KR100339121B1 - 배전선로 전압 측정 기록장치 및 방법 - Google Patents

배전선로 전압 측정 기록장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배전선로 전압 측정 기록 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 배전선로의 동작 상태를 일정 기간마다 분석하고 통계 처리하여 효율적인 배전선로의 유지 관리가 가능한 배전선로 전압 측정 기록 장치 및 방법에 관한 것이다. 배전선로내의 전압을 검출하여 디지털 데이터로 출력하는 전압 감지부, 순간 정전이 발생하면 정전 발생 신호를 발생하는 순간 정전 감지부, 배전선로의 전기적 에너지를 변환하여 동력을 공급하는 전원부, 실효치 전압의 평균치를 저장하는 저장부, 배전선로의 동작 상태와 관련한 시간 정보를 저장하는 시간 처리부, 특정 정보를 출력하는 위한 표시부, 복수의 버튼으로 구성되어 배전선로 전압 측정 기록 장치의 조작을 위한 정보를 입력하는 조작부, 외부 장치와의 송수신을 위한 통신 접속부 및 내부에 저장된 프로그램을 통해 측정 장치 내에 포함된 복수의 부재에 대한 통제와 제어 기능을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전선로 전압 측정 기록 장치가 제공된다. 전압 측정 장치의 크기를 소용량화하며, 전압 측정 장치의 운용을 위한 운용 인력 인원을 줄일 수 있고, 전압 측정 분석 결과의 신뢰도가 높으며, 동일한 기기로 복수의 측정 지점을 관리할 수 있다.

Description

배전선로 전압 측정 기록 장치 및 방법{Device and method for recording voltage data of power distribution line}
본 발명은 배전선로 전압 측정 기록 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 배전선로의 동작 상태를 일정 기간마다 분석하고 통계 처리하여 효율적인 배전 선로의 유지 관리가 가능한 배전선로 전압 측정 기록 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 잉크 펜을 이용하여 프린트 용지에 전압의 아날로그 순시값(instantaneous value)을 측정하여 연속적으로 기록하게 하고, 프린트 용지에 표시된 전압의 순시값(instantaneous value) 데이터를 이용하여 운용자가 목측을 이용하여 일정 기간별(예를 들어, 시간대별, 일정 기간별, 등)로 구분하여 전압 측정 및 수동적인 분석 작업을 수행하였다.
따라서, 종래 전압 측정 방법은 전압 측정 장치의 대용량화와 다소 많은 수의 운용 인력을 요하는 문제점이 있었다.
또한, 운용자의 수동 작업을 통해 전압 분석 작업이 이루어지므로 정확성의 신뢰도에 오차가 포함되어 있는 경우가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 전압 측정 장치의 크기를 소용량화하며, 전압 측정 장치의 운용을 위한 운용 인력 인원을 줄일 수 있는 배전선로 전압 측정 기록 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전압 측정 및 분석 작업을 위한 정보를 디지털 데이터로 변환하여 연산 처리함으로서 분석 결과의 신뢰도를 높일 수 있는 배전선로 전압 측정 기록 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 측정 지점에 대해 각각 독립된 고유 번호를 설정함으로서 동일한 기기로 복수의 측정 지점을 관리할 수 있는 배전선로 전압 측정 기록 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 동일한 배전선로의 경우에 인입단 및 말단의 전압 비교를 통해 전압 강하율을 자동으로 계산할 수 있는 배전선로 전압 측정 기록 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전선로 전압 측정 기록 장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전선로 전압 측정 기록 장치와 배전선로의 결합 상태를 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류 신호를 직류 신호로 변환하기 위한 변환 회로의 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전압 감지부 내에 포함되는 아날로그 디지털 변환 회로의 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부에 저장되는 프로그램의 동작을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순간 정전 여부의 검사를 위한 순서도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 측정 플로우를 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정 플로우의 나타낸 개략적인 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 전압 감지부 120 : 순간 정전 감지부
