구동회로(12), 설정 데어터를 입력용 키 패드를 제어하기 위한 키 제어기(13), 외부 장치와 데이터를 상호 수수하기 위한 통신 제어기(14), 시험결과 인쇄용 내장 프린터를 제어하기 위한 프린터 제어기(15), 시험 및 설정 데이터를 저장하기 위한, 정전보상이 가능한 반도체 메모리(16) 등이 있으며, 기타의 주변장치로서 타이머(Clock) 및 본 발명의 휴대용 변압기시험기 시스템 상태를 표시하기 위한 LED 등이 있는 바, 상기 주변장치들은 일반적으로 사용되는 컴퓨터 주변기기와 동일하므로 상세한 설명은 생략된다.1, a display device driver circuit 12 for driving a liquid crystal display device for testing and setting value display, a key controller 13 for controlling a keypad for inputting setting data, and an external device are connected to each other as peripheral devices. Communication controller 14 for receiving, printer controller 15 for controlling an internal printer for printing test results, semiconductor memory 16 capable of power failure compensation for storing test and setting data, and other peripheral devices. As a timer (Clock) and LED for indicating the status of the portable transformer tester system of the present invention, the peripheral devices are the same as the computer peripherals generally used, so the detailed description is omitted.
도 2는 본 발명에 의한 휴대용 변압기시험기의 소프트웨어시스템 구성도이다.2 is a software system configuration of a portable transformer tester according to the present invention.
도 2에서 21은 시스템관리(System Management) 모듈, 22는디지털신호취득(Digital Signal Acquisition) 모듈, 23은 아날로그신호취득(Analog Signal Acquisition) 모듈, 24는 측정(Measurement) 모듈, 25는 데이터베이스(Data Base), 26은 MMI 모듈, 27은 디지털출력신호발생(Digital Output Signal Generation) 모듈, 28은 주변장치 구동모듈(Drive Module)을 각각 나타낸다.2, 21 is a system management module, 22 is a digital signal acquisition module, 23 is an analog signal acquisition module, 24 is a measurement module, and 25 is a database. Base), 26 denotes an MMI module, 27 denotes a digital output signal generation module, and 28 denotes a peripheral drive module.
도 2에서 시스템관리 모듈(21)은 사용자가 입력한 프로그램에 따라서 본 발명의 휴대용 변압기시험기 소프트웨어시스템을 구성하고 있는 각 소프트웨어모듈의 처리순서와 처리시각을 관장하는 스케줄러(Scheduler)를 포함하는 메인 프로그램으로서, 각 소프트웨어모듈이 서로 유기적인 관계를 맺으며 도 3의 조작처리 순서도와 같이 시험 및 측정을 수행할 수 있게 하는 시스템 관리자(Manager) 역할을 한다.In FIG. 2, the system management module 21 includes a main program including a scheduler that manages a processing sequence and a processing time of each software module constituting the portable transformer tester software system according to a user input program. Each software module has an organic relationship with each other, and serves as a system manager that enables the test and measurement to be performed as shown in the flowchart of FIG. 3.
도 2에서 디지털신호취득 모듈(22)은 상기 시스템관리 모듈의 스케줄링에 따라서 도 1의 디지털신호입력회로(08)에 입력되는 조작스위치의 접점신호와 접점의 채터링(Chattering) 및 잡음을 구분하기 위한 소프트웨어 필터(Filter), 접점신호를 디지털코드 값으로 읽어들이는 스캐닝 루틴을 포함하여 구성된 소프트웨어프로그램이며, 조작스위치 접점상태를 나타내는 소프트웨어프로그램의 해당 변수 값을 취득된 새로운 값으로 갱신함으로서 상기 시스템관리모듈(21)의 스케줄 진행을 위한 정보제공 및 그림 3의 조작처리 순서도 상의 논리입력으로 사용되도록 한다.In FIG. 2, the digital signal acquisition module 22 distinguishes the contact signal of the operation switch inputted into the digital signal input circuit 08 of FIG. 1 from the chattering and noise of the contact according to the scheduling of the system management module. Is a software program configured to include a software filter and a scanning routine for reading a contact signal as a digital code value. The system management is performed by updating the corresponding variable value of the software program indicating the operation switch contact state to the acquired new value. The module 21 is used to provide information for the schedule progress and to be used as a logic input on the operation processing flowchart of FIG. 3.
