KR100533993B1 - V and I Measurement System of Wiring - Google Patents

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KR100533993B1
KR100533993B1 KR10-2002-0086742A KR20020086742A KR100533993B1 KR 100533993 B1 KR100533993 B1 KR 100533993B1 KR 20020086742 A KR20020086742 A KR 20020086742A KR 100533993 B1 KR100533993 B1 KR 100533993B1
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Abstract

본 발명은 철도 차량 가선 전압 및 전류 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 가선의 전압 및 전류 등을 측정하여 분석하는 철도 차량 가선 전압 및 전류 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a railway vehicle line voltage and current measurement system, and more particularly to a railway vehicle line voltage and current measurement system for measuring and analyzing the voltage and current of the railway line.

본 발명은 가선(전차선)의 전압 및 전류를 측정하는 전압 및 전류 센서; 차량의 속도를 측정하는 속도 센서; 상기 전압 및 전류 센서, 속도 센서를 통해 입력된 전압 및 전류, 속도 데이터를 이용하여 가선(전차선)의 전력량, 역율, 전압, 전류, 속도, 고조파 전압 및 전류를 분석하는 전력 분석기와; 상기 전력 분석기로부터 데이터를 입력받아 모니터링하는 모니터로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 차량 가선(전차선) 전압 및 전류 측정 시스템으로 구성된다.The present invention provides a voltage and current sensor for measuring the voltage and current of the wire (train line); A speed sensor for measuring a speed of the vehicle; A power analyzer that analyzes the amount of power, power factor, voltage, current, speed, harmonic voltage, and current of the cable line by using voltage, current, and speed data inputted through the voltage, current sensor, and speed sensor; It is composed of a railway vehicle line (train line) voltage and current measurement system, characterized in that the monitor is configured to monitor the data received from the power analyzer.

Description

철도 차량 가선 전압 및 전류 측정 시스템{V and I Measurement System of Wiring}V and I Measurement System of Wiring

본 발명은 철도 차량 가선 전압 및 전류 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 가선의 전압 및 전류 등을 측정하여 분석하는 철도 차량 가선 전압 및 전류 측정 시스템에 관한 것이다.여기서, 가선이란 전차선이라고도 하며, 차량이 가선(전차선)으로부터 판토그래프를 통해 전력을 공급받아 추진장치, 보조전원장치 등의 전장품에 전원을 제공하도록 하는 것을 말한다.The present invention relates to a railway vehicle line voltage and current measurement system, and more particularly, to a railway vehicle line voltage and current measurement system for measuring and analyzing the voltage and current of the railway line. In other words, the vehicle is supplied with electric power through the pantograph from the overhead line (train line) to provide electric power to electronic devices such as propulsion devices and auxiliary power supplies.

일반적으로, 전기철도의 안정성, 유지보수의 편리성, 신뢰성 등을 확보하기 위해 반드시 확인해야 될 성능중의 하나가 가선의 전압 및 전류값과 이로 인한 유도 장애를 최소화하는 것이라고 할 수 있다. 가선에 이상이 발생할 경우에는 차량에 취부되어 있는 각 전장품들에 치명적인 결함을 초래할 수가 있고, 유도장애는 차량뿐만 아니라 선로변이나 지상과 차상의 통신선에 악영향을 줄 수가 있기 때문이다.In general, one of the performances that must be checked in order to ensure the stability of electric railway, convenience of maintenance, reliability, etc. may be to minimize the voltage and current values of the wires and the induced obstacles caused by them. If a fault occurs in the line, it may cause a fatal defect in each of the electrical appliances mounted on the vehicle, and the induced obstacle may adversely affect not only the vehicle but also the track side or the communication lines on the ground and the vehicle.

가선에서 전원을 안정적으로 공급하는지를 확인하고, 최적의 열차운행 스케쥴을 작성하기 위해 반드시 실시해야하는 시험임에도 불구하고 현재까지는 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션만을 실시하거나 노트북만을 이용하여 한쪽의 변압기에 대한 정보만을 입력받아 계산하였기 때문에 차량 전체에 대한 여러 정보를 계산하는데는 많은 어려움이 존재하였다.Although it is a test that must be conducted in order to check whether the power supply is stably supplied and to create the optimal train schedule, until now, only computer simulations or only notebooks are used to calculate and receive information about one transformer. As a result, many difficulties existed in calculating various information about the whole vehicle.