130 : 전원부 140 : 저장부
150 : 시간 처리부 160 : 표시부
170 : 조작부 180 : 통신 접속부
190 : 제어부
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예의 일 측면에 따르면, 배전선로내의 전기적 신호인 전압을 일정 기간마다 일정횟수 검출하여 디지털 데이타로 출력하는 전압 감지부; 상기 전압 감지부와 병렬로 결합되며, 상기 배전 선로 내에서 순간 정전이 발생하면 광 센서를 통해 정전 발생 신호를 발생하는 순간 정전 감지부; 상기 배전선로의 전기적 에너지를 입력전원으로 하여 계측기의 동작에 필요한 자체 전기적 에너지로 변환하여 동력을 공급하는 전원부; 내부에 저장된 프로그램을 통해 측정 장치 내에 포함된 복수의 부재에 대한 통제와 제어 기능을 수행하고, 상기 전압 감지부와 상기 순간 정전 감지부의 출력 신호에 있어서 순간 정전이 발생하는 경우 전압 정보 기록 중지 신호를 발생하는 제어부; 상기 전압 감지부로부터 측정되어 상기 제어부에서 계산된 실효치 전압의 평균치를 저장하는 저장부; 상기 제어부에서 처리되는 상기 배전 선로의 동작상태와 관련한 시간 정보를 저장하는 시간 처리부; 액정 표시기로 구성되고, 상기 제어부로 부터의 정보를 출력하기 위한 표시부; 복수의 버튼으로 구성되어 배전선로 전압 측정기록장치의 조작을 위한 정보를 입력하는 조작부 및 상기 저장부에 저장된 정보를 외부에 전송하고, 외부로부터 정보를 수신하기 위한 통신 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전선로 전압측정 기록장치가 제공된다.
또한, 상기 전압 감지부는 상기 배전 선로로부터의 전압에 있어서 노이즈를 제거하고 교류신호를 직류신호로 변환하는 필터 및 신호 조정부; 상기 필터 및 신호 조정부의 출력인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제어기로 출력하는 아날로그 디지털 변환기를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예의 다른 측면에 따르면, 필터 및 신호 조정부와 아날로그 디지털 변환기를 구비한 전압 감지부, 상기 전압 감지부와 병렬로 결합된 순간 정전 감지부, 내부에 저장된 프로그램을 통해 측정 장치 내에 포함된 복수의 부재에 대한 통제와 제어 기능을 수행하는 제어부, 상기 제어부에서 계산된 실효치 전압을 저장하는 저장부와 상기 제어부에서 처리되는 시간 정보를 저장하는 시간 처리부를 구비한 배전선로 전압측정 장치를 이용하여 상기 배전선로의 전압을 측정하는 방법에 있어서, 상기 전압 감지부를 이용하여 상기 배전 선로로부터 교류 전압 신호를 감지하는 단계; 상기 교류 전압 신호를 직류 전압 신호로 변환하는 단계; 상기 아날로그 디지털 변환기를 이용하여 상기 변환된 직류 전압 신호인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 디지털 신호를 바탕으로 상응하는 전압 정보를 상기 저장부에 저장하는 단계 및 상기 배전선로 전압을 계산하여 상기 시간 처리부에 저장하기 위한 시간간격을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전선로 전압측정 기록방법이 제공된다.
또한, 상기 순간 정전 감지부를 이용하여 상기 배선 선로의 정전 발생 여부를 감지하는 단계; 상기 배전선로에 정전현상이 발생하는 시점마다 배전선로전압의 측정작업을 중단하는 단계 및 상기 배전선로에 정전현상이 종결되는 시점에 상기 중단된 전압의 측정작업을 재개하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전선로 전압 측정 기록 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전선로 전압 측정 기록 장치와 배전선로의 결합 상태를 나타낸 구성도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 배전선로 전압 측정 기록 장치는 전압 감지부(110), 순간 정전 감지부(120), 전원부(130), 저장부(140), 시간 처리부(150), 표시부(160), 조작부(170), 통신 접속부(180), 제어부(190) 등을 포함한다.
