KR100198229B1 - 원격제어 및 감시가 가능한 전력수급용 복합계기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원격 제어 및 감시가 가능한 전력수급용 복합계기에 관한 것으로, 제1 내지 제3변류기와 제1 내지 제3변압기에서 검출된 전류치와 전압치에 대해 유효전력량과 지상 무효전력 및 진상 무효전력량에 해당하는 펄스주파수를 검출하고, 중앙제어부와 부제어부에서 상기의 펄스 주파수를 입력받으면서 설정부를 통한 사용자의 조건에 따라 계산 및 저장의 기능을 수행하여 조작부를 통한 사용자의 요구가 있을때 표시장치를 통해 알려주는 한편, 계량 펄스출력부를 통해 펄스주파수를 외부에 출력하면서 전송신호입출력회로 및 신호변환회로를 통하여 직접 또는 모뎀을 경유하여 외부의 퍼스널 컴퓨터 등에 의해 외부에서 동작조건의 확인과 실행을 위한 원격검침이 가능하도록 한 것이다.

Description

원격 제어 및 감시가 가능한 전력수급용 복합계기

제1도는 본 발명의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

6, 13 : 전압변환회로 9 : 전류변환회로

12 : 이상회로 16 : 주파수 검출회로

17 : 주파수 변동 검출회로 10, 18, 21 : 전력-전압변환회로

11, 20, 23 : 전압-주파수 변환회로 19, 22 : 주파수 오차 보정회로

24 : 중앙제어부 25 : 부제어부

26 : 계량펄스 출력부 27 : 표시장치구동부

31 : 전송신호 입출력회로 32 : 신호변환회로

33 : 설정부

본 발명은 원격의 제어 및 감시가 가능한 다기능 전력 수급용 복합계기에 관한 것으로, 특히 유효 전력량, 지상 및 진상의 무효 전력량, 최대수요 전력량의 계량과, 통신에 의해 동작조건의 확인 및 실행을 하기 위한 원격검침과, 데이타 수집 기능이 일체형으로 구비된 원격 제어 및 감시가 가능한 다기능 전력 수급용 복합계기에 관한 것이다.

일반적으로 적산 전력량계라 하면 일정한 시간내의 소비되는 전력의 합계를 누산 표시하면서 요금을 산정하기 위하여 유효전력량을 검침하도록 한 것임을 이미 잘 알려진 사실이다.

종래에는 유효 전력량을 측정하기 위하여 보통의 전력량계를 이용하면서 전일 전력량과 최대수요 전력의 정밀한 측정을 위해 정밀 전력량계를 사용하고, 다시 역률 측정에 의한 무효전력량을 측정하기 위하여 타임스위치와 무효전력량계를 추가로 설치하여야 하였다.

그리고 업무용이나 산업용 수용가에서 전력을 사용하는 중에 요즘제도가 바뀌거나 전력공급방식이 바뀔때 이미 설치된 전력량계를 교체하여야 함은 물론, 자체적으로 전력공급의 효율성을 위하여 여러가지의 전기적 특성을 측정하기가 불편하고 별도의 설비가 추가되어야 하는 단점이 있었다.

또한 수용가나 전력공급처의 입장에서 시간대 별로 사용 전력량을 측정하여 전력수급 계획을 세우는데 자료를 제공할 필요가 있었다.

이에따라 본 발명은 계기용 변압 변류기 조합하여 사용하며 유효 전력량계, 지상무효 전력량계, 진상무효 전력량계, 최대수요 전력계 및 타임스위치의 기능을 동시에 갖도록 하면서 '원격검침 및 데이타 수집용 장치를 일체형으로 구성한 원격의 제어 및 감시가 가능한 다기능 전력수급용 복합계기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제 1 내지 제 3 변류기와 제 1 내지 제 3 변압기에서 검출된 전류치와 전압치에 대해 유효전력량과 지상 무효전력 및 진상 무효전력량에 해당하는 펄스주파수를 검출하고, 중앙제어부와 부제어부에서 상기의 펄스주파수를 입력받으면서 설정부를 통한 사용자의 조건에 따라 계산 및 저장의 기능을 수행하여 조작부를 통한 사용자의 요구가 있을때 표시장치를 통해 알려주는 한편, 계량 펄스출력부를 통해 펄스주파수를 외부에 출력하면서 전송신호입출력회로 및 신호변환회로를 통하여 직접 또는 모뎀을 경유하여 외부의 퍼스널 컴퓨터 등에 의해 외부에서 동작조건의 확인과 실행을 위한 원격검침이 가능하도록 한 것이다.