즉, 한쪽 변압기로부터 나오는 전류신호만을 입력받아 차량 전체의 전력량과 역율 등을 계산하였다. 이는 결과 값에 많은 오차를 발생시키는 요인이 되었다. 덧붙여 설명하면, 한 대의 변압기만을 측정하거나 한 쪽 방향의 변압기만을 위주로 측정했기 때문에 전체적으로 발생하는 가선전압과 전류의 크기에 대해서는 심도 있는 연구를 수행하는데 많은 어려움이 있었다.That is, the power amount and power factor of the entire vehicle were calculated by receiving only the current signal from one transformer. This caused many errors in the result value. In addition, since only one transformer was measured or only one transformer was measured in one direction, it was difficult to conduct an in-depth study on the magnitude of the generated line voltage and current.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전체 차량에 대한 정보를 파악하여 전력량, 역율, 전압, 전류 등에 대한 각종 정보를 정확히 분석하도록 함으로써, 에너지 효율이 높은 차량제어기법과 유도장애 영향을 최소화하기 위한, 철도 차량 가선 전압 및 전류 측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by grasping the information on the entire vehicle to accurately analyze various information on the amount of power, power factor, voltage, current, etc., minimizing the impact of energy efficient vehicle control techniques and induced obstacles It is an object of the present invention to provide a railroad vehicle line voltage and current measurement system. Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. . Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

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상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가선(전차선)의 전압 및 전류를 측정하는 전압 및 전류 센서와; 차량의 속도를 측정하는 속도 센서와; 상기 전압 및 전류 센서, 속도 센서를 통해 입력된 전압 및 전류, 속도 데이터를 이용하여 가선(전차선)의 전력량, 역율, 전압, 전류, 속도, 고조파 전압 및 전류를 분석하는 전력 분석기와; 상기 전력 분석기로부터 데이터를 입력받아 모니터링하는 모니터로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 차량 가선(전차선) 전압 및 전류 측정 시스템을 제공한다.상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.본 발명에 따른 철도 차량 가선 전압 및 전류 측정 시스템은 가선의 전압 및 전류를 측정하는 가선 전압 센서, 가선 전류 센서로부터 전차선 상태와 관련된 정보를 입력받아 전력분석기에 자료를 제공해준다.In order to achieve the above object, the present invention provides a voltage and current sensor for measuring the voltage and current of the wire (train line); A speed sensor for measuring a speed of the vehicle; A power analyzer that analyzes the amount of power, power factor, voltage, current, speed, harmonic voltage, and current of the cable line by using voltage, current, and speed data inputted through the voltage, current sensor, and speed sensor; Provided is a railroad vehicle line (train line) voltage and current measurement system comprising a monitor for receiving and monitoring data from the power analyzer. The above objects, features, and advantages are described in detail with reference to the accompanying drawings. Through the above, it will be more apparent, and therefore, those skilled in the art will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A line voltage and current measurement system for a railway vehicle according to the present invention includes a line voltage sensor and a line current measuring a voltage and a current of a line. The sensor receives information related to the state of the vehicle line and provides the data to the power analyzer.

즉, 도 1은 개략적인 가선전압, 전류 측정시스템 구성도를 보여준다. 차량에 배선되어 있는 전압 센서로부터 가선 전압을 입력받도록 하고 있다. That is, Figure 1 shows a schematic configuration of the line voltage, current measurement system. The line voltage is input from the voltage sensor wired to the vehicle.

아울러, 가선전류도 VCB(Vacuum Circuit Breaker, 진공차단기) 전단에서 입력받아 차량 전체에 들어오는 전체 전류를 측정할 수 있도록 하고 있다. 전압과 전류신호가 전력 분석기로 들어온 후에는 내부적인 연산을 거친 후에 전력량, 역율, 실효치 전류, 실효치 전류를 출력하여 데이터 수집 시스템(Data Acquisition System)으로 보내고 있다.In addition, the wire current is also input from the front of the VCB (Vacuum Circuit Breaker) to measure the total current entering the entire vehicle. After the voltage and current signals enter the power analyzer, they undergo internal calculations, and then output power, power factor, rms current, and rms current to the data acquisition system.

도 2는 가선으로부터 입력받은 전압과 전류신호를 이용하여 고조파 전압, 고조파 전류를 측정하는 방법을 보여준다. 2 shows a method of measuring harmonic voltage and harmonic current by using a voltage and a current signal input from a wire.

전력분석기 내의 FFT 분석과 그 외의 여러 분석을 통해 입력되는 전압과 전류에 포함된 고조파 성분을 계측시스템으로 입력시키고, 이 입력된 데이터를 계측시스템에서 실시간 모니터링할 수 있다.Through the FFT analysis and other analysis in the power analyzer, harmonic components included in the input voltage and current can be input to the measurement system, and the input data can be monitored in real time by the measurement system.