전압 감지부(110)는 배전선로내의 전기적 신호인 전압을 검출하여 디지털 데이터로 출력하는 수단이며, 일정 기간(예를 들어, 1초)마다 일정 횟수(예를 들어, 18회)의 주기로 실효치(effective value) 전압 값이 샘플링(sampling)되어 측정되고, 일정 기록 주기(예를 들어, 1분)마다 평균값이 계산된다. 전압 감지부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 노이즈를 제거하고 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 필터 및 신호 조정부(111), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(A/D converter)(112) 등을 포함하며, 각 부재에 대해 이후 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
실효치(effective value) 전압 값은 직류 전압의 값으로 교류 전압의 값을 나타낸 값이다. 교류의 전압은 그 세기가 일정하지 않고 시간에 따라 주기적으로 변화한다. 따라서 동일한 저항으로 교류 전압 및 직류 전압을 구분하여 인가하고, 저항 속에서 소비되는 전력이 같을 때의 직류 전압의 세기로 교류 전압의 세기를 나타낸다. 다시 말하면, 실효값은 주기적으로 변동하는 전압의 순시값의 제곱의 1주기에 걸친 평균값의 제곱근과 같다.
순간 정전 감지부(120)는 순간 정전이 발생하면 광 센서를 통해 정전 발생 신호를 발생하는 수단이며, 상기 전압 감지부(110)와 병렬로 결합된다.
전원부(130)는 배전선로의 전기적 에너지를 입력 전원으로 하여, 계측기의 동작에 필요한 자체 전기적 에너지로 변환하고, 각각의 수단(예를 들어, 제어부의 구성 회로, 액정 표시 장치(LCD: liquid crystal display), RS-232C 통신 장치, 아날로그 디지털 변환기(AD converter), 시간 처리부, 등)에 적합한 전위로 변환하여 동작 전원을 공급하는 수단이다.
저장부(140)는 전압 감지부(110)에서 측정되어 계산된 실효치 전압의 평균치를 저장하는 수단이며, 저장되는 정보는 평균 전압 정보와 각각의 기록 시간, 기록 장소의 고유 번호(ID) 정보, 기록 주기, 고유 번호 수량 정보 등을 축적할 수 있다.
시간 처리부(150)는 현재 시각, 예약 측정시의 개시 시각, 측정 종료 시각,정전 발생시의 정전 시각, 정전 복구시의 정전 복수 시각 등의 시간 정보를 저장하는 수단이다.
표시부(160)는 액정 표시기(LCD: liquid crystal display)로 구성되며, 액정의 광학적 성질이 전기적으로 변화하는 것(전압을 가함으로써 빛을 반사한다)을 이용하여 숫자, 문자, 화상 등을 표시하기 위한 수단이다.
액정표시기(LCD: liquid crystal display)는 자기 발광성은 없지만, 소비 전력이 매우 적고 동작 전압도 낮은 이점이 있다.
조작부(170)는 복수의 버튼(button)으로 구성되어 배전선로 전압 측정 기록 장치의 조작을 위한 정보를 입력하는 수단이다.
통신 접속부(180)는 상기 저장부(140)에 저장된 정보를 외부에 전송하기 위한 수단이며, 통신을 위한 RS-232C 통신 장치로 구성되거나 외부 분석 시스템과 직접 연결하기 위한 접속 단자 형식으로 구성될 수 있다.
제어부(190)는 내부에 저장된 프로그램을 통해 상기 복수의 기기 들에 대한 통제하고 제어 기능을 수행하기 위한 수단이며, 중앙 처리 장치로서 마이크로 프로세서(micro processor) 등으로 적용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류 신호를 직류 신호로 변환하기 위한 변환 회로의 구성도이다.
교류는 그 파형에 의해 전기적인 특성이 달라서 직류와 같이 전압과 전류를 표현하기가 곤란하다. 정현파 교류 전압의 경우 교류 파형 면적의 시간 평균에 상당하는 직류 전압으로 정의되는 평균값, 교류 파형의 전기적 에너지의 시간 평균에해당하는 직류 전압으로 정의되는 실효값, 영전위로부터 (+)측, (-)측의 최대 진폭을 표시하는 최대값 등으로 표현하는 방법이 있다.
본 발명의 배전선로 전압 측정 기록 장치에서는 전파 정류 회로를 사용한 평균 전압의 측정으로부터 실효 전압으로 변환한다. 정현파 교류 전압을 기준할 때 평균 전압과 실효 전압 사이에는 1.11072배의 차이가 존재한다.