이하 본 발명을 첨부도면에 의거 상세히 기술하면 다음과 같다.

도면에 도시않은 3개의 전선을 통해 공급되는 3상(Three- Phases)의 전력에 따라 각 전선을 통해 흐르는 소비전류의 값을 내부 권선비의 역수에 의해 적정치의 전류치로 검출하는 제 1 변류기(CT : Carrent Transformer)(la), 제 2 변류기(1b) 및 제 3 변류기(1c)와, 상기의 전선을 통해 인가되는 전압의 값을 권선비에 따라 적정배율 즉 부하전압에 비례하는 값의 전압치로 검출하는 제 1 계기용 변압기(PT : Potential Transformer)(2a), 제 2 계기용 변압기(2b) 및 제 3 계기용 변압기(2c)와, 상기의 전선을 통해 흐르는 입력전압을 권선비에 비례한 저전압으로 변환시키는 전원변압기(Power Transformer)(3)와, 상기의 전원변압기(3)로부터의 저전압을 직류로 변환시킨후 정격의 정전압으로 각 회로에 공급하는 전원회로(4)와, 상기의 전원회로(4)로부터 각 회로에 공급되는 전압이 소정의 전압 이상인가를 인식하면서 정전의 여부를 체크하는 정전검출회로(5)와, 상기 제 1 내지 제 3 계기용 변압기(2a)∼(2c)의 전압치를 입력받고 평형용 조정부(7)와 위상보정부(8)가 각각 구비되어 유효전력용 전압으로 출력하는 제 1 전압 변환회로(6)와, 상기 제 1 내지 제 3 변류기(1a)∼(1c)로부터의 전류치가 입력전류에 비례한 전압으로 변환시켜 출력하는 전류 변환회로(9)와, 상기 제 1 전압변환회로(6) 및 전류변환회로(9)로부터 입력되는 유효전력용 전압과 전압을 승산하고 가산·적분하여 유효 전력에 비례하는 전압신호로 변환하는 제 1 전력 -전압변환회로(10)와, 상기 제 1 전력-전압변환회로(10)로부터의 전압신호를 입력받아 적분한 후 펄스 주파수로 변환하는 제 1 주파수 변환회로(11)와, 상기 제 1 내지 제 3 계기용 변압기(2a)∼(2c)로부터 입력되는 전압의 위상을 90°만큼 늦추어 상(Phase)이 변환되도록 하여 출력하는 이상회로(12)와, 상기 이상회로(12)로부터의 입력되는 상이 변환된 전압치에 대해 평형용 조정부(14)와 위상 보정부(15)가 각각 구비되어 진상무효 전력용 전압 및 지상무효 전력용 전압으로 출력하는 제 2 전압변환회로(13)와, 상기 이상회로(12)로부터 상이 변환된 전압치를 입력받아 전윈주파수에 동기하는 전원주파로 동기신호로 출력하는 주파수 검출회로(16)와, 상기 주파수 검출회로(16)로부터 전원주파수 동기신호를 클럭신호로 입력받아 발진회로(17a)로부터의 발진주파수 신호를 분주하고 적분하여 입력주파수에 비례하는 전압신호로 출력하는 주파수 변동검출회로(17)와, 상기 제 2 전압 변환회로(13)로부터 입력되는 지상무효전력용 전압과 상기 전류변환회로(9)로부터의 전압을 숭산하고 가산, 적분하여 무효전력에 비례한 전압으로 변환하는 제 2 전력-전압변화회로(18)와, 상기 주파수 변동검출회로(17)로부터 입력되는 주파수에 비례하는 전압신호를 입력받으면서 상기 제 2 전력-전압 변환회로(18)로부터의 전압을 보정하여 무효전력의 지상전력에 비례하는 전압신호로 출력하는 제 1 주파수 오차보정회로(19)와, 상기 제 1 주파수 오차보정회로(19)로부터의 전압신호를 입력받아 적분한 후 펄스주파수로 변환하는 제 2 전압-주파수 변환회로(20)와, 상기 제 2 전압변환회로(13)로부터 입력되는 진상 무효전력용 전압과 상기 전류변환회로(9)로부터의 전압을 승산하고 가산, 적분하여 무효전력에 비례하는 전압으로 변환하여 출력하는 제 3 전력-전압 변환회로(21)와, 상기 주파수 변동검출회로(17)로부터 입력되는 주파수에 비례하는 전압신호를 입력받으면서 상기 제 3 전력-전압 변환회로(21)로부터의 전압을 보정하여 무효전력의 진상전력에 비례하는 전압신호로 출력하는 제 2 주파수오차 보정회로(22)와, 상기 제 2 주파수 오차보정회로(22)로부터 입력되는 전압신호를 적분한후 펄스주파수로 변환하는 제 3 전압-주파수 변환회로(23)와, 상기의 제 1 내지 제 3 전압-주파수 변환회로(11)(20)(23)로부터의 펄스주파수를 입력받으면서 시스템 클럭에 의해 동작하면 정밀전력량계용 계량 펄스 신호의 계수와 계량값의 기억, 최대수요 전력계용 계량신호의 현재치, 최대치, 누적치의 기억, 만년카렌다 시계기능, 로드서베이(Load Survey)기능, 데이타 통신기능, 자기검사기능, 최대수요 전력복귀기능, 월간역률 계산기능, 경고기능, 계량치, 기록치, 설정치의 송·수신기능, 통신에 의한 각종 설정치 변경기능을 수행하는 중앙제어부(24)와, 상기의 정전 검출회로(5)로부터의 정전검출신호와 주파수 검출회로(16)로

