KR100466791B1 - 배전반 기중차단기의 계측 표시 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력회로의 과전류, 지락과전류, 저전압발생시 전력선로의 차단은 물론 전압,전류,전력량,온도,주파수,등 계측내용을 표시하고,데이타 전송등의 배전반을 구비하도록 한 배전반 기중차단기의 계측 표시방법을 개시한다.

본 발명은 기중차단기 시스템의 기능을 다양화하여 배전반 시공을 위한 일련의 작업이 대폭 간소화되고, 최소화된 부피로 배전반을 시공할 수 있도록 하기 위하여 본체 내부에 설치된 메인회로 접점과, 접점의 상방에 설치된 소호챔버와, 접점의 온 및 오프를 위한 구동 메커니즘으로 구성된 공지의 기중 차단기에 있어서, 그 일측에 저압 배전반을 구성하기 위하여 변성기 입력과 변류기 입력 신호에 근거하여 기중 차단기의 작동신호를 출력시킴은 물론, 역률, 전력량, 전압, 전류, 과전류, 지락과전류, 저전압 경보 출력, 온도, 통신 기능등을 얻을 수 있도록 하기 위하여 소정의 프로그램이 내장된 마이크로프로세서와 작동설정을 위한 데이터 입력 수단및 표시수단을 구비하여서 된 것이다.

이에 따라, 본 발명은 저압 배전반을 시설함에 있어서, 필수적 요소인 다수의 기기를 개별적으로 구입하여 시공할 필요가 없으므로, 시공 작업이 매우 간편하게 될 뿐만 아니라, 그 전체적인 부피가 크게 감소되어 점유 면적을 크게 줄일 수있고,개별의기기가 배전반에필요치 않기 때문에 유지보수 및 고장율을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

배전반 기중차단기의 계측 표시 방법{MEASURING DISPLAY METHOD OF DISTRIBUTING BOARD AIR CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 배전반 기중차단기의 제어방법에 관한 것으로, 특히, 전력회로의 과전류, 지락과전류, 저전압발생시 전력선로의 차단은 물론, 역률, 전력량, 전압, 전류, 온도, 데이터 전송등의 배전반을 구비하도록 한 배전반 기중차단기 시스템의 그 제어 방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 기중차단기(ACB)는 자연공기내에서 접점이 개방될 때 접촉자가 떨어지면서 자연소호에 의한 소호방식을 갖는 저압회로의 교류,직류 차단기로 많이 사용되고 있으며, 이의 구조를 살펴보면 개폐기구(100), 조작기구(200), 차단장치(300), 소호챔버(400) 등이 각각 분리 독립된 것을 케이스에 의해 하나로 조립하여서 된 것이다.

이러한 기중 차단기의 대표적인 예를 도1로 도시하였다.

아울러, 이러한 기중 차단기는 그 배선 양측에 변성기(500)와 변류기(600) 그리고 공통터미널(700)과 전력계(800), 역률계(900) 그리고 전압선택스위치(1000)와 전류선택스위치(1001) 그리고 전압계(1002) 및 전류계(1003)를 연결함으로써, 저압 배전반을 구성하게 되는 것이며, 이러한 상태를 도2로 도시하였다.

그러므로, 이러한 종래의 저압 배전반은 기중차단기와 이들 각종 기기들이 결선되어 조립되는 것이므로, 그 부피가 크게 되어 점유 면적이 넓게 되어 설치 장소 확보에 어려움이 있을 뿐만 아니라, 각종 기기의 배선 작업을 위하여 많은 인건비와 작업시간이 소요되고, 제작비가 많이 들며, 유지 관리를 위한 인건비등 각종 비용 부담이 과중하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 저압 배전반을 설치하기 위한 각종의 기기들을 기중 차단기의 내부에 설치하여 줌으로써, 기중 시스템의 기능을 다양화하여 배전반 시공을 위한 일련의 작업이 대폭 간소화되고, 최소화된 부피로 배전반을 시공할 수 있도록 한 배전반 기중 차단기의 계측 표시 방법을 제공함에 있는 것이다.

도1은 종래의 기중 차단기를 보인 평면도

도2는 종래의 기중 차단기를 이용한 저압 배전반의 회로도.

도3은 본 발명에 의한 기중 차단 시스템의 구성을 보인 회로도.

도4는 본 발명에 의한 기중 차단 시스템과 저압 배전반 패널의 연결을 보인 설명도.

도5는 본 발명에 의한 기중 차단 시스템의 제어 방법을 보인 흐름도.