도 3을 참조하여, 저전압 교류 신호는 제1 증폭부(OP1)를 포함하는 부출력 반전 이상 다이오드 회로, 제2 증폭부(OP2)를 포함하는 가산기 및 정류 회로를 통해 직류 신호로 변환되는 과정을 설명한다.
전반부 부출력 반전 이상 다이오드인 제1 증폭부(OP1)에서는 역 방향으로 된 다이오드를 통해 +Ei의 반주기 입력에 대해 -Et의 반주기 출력을 얻는다.
다음의 반전 증폭 및 가산기부인 제2 증폭부(OP2)의 정상 입력 단자는 기준 전위(접지)에 접속되어 있고, 제1 증폭부(OP1) 출력 전압 Et가 제3 저항 소자(R3)를 거쳐 역상 (-) 입력 단자에 가해지고 있다.
따라서, (-) 입력 단자의 (+) 입력 단자 신호는 부 극성의 출력 전압으로 반전된 후, 이것이 제2 증폭부(OP2)에 연결된 제4 저항 소자(R4)를 경유하여 (-) 입력 단자에 네거티브 피드백(negative feedback)된다.
출력 전압의 크기는 Et 입력 전압의 -R4/R3의 비율만큼 증폭되는 데, 극성이 반전된다. 즉, 반전 증폭 회로 부분에서는 입력 전압과 역 위상의 증폭된 출력 전압이 얻어진다. 따라서, 위의 교류 전압 측정 회로를 통하여 실효 전압 값을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전압 감지부 내에 포함되는 아날로그 디지털 변환 회로의 구성도이다.
다시 도 3을 참조하여, 실효치 전압 값으로 변환된 교류 전압에 대해 아날로그 디지털 변환이 필요하다. 제품의 크기를 소형화하고 노이즈에 대한 대책도 향상시키기 위해 직렬로 데이터를 처리할 수 있는 방법을 본 발명에 적용한다.
도 4를 참조하면, 아날로그 디지털 변환 회로(112)는 전압 감지부(도 1 참조) 내에 포함되며, 적분부(113), 비교 측정부(114), 회로 제어부(115), 스위치 구동부(116), 스위치부(117), 기준 전압 발생부(118) 등을 포함한다.
아날로그 디지털 변환 회로(112)는 직렬화된 데이터 처리를 할 수 있는 듀얼-슬로프 컨버터(dual-slope converter) 기능을 갖는다. 아날로그 디지털 변환 회로에 대한 외부 제어 인터페이스는 회로 제어를 위한 콘트롤 로직(control logic) 입력 A와 B 및 비교 측정부(114)의 출력 정보 등을 포함한다.
상기 A, B의 제어에 의해 변환 회로는 오토 제로(Auto Zero), 인테그래이트(Integrate), 디인테그레이트(Deintegrate)와 인테그레이터 제로(Integrator Zero)의 4단계 데이터 변환 과정을 거쳐 아날로그 디지털 변환 과정을 종료한다. 오토 제로(Auto Zero) 단계에서는 초기에는 인테그레이트(Integrate)가 영(0)으로 설계된다. 이후 고정된 인테그레이션(Integration)의 기간 동안 입력 전압이 적분되고, 일정 기간 후에 디인테그레이트(Deintegrate) 단계가 곧 바로 진행되는데, 이 기간 동안은 적분기의 입력 단자에 입력과는 반대 극성으로 인가된 기준 전압에 대하여 적분이 이루어진다. 그러나 인가 전압 극성의 반대로 적분치가 감소한다. 동시에 외부의 제어부 내부에 있는 타이머가 작동을 시작하고 디인테그레이트(Deintegration) 과정은 적분기가 다시 영(0) 전압이 될 때까지 진행된다. 또한, 비교 측정부(114) 출력 정보의 극성이 'HIGH'에서 'LOW'로 바뀌며 외부 제어부에 있는 타이머의 동작도 정지한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부에 저장되는 프로그램의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 단계 210에서 제어부를 초기화한다. 제어부를 초기화하는 방법으로는 예를 들어, 일정 기간(예를 들어, 300msec) 이상 리셋(reset) 신호를 지속적으로 공급하는 방법을 적용할 수 있다.
