KR100650956B1 - Apparatus for processing electrical signal for automation of electricity delivery - Google Patents

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전자부품연구원
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Abstract

An electric signal processing apparatus for automatic power distribution is provided to reduce probability of error generation of an operation clock or a sampling clock of an A/D converter, by providing a GPS clock to the A/D converter as a reference clock. A sensor part(300) comprises a plurality of sensors, and outputs a plurality of sensing signals by sensing an electric signal. A filter part(310) comprises a plurality of filters, and filters a high frequency signal from each sensing signal outputted from the sensor part. A multiplexing part(320) performs switching according to a switching period, and outputs one of the filtered signals selectively. An A/D converter part(340) converts an analog signal from the multiplexing part into sampling data of a digital signal according to a sampling period. A buffer(350) stores sampling data of the digital signal converted by the A/D converter part. An FFT(Fast Fourier Transform) processing part(360) performs FFT processing of the sampling data stored in the buffer. And a data conversion part(370) converts the data processed in the FFT processing part into data capable of judging whether the electric signal is abnormal or not.

Description

배전자동화를 위한 전기신호 처리장치{Apparatus for processing electrical signal for automation of electricity delivery}Apparatus for processing electrical signal for automation of electricity delivery

도 1은 종래의 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치를 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing an electric signal processing apparatus for a conventional distribution automation.

도 2는 전기신호의 제 1 주기와 제 2 주기의 관계를 설명하기 위한 도면.2 is a diagram for explaining a relationship between a first period and a second period of an electrical signal;

도 3은 본 발명의 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치를 나타낸 블록도.Figure 3 is a block diagram showing an electric signal processing apparatus for distribution automation of the present invention.

도 4는 전기신호에서 샘플링 데이터가 형성되는 위치를 설명하기 위한 도면.4 is a diagram for explaining a position where sampling data is formed in an electric signal;

도 5는 FFT 처리부에서 처리되기 위하여 입력되는 샘플링 데이터들의 실시예를 나타낸 도면.5 is a diagram illustrating an embodiment of sampling data input to be processed by an FFT processor.

도 6은 복수의 FFT 처리부에서 FFT 처리가 되는 샘플링 데이터의 영역을 설명하기 위한 도면.FIG. 6 is a diagram for explaining regions of sampling data subjected to FFT processing in a plurality of FFT processing units. FIG.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

300 : 센서부 310 : 필터부300 sensor unit 310 filter unit

320 : 다중화부 330 : 기준 클럭 제공부320: multiplexer 330: reference clock provider

331 : GPS 수신부 333 : GPS 클럭 추출부331: GPS receiver 333: GPS clock extractor

335 : 클럭 제공부 340 : A/D 컨버터부 335: clock providing unit 340: A / D converter

350 : 버퍼 360 : FFT 처리부 350: buffer 360: FFT processing unit

370 : 데이터 변환부 380 : 무선 인터페이스 수단 370: data conversion unit 380: air interface means

390 : 제어부390: control unit

본 발명은 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치에 관한 것으로, 변전소 등으로부터 입력되는 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 있는 데이터를 생성하는데 있어서, 지연(Delay)을 방지하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electrical signal processing apparatus for distribution automation, wherein the generation of data capable of determining whether there is an abnormality of an electrical signal input from a substation or the like, the electrical signal processing for distribution automation to prevent delay Relates to a device.

배전자동화 시스템은 중앙제어실에 설치된 컴퓨터를 이용하여, 원거리에 산재되어 있는 배전선로용 개폐기의 상태 감시 및 제어를 수행하고, 전압·전류 등을 계측하며, 고장발생시에는 자동으로 고장구간을 확인하여 배전선로 계통운전을 원격으로 수행하는 시스템이다. 즉, 모니터를 통해 선로의 상태가 어떠한지를 확인하고, 고장이 발생하면 발생 구간을 자동으로 알 수 있어 고장구간만 원격으로 차단시키고 빠른 복구를 함으로써 복구 시간을 단축할 수 있도록 하는 시스템이다.The distribution automation system uses a computer installed in the central control room to monitor and control the switchgear for distribution lines located in remote areas, measure voltage and current, and automatically check the fault section in the event of a failure. It is a system that performs grid operation remotely. In other words, it is a system that checks the condition of the line through the monitor and automatically detects the occurrence section when a failure occurs, so that the recovery time can be shortened by remotely blocking only the failure section and performing a quick recovery.

상기 시스템의 장점으로 인하여 배전자동화 시스템은 고장복구시간이 지연되는 불편을 개선하기 위해 널리 사용되고 있다. 상기 배전자동화 시스템은 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치가 변전소 등으로부터 전기신호를 입력받아서, 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 있는 데이터로 변환하여 출력한다. Due to the advantages of the system, the distribution automation system is widely used to improve the inconvenience of delayed recovery time. The distribution automation system receives an electrical signal from a substation or the like for the electrical signal processing apparatus for distribution automation, converts the data into data capable of determining whether there is an abnormality of the electrical signal, and outputs the converted signal.

그러나 종래의 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치는 전기신호의 이상 유 무를 판단할 수 있는 데이터를 도출하는 데 있어서, 지연이 발생하는 등의 문제점이 있었다. However, in the conventional electrical signal processing apparatus for distribution automation, there is a problem such as a delay in deriving data to determine the abnormality of the electrical signal.

도 1은 종래의 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치를 나타낸 블록도이다. 도시된 바와 같이 종래의 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치는 센서부(100)와, 필터부(110)와, A/D 컨버터부(Converter)(120)와, 다중화부(MUX : Multiplexer)(130)와, 신호 처리부(140)와, 데이터 변환부(150)와, 제어부(160)로 구성된다. 1 is a block diagram showing a conventional electrical signal processing apparatus for distribution automation. As shown in the drawing, a conventional electrical signal processing apparatus for power distribution automation includes a sensor unit 100, a filter unit 110, an A / D converter unit 120, and a multiplexer (MUX: Multiplexer) ( 130, a signal processor 140, a data converter 150, and a controller 160.

상기 센서부(100)는 복수의 전류센서 또는 전압센서로 구성된다. 센서부(100)는 변전소로부터 전기신호를 입력받고, 상기 입력받은 전기신호를 전류센서 또는 전압센서로 센싱하여 센싱신호를 출력한다. The sensor unit 100 is composed of a plurality of current sensors or voltage sensors. The sensor unit 100 receives an electrical signal from a substation, and outputs a sensing signal by sensing the received electrical signal with a current sensor or a voltage sensor.

상기 필터부(110)는 상기 센서부(100)의 센싱신호를 필터링하여 고주파 성분을 제거한다. 필터부(110)는 상기 센서부(100)를 구성하는 센서와 동일한 수의 필터로 구성되어 있다. The filter unit 110 removes the high frequency component by filtering the sensing signal of the sensor unit 100. The filter unit 110 is composed of the same number of filters as the sensors constituting the sensor unit 100.