전원 주파수 동기신호를 입력받고 상기의 중앙제어부(24)와 정보를 주고받으면서 부터의 시계신호의 제어, 조작부 스위치제어, 수정발진제어, 표시장치 구동부제어, 인터럽트 신호제어, 상용전원 주파수제어, 리세트제어, 전력량 펄스파형의 제어, 시한펄스 파형의 제어 및 입/출력 어드레스, 데이타 제어의 기능을 수행하는 부제어부(25)와, 상기 중앙제어부(24)의 제어에 따라 유효의 계량펄스 주파수, 지상무효의 계량펄스 주파수를 외부로 출력하는 계량펄스 출력부(26)와, 상기의 중앙제어부(24)의 제어를 받으면서 부제어부(25)로부터의 데이타에 따라 표시장치(28)에 LCD에 의한 동작모드와 분류항목 및 각 항목에 해당되는 수치를 표시하는 표시장치 구동부(27)와, 상기 부제어부(25)에 연결되어 동작의 동기 및 시간계산에 필요한 클럭을 발생공급하는 시계회로(29)와, 상기 부제어부(25)에 연결되고 표시의 이동이나 전환시 사용하는 디스플레이 스위치, 계기의 자기검사시 사용하는 테스트 스위치 및 최대수요전력 복귀시 사용하는 디멘드 스위치들을 구비하여 사용자의 선택사양을 확인할 수 있는 조작부(30)와, 상기 중앙제어부(24)에 연결되고 외부의 퍼스널 컴퓨터등에 의해 동작조건의 확인 및 설정에 따른 원격검침이 가능하도록 하는 전송신호 입출력회로(31)와, 상기 부제어부(25)에 연결되어 모뎀을 통해 동작조건의 확인 및 설정에 따른 테이타의 송수신이 가능하도록 하는 신호변환회로(32)와, 상기의 중앙제어부(24) 및 부제어부(25)에 연결되어 계기의 ID번호변경, 디맨드시한간격의 변경, 휴일설정, 시간대 데이타 설정, 변경예약해제, 칼렌다 변경, 각 시간대의 명칭변경, 최대수요전력복귀, 전송속도변경, 표시항목 및 순서변경, 로드서베이 보존 데이타 지움, 계량조건 변경등의 설정이 가능하도록 한 설정부(33)들로 구성한 것이다.