단계 220에서는 타이머와 카운터 모드, 통신 및 인터럽트 레지스터들의 설정, 통신 속도 설정 등의 작업을 위한 변수를 초기화하고, 제어부 초기 운전 값을 설정한다.
단계 230에서 계측기의 초기 운전 상태를 표시하며, 표시 가능한 항목으로는 계측기의 액정 표시기에 시계 값을 읽어 현재 시각(예를 들어, 년, 월, 일, 시)을 표시하거나, 현재의 교류 실효 전압 값을 읽어 표시하거나, 특정 문자 정보(예를 들어, 회사 로고, 등)를 표시하거나, 측정 주기(예를 들어, 샘플링 주기) 표시, 측정 지점의 고유 코드 정보(예를 들어, 4자릿수 등으로 적용할 수 있다.)를 표시하거나, 저장부에 기록된 고유 코드 정보의 개수 등을 적용할 수 있다.
단계 240에서 플래시메모리의 데이터 구조 중에서 최종 측정 지점의 고유 코드 정보 위치에서 사용되던 측정 모드가 완료되었는지를 검사하여 측정 중이었으면, 현재 시간으로부터 측정을 시작한다. 플래시메모리의 주소 위치는 시간 처리부 내에 저장된다.
단계 240에서 운용자로부터의 키 입력 정보가 수신되는지 여부를 검사한다. 운용자가 키 입력을 통해 조작할 수 있는 작업은 일간 또는 월간 자동 측정 모드 선택, 특정 버튼(예를 들어, 메뉴 버튼, 조정 버튼, 설정 버튼, 등)에 의한 시각 조정, 측정 지점의 해당 코드 설정, RAM 지우기, 고유 코드 검색, 자동 측정을 위한 시작 시각과 종료 시각 설정 등의 기능이 있다.
단계 240을 통한 운용자의 조작이 있는 경우에는 운용자에 의해 변경된 정보에 따라 측정 작업을 진행하고, 만약 운용자의 조작이 없는 경우에는 단계 230에서와 동일한 방법으로 측정을 진행한다.
단계 250에서 순간 정전의 경우에는 관련 정보를 저장한다. 즉, 순간 정전이 발생하여 일정 기간(예를 들어, 2사이클) 동안 지속되면 순간 정전 시각을 플래시메모리에 저장한다. 전원이 정상적인 경우에는 일정 시간마다 일정 횟수(예를 들어, 1초에 60회)의 주기로 전기적 신호가 순간 정전 감지부에서 발생하여 제어부로 인가되는 데 일정 기간(예를 들어, 2사이클) 동안 상기 신호가 감지되지 않으면 정전으로 인식한다.
단계 250과 관련한 순간 정전시의 경우는 이후 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순간 정전 여부의 검사를 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 단계 310에서 배전선로 전압 측정 기록 장치는 미리 설정된 조건에 따라 전압 측정 작업을 진행한다.
단계 320에서 순간 정전 감지부의 인터럽트 여부를 검사하여 순간 정전 감지부로부터 특정 신호가 지속적으로 수신되는지 여부를 검사한다.
전원이 정상적인 경우에는 일정 시간마다 일정 횟수(예를 들어, 1초에 60회)의 주기로 전기적 신호가 순간 정전 감지부에서 발생하여 제어부로 인가되므로, 예를 들어, 1/120초마다 정전의 가능성을 표시하는 지수(예를 들어, powerfail)를 1씩 증가시켜, 일정 횟수 이상(예를 들어, powerfail이 4이상)인 경우에 정전으로 인식한다.
만일 단계 320의 검사 결과로 정전으로 판단되면, 단계 330으로 진행하여 정전 시각을 시간 처리부 내에 저장하고, 만일 단계 320의 검사 결과로 정상적인 경우라면 단계 310으로 진행하여 측정 작업을 진행한다.
상기 복수의 수단(이하, 참조 번호는 도 1을 참조한다.)을 이용하여 배전선로에 순간 정전이 발생하는 경우에 감지하고, 해당 정보를 저장하는 과정을 상세히 설명한다.