상기 A/D 컨버터부(120)는 필터부(110)에서 출력된 복수의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 상기 A/D 컨버터부(120)는 상기 필터부(110)를 구성하는 필터의 개수와 동일한 수의 A/D 컨버터로 구성되며, 각 A/D 컨버터는 각 필터에서 출력되는 신호를 입력받아서 디지털 신호로 변환한다. A/D 컨버터는 상기 필터부(110)에서 출력된 한 주기의 아날로그 신호를 특정 샘플링(Sampling) 주기로 샘플링하여 디지털 신호의 샘플링 데이터로 변환한다.The A / D converter 120 converts a plurality of analog signals output from the filter unit 110 into digital signals. The A / D converter 120 is composed of the same number of A / D converters as the number of filters constituting the filter unit 110, each A / D converter receives a signal output from each filter is digital Convert to a signal. The A / D converter samples the analog signal output from the filter unit 110 in a specific sampling period and converts the analog signal into sampling data of the digital signal.

상기 다중화부(130)는 상기 A/D 컨버터부(120)에서 변환된 복수의 디지털 신 호의 샘플링 데이터들을 입력받아서 하나의 디지털 신호의 샘플링 데이터가 선택적으로 출력되도록 한다. 다중화부(130)는 상기 A/D 컨버터부(120)를 구성하는 복수의 A/D 컨버터의 출력을 입력받는다. 다중화부(130)는 제어부(160)의 제어에 의한 특정 스위칭(Switching) 주기로 스위칭함으로써, 하나의 A/D 컨버터에서 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터들만이 출력되도록 한다. 상기 다중화부(130)의 스위칭 주기는 상기 전기신호의 주기와 동일하다. The multiplexer 130 receives sampling data of a plurality of digital signals converted by the A / D converter 120 to selectively output sampling data of one digital signal. The multiplexer 130 receives outputs of a plurality of A / D converters constituting the A / D converter 120. The multiplexer 130 switches the sampling data of the digital signal converted by one A / D converter by switching at a specific switching cycle under the control of the controller 160. The switching period of the multiplexer 130 is the same as the period of the electrical signal.

상기 신호 처리부(140)는 상기 다중화부(130)에서 출력된 디지털 신호의 샘플링 데이터들을 입력받아서 FFT(Fast Fourier Transform) 처리한다. 신호 처리부(140)는 범용 DSP(Digital Signal Processor) 모듈을 사용하여, 다중화부(130)에서 출력된 샘플링 데이터를 FFT 처리한다. The signal processor 140 receives the sampling data of the digital signal output from the multiplexer 130 and processes the fast fourier transform (FFT). The signal processor 140 performs FFT processing on the sampling data output from the multiplexer 130 using a general-purpose digital signal processor (DSP) module.

상기 데이터 변환부(150)는 상기 신호 처리부(140)에서 처리된 데이터를, 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 있는 데이터로 변환한다. The data converter 150 converts the data processed by the signal processor 140 into data capable of determining whether an electrical signal is abnormal.

상기 제어부(160)는 다중화부(130) 및 신호 처리부(140)를 제어한다. 종래의 배전자동화용 전기신호 처리장치는 하나의 A/D 컨버터에서 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터들에 대한 FFT 처리가 종료된 이후에, 다른 하나의 A/D 컨버터에서 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터들에 대한 FFT 처리를 한다. 예를 들면, 다중화부(130)는 제 1 A/D 컨버터에서 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터들을 출력하고, 신호 처리부(140)는 상기 출력한 샘플링 데이터들에 대한 FFT 처리를 한다. 상기 FFT 처리가 되는 샘플링 데이터들은 전기신호의 제 1 주기에 대한 샘플링 데이터들이다. 상기 FFT 처리 동작이 종료된 이후에, 다중화부(130)는 스위칭하여 제 2 A/D 컨버터에서 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터들을 출력하고, 신호 처리부(140)는 상기 샘플링 데이터들에 대한 FFT 처리를 한다. 상기 FFT 처리가 되는 샘플링 데이터들은 전기신호의 제 2 주기에 대한 샘플링 데이터들이다. 도 2는 상기 전기신호의 제 1 주기와 제 2 주기의 관계를 설명하기 위한 도면으로 상기 제 2 주기의 샘플링 데이터들은 상기 제 1 주기의 샘플링 데이터들에 비하여 한 주기의 시간만큼 느리다. 상기의 과정을 반복하여 제 M A/D 컨버터에서 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터들에 대한 FFT 처리를 한 이후에, 다중화부(130)는 제 1 A/D 컨버터로 스위칭하여 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터들을 FFT 처리한다. 이와 같이 제어부(160)는 특정 시점에 하나의 A/D 컨버터에서 변환되는 디지털 신호의 샘플링 데이터들이 다중화부(130)에서 선택적으로 출력되도록 제어한다. 또한, 제어부(160)는 특정 시점에 다중화부(130)에서 출력된 신호가 신호 처리부(140)에서 FFT 처리될 수 있도록 제어한다. The controller 160 controls the multiplexer 130 and the signal processor 140. The conventional electrical signal processing apparatus for power distribution automation includes sampling data of digital signals converted by another A / D converter after FFT processing for sampling data of digital signals converted by one A / D converter is completed. FFT processing for the For example, the multiplexer 130 outputs sampling data of the digital signal converted by the first A / D converter, and the signal processor 140 performs FFT processing on the output sampling data. The sampling data subjected to the FFT processing are sampling data for the first period of the electric signal. After the FFT processing ends, the multiplexer 130 switches to output sampling data of the digital signal converted by the second A / D converter, and the signal processor 140 performs FFT processing on the sampling data. Do The sampling data subjected to the FFT processing are sampling data for a second period of the electric signal. FIG. 2 is a diagram for describing a relationship between a first period and a second period of the electrical signal, wherein sampling data of the second period is slower by one period than sampling data of the first period. After repeating the above process and performing FFT processing on the sampling data of the digital signal converted by the MA / D converter, the multiplexer 130 switches to the first A / D converter to sample the converted digital signal. FFT the data. As such, the controller 160 controls the multiplexer 130 to selectively output sampling data of the digital signal converted by one A / D converter at a specific time point. In addition, the controller 160 controls the signal output from the multiplexer 130 to be FFT-processed at the specific time point.

상기한 종래의 배전자동화용 전기신호 처리장치를 사용하는 경우에, 하나의 A/D 컨버터에서 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터들에 대한 FFT 처리가 종료된 이후에, 다른 하나의 A/D 컨버터에서 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터들을 출력하여 FFT 처리를 수행한다. 이로 인하여 실시간 모니터링을 통한 전기상태의 이상 유무를 판단하기 어렵다. 즉, 신호 처리부에서 샘플링 데이터들을 FFT 처리하는데 소요되는 시간만큼의 지연이 발생한다. In the case of using the conventional electrical signal processing apparatus for power distribution automation, after the FFT processing for the sampling data of the digital signal converted in one A / D converter is finished, the other A / D converter FFT processing is performed by outputting sampling data of the converted digital signal. Because of this, it is difficult to determine the abnormality of the electrical state through real-time monitoring. That is, a delay is generated by the time required for the FFT processing of the sampling data by the signal processor.