이와같이 구성한 본 발명의 원격 제어 및 감시가 가능한 다기능 전력수급용 복합계기는 전원변압기(3)와 전원회로(4)를 통한 정격의 DC전원을 동작전원으로 이용하면서 도면에 도시않은 밧데리에 충전시켜 정전시 최소동작 전원으로 사용하도록 한 것으로서, 제 1 내지 제 3 변류기(1a)∼(1c)를 통해 전선을 통해 흐르는 각 강의 전류를 소정의 비율로 검출하고, 제 1 내지 제 3 변압기(2a)∼(2c)를 통하여는 전압치를 검출한 다음, 제 1 내지 제 3 변류기(la)∼(Ic)로부터의 전류치는 전류변환회로(1)에서 입력전류에 비례하는 전압치로 변환되도록 하고, 상기 제 1 내지 제 3 변압기(2a)∼(2c)로부터의 전압치는 직접 제 1 전압변환회로(6)로 공급되도록 하거나 이상회로(12)에 의해 90°만큼 상이 변환된 후 제 2 전압변환회로(13)로 공급되도록 하여 입력전압에 비례한 유효전력용 전압과 무효전력용 전압으로 변환되도록 한다.

그리고 상기의 이상회로(12)에서 상이 변환된 전압을 입력받아 주파수 검출회로(16)에서 전원주파수에 동기하는 전원주파수 동기신호를 변환하고, 이를 클럭신호로 입력받는 주파수 변동 검출회로(17)에서 발진회로(17a)의 발진주파수신호를 분주하면서 적분하여 입력주파수에 비례한 전압신호로 출력하도록 한다.

그러므로 전력연산회로인 제 1 전력-전압변환회로(10)에서 제 1 전압변환회로(6)와 전류변환회로(9)로부터 입력되는 두 전압치를 승산하고 가산한후 적분하여 유효전력이 비례하는 전압신호로 변환시키고, 다시 제 1 전압-주파수 변환회로(11)에서 적분에 의해 유효전력에 따른 펄스주파수로 중앙제어부(24)에 공급되도록 하며, 지상무효전력 연산회로인 제 2 전력-전압변환회로(18)에서는 상기 제 2 전압변화로(13)와 전류변환회로(9)로부터의 입력되는 두 전압치를 승산하고 가산한후 적분하여 무효전력이 지상전력에 비례하는 전압신호로 변환시키고 다시 제 1 주파수오차 보정회로(19)에서 주파수 변동검출회로(17)로부터의 전압신호에 따라 보정하여 제 2 전압-주파수 변환회로(20)에서 펄스주파수로 중앙제어부(24)에 공급되도록 하며, 진상 무효전력 연산회로인 제 3 전력-전압변환회로(21)에서는 상기 제 2 전압변환회로(13)와 전류변환회로(9)로부터 입력되는 두 전압치를 승산하고 가산한후 적분하여 무효전력의 진상전력에 비례하는 전압신호로 변환시키고 다시 제 2 주파수 오차보정회로(22)에서 주파수 변동검출회로(17)로부터의 전압신호에 따라 보정하여 제 3 전압-주파수 변환회로(23)에서 펄스주파수로 중앙제어부(24)에 공급되도록 한다.