배전선로에 순간 정전이 발생하더라도 전원부(130)의 전원에 커패시턴스(capacitance)가 들어 있어, 순식간에 전원의 공급이 차단되지는 않는다. 순간 정전이 발생한 경우 상기 커패시턴스를 이용하여, 정전 발생 시각을 시간 처리부(150)에 해당 시간을 기록하고, 저장부(140)가 측정 정보(data)의 기록을 중지하도록 하여 측정 업무가 종료되도록 할 수 있다.
배전선로에서의 정전 발생 여부를 전압 감지부(110)에서 인식하고자 하면, 정전되는 중간에도 실효 전압 값이 계산되고 저장되어, 저장된 계산 값의 왜곡 현상이 발생하여 계산 값이 부정확해지고 예측 및 판단이 어려워진다.
다시 도 1을 참조하여, 순간 정전 감지부(120)를 설치하며, 순간 정전 감지부(120)는 전압 감지부(110)와 병렬로 구성된다. 또한, 제어부(190)에서도 순간 정전 감지부(120)에서 전송되는 신호를 전압 감지부(110)에서 전송하는 신호보다 우선하여 인식한다.
제어부(190)에서 순간 정전 감지부(120)를 통해 정전을 감지하는 방법은 정상적인 경우에 순간 정전 감지부(120)로부터 일정 시기(예를 들어, 1초)에 일정 횟수(예를 들어, 60회)의 펄스 신호를 수신한다. 만약 순간 정전이 발생하여 순간 정전 감지부(120)로부터 일정 사이클(예를 들어, 1/30 초) 동안 펄스 신호가 수신되지 않는 경우에는 제어부(190)에서 순간 정전으로 감지하고, 측정 작업을 종료하며, 현재 시각을 정전 시각으로 인식하여 시간 처리부(150)에 저장한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 측정 플로우를 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, 순간 정전 등을 포함하는 정전 상태 등의 복구 또는 처음으로 측정을 개시하는 배전선로 전압 측정 기록 장치는 단계 410에서 측정 저장 여부의 선택을 요청하고, 단계 420에서 자동 측정 저장 여부의 선택을 요청한다.
만일 단계 410 내지 단계 420의 요청에 의해 측정 저장 기능 및 자동 측정 저장 기능을 선택하지 않는 경우에는 표시부에 전압 표시와 점멸 현상(즉, 깜박거림 현상)이 발생하고, 측정되는 전압 정보는 저장부 내에 저장되지 않는다.
또한, 만일 단계 410 내지 420의 요청에 의해 측정 저장 기능 및 자동 측정 저장 기능을 선택하는 경우에는 측정된 전압 정보가 저장부 내에 저장된다.
단계 430에서 배전선로 전압 측정 기록 장치는 시간별 자동 측정 여부의 선택을 요청한다. 만일 단계 430의 요청에 의해 시간별 자동 측정 기능을 선택하는 경우에는 단계 440으로 진행하여 자동 측정 기록 날짜를 동일하게 설정한다.
이후, 단계 450에서 현재 시각이 측정 시각인지 여부를 검사한다. 단계 450에서 측정 시각인지 여부를 검사하는 방법은 현재 시각이 자동 측정 개시 시각과 자동 측정 종료 시각의 사이에 존재하는지 여부를 검사하는 방법을 적용할 수 있다. 만일, 현재 시각이 상술한 시각 사이에 존재한다면 단계 460으로 진행하여 측정 작업을 개시하고, 측정된 전압 정보는 시간별로 분류되어 저장부 내에 저장된다.
만일 단계 450의 검사 결과로 현재 시각이 자동 측정 개시 시각과 자동 측정 종료 시각의 사이에 존재하지 않는다면 단계 470으로 진행하여 측정 작업을 종료한다.
다시 단계 430으로 진행하여 시간별 자동 측정 기능을 선택하지 않는 경우에는 단계 480으로 진행하여 날짜별로 측정 기록을 기록한다.