상기 시간상의 지연으로 인한 문제점을 해결하기 위하여, 복수의 범용 DSP 모듈을 사용하거나, 처리 속도가 매우 빠른 범용 DSP 모듈을 사용하는 방법이 있 다. 그러나 상기의 방법을 사용하는 경우에는 가격이 상승하고 실장공간이 증가하는 등의 문제점이 있다. In order to solve the problem caused by the delay in time, there is a method using a plurality of general-purpose DSP module, or a general-purpose DSP module with a very high processing speed. However, when the above method is used, there is a problem that the price increases and the mounting space increases.

또한, 범용 DSP 모듈과 제어부(390)(160) 및 복수의 A/D 컨버터의 사용은 넓은 실장공간을 필요로 한다. 이로 인한 배전자동화용 전기신호 처리장치의 면적이 증가하여, 실장된 오실레이터(Oscillator)에 의한 A/D 컨버터로의 클럭 공급이 정밀한 동기를 벗어날 수 있다. 즉, 각 A/D 컨버터 상호간에 상이한 클럭으로 동작할 수 있는 문제점이 있다. In addition, the use of the general-purpose DSP module, the control unit 390 (160) and the plurality of A / D converters requires a large mounting space. As a result, the area of the electrical signal processing device for distribution automation is increased, so that the clock supply to the A / D converter by the mounted oscillator can escape precise synchronization. That is, there is a problem that each A / D converter can operate with a different clock.

그러므로 본 발명의 목적은 변전소로부터 입력되는 전기신호를 디지털 신호의 샘플링 데이터로 변환하고, 이를 FFT 처리를 하여 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 있는 데이터로 변환하는데 있어서 시간상의 지연이 발생하지 않는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치를 제공하는 데 있다. Therefore, it is an object of the present invention to convert an electrical signal input from a substation into sampling data of a digital signal, and to convert it into data capable of determining an abnormality of the electrical signal by performing FFT processing, with no delay in distribution. It is to provide an electrical signal processing device for automation.

또한, 본 발명의 다른 목적은 범용 DSP 모듈을 사용하지 않음으로써, 가격의 증가를 방지하고, 실장공간을 감소시키도록 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치를 제공하는 데 있다. In addition, another object of the present invention is to provide an electrical signal processing apparatus for power distribution automation that prevents an increase in price and reduces mounting space by not using a general-purpose DSP module.

그리고 본 발명의 또 다른 목적은 GPS 수신부를 사용하여 GPS 클럭을 A/D 컨버터에 기준 클럭으로 제공함으로써, A/D 컨버터의 동작 클럭 또는 샘플링 클럭이 오차가 발생할 확률이 낮은 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a GPS clock as a reference clock to an A / D converter using a GPS receiver, so that the operation clock or sampling clock of the A / D converter has a low probability of error. To provide a processing device.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명의 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치는 복수의 센서로 구성되며, 전기신호를 센싱하여 복수의 센싱신호를 출력하는 센서부와, 복수의 필터로 구성되며, 상기 센서부가 출력한 복수의 각 센싱신호에서 고주파 신호를 필터링(Filtering)하는 필터부와, 스위칭 주기에 따라 스위칭하여, 상기 필터부에서 필터링된 복수의 신호 중에서 하나의 신호만을 선택적으로 출력시키는 다중화부와, 상기 다중화부에서 출력된 아날로그 신호를 샘플링 주기에 따라 샘플링하여 디지털 신호의 샘플링 데이터로 변환하는 A/D 컨버터부와, GPS 신호를 수신하여 GPS 클럭을 상기 A/D 컨버터부에 기준 클럭값으로 제공하는 기준클럭 제공부와, 상기 A/D 컨버터부가 변환한 디지털 신호의 샘플링 데이터들을 저장하는 버퍼와, 상기 버퍼에 저장된 샘플링 데이터들을 FFT 처리하는 복수의 FFT 처리부와, 상기 FFT 처리부에서 처리된 데이터를 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 있는 데이터로 변환하는 데이터 변환부와, 상기 데이터 변환부에서 변환된 데이터를 송신하는 무선 인터페이스 수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다. Electrical signal processing apparatus for power distribution automation of the present invention for achieving this purpose is composed of a plurality of sensors, the sensor unit for sensing the electrical signal and outputs a plurality of sensing signals, and a plurality of filters, the sensor unit A filter unit for filtering a high frequency signal from each of the plurality of output sensing signals, a multiplexing unit for selectively outputting only one signal among a plurality of signals filtered by the filter unit by switching according to a switching period; An A / D converter for sampling the analog signal outputted from the multiplexer according to a sampling period and converting it into sampling data of a digital signal; and receiving a GPS signal and providing a GPS clock as a reference clock value to the A / D converter. A reference clock providing unit, a buffer for storing sampling data of the digital signal converted by the A / D converter unit, and storing in the buffer A plurality of FFT processing unit for FFT processing the sampling data, a data conversion unit for converting the data processed by the FFT processing unit to the data that can determine the abnormality of the electrical signal, and transmitting the data converted by the data conversion unit Characterized in that the air interface means.

상기 기준 클럭 제공부는 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신부와, 상기 GPS 수신부가 수신한 GPS 신호에서 GPS 클럭을 추출하는 GPS 클럭 추출부와, 상기 GPS 클럭 추출부가 추출한 GPS 클럭을 상기 A/D 컨버터에 기준클럭으로 제공하는 클럭 제공부로 구성되는 것을 특징으로 한다. The reference clock providing unit receives a GPS signal, a GPS clock extractor extracting a GPS clock from a GPS signal received by the GPS receiver, and a GPS clock extracted by the GPS clock extractor based on the A / D converter. It is characterized by consisting of a clock providing unit for providing a clock.

상기 무선 인터페이스 수단은 블루투스, 와이파이(WiFi) 및 UWB 통신 모듈 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. The air interface means is any one of Bluetooth, Wi-Fi (WiFi) and UWB communication module.

상기 센서는 전류 센서 또는 전압 센서인 것을 특징으로 한다. The sensor may be a current sensor or a voltage sensor.

상기 스위칭 주기는 상기 샘플링 주기와 동일한 것을 특징으로 한다. The switching period is characterized in that the same as the sampling period.

상기 버퍼는, 상기 A/D 컨버터에서 한 주기의 전기신호가 상기 샘플링 주기에 따라 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터를 저장할 수 있는 크기의 버퍼인 것을 특징으로 한다. The buffer may be a buffer having a size capable of storing sampling data of a digital signal in which one electric signal is converted in accordance with the sampling period in the A / D converter.