한편 상기의 유효 및 무효전력에 해당하는 펄스주파수를 입력받는 중앙제어부(24)에서는 정전검출회로(5)로부터의 정전검출신호(Acon)와 주파수검출회로(16)로부터의 전원주파수제어신호(Acp)를 입력받는 부제어부(25)와 정보를 주고받으면서 정밀전력량을 계산하기 위한 펄스주파수의 계수와, 최대수요전력량을 계산하기 위한 펄스 주파수의 현재치, 최대치 및 누적치의 연산 및 저장과, 만년카렌다를 위한 시간 및 날짜계산과, 로드서베이의 기능과, 외부의 퍼스널컴퓨터등과 데이타통신의 기능과, 월간역률 계산 및 저장등의 기능을 수행하고, 부제어부(25)에서는 리얼타임의 계산과, 조작부(30)의 스위치인식과, 인터럽트신호의 제어와, 전력량펄스 파형의 제어등의 기능을 수행하도록 한다.

즉, 사용자가 설정부(33)를 통하여 계기의 ID번호, 디멘드(Demand) 시한시간의 변경, 휴일설정, '시간대 데이타 설정, 칼렌다 변경, 각 시간대의 명칭변경, 표시항목 및 순서변경, 로드서베이 보존데이타 지움, 계량조건 변경등의 조건을 설정 또는 변경하여 설정하면, 이에 따라 중앙제어부(24)에서 내부의 기능을 제어하여 계량편스 출력부(26)로 펄스주파수를 외부로 출력하고, 전송신호 입출력회로(31)를 통해 외부의 퍼스널 컴퓨터등과 정보의 교환을 하는 동시에 조작부(30)의 디스플레이 스위치가 한번씩 온됨에 따라 동작모드와 분류항목 및 각 분류항목의 수치를 표시장치 구동부(27)를 통해 표시부(28)의 LCD로 알려준다.

따라서 본 발명의 원격 제어 및 감시가 가능한 다기능 전력수급용 복합계기에 의하여서는 유효전력량, 지상무효전력량, 진상무효전력량 및 최대수요전력량은 물론 통신에 의해 동작조건의 확인과 동작조건의 변경 설정이 원격에서도 가능하도록 한 것이다.

Claims (1)