도 2에서 아날로그신호취득 모듈(23)은 상기 시스템관리 모듈의 스케줄링에 따라 도 1의 아날로그신호입력회로(09)에 입력되는 전압, 전류의 검출 량을 디지털 코드 값으로 변환하기 위한 ADC 구동용 소프트웨어 드라이버 및 상기 ADC의 출력인디지털신호로부터 잡음을 제거하기 위한 소프트웨어 필터로 이동평균(Moving Average) 필터를 포함하여 구성된 소프트웨어프로그램이며, 전압, 전류를 나타내는 소프트웨어프로그램의 해당 변수 값을 취득된 새로운 값으로 갱신함으로서, 측정모듈(24)에서 각종 시험 및 측정 알고리즘에 입력되는 원시 데이터(Raw Data)로 사용되도록 한다.In FIG. 2, the analog signal acquisition module 23 converts the amount of detection of voltage and current input to the analog signal input circuit 09 of FIG. 1 into digital code values according to the scheduling of the system management module. This is a software program that includes a moving average filter. It is a software filter for removing noise from the digital signal that is the driver and the output of the ADC. It is a software program that includes a moving average filter. By updating, the measurement module 24 is used as raw data input to various test and measurement algorithms.
도 2에서 측정모듈(24)은 상기 아날로그신호취득 모듈(23)에 의하여 취득된 원시 데이터를 가공하여 물리량으로 표시하는 소프트웨어 프로그램으로서, 원시 데이터인 전압, 전류의 순시 값으로부터 전압, 전류의 페이저를 계산하고 전압, 전류의 실효치, 전력, 무효전력, 주파수 및 위상 등을 구하는 페이저측정기법(Phasor Measurement Method)을 기본 알고리즘으로 하는 것으로서,In FIG. 2, the measurement module 24 is a software program for processing raw data acquired by the analog signal acquisition module 23 and displaying them as physical quantities. The basic algorithm is based on the Phaser Measurement Method, which calculates and calculates the effective value of voltage, current, power, reactive power, frequency, and phase.
원시 데이터인 전압, 전류의 순시 값으로부터 순환 DFT(Recursive Discrete Fourier Transformation) 알고리즘을 이용하여 구해지는 실수부와 허수부로 표현되는 전압, 전류 페이저를 연산하는 페이저 측정모듈;A pager measurement module for calculating a voltage and current phaser represented by a real part and an imaginary part obtained by using a cyclic recursive discrete fourier transformation (DFT) algorithm from instantaneous values of voltage and current which are raw data;
원시 데이터인 전압, 전류의 순시 값으로부터 실효치 정의식의 순환형(Recursive Form) 공식에 의하여 연산하는 방법으로 시험대상 변압기의 1차 및 2차 권선전압, 여자전류, 단락전류 등을 측정하는 실제 실효치(Real rms Value) 측정모듈;The actual effective value for measuring the primary and secondary winding voltage, excitation current, short circuit current, etc. of the transformer under test by calculating by the recursive form formula of the effective value definition formula from the instantaneous values of the raw data voltage and current ( Real rms Value) measurement module;
상기 페이저 측정모듈에서 구해진 실수부의 제곱과 허수부의 제곱의 합의 평방근을 2의 평방근으로 나누어 구해지는 기본파 실효치 측정모듈;A fundamental wave RMS measurement module obtained by dividing a square root of a sum of squares of a real part and a square of an imaginary part obtained by the pager measurement module by two square roots;
상기 기본파 실효치 측정모듈에서 구해진 시험대상 변압기의 1차 권선전압의2차 권선전압에 대한 비로 구하는 전압비교방식을 이용하는 권선비 측정모듈;A winding ratio measuring module using a voltage comparison method obtained as a ratio of the primary winding voltage of the transformer under test to the secondary winding voltage obtained from the fundamental wave RMS measurement module;