도6은 본 발명에 의한 기중 차단 시스템의 상세 실시 회로도.

도7은 본 발명에 의한 다른 실시예를 보인 설명도.

※ 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1:변성기

2:변류기

3:온도검출부

4:인터페이스회로

5:A/D 컨버터

6:입출력인터페이스

7:통신포트

8:키패드

9:표시수단

10:입출력포트

11:메모리

12:마이크로프로세서

14:통신 콘넥터

15:중앙연산처리장치

16:인터페이스 프로세서부

17:디스플레이 프로세서부

18: 수동 트립 및 수동 투입 버튼

19:트립코일구동회로

이러한 본 발명의 목적은 본체 내부에 설치된 메인회로 접점과, 접점의 상방에 설치된 소호챔버와, 접점의 온 및 오프를 위한 구동 메커니즘으로 구성된 공지의 기중 차단기에 있어서, 그 일측에 저압 배전반을 구성하기 위하여 변성기 입력과 변류기 입력 신호에 근거하여 기중 차단기의 작동신호를 출력시킴은 물론, 역률, 전력량, 전압, 전류, 과전류, 지락과전류, 저전압, 온도, 통신 기능등을 얻을 수 있도록 하기 위하여 소정의 프로그램이 내장된 마이크로프로세서와 작동설정을 위한 데이터 입력 수단및 표시수단을 구비하여서 된 배전반 기중 차단기의 계측 표시 방법을 제안한다.

이에 따라 본 발명은 저압 배전반을 시설함에 있어서, 필수적 요소인 다수의 기기를 개별적으로 구입하여 시공할 필요가 없으므로, 시공 작업이 매우 간편하게 될 뿐만 아니라, 그 전체적인 부피가 크게 감소되어 점유 면적을 크게 줄일 수도 있게 되는 효과가 있다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전체적인 구성을 도3으로 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 전원선로의 기중 차단 접점의 양측 선로에 변성기(1)와, 변류기(2)의 1차측 및 온도검출부(3)를 연결하고, 이들의 2차측에 연결된 인터페이스회로(4)와, 인터페이스회로(4)의 출력과 연결된 A/D 컨버터(5)와, 기중 차단기 내부의 상태 출력과, 기중 차단기 작동을 위한 릴레이 출력을 공급하기 위한 입출력인터페이스(6)와, 외부와의 통신을 위한 통신포트(7)와, 설정 키패드(8) 및 LCD와 표시판등 표시수단(9)과 연결시키기 위한 입출력포트(10) 그리고 설정 데이터와 연산 데이터 그리고 프로그램의 저장을 위한 각종 메모리(11)와, 중앙연산처리장치(15)로 구성된 마이크로프로세서(12)를 구비하여서 된 것이다.

이와 같이 된 본 발명에 의한 배전반을 갖는 기중 차단 시스템의 외관을 도4로 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 본체의 커버 측부에 설치된 통신 콘넥터(14)와 연결된 저압배전반측패널(13)에 키패드(8) 및 표시수단(9)을 설치한 형태로 실시할 수 있다.

이러한 본 발명에 의한 배전반 기중 시스템의 작동을 도5로 보인 흐름도와, 도 6으로 보인 상세 회로에 의하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 관리자에 의하여 설정 데이터가 입력되어야 한다. 이를 위하여 본 발명은 마이크로프로세서(12)가 메모리(11)에 저장된 초기화 데이터를 패치하여 로딩하고, 관리자에 의하여 키패드(8)의 데이터 수정에 해당하는 기능키가 조작되는 경우에는 설정 데이터 수정 모드인 것으로 판단하고, 이어지는 키패드(8) 조작에 의하여 수정데이터를 입력시키게 된다. 이러한 과정으로 입력된 수정 데이터는 관리자의 데이터 저장에 해당하는 기능키 조작에 의하여 메모리(11)에 저장되는 것이다.