상기 버퍼는 상기 하나의 필터에서 필터링된 신호에 대한 샘플링 데이터들을 하나의 그룹(Group)으로 형성하여 저장하는 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.The buffer is an electrical signal processing apparatus for distribution automation, characterized in that for forming and storing the sampling data for the signal filtered by the filter in a group (Group).

상기 FFT 처리부가 샘플링 데이터를 FFT 처리하는 시간동안, 상기 버퍼는 시간상으로 가장 먼저 저장된 하나의 샘플링 데이터를 삭제하고, 상기 A/D 컨버터로부터 하나의 샘플링 데이터를 입력받아 저장하는 것을 특징으로 한다. During the time that the FFT processor performs FFT processing of the sampling data, the buffer deletes one sampling data stored first in time and receives and stores one sampling data from the A / D converter.

상기 복수의 각 FFT 처리부는 상기 버퍼에 저장된 샘플링 데이터 중에서, 하나의 필터에서 필터링된 신호에 대한 샘플링 데이터들을 하나의 그룹으로 하여, 각 그룹의 샘플링 데이터들을 FFT 처리하는 것을 특징으로 한다. Each of the plurality of FFT processing units may perform FFT processing on sampling data of each group, using sampling data of a signal filtered by one filter among sampling data stored in the buffer as one group.

상기 복수의 각 FFT 처리부가 각 그룹의 샘플링 데이터를 FFT 처리하는 순서는, 상기 버퍼에 시간상으로 가장 먼저 저장된 샘플링 데이터를 포함하는 그룹의 샘플링 데이터를 우선적으로 처리하는 것을 특징으로 한다. The order in which each of the plurality of FFT processing units performs FFT processing on the sampling data of each group is characterized by preferentially processing the sampling data of the group including the sampling data stored first in the buffer in time.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치를 상세히 설명한다. Hereinafter, an electric signal processing apparatus for distribution automation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치를 나타낸 블록도이다. 도시된 바와 같이, 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치는 센서부(300)와, 필터부(310)와, 다중화부(320)와, 기준 클럭 제공부(330)와, A/D 컨버터부(340)와, 버퍼(350)와, 복수의 FFT 처리부(360)와, 데이터 변환부(370)와, 무선 인터페이스 수단(380)과, 제어부(390)로 구성된다. 3 is a block diagram showing an electric signal processing apparatus for distribution automation of the present invention. As shown in the drawing, the electrical signal processing apparatus for distribution automation includes a sensor unit 300, a filter unit 310, a multiplexer 320, a reference clock provider 330, and an A / D converter unit. 340, a buffer 350, a plurality of FFT processing units 360, a data converter 370, a wireless interface means 380, and a control unit 390.

상기 센서부(300)는 복수의 전류센서 또는 전압센서로 구성된다. 센서부(300)는 변전소로부터 전기신호를 입력받고, 상기 입력받은 전기신호를 전류센서 또는 전압센서로 센싱하여 센싱신호를 출력한다. The sensor unit 300 is composed of a plurality of current sensors or voltage sensors. The sensor unit 300 receives an electrical signal from a substation, and outputs a sensing signal by sensing the received electrical signal with a current sensor or a voltage sensor.

상기 필터부(310)는 복수의 필터로 구성되며, 상기 센서부(300)가 출력한 복수의 각 센싱신호에서 고주파 신호를 필터링한다. 상기 센서부(300)에서 출력한 센싱신호는 노이즈 등의 영향을 받을 수 있으므로, 필터부(310)에서 고주파 성분을 제거함으로써 노이즈의 영향을 감소시킨다.The filter unit 310 includes a plurality of filters, and filters the high frequency signals from the plurality of sensing signals output from the sensor unit 300. Since the sensing signal output from the sensor unit 300 may be affected by noise, the filter unit 310 may reduce the influence of noise by removing the high frequency component.

상기 다중화부(320)는 스위칭(Switching) 주기에 따라 스위칭하여, 상기 필터부(310)에서 필터링된 복수의 신호 중에서 하나의 신호만을 선택적으로 출력시킨다. 다중화부(320)는 상기 필터부(310)의 제 1 필터가 필터링한 신호부터 제 M 필터가 필터링한 신호까지 순차적으로 출력한다. 다중화부(320)가 상기 제 M 필터가 필터링한 신호를 출력한 이후에, 다시 제 1 필터로 스위칭하여 제 1 필터가 필터링한 신호부터 제 M 필터가 필터링한 신호까지 순차적으로 출력한다. 다만, 상기 다중화부(320)에 의하여 출력되는 신호는 반드시 제 1 필터가 필터링한 신호부터 제 M 필터가 필터링한 신호까지 출력되는 것으로 한정되는 것은 아니다. 그러나 다중 화부(320)가 신호를 출력하는 데 있어서, 제 1 필터부터 제 M-1 필터가 필터링한 신호까지 출력한 이후에, 제 1 필터가 필터링한 신호를 출력하지 않아야 한다. 즉, 제 1 필터부터 제 M 필터가 필터링한 신호까지 모든 필터가 필터링한 신호를 출력한 이후에, 다시 제 1 필터가 필터링한 신호를 출력해야 한다. 이때 전자의 제 1 필터에서 출력되는 신호는 후자의 제 1 필터에서 출력되는 신호에 비하여, 전기신호의 한 주기의 시간만큼 빠르다. The multiplexer 320 switches according to a switching cycle, and selectively outputs only one signal among a plurality of signals filtered by the filter 310. The multiplexer 320 sequentially outputs the signal filtered by the first filter of the filter 310 to the signal filtered by the Mth filter. After the multiplexer 320 outputs the signal filtered by the Mth filter, the multiplexer 320 switches back to the first filter and sequentially outputs the signal filtered by the first filter to the signal filtered by the Mth filter. However, the signal output by the multiplexer 320 is not necessarily limited to output from the signal filtered by the first filter to the signal filtered by the Mth filter. However, when the multiplexer 320 outputs a signal, the signal filtered by the first filter should not be output after the first filter to the signal filtered by the M-1 filter. That is, after outputting the signal filtered by all the filters from the first filter to the signal filtered by the M-th filter, the signal filtered by the first filter should be output again. In this case, the signal output from the former first filter is faster than the signal output from the latter first filter by one period of the electric signal.