상기 페이저 측정모듈에서 구해진 실수부와 허수부를 이용하여 시험대상 변압기의 위상을 구하고, 두 페이저 사이의 위상각인 상차각을 구하는 상차각 측정모듈;A phase difference angle measurement module for obtaining a phase of a transformer under test using a real part and an imaginary part obtained in the phaser measurement module, and obtaining a phase difference angle which is a phase angle between two phasers;
상기 상차각 측정모듈에서 구해진 시험대상 변압기의 1차 및 2차 권선전압 페이저의 상차각을 평가하는 방법으로 감극성 또는 가극성을 판정하는 극성 측정모듈; 및A polarity measuring module for determining the polarity or the polarity by evaluating the phase difference angles of the primary and secondary winding voltage phasers of the transformer to be tested obtained from the phase difference angle measuring module; And
상기 실제 실효치 측정모듈에서 구해지는 시험대상 변압기의 권선전압, 여자전류, 단락전류 등의 레벨이 사용자가 입력하는 기준레벨보다 낮을 경우 도 1의 전압전류 검출회로(07)의 증폭이득을 높일 수 있도록 이득제어회로(11)를 제어하기 위한 입력신호 이득모듈을 포함하여 구성되는 소프트웨어 측정 프로그램이다.When the level of the winding voltage, excitation current, short circuit current, etc. of the test target transformer obtained by the actual effective value measurement module is lower than the reference level input by the user, the amplification gain of the voltage current detection circuit 07 of FIG. 1 may be increased. It is a software measurement program including an input signal gain module for controlling the gain control circuit 11.
도 2에서 데이터베이스(25)는 설정 및 시험/측정 데이터를 파일형태로 내장 메모리에 저장하고, 조회내용에 따라 시험일자, 시험항목, 설정항목 등의 데이터를 MMI 모듈(26)로 올려놓기 위한 간이식 데이터 관리시스템이다.In FIG. 2, the database 25 stores setting and test / measurement data in a file format in the internal memory, and uploads data such as test date, test item, and setting item to the MMI module 26 according to the inquiry contents. It is a portable data management system.
도 2에서 MMI 모듈(26)은 본 발명의 휴대용 변압기시험기와 사용자간의 인터페이스를 위한 소프트제어프로그램으로서, 키 조작내용을 상기 시스템관리 모듈(21)에 전달하는 키 스캔모듈과 설정데이터 및 측정데이터를 도 1의 표시장치 구동모듈(12)에 입력하여 표시장치에 나타나게 하는 표시모듈을 포함하여 구성된다.In FIG. 2, the MMI module 26 is a soft control program for an interface between a portable transformer tester and a user of the present invention. The MMI module 26 includes a key scan module, setting data, and measurement data for transmitting key operation details to the system management module 21. And a display module which is input to the display device driving module 12 of FIG. 1 and displayed on the display device.
도 2에서 디지털출력신호발생 모듈(27)은 도 1의 조작스위치 패널(03)의 스위치 조작에 따라 전원조작회로(02)의 전자개폐기가 개폐시키기 위한 디지털 신호를 발생하는 로직프로그램이다.In FIG. 2, the digital output signal generation module 27 is a logic program for generating a digital signal for opening and closing the electronic switch of the power supply operation circuit 02 according to the switch operation of the operation switch panel 03 of FIG.
도 2에서 구동모듈(28)을 통신규약에 따라 통신포트를 구동하기 위한 통신모듈, 인쇄기를 구동하기 위한 인쇄모듈, 표시장치를 구동하기 위한 표시모듈, 키 패드를 구동하기 위한 키 모듈 등을 포함하여 구성되는 주변장치 구동용 소프트웨어프로그램으로서 상기 주변장치와 함께 공급되는 일반적인 것이므로 설명을 생략한다.In FIG. 2, the driving module 28 includes a communication module for driving a communication port according to a communication protocol, a printing module for driving a printer, a display module for driving a display device, a key module for driving a keypad, and the like. A software program for driving a peripheral device, which is configured to be, is a general one supplied with the peripheral device, and thus description thereof is omitted.