이어서, 마이크로프로세서(12)는 통신포트(7)로부터의 데이터를 감시하여 통신 요청 모드인지의 여부를 확인한다. 이때, 통신포트(7)가 통신 요청 모드에 해당하는 상태인 경우에는 중앙 통제실등에서 전송되는 스타트 신호가 통신포트(7)에서 감지되는 경우 메모리(11)에 저장된 역률, 전력량, 전압, 전류, 기중 차단 접점 상태등의 송신 대상 데이터를 전송하는 것이고, 데이터의 송신이 완료된 후에는 통신을 종료하고, 재차 통신 요청이 있는지를 판단하여 통신 요청이 있는 경우에는 전술한 바와 같은 작동을 반복하고, 통신 요청이 없는 경우에는 기중 차단 접점 양측에 연결된 변성기(1)와 변류기(2)의 2차측 신호에서 레벨을 조정하는 인터페이스 회로를 거쳐 A/D변환기에서 아날로그 크기값에 상응하는 디지털 신호로 출력되는 것이다. 이러한 디지털 신호 출력은 중앙연산처리장치(15)에서 처리되어 전력량, 전압, 전류, 역률, 온도등의 전력 통제에 필요한 각종 데이터를 산출하게 된다. 이에 따라 종래에 별도로 배전반에 설치된 수개의 전력계, 역률계, 전압계, 전류계, 과전류 계전기, 지락과전류 계전기, 저전압계전기, 주파수계, 온도계등에 의하여 산출되던 각종 데이터가 마이크로프로세서(12)에 의하여 산출되어 숫자값으로 표시수단(9)에 순차로 표시되거나 키패드(8)를 조작함에 따라 선택적으로 표시수단(9)에 표시될 수 있게 되는 것이다.

아울러, 마이크로프로세서(12)는 이와 같이 각종 전력 관련 데이터를 산출함에 그치지 않고, 산출된 전류값이 설정치를 초과하는 경우나 지락과전류가 설정값을 초과하는 경우 또는 전압이 낮은 경우등에는 기중 차단 접점을 차단시키기 위하여 입출력인터페이스(6)를 경유하여 출력을 발생시킴으로써 릴레이가 작동하여 공지된 개폐기구, 차단장치의 작동으로 기중 차단 접점이 오프되는 것이다. 아울러, 기중 차단 접점의 오프 후 경보 부져를 동작시켜 관리자에서 전원 차단 사실을 통보하는 것이고, 이때, 관리자가 키패드(8)를 조작하면 경보 부져가 작동 중지되고, 상응한적절한 조치를 취함으로써 작동을 복구시킬 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 하드웨어 구성을 도6으로 상세히 예시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 삼상전원에서 각상의 전압을 측정하기 위하여 3조의 1,2차측권선을 구비한 변성기(1)를 사용하고 있으며, 2차측권선에서는 수볼트 정도의 낮은 전압을 출력시키게 된다. 이에 따라 4개의 출력선에서 각상의 전압값에 해당하는 출력신호를 얻게 되며, 이는 변성기(1) 전용 인터페이스회로(4')에 인가되는 구조로 실현될 수 있다.

아울러, 본 발명에서는 삼상전원에서 각상의 전류를 측정하기 위하여 3조의 변류기(2)를 설치하였으며, 이는 3개의 출력선으로 변류기(2) 전용인터페이스회로(4'')에 각상의 전류값에 해당하는 신호를 출력시키게 되는 구조로 실현될 수 있다.

아울러, 본 발명에서는 중앙연산처리장치(15)와 연결된 A/D컨버터(5)와, 입출력인터페이스(6)가 원칩형태로 내장된 마이크로프로세서(12)를 사용할 수 있는 것이며, 이에 롬이나 램, EEP롬등을 사용할 수도 있다.

또한, 입출력인터페이스(6)에서는 절연회로를 거쳐 다수의 릴레이를 구동시킴과 아울러, 기중차단시스템의 차단 접점의 온,오프를 위한 구동 출력을 제공하게 된다.

또한, 도4로 도시한 바와 같이 저압 배전반 패널에 표시수단(9)과 키패드(8)를 장착하기 위하여 통신 콘넥터(14)를 사용하고, 이에 의하여 마이크로프로세서(12)와 교신이 실시되도록 하기 위하여 인터페이스프로세서부(16)를 설치하였다.

이에 따라, 인터페이스 프로세서(12)부는 버퍼회로를 통하여 키패드(8) 및 표시수단(9)과 통신하는 한편, 플래쉬롬, 램, EEP롬이 연결되어 작동에 필요한 데이터의생성과 저장, 독출(access)을 실시하게 되고, 통신인터페이스를 통하여 마이크로프로세서(12)와 교신하도록 하였다.