상기 기준 클럭 제공부(330)는 GPS(global positioning system) 신호를 수신하여 GPS 클럭을 추출하고, 상기 추출한 GPS 클럭을 상기 A/D 컨버터부(340)에 기준 클럭으로 제공한다. 상기 GPS 클럭은 GPS 신호에서 추출할 수 있는 클럭으로써, 오차의 발생률이 0%에 가까운 정확한 클럭이다. 상기 기준 클럭 제공부(330)는 GPS 수신부(331)가 GPS 신호를 수신하고, GPS 클럭 추출부(333)는 상기 GPS 수신부(331)가 수신한 GPS 신호에서 GPS 클럭을 추출한다. 상기 추출한 GPS 클럭은 PLL(Phase Locked Loop) 또는 DLL(Delay Locked Loop)로 구성된 클럭제공부(335)에서 안정화되어 상기 A/D 컨버터부(340)로 기준클럭으로 제공된다. The reference clock providing unit 330 receives a global positioning system (GPS) signal, extracts a GPS clock, and provides the extracted GPS clock to the A / D converter 340 as a reference clock. The GPS clock is a clock that can be extracted from the GPS signal and is an accurate clock close to 0%. In the reference clock providing unit 330, the GPS receiver 331 receives a GPS signal, and the GPS clock extractor 333 extracts a GPS clock from the GPS signal received by the GPS receiver 331. The extracted GPS clock is stabilized in a clock providing unit 335 including a phase locked loop (PLL) or delay locked loop (DLL) and provided to the A / D converter 340 as a reference clock.

상기 A/D 컨버터부(340)는 상기 다중화부(320)에서 출력된 아날로그 신호를, 샘플링(Sampling) 주기에 따라 샘플링하여 디지털 신호로 변환한다. 즉 A/D 컨버터부(340)는 상기 아날로그 신호를 상기 스위칭 주기와 동일한 샘플링 주기로 샘플링하여 디지털 신호의 샘플링 데이터로 변환한다. A/D 컨버터부(340)는 상기 기준 클럭 제공부(330)로부터 기준클럭을 입력받는다. A/D 컨버터부(340)는 상기 입력받은 기준 클럭으로 동작 클럭값을 보상함으로써, 오차의 발생확률을 감소시킨다. 또는 A/D 컨버터부(340)는 기준 클럭으로 샘플링 주기를 보상함으로써, 오차의 발생확률을 감소시킨다.The A / D converter 340 samples the analog signal output from the multiplexer 320 according to a sampling period and converts the analog signal into a digital signal. That is, the A / D converter 340 samples the analog signal in the same sampling period as the switching period and converts the analog signal into sampling data of the digital signal. The A / D converter 340 receives a reference clock from the reference clock provider 330. The A / D converter 340 compensates the operation clock value with the input reference clock, thereby reducing the probability of error occurrence. Alternatively, the A / D converter 340 compensates the sampling period with the reference clock, thereby reducing the probability of error occurrence.

한편, 도 4는 전기신호에서 샘플링 데이터가 형성되는 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이 샘플링 데이터에 기재된 두 개의 숫자에서 우측에 위치하는 숫자는 샘플링 데이터를 생성하는데 이용된 신호를 필터링한 필터의 번호를 나타낸다. 좌측에 위치하는 숫자는 전기신호의 한 주기 시간동안 각 필터에서 필터링되어 다중화부를 통해 출력되는 신호 중 몇번째로 샘플링 데이터를 생성하는 데 이용되는 신호인지를 나타낸다. 즉, 샘플링 데이터에 기재된 숫자가 (1,3)인 경우에, 이는 샘플링 데이터가 제 3 필터에서 필터링되며, 전기신호의 한 주기 시간동안 제 3 필터에서 필터링되어 다중화부를 통해 출력되는 신호 중 1번째로 이용되는 신호에 대한 샘플링 데이터라는 것을 의미한다. 샘플링 데이터에 기재된 숫자가 (2,4)인 경우에, 이는 샘플링 데이터가 제 4 필터에서 필터링되며, 전기신호의 한 주기의 시간동안 제 4 필터에서 필터링되어 다중화부를 통해 출력되는 신호 중 2번째로 이용되는 신호에 대한 샘플링 데이터라는 것을 의미한다.4 is a diagram for describing a position where sampling data is formed in an electrical signal. As shown, the number located to the right of the two numbers described in the sampling data indicates the number of the filter filtering the signal used to generate the sampling data. The number on the left indicates whether the signal is used to generate sampling data among the signals filtered by each filter during one cycle time of the electrical signal and output through the multiplexer. That is, when the number described in the sampling data is (1, 3), this means that the sampling data is filtered by the third filter, and is filtered by the third filter during one cycle time of the electrical signal and outputted through the multiplexer. It means that the sampling data for the signal used as. If the number described in the sampling data is (2,4), this is the second of the signals that are filtered by the fourth filter and filtered by the fourth filter for a period of one period of the electrical signal and output through the multiplexer. Means sampling data for the signal used.

상기 도면에서 전기신호는 우측으로 진행될수록 시간상으로 후순위의 시간에 대한 전기신호를 나타낸다. 다중화부는 스위칭 주기에 따라서 스위칭하여 각 필터에서 필터링한 신호를 출력하는데, 도면 역시 시간의 경과에 따라서 제 1 필터부터 제 4 필터까지의 각 필터가 필터링한 신호가 순차적으로 출력되어 샘플링 데이터들을 생성하는데 이용된다는 것을 나타낸다. 그리고 상기 제 4 필터가 필터링하여 출력된 신호가 샘플링 데이터를 생성하는데 이용된 후에, 다시 제 1 필터가 필터링하 여 출력된 신호가 샘플링 데이터를 생성하는데 이용된다는 것을 나타낸다. 상기의 과정은 계속 반복된다. 그리고 전기신호의 한 주기의 시간동안 각 필터에서 필터링되어 다중화부를 통해 출력되는 신호 중 1번째로 이용되는 신호에 대한 샘플링 데이터가 형성되고, 이후에는 2번째, 3번째로 이용되는 신호에 대한 샘플링 데이터가 생성된다는 것을 나타낸다. In the figure, the electric signal indicates an electric signal with respect to a subordinated time in time as it progresses to the right. The multiplexer switches according to a switching period and outputs a signal filtered by each filter. In the drawing, signals filtered by each filter from the first to fourth filters are sequentially output to generate sampling data. Indicates that it is used. After the fourth filter is filtered and output the signal is used to generate the sampling data, the first filter is filtered again to indicate that the output signal is used to generate the sampling data. The above process is repeated over and over. Sampling data for the first signal used among the signals filtered by each filter and output through the multiplexer is formed during one period of the electric signal, and then sampling data for the second and third used signals. Indicates that is generated.