도 3은 본 발명에 의한 휴대용 변압기시험기의 조작처리 순서도이다.3 is a flowchart of the operation of the portable transformer tester according to the present invention.
도 3에서 31은 시스템 초기화, 32는 설정 선택, 33은 시험모드 선택, 34는 출력전압 선택, 35는 출력 선택, 42는 처리루틴, 37은 Key 조작, 38은 시험모드 절환스위치, 39는 출력전압 절환스위치, 40은 출력스위치 조작, 41은 인쇄스위치 조작, 36은 인쇄 선택을 각각 나타낸다.3, 31 is system initialization, 32 is setting selection, 33 is test mode selection, 34 is output voltage selection, 35 is output selection, 42 is processing routine, 37 is key operation, 38 is test mode switching switch and 39 is output Voltage switching switch, 40 denotes output switch operation, 41 denotes print switch operation, and 36 denotes print selection.
도 3에서 시스템 초기화(31)는 본 발명의 휴대용 변압기시험기의 전원을 투입하면 시스템 구성요소의 워밍업(Warming-up)과 시스템 프로그램 변수의 초기화를 위한 루틴이다.In FIG. 3, the system initialization 31 is a routine for warming-up of system components and initialization of system program variables when the portable transformer tester is powered on.
도 3에서 설정선택(32)은 조건문으로, YES이면 도 1의 키 제어기(13)의 키 조작(37)으로 시험환경의 설정, 시험조작 데이터의 설정을 수행하고, NO이면 다음 루틴으로 이행한다.In Fig. 3, the setting selection 32 is a conditional statement. If YES, the setting of the test environment and the setting of the test operation data are performed by the key operation 37 of the key controller 13 of Fig. 1; .
도 3에서 시험모드 선택(33)은 조건문으로, YES이면 도 1의 조작스위치 패널(03)의 시험모드 절환스위치(38)를 권선비 시험 또는 단락시험으로 절환하고,NO이면 다음 루틴으로 이행한다.In Fig. 3, the test mode selection 33 is a conditional sentence. If YES, the test mode switching switch 38 of the operation switch panel 03 of Fig. 1 is switched to the winding ratio test or the short circuit test, and if NO, the process proceeds to the next routine.
도 3에서 출력전압 선택(34)은 조건문으로, YES이면 도 1의 조작스위치 패널(03)의 출력전압 절환스위치(39)를 HIGH 또는 LOW로 절환하는 한편 LOW이면 도 1의 조작스위치 패널(03)와 전압조정 손잡이를 조작하여 원하는 전압으로 조정하고, NO 이면 다음 루틴으로 이행한다.In FIG. 3, the output voltage selection 34 is a conditional sentence. If YES, the output voltage switching switch 39 of the operation switch panel 03 of FIG. 1 is switched to HIGH or LOW, and if it is LOW, the operation switch panel 03 of FIG. ) And the voltage adjustment knob to adjust the desired voltage. If NO, go to the next routine.
도 3에서 출력 선택(35)은 조건문으로, YES이면 도 1의 조작스위치 패널(03)의 출력스위치 조작(40)을 ON하여 시험대상 변압기에 시험전압을 인가함으로서 시험이 시작되며, NO이면 다음 루틴으로 이행한다.In Fig. 3, the output selection 35 is a conditional sentence. If YES, the test is started by turning on the output switch operation 40 of the operation switch panel 03 of Fig. 1 and applying a test voltage to the transformer under test. Go to the routine.
도 3에서 처리루틴(36)은 도 2의 소프트웨어프로그램 모듈인 상기 시스템관리 모듈, 상기 디지털신호취득 모듈, 상기 아날로그신호취득 모듈, 상기 측정모듈, 상기 데이터베이스, 상기 MMI 모듈, 상기 디지털출력신호발생 모듈, 상기 주변장치 구동모듈 등이 수행되는 루틴이며, 상기 설정(32) 루틴에서 입력되는 시험조건을 만족하여 시험이 완료되면 시스템을 대기상태에 있도록 한다.In FIG. 3, the processing routine 36 is the software program module of FIG. 2, the system management module, the digital signal acquisition module, the analog signal acquisition module, the measurement module, the database, the MMI module, and the digital output signal generation module. In addition, the peripheral device driving module and the like are routines to be performed. When the test is completed by satisfying the test condition input from the setting routine 32, the system is placed in a standby state.