또한, 운행이 끝난 뒤 분석프로그램을 통해 데이터를 분석하여 전력량, 전차선전압 실효값, 전차선 전류 실효값, 역률, 고조파 등에 대한 각종 정보를 얻을 수 있다.아울러, 속도 센서로부터 속도를 입력받아 속도에 따른 유도 장애 현상을 파악하여, 유도장애를 최소화할 수 있는 방법을 도출할 수 있다.따라서, 본 발명은 철도차량 가선전압, 전류 측정시스템으로 구성되며, 가선으로부터 입력된 전압과 전류를 전압센서와 전류센서를 통하여 검지한 후, 이 신호들을 전력분석기 내부에서 연산과정을 거쳐 전력량, 역율, 실효치 전류, 실효치 전압 등을 산출할 수 있다. 만일, 가선으로부터 직접 전류를 받을 수 없을 경우, 변압기를 통해 전류를 전달받을 수도 있다. 같은 시간대에서 동시에 입력받기 때문에 데이터분석을 보다 정밀하게 실시할 수 있다.그리고, 본 발명은 고속철도차량 및 도시철도차량에 이미 취부되어 있는 전압센서로부터 전압신호를 입력받고, 판타그라프에서 VCB로 케이블이 입력되기 전에 전류센서를 취부하여 차량전체 전류를 측정할 수 있다.이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.In addition, after the operation, the data can be analyzed through an analysis program to obtain various information on the amount of power, the value of the line voltage, the value of the line current, the power factor, the harmonics, and the like. By identifying the induced disturbance phenomenon, it is possible to derive a method for minimizing the induced disturbance. Accordingly, the present invention is composed of a railroad vehicle line voltage and current measurement system, and the voltage and current input from the line are converted into a voltage sensor and a current. After detecting through the sensor, these signals can be calculated inside the power analyzer to calculate power, power factor, effective current, and effective voltage. If it is not possible to receive the current directly from the wire, it may receive the current through the transformer. The data analysis can be performed more precisely because the same time is input at the same time. In addition, the present invention receives a voltage signal from a voltage sensor that is already mounted on a high-speed railway vehicle and an urban railway vehicle, and receives a cable from the fantagraph to the VCB. Before the input, the current sensor may be mounted to measure the total current of the vehicle. The present invention described above is within the scope not departing from the technical idea of the present invention for those skilled in the art. Various substitutions, modifications, and alterations are possible, and are not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings.

상기와 같이 전체적으로 가선 전압과 가선 전류를 측정함으로써 전체 차량에 대한 전력량, 역율, 전류, 전압 등에 대한 정보를 정확히 알 수 있고, 이를 바탕으로 하여 최적의 열차제어알고리즘과 유도장애 방지를 위해 대책을 수립해 낼 수 있는 효과가 있다.As described above, by measuring the line voltage and the line current as a whole, information on the amount of power, power factor, current, voltage, etc. of the entire vehicle can be accurately known, and based on this, measures for optimal train control algorithm and prevention of inductive obstacles are established. There is an effect that can be done.

또한, 본 발명은 추진장치, 제동장치, 보조전원장치 등과 같은 여러 전기신호들과 동시대를 비교해 봄으로써 보다 정밀한 데이터를 분석할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of analyzing more precise data by comparing the same time with the various electrical signals such as propulsion device, braking device, auxiliary power supply device.

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도 1은 개략적인 가선전압, 전류 측정시스템 구성도,1 is a schematic diagram of a live line voltage and current measurement system;

도 2는 고조파 전압, 전류 측정시스템 구성도이다.2 is a configuration diagram of a harmonic voltage and current measurement system.

Claims (1)

가선(전차선)의 전압 및 전류를 측정하는 전압 및 전류 센서와;A voltage and current sensor for measuring the voltage and current of the overhead line (train line); 차량의 속도를 측정하는 속도 센서와;A speed sensor for measuring a speed of the vehicle; 상기 전압 및 전류 센서, 속도 센서를 통해 입력된 전압 및 전류, 속도 데이터를 이용하여 가선(전차선)의 전력량, 역율, 전압, 전류, 속도, 고조파 전압 및 전류를 분석하는 전력 분석기와;A power analyzer that analyzes the amount of power, power factor, voltage, current, speed, harmonic voltage, and current of the cable line by using voltage, current, and speed data inputted through the voltage, current sensor, and speed sensor; 상기 전력 분석기로부터 데이터를 입력받아 모니터링하는 모니터로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 차량 가선(전차선) 전압 및 전류 측정 시스템.Rail vehicle voltage (current line) voltage and current measurement system comprising a monitor for receiving data from the power analyzer for monitoring.
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