단계 480에서 현재 날짜가 자동 측정 시작 날짜와 자동 측정 종료 날짜의 사이에 존재하는지 여부를 검사하는 방법으로 측정 날짜를 검사한다. 만일 단계 480의 검사 결과로 현재 날짜가 상술한 날짜 사이에 존재한다면 단계 470으로 진행하여 일별 자동 측정 기록을 개시한다. 또한, 만일 단계 480의 검사 결과로 현재 날짜가 상술한 날짜 사이에 존재하지 않는다면 단계 500으로 진행하여 일별 자동 측정 기록을 종료한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정 플로우의 나타낸 개략적인 순서도이다.
도 8은 정전 복구 또는 처음 측정을 개시하는 경우의 개략적인 플로우를 나타낸다.
단계 550에서 배전선로 전압 측정 기록 장치는 운용자 입력이 있었는지 여부를 검사한다. 만일 사용자 입력(예를 들어, 시계 설정, 기록 주기 등의 각종 조작 버튼을 이용한 입력)이 있는 경우에는 단계 560으로 진행하여 사용자의 수정 사항을 표시부에 표시한 후, 단계 570으로 진행한다. 또한 단계 550의 검사 결과로 운용자의 입력이 없는 경우에는 단계 570으로 직접 진행한다.
단계 570에서 통신상의 입력이 있는지 여부를 검사한다. 통신상 입력의 검사는 통신 포트를 이용하여 외부 분석 시스템과 정보(data)를 송수신하고 있는지의 판별하는 것이다. 만일 통신상의 입력이 있는 경우에는 단계 580으로 진행하여 분석 시스템과 데이터 송수신 작업을 처리한 후, 단계 590으로 진행한다. 또한, 단계 570의 검사 결과로 통신상의 입력이 없는 경우에는 단계 590으로 직접 진행한다.
단계 590에서 현재 시각이 측정값을 기록할 시간인지 여부(도 7 참조)를 검사한다. 만일 측정값을 기록할 시간인 경우에는 단계 600으로 진행하여 측정값을 기록하고 단계 610으로 진행하며, 만일 측정값을 기록할 시간이 아닌 경우에는 단계 610으로 직접 진행한다.
단계 610에서 배전선로 전압 측정 기록 장치는 현재 정전(순간 정전을 포함한다.)이 발생했는지 여부를 검사한다. 만일 정전이 발생하지 않은 경우에는 단계 590으로 진행하여 측정값을 기록할 시간인지 여부를 검사한다. 또한 만일 정전이 발생한 경우에는 단계 620으로 진행하여 작업을 종료한다.
이하, 전압 측정 알고리즘에 대해 간략히 설명한다.
아날로그 전압이 디지털로 변환된 값은 타이머 카운터에 기록된 결과 값에 의해 처리된다. 입력 전압 신호, 기준 전압(Reference Voltage), Integration time 등에 관한 관계식이 아래 수학식 1과 같이 성립된다.
여기서,는 기준 전압(Reference Voltage)(예를 들어, 2V)이고,는 고정된 적분 시간이며,는 변수인 Reference Voltage 적분 시간이다. 이 경우 짧은 샘플링 주기동안 입력선로 전압이 일정하다고 가정하면 다음의 수학식 2와 같이 간단한 관계식이 성립한다.
그래서, 입력 전압은을 카운트하여 쉽게 계산할 수 있다. 이하, 마이크로 콘트롤러(AT89C52)를 사용한 입력 전압을 계산하는 알고리즘을 기술한다.
unsigned char ad_timer;
unsigned int ad_value;
unsigned long SunAD;
// A, B, Comparator_Out의 신호 제어 및 모니터링으로부터 타이머의 작동 여부 설정
interrupt [0X0B] void timer_0(void)
{
TH0 = -240;
switch (ad_timer) {
case 0: // Auto zero 단계
A= 0; B= 1; Comparator_OUT= 0;
TF1= TR1= TH1 = TL1 = 0; break;
case 4: // Integration 단계
A= 1; B= 0; break;
case 8: // Deintegration 단계
B1= 0; TR1= 1; break;
case 15: // Integration Output Zero
A= B= Comparator_OUT= 0; break;
}
// 선로 전압에 대하여 샘플링 한 실효값을 마이크로 콘트롤러의 타이머/ 카운터로부터 계산하는 루틴
interrupt [0X03] void EX0_int(void)
{
TR1 = 0;
ad_value = (TH1*16 + TL1/16)-4;
SumAD+=ad_value
}
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 전압 측정 장치의 크기를 소용량화하며, 전압 측정 장치의 운용을 위한 운용 인력 인원을 줄일 수 있다.