또한, 도6으로 보인 본 발명의 실시예에서는 사용자가 직접 기중 차단 시스템의 접점을 오프시켜야 할 필요가 있을 경우를 대비하여 사용자가 표시수단(9)을 보면서 수동 트립 및 수동 투입 버튼(18)를 조작하면 버퍼회로를 거쳐 이러한 신호가 버퍼를 통하여 디스플레이 프로세서부(17)에 제공되고,이에 따라 디스플레이 프로세서(12)를 거쳐 마이크로프로세서(12)의 통신인터페이스에 인가되고, 이에 따라 마이크로프로세서(12)가 트립코일구동회로(19)를 작동시킴으로써, 기존의 기중차단기에서와 같은 기중 차단기의 접점 오프 기능을 실시하게 되는 것이다. 아울러, 이러한 실시예에서는 변압기 온도 또는 배전반 내부 온도를 온도 검출부(3)로 검출하여 출력시키고, 이를 입출력인터페이스(6)로 제공받아 마이크로프로세서(12)에서 온도 표시 및 설정온도 이상 상태인지의 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 트립 코일 구동 회로(19)로 제어 신호를 전송할 수 있다.

도6으로 보인 이상의 실시예는 구체적인 실시예의 하나를 보인 것으로, 본 발명의 권리 범위를 벗어 나지 않는 범위에서 여러 형태로 변형 실시할 수도 있음은 물론이다. 또한, 도7에 본 발명에 의한 다른 실시예로서, 표시수단(9)과 키패드(8)가 모두 기중차단기 시스템의 측부에 일체로 설치된 예를 도시하였다. 이러한 실시예에 의하면 배전반에 표시수단(9)과 키패드(8)를 설치하기 위한 일련의 작업 공정이 불필요하며, 배전반의 점유 공간을 축소시킬 수 있게 되며, 배전반의 제작 비용을 절감할 수 있게 된다.

이와 같이 하여 본 발명은 종래의 기중 차단기 접점 양측에 변성기(1)와 변류기(2)를 설치하고, 본체 측부에 배전반 패널을 추가 설치함으로써, 저압 배전반의 기능을 대체할 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명은 기중 차단 시스템만으로, 기존의 배전반 기능을 대체할 수 있게 되는 것이어서, 배전반 시공에 필요한 점유면적을 크게 감축시킬 수 있게 되는 잇점이 있는 것이고, 배전반의 제작에 소요되는 각종 기기 구입비 및 인건비등 각종 비용을 크게 절감할 수 있게 되는 것이며, 유지, 보수가 용이하게 되는 잇점이 있는 것이다. 뿐만 아니라, 본 발명은 작동 데이터를 외부로 송출하고, 필요에 따라 통신포트를 이용하여 원격 제어할 수도 있는 것이어서, 배전반을 보다 효율적으로 관리할 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Claims (9)

1. (삭제)
2. (삭제)
3. (삭제)
4. (삭제)
5. (삭제)
6. 과대전류, 지락과대전류, 기중차단기 제한 온도값등 작동에 필요한 초기화 데이터를 로딩하고, 설정데이터의 수정에 해당하는 키패드(8)의 버튼이 조작되는 경우 설정 데이터를 수정하고, 저장하며, 통신요청 신호와, 스타트 신호가 존재하는 경우 데이터를 송출하고 통신을 종료하며, 변성기(1), 변류기(2) 입력이 존재하는 경우 전압, 전류를 계측하고, 이와 설정 데이터 값을 비교하여 과전류, 지락과전류, 저전압 여부를 판정하여 해당되는 경우에는 트립코일구동회로(19)를 구동시켜 기중차단접점이 오프되도록 함과 아울러, 경보 부저를 동작시키는 단계와, 관리자가 키패드를 조작하는 경우 경보 부져 작동을 중지시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 배전반 기중차단기의 계측 표시 방법.
7. 제6항에 있어서,

   각종 계측값을 산출하는 단계와, 과전류인지를 판정하는 단계 사이에

   역률, 전력량, 전압, 전류, 온도, 과전류, 지락과전류, 저전압, 차단기 투입, 차단기 차단등 데이터를 표시수단(9)으로 표시하는 단계를 수행함을 특징으로 하는 배전반 기중차단기의 계측 표시 방법.
8. 제7항에 있어서,

   표시수단(9)으로 표시되는 역률, 전력량, 전압, 전류, 온도, 과전류, 지락과전류, 저전압 경보 데이터가 순차로 반복 표시됨을 특징으로 하는 배전반 기중차단기의 계측 표시 방법.
9. 제7항에 있어서,

   키패드(8)에 의하여 선택된 역률, 전력량, 전압, 전류, 온도, 과전류, 지락과전류, 저전압 중 어느 하나가 표시수단(9)으로 표시됨을 특징으로 하는 배전반 기중차단기의 계측 표시 방법.