상기 버퍼(350)는 상기 A/D 컨버터부(340)가 변환한 디지털 신호의 샘플링 데이터들을 저장한다. 버퍼(350)는 상기 A/D 컨버터부(340)에서 한 주기의 전기신호가 상기 샘플링 주기에 따라 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터들을 저장할 수 있는 크기의 버퍼(350)이다. 예를 들면, 한 주기의 전기신호는 A/D 컨버터부(340)의 샘플링 주기에 의하여 42개의 샘플링 데이터로 구성된다고 하면, 버퍼(350)의 크기는 최소한 상기 42개의 샘플링 데이터를 저장할 수 있는 크기여야 한다. 다만, 버퍼(350)의 낭비를 막기 위하여, 버퍼(350)는 정확하게 42개의 샘플링 데이터를 저장할 수 있는 크기여야 한다. 상기 버퍼(350)의 저장영역은 초기에 모두 0값으로 셋팅(Setting) 되어 있다. 즉, 초기에 버퍼는 저장영역에 0의 디폴트(default) 값이 저장되어 있다. The buffer 350 stores sampling data of the digital signal converted by the A / D converter 340. The buffer 350 is a buffer 350 having a size capable of storing sampling data of a digital signal in which an electric signal of one cycle is converted in accordance with the sampling period in the A / D converter 340. For example, if one electric signal is composed of 42 pieces of sampling data by the sampling period of the A / D converter 340, the size of the buffer 350 is at least large enough to store the 42 pieces of sampling data. Should be However, in order to prevent waste of the buffer 350, the buffer 350 should be large enough to store 42 sampling data. The storage areas of the buffer 350 are initially set to all zero values. That is, the buffer initially stores a default value of 0 in the storage area.

상기 FFT 처리부(360)는 상기 버퍼(350)에 저장된 샘플링 데이터들을 FFT 처리한다. 상기 복수의 각 FFT 처리부(360)는 상기 버퍼(350)에 저장된 샘플링 데이터들 중에서 하나의 필터에서 필터링된 신호에 대한 샘플링 데이터들을 하나의 그룹으로 하여, 각 그룹의 샘플링 데이터들을 FFT 처리한다. 도 5는 FFT 처리부에서 처리되기 위하여 입력되는 샘플링 데이터들의 실시예를 나타낸 도면이다. 도 5에서 샘플링 데이터에 기재된 두 개의 숫자는 상기 도 4에서 설명한 바와 같다. 도시된 바와 같이 버퍼(350)에 저장된 샘플링 데이터들은 하나의 필터에서 필터링된 신호에 대한 샘플링 데이터들이 하나의 그룹으로 형성된다. 상기 버퍼에서 샘플링 데이터들이 그룹을 형성하는 방법은 제어부(390)의 제어에 의하여 각 샘플링 데이터가 버퍼에 저장되는 위치가 설정되는 등의 다양한 방법이 존재한다. 즉, 전기신호의 한 주기의 시간동안 제 1 필터에서 필터링되어 다중화부(320)를 통해 출력되는 신호 중 1번째부터 N번째까지 이용되는 신호에 대한 샘플링 데이터들이 하나의 그룹을 형성하여 저장되어 있다. 제 2 필터에서 필터링된 신호에 대한 샘플링 데이터들도 마찬가지이다. 이는 제 M 필터에서 필터링된 신호에 대한 샘플링 데이터들까지 그룹이 형성되어 있다. 상기 형성된 각 그룹을 구성하는 샘플링 데이터들은 해당되는 FFT 처리부에서 FFT 처리된다. The FFT processor 360 performs FFT processing on the sampling data stored in the buffer 350. Each of the plurality of FFT processing units 360 performs FFT processing on sampling data of each group by using sampling data of a signal filtered by one filter among sampling data stored in the buffer 350 as one group. 5 is a diagram illustrating an embodiment of sampling data input to be processed by an FFT processor. Two numbers described in the sampling data in FIG. 5 are the same as those described with reference to FIG. 4. As shown, the sampling data stored in the buffer 350 is formed of one group of sampling data for the signal filtered by one filter. As a method of forming a group of sampling data in the buffer, there are various methods such as setting a location where each sampling data is stored in the buffer under the control of the controller 390. That is, the sampling data of the first to Nth signals among the signals filtered by the first filter and output through the multiplexer 320 for one period of the electric signal are stored in a group. . The same applies to sampling data for a signal filtered by the second filter. These groups are formed up to sampling data for the signal filtered by the Mth filter. The sampling data constituting each of the formed groups is subjected to FFT processing in a corresponding FFT processing unit.

다만, FFT 처리부(360)가 각 그룹의 샘플링 데이터를 FFT 처리하는 순서는, 상기 버퍼(350)에서 시간상으로 가장 먼저 저장된 샘플링 데이터를 포함하는 그룹의 샘플링 데이터가 우선적으로 처리된다. 즉, 도면의 경우에, (1,1)의 샘플링 데이터를 포함하는 그룹의 샘플링 데이터가 가장 먼저 처리되고, 다음에는 (1,2), (1,3)의 순으로, 상기 샘플링 데이터를 포함하는 그룹의 샘플링 데이터의 순서로 처리된다. 상기 복수의 FFT 처리부가 동작이 되는 시점은 제어부(390)에 의하여 제어된다. However, in the order in which the FFT processor 360 performs FFT processing on the sampling data of each group, the sampling data of the group including the sampling data stored first in time in the buffer 350 is preferentially processed. That is, in the case of the drawing, sampling data of a group containing sampling data of (1, 1) is processed first, and then including the sampling data in the order of (1, 2), (1, 3). Processing is performed in order of sampling data of a group. The time point at which the plurality of FFT processing units are operated is controlled by the controller 390.

상기 FFT 처리부(360)가 샘플링 데이터를 FFT 처리하는 시간동안, 상기 버퍼(350)는 시간상으로 가장 먼저 저장된 하나의 샘플링 데이터를 삭제하고, 상기 A/D 컨버터로부터 하나의 샘플링 데이터를 입력받아 저장한다. 즉, 도 5에서 가장 먼저 (1,1)의 샘플링 데이터를 포함하는 그룹의 샘플링 데이터가 제 1 FFT 처리부에서 FFT 처리된다. 상기 제 1 FFT 처리부에서 FFT 처리가 되는 시간동안 버퍼(350)에서 가장 먼저 저장된 하나의 샘플링 데이터인 (1,1)의 샘플링 데이터가 삭제된다. 그리고나서 상기 A/D 컨버터로부터 하나의 샘플링 데이터를 입력받게 되는데, 상기 입력받는 샘플링 데이터는 삭제된 샘플링 데이터보다 전기신호의 한 주기의 시간이 느린 (1,1)의 샘플링 데이터이다. 이는 버퍼(350)가 A/D 컨버터부(340)로부터 샘플링 데이터를 입력받는 시점이, 다중화부(320)의 스위칭으로 인하여 제 1 필터에서 필터링된 신호가 다중화부(320)를 통해 출력되어 A/D 컨버터부(340)로 입력된 시점 바로 이후이기 때문이다. 상기 다중화부(320)를 통해 출력되는 신호는 A/D 컨버터에서 디지털 신호의 샘플링 데이터를 생성하기 위하여 한 주의 전기신호에서 1번째로 이용되는 신호이다. 그러므로 버퍼(350)는 (1,1)의 샘플링 데이터를 입력받는다. During the time when the FFT processor 360 performs FFT processing of the sampling data, the buffer 350 deletes one sampling data stored first in time, and receives and stores one sampling data from the A / D converter. . That is, in FIG. 5, sampling data of a group including sampling data of (1, 1) is first FFTed by the first FFT processor. Sampling data of (1, 1), which is one sampling data stored first in the buffer 350, is deleted during the time that the first FFT processing unit performs FFT processing. Then, one sampling data is input from the A / D converter. The received sampling data is sampling data of (1, 1) in which a period of an electric signal is slower than the deleted sampling data. This means that when the buffer 350 receives sampling data from the A / D converter 340, the signal filtered by the first filter is output through the multiplexer 320 due to the switching of the multiplexer 320. This is because it is just after the input point to the / D converter 340. The signal output through the multiplexer 320 is the first signal used in the electrical signal of one week to generate sampling data of the digital signal in the A / D converter. Therefore, the buffer 350 receives the sampling data of (1, 1).