도 3에서 인쇄 선택(42)은 조건문으로, YES이면 도 1의 조작스위치 패널(03)의 인쇄스위치 조작(41)을 수행하여 내장 프린터에 의한 시험결과의 인쇄를 시행하고, NO이면 다음 루틴으로 이행하는 바;In Fig. 3, the print selection 42 is a conditional statement. If YES, the print switch operation 41 of the operation switch panel 03 of Fig. 1 is performed to print the test result by the built-in printer. To fulfill;
본 발명의 변압기시험시의 전원이 OFF되지 않는 한 상기 설정선택(32)에서 상기 인쇄선택(42)까지의 무한 루우프를 수행한다.The infinite loop from the setting selection 32 to the printing selection 42 is performed as long as the power during the transformer test of the present invention is not OFF.
본 발명에 의한 휴대용 변압기시험기의 제조 기술/제품의 개발에 따라, 초고압전력계통 기기의 제작, 설치, 운전, 유지보수, 점검과 관련된 기관/기업체에서 변압기시험/측정 전용의 계측기를 사용할 수 있게 되고, 계측기제작업체에서는 관련 계측기술을 확보할 수 있게 되는 결과로 기대되는 기술적, 경제적 효과는 다음과 같다:According to the development of the manufacturing technology / product of the portable transformer tester according to the present invention, it becomes possible to use the instrument for transformer test / measurement in the institution / entity related to the manufacture, installation, operation, maintenance, and inspection of ultra high voltage power system equipment. For example, the technical and economic effects expected to result in the acquisition of relevant metrology technologies in the instrumentation work body are:
ㆍ기술적 효과ㆍ Technical Effect
- 초고압 전력계통설비의 변압기, 변성기 특성시험 전용의 휴대용 계측기 개발-Development of portable measuring instrument for transformer and transformer characteristics test of high voltage power system
- 고속 신호처리용 마이크로프로세서를 기반으로 하는 실시간 측정기술 확보-Real-time measurement technology based on microprocessor for high speed signal processing
- DFT 기법을 기반으로 하는 페이저 연산에 의한 전기량 측정기술 확보-Secure electricity measurement technology by pager operation based on DFT technique
- 권선비, 극성, 상차각, 여자전류, 단락시험, 권선전압의 측정기술 확보-Measurement of winding ratio, polarity, phase difference, excitation current, short circuit test, winding voltage measurement technology
- Auto-ranging 기능의 구현-Implementation of auto-ranging function
- 시험전압을 변압기 1차 측 또는 2차 측의 어느 한 권선에 인가할 수 있도록 출력전압을 선택하고, 연속가변이 가능-The output voltage can be selected and the continuous variable can be applied so that the test voltage can be applied to either winding of the transformer primary side or secondary side.
- 사용환경의 한글화 및 조작의 간단화(설정항목의 최소화, 메뉴식 조작)-Localization of the environment and simple operation (minimization of setting items, menu type operation)
ㆍ경제적 효과Economic effect
- 한전전력공사(발ㆍ변전소, 전력관리처, 전력연구원 등), 중전기 제작회사, 전력설비 공사업체, 대전력 수용가, 연구기관 등의 수요처-KEPCO Electric Power Corporation (Power Generation Substation, Electric Power Management Office, Korea Electric Power Research Institute, etc.), Heavy Electric Manufacturers, Electric Power Equipment Companies, Large Electric Power Customers, Research Institutions
- 수입대체: 년간 75만$(AVO의 TTR 도입가 기준, 25천$×30대/년)-Import substitution: $ 750,000 annually ($ 250,000 × 30 units / year based on AVO's TTR introduction price)
ㆍ기타의 효과ㆍ Other Effects
- 계측기 메이커에서 고객봉사를 위한 품종 다양화 실현-Diversified varieties for customer service at instrument makers
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