1. 변류기(1a)∼(1c)와 변압기(2a)∼(2c)에서 검출된 전류치와 전압치에 의해 평형용 조정부(7)와 위상보정부(8)가 구비된 제 1 전압 변환회로(6), 전류 변환회로(9)를 거쳐 입력전류에 비례한 전압으로 변환시켜 출력하도록 하고, 이상회로(12), 평형용 조정부(14)와 위상 보정부(15)가 구비된 제 2 전압변환회로(13), 주파수 검출회로(16) 및 주파수 변동검출회로(17)를 거쳐 진상무효전력용 전압 및 지상무효 전력용 전압으로 출력하도록 하여 전력량을 측정하는 원격의 제어 및 감시가 가능한 전력수급용 복합계기에 있어서, 상기 제 1 전압변환회로(6) 및 전류변환회로(9)로부터 입력되는 유효전력용 전압과 전압을 승산하고 가산·적분하여 유효 전력에 비례하는 전압신호로 변환하는 제 1 전력 -전압변환회로(10)와, 상기 제 1 전력-전압변환회로(10)로부터의 전압신호를 입력받아 적분한후 펄스 주파수는 변환하는 제 1 주파수 변환회로(11)와, 상기 제 2 전압 변환회로(13)로부터 입력되는 지상무효전력용 전압과 상기 전류변환회로(9)로부터의 전압을 승산하고 가산, 적분하여 무효전력에 비례한 전압으로 변환하는 제 2 전력-전압변화회로(18)와, 상기 주파수 변동검출회로(17)로부터 입력되는 주파수에 비례하는 전압신호를 입력받으면서 상기 제 2 전력-전압 변환회로(18)로부터의 전압을 보정하여 무효전력의 지상전력에 비례하는 전압신호로 출력하는 제 1 주파수 오차보정회로(19)와, 상기 제 1 주파수 오차보정회로(19)로부터의 전압신호를 입력받아 적분한 후 펄스주파수로 변환하는 제 2 전압-주파수 변환회로(20)와, 상기 제 2 전압변환회로(13)로부터 입력되는 진상 무효전력용 전압과 상기 전류변환회로(9)로부터의 전압을 승산하고 가산, 적분하여 무효전력에 비례하는 전압으로 변환하는 제 3 전력-전압 변환회로(21)와, 상기 주파수 변동검출회로(17)로부터 입력되는 주파수에 비례하는 전압신호를 입력받으면서 상기 제 3 전력-전압 변환회로(21)로부터의 전압을 보정하여 무효전력의 진상전력에 비례하는 전압신호로 출력하는 제 2 주파수 오차보정회로(22)와, 상기 제 2 주파수 오차보정회로(22)로부터 입력되는 전압신호를 적분한후 펄스주파수로 변환하는 제 3 전압-주파수 변환회로(23)와, 상기의 제 1 내지 제 3 전압-주파수 변환회로(11)(20)(23)로부터의 펄스주파수를 입력받으면서 시스템 클럭에 의해 동작하면서 정밀전력량계용 계량 펄스 신호의 계수와 계량값의 기억, 최대수요 전력계용 계량신호의 현재치, 최대치, 누적치의 기억, 만년카렌다 시계기능, 로드서베이(Load Survey)기능, 데이타 통신기능, 자기검사기능, 최대수요 전력복귀기능, 월간역률 계산기능, 경고기능, 계량치, 기록치, 설정치의 송·수신기능, 통신에 의한 각종 설정치 변경기능을 수행하는 중앙제어부(24)와, 상기의 정전 검출회로(5)로부터의 정전검출신호와 주파수 검출회로(16)로부터의 전원 주파수 동기신호를 입력받고 상기의 중앙제어부(24)와 정보를 주고받으면서 시계신호의 제어, 조작부 스위치제어, 수정발진제어, 표시장치 구동부제어, 인터럽트 신호제어, 상용전원 주파수제어, 리세트제어, 전력량 펄스파형의 제어, 시한펄스 파형의 제어 및 입/출력 어드레스, 데이타 제어의 기능을 수행하는 부제어부(25)와, 상기 중앙제어부(24)의 제어에 따라 시계회로(29)로부터 클럭을 공급받으면서 유효의 계량펄스 주파수, 지상무효의 계량펄스 주파수, 진상무효의 계량펄스 주파수를 외부로 출력하는 계량펄스 출력부(26)와, 상기의 중앙제어부(24)의 제어를 받으면서 부제어부(25)로부터의 데이타에 따라 표시장치(28)에 LCD에 의한 동작모드와 분류항목 및 각 항목에 해당하는 수치를 표시하는 표시장치 구동부(27)와, 상기 부제어부(25)에 연결되고 표시의 이동이나 전환시 사용하는 디스플레이 스위치, 계기의 자기검사시 사용하는 데스트 스위치 및 최대수요전력 복귀시 사용하는 디멘드 스위치들을 구비하여 사용자의 선택사양을 입력시키는 조작부(30)와, 상기 중앙제어부(24)에 연결되고 외부의 퍼스널 컴퓨터등에 의해 동작조건의 확인 및 설정에 따른 원격검침이 가능하도록 하는 전송신호 입출력회로(31)와, 상기 부제어부(25)에 연결되어 모뎀을 통해 동작조건의 확인 및 설정에 따른 데이타의 송수신이 가능하도록 하는 신호변환회로(32)와, 상기의 중앙제어부(24) 및 부제어부(25)에 연결되어 계기의 ID번호변경, 디맨드시 한시간의 변경, 휴일설정, 시간대 데이타 설정, 변경예약해제, 칼렌다변경, 각 시간대의 명칭변경, 최대수요전력복귀, 전송속도변경, 표시항목 및 순서변경, 로드서베이 보존 데이타 지움, 계량조건 변경등의 설정이 가능하도록 한 설정부(33)들로 구성됨을 특징으로 하는 원격 제어 및 감시가 가능한 다기능 전력수급용 복합계기.