상기 (1,1)의 샘플링 데이터가 삭제된 이후에, 버퍼(350)에서 시간상으로 가장 먼저 저장된 샘플링 데이터인 (1,2)를 포함하는 그룹의 샘플링 데이터가 제 2 FFT 처리부에서 FFT 처리된다. 상기 제 2 FFT 처리부에서 FFT 처리가 되는 시간동안 버퍼(350)에서 가장 먼저 저장된 하나의 샘플링 데이터인 (1,2)의 샘플링 데이터가 삭제된다. 그리고나서 버퍼(350)는 상기 삭제된 샘플링 데이터의 다음 주기의 (1,2) 샘플링 데이터를 입력받는다. After the sampling data of (1, 1) is deleted, the sampling data of the group including (1, 2), which is the first stored sampling data in time in the buffer 350, is FFTed by the second FFT processor. The sampling data of (1, 2), which is one sampling data stored first in the buffer 350, is deleted during the FFT processing in the second FFT processing unit. Then, the buffer 350 receives (1, 2) sampling data of the next period of the deleted sampling data.

다만 버퍼(350)에 하나 이상의 디폴트 값이 저장되어 있는 경우에, 버퍼 (350)에서 삭제되는 데이터는 A/D 컨버터부(340)로부터 입력되는 샘플링 데이터가 저장되어야 하는 위치에 존재하는 디폴트 값이 삭제된다.However, when one or more default values are stored in the buffer 350, the data deleted from the buffer 350 may have a default value present at a location where sampling data input from the A / D converter unit 340 should be stored. It is deleted.

도 6은 복수의 FFT 처리부에서 FFT 처리가 되는 샘플링 데이터의 영역을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이 (1,1)의 샘플링 데이터부터 (3,1)의 샘플링 데이터 영역까지 FFT 처리가 되고, 다음은 (1,2)의 샘플링 데이터부터 (3,2)의 샘플링 데이터 영역까지 FFT 처리가 된다. 이와 같이 FFT 처리가 되는 샘플링 데이터 영역은 시간의 순서에 따라서 슬라이딩(Sliding) 된다. 물론 상기 FFT 처리가 되는 영역에 존재하는 모든 샘플링 데이터가 FFT 처리가 되는 것은 아니나, 특정 부분의 샘플링 데이터만을 FFT 처리함으로써, 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 있는 자료가 되는데 있어서 영향이 없다. 6 is a diagram for describing an area of sampling data subjected to FFT processing in a plurality of FFT processing units. As shown, FFT processing is performed from sampling data of (1,1) to sampling data area of (3,1), and then FFT from sampling data of (1,2) to sampling data area of (3,2). Processing. In this way, the sampling data area subjected to the FFT process is sliding in the order of time. Of course, not all the sampling data existing in the region subjected to the FFT processing is subjected to the FFT processing, but the FFT processing of only the sampling data of a specific portion has no influence on the data that can determine the abnormality of the electrical signal.

상기 데이터 변환부(370)는 상기 복수의 FFT 처리부(360)에서 처리된 데이터를, 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 있는 데이터로 변환한다. 상기 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 있는 데이터는 예를 들면, 전기신호의 역률에 대한 데이터 등이다. The data converter 370 converts the data processed by the plurality of FFT processors 360 into data capable of determining whether an electrical signal is abnormal. The data capable of determining whether there is an abnormality of the electrical signal is, for example, data on power factor of the electrical signal.

상기 무선 인터페이스 수단(380)은 상기 데이터 변환부(370)에서 변환된 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 있는 데이터를 송신한다. 상기 무선 인터페이스 수단(380)은 블루투스, 와이파이(WiFi) 및 UWB(Ultra Wideband) 통신 모듈 중 어느 하나로 구성되며, 상기 송신된 데이터는 중앙제어실에 설치된 컴퓨터로 입력되어, 현재 전기가 이상 없이 공급되는지의 판단자료가 된다. The air interface means 380 transmits data for determining whether an electrical signal converted by the data converter 370 is abnormal. The air interface means 380 is composed of any one of Bluetooth, Wi-Fi (WiFi), and Ultra Wideband (UWB) communication module, and the transmitted data is inputted to a computer installed in a central control room to determine whether current electricity is supplied without abnormality. It becomes judgment data.

상기 제어부(390)는 전기신호의 이상 유무를 판단하는 데 있어서, 실시간 모 니터링이 가능하도록 제어한다. 즉, 제어부(390)는 다중화부(320)의 스위칭 주기를 제어하고, A/D 컨버터 부(340)의 샘플링 주기를 제어한다. 또한, 상기 버퍼에 샘플링 데이터가 그룹을 형성하는 것을 제어하고, 상기 복수의 각 FFT 처리부의 동작시점을 제어한다. The controller 390 controls the real time monitoring to determine whether there is an abnormality of the electrical signal. That is, the controller 390 controls the switching cycle of the multiplexer 320 and the sampling cycle of the A / D converter 340. In addition, the sampling data is controlled to form a group in the buffer, and an operation time point of each of the plurality of FFT processing units is controlled.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.On the other hand, while the present invention has been shown and described with respect to specific preferred embodiments, various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit or field of the invention provided by the claims below It can be easily understood by those skilled in the art.

이와 같이 본 발명은 변전소 등으로부터 입력되는 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 데이터를 생성하는데 있어서 지연을 방지할 수 있도록 한다. 또한, 전기신호 처리장치를 구현하는 데 있어서 비용면에서 경제성이 있고, 큰 실장공간을 필요로 하지 않는다. 그리고 A/D 컨버터의 동작 클럭 혹은 샘플링 클럭의 오차발생 확률이 낮다. As described above, the present invention makes it possible to prevent a delay in generating data capable of determining whether an electrical signal inputted from a substation or the like is abnormal. In addition, there is an economical cost in implementing the electric signal processing apparatus, and does not require a large mounting space. In addition, the probability of error occurrence of the operating clock or sampling clock of the A / D converter is low.