또한, 전압 측정 및 분석 작업을 위한 정보를 디지털 데이터로 변환하여 연산 처리함으로서 분석 결과의 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 복수의 측정 지점에 대해 각각 독립된 고유 번호를 설정함으로서 동일한 기기로 복수의 측정 지점을 관리할 수 있다.
또한, 동일한 배전선로의 경우에 인입단 및 말단의 전압 비교를 통해 전압강하율을 자동으로 계산할 수 있다.

Claims (5)

  1. 배전선로내의 전기적 신호인 전압을 일정 기간마다 일정횟수 검출하여 디지털 데이타로 출력하는 전압 감지부;
    상기 전압 감지부와 병렬로 결합되며, 상기 배전 선로 내에서 순간 정전이 발생하면 광 센서를 통해 정전 발생 신호를 발생하는 순간 정전 감지부;
    상기 배전선로의 전기적 에너지를 입력전원으로 하여 계측기의 동작에 필요한 자체 전기적 에너지로 변환하여 동력을 공급하는 전원부;
    내부에 저장된 프로그램을 통해 측정 장치 내에 포함된 복수의 부재에 대한 통제와 제어 기능을 수행하고, 상기 전압 감지부와 상기 순간 정전 감지부의 출력 신호에 있어서 순간 정전이 발생하는 경우 전압 정보 기록 중지 신호를 발생하는 제어부;
    상기 전압 감지부로부터 측정되어 상기 제어부에서 계산된 실효치 전압의 평균치를 저장하는 저장부;
    상기 제어부에서 처리되는 상기 배전 선로의 동작상태와 관련한 시간 정보를 저장하는 시간 처리부;
    액정 표시기로 구성되고, 상기 제어부로 부터의 정보를 출력하기 위한 표시부;
    복수의 버튼으로 구성되어 배전선로 전압 측정기록장치의 조작을 위한 정보를 입력하는 조작부 및
    상기 저장부에 저장된 정보를 외부에 전송하고, 외부로부터 정보를 수신하기 위한 통신 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전선로 전압측정 기록장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 감지부는
    상기 배전 선로로부터의 전압에 있어서 노이즈를 제거하고 교류신호를 직류신호로 변환하는 필터 및 신호 조정부;
    상기 필터 및 신호 조정부의 출력인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제어기로 출력하는 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전선로 전압측정 기록장치.
  3. 필터 및 신호 조정부와 아날로그 디지털 변환기를 구비한 전압 감지부, 상기 전압 감지부와 병렬로 결합된 순간 정전 감지부, 내부에 저장된 프로그램을 통해 측정 장치 내에 포함된 복수의 부재에 대한 통제와 제어 기능을 수행하는 제어부, 상기 제어부에서 계산된 실효치 전압을 저장하는 저장부와 상기 제어부에서 처리되는 시간 정보를 저장하는 시간 처리부를 구비한 배전선로 전압측정 장치를 이용하여 상기 배전선로의 전압을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 전압 감지부를 이용하여 상기 배전 선로로부터 교류 전압 신호를 감지하는 단계;
    상기 교류 전압 신호를 직류 전압 신호로 변환하는 단계;
    상기 아날로그 디지털 변환기를 이용하여 상기 변환된 직류 전압 신호인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;
    상기 변환된 디지털 신호를 바탕으로 상응하는 전압 정보를 상기 저장부에 저장하는 단계 및
    상기 배전선로 전압을 계산하여 상기 시간 처리부에 저장하기 위한 시간간격을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전선로 전압측정 기록방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 순간 정전 감지부를 이용하여 상기 배선 선로의 정전 발생 여부를 감지하는 단계;
    상기 배전선로에 정전현상이 발생하는 시점마다 배전선로전압의 측정작업을 중단하는 단계 및
    상기 배전선로에 정전현상이 종결되는 시점에 상기 중단된 전압의 측정작업을 재개하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전선로 전압측정 기록방법.
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