Claims (13)

복수의 센서로 구성되며, 전기신호를 센싱하여 복수의 센싱신호를 출력하는 센서부;A sensor unit configured of a plurality of sensors, the sensor unit configured to sense an electrical signal and output a plurality of sensing signals; 복수의 필터로 구성되며, 상기 센서부가 출력한 복수의 각 센싱신호에서 고주파 신호를 필터링(Filtering)하는 필터부;A filter unit including a plurality of filters and filtering high frequency signals from the plurality of sensing signals output from the sensor unit; 스위칭(Switching) 주기에 따라 스위칭하여, 상기 필터부에서 필터링된 복수의 신호 중에서 하나의 신호만을 선택적으로 출력시키는 다중화부;A multiplexer which switches according to a switching period and selectively outputs only one signal among a plurality of signals filtered by the filter unit; 상기 다중화부에서 출력된 아날로그 신호를 샘플링(Sampling) 주기에 따라 디지털 신호의 샘플링 데이터로 변환하는 A/D 컨버터부;An A / D converter for converting the analog signal output from the multiplexer into sampling data of a digital signal according to a sampling period; 상기 A/D 컨버터부가 변환한 디지털 신호의 샘플링 데이터들을 저장하는 버퍼;A buffer for storing sampling data of the digital signal converted by the A / D converter; 상기 버퍼에 저장된 샘플링 데이터들을 FFT(Fast Fourier transform) 처리하는 FFT 처리부; 및 An FFT processor configured to process fast fourier transform (FFT) on the sampling data stored in the buffer; And 상기 FFT 처리부에서 처리된 데이터를 전기신호의 이상 유무를 판단할 수 있는 데이터로 변환하는 데이터 변환부로; 구성되는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.A data converter converting the data processed by the FFT processor into data capable of determining an abnormality of an electrical signal; Electrical signal processing device for distribution automation. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, GPS 신호를 수신하여 상기 수신한 GPS 신호에서 GPS 클럭을 추출하고, 상기 A/D 컨버터부에 기준 클럭으로 제공하는 기준 클럭 제공부를 더 포함하며, Receiving a GPS signal to extract a GPS clock from the received GPS signal, and further comprising a reference clock providing unit for providing a reference clock to the A / D converter unit, 상기 A/D 컨버터는 상기 기준 클럭 제공부가 제공한 기준 클럭에 따라서 동작 클럭을 보상하는 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.And the A / D converter compensates for an operation clock in accordance with a reference clock provided by the reference clock providing unit. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, GPS 신호를 수신하여 상기 수신한 GPS 신호에서 GPS 클럭을 추출하고, 상기 A/D 컨버터부에 기준 클럭으로 제공하는 기준 클럭 제공부를 더 포함하며, Receiving a GPS signal to extract a GPS clock from the received GPS signal, and further comprising a reference clock providing unit for providing a reference clock to the A / D converter unit, 상기 A/D 컨버터는 상기 기준 클럭 제공부가 제공한 기준 클럭에 따라서 샘플링 주기를 보상하는 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.And the A / D converter compensates for the sampling period according to the reference clock provided by the reference clock providing unit. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 기준 클럭 제공부는;The apparatus of claim 2 or 3, wherein the reference clock providing unit; GPS 신호를 수신하는 GPS 수신부;A GPS receiver for receiving a GPS signal; 상기 GPS 수신부가 수신한 GPS 신호에서 GPS 클럭을 추출하는 GPS 클럭 추출부; 및 A GPS clock extractor configured to extract a GPS clock from a GPS signal received by the GPS receiver; And 상기 GPS 클럭 추출부가 추출한 GPS 클럭을 상기 A/D 컨버터에 기준클럭으로 제공하는 클럭 제공부로; 구성되는 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.A clock providing unit providing the GPS clock extracted by the GPS clock extracting unit to the A / D converter as a reference clock; Electrical signal processing apparatus for distribution automation, characterized in that configured. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 데이터 변환부에서 변환된 데이터를 송신하는 무선 인터페이스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.And an air interface means for transmitting the data converted by the data conversion unit. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 무선 인터페이스 수단은 블루투스, 와이파이(WiFi) 및 UWB 통신 모듈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.The air interface means is an electrical signal processing device for distribution automation, characterized in that any one of Bluetooth, Wi-Fi (WiFi) and UWB communication module. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 센서는 전류 센서 또는 전압 센서인 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.The sensor is an electrical signal processing device for power distribution automation, characterized in that the current sensor or a voltage sensor. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 스위칭 주기는 상기 샘플링 주기와 동일한 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.The switching period is the electrical signal processing apparatus for power distribution automation, characterized in that the same as the sampling period. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 버퍼는, 상기 A/D 컨버터에서 한 주기의 전기신호가 상기 샘플링 주기에 따라 변환된 디지털 신호의 샘플링 데이터를 저장할 수 있는 크기의 버퍼인 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.The buffer is an electrical signal processing device for distribution automation, characterized in that the buffer of the size that can store the sampling data of the digital signal converted by the electrical signal of one cycle in the A / D converter according to the sampling period. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 버퍼는 상기 하나의 필터에서 필터링된 신호에 대한 샘플링 데이터들을 하나의 그룹(Group)으로 형성하여 저장하는 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.The buffer is an electrical signal processing apparatus for distribution automation, characterized in that for forming and storing the sampling data for the signal filtered by the filter in a group (Group). 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 FFT 처리부가 샘플링 데이터를 FFT 처리하는 시간동안, 상기 버퍼는 시간상으로 가장 먼저 저장된 하나의 샘플링 데이터를 삭제하고, 상기 A/D 컨버터로부터 하나의 샘플링 데이터를 입력받아 저장하는 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.During the time that the FFT processor performs the FFT processing of the sampling data, the buffer deletes one sampling data stored first in time and receives and stores one sampling data from the A / D converter. Electrical signal processing apparatus for. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 FFT 처리부는 복수로 구성되며, 복수의 각 FFT 처리부는 상기 버퍼에 저장된 샘플링 데이터 중에서, 하나의 필터에서 필터링된 신호에 대한 샘플링 데이터들을 하나의 그룹으로 하여, 각 그룹의 샘플링 데이터들을 FFT 처리하는 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전기신호 처리장치.The FFT processing unit includes a plurality, and each of the plurality of FFT processing units performs FFT processing on sampling data of each group by using sampling data of a signal filtered by one filter among sampling data stored in the buffer as a group. Electrical signal processing device for distribution automation. 제 12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 복수의 각 FFT 처리부가 각 그룹의 샘플링 데이터를 FFT 처리하는 순서는, 상기 버퍼에 시간상으로 가장 먼저 저장된 샘플링 데이터를 포함하는 그룹의 샘플링 데이터들을 우선적으로 처리하는 것을 특징으로 하는 배전자동화를 위한 전 기신호 처리장치.The order in which each of the plurality of FFT processing units performs the FFT processing on the sampling data of each group may be performed by processing the sampling data of the group including the sampling data stored first in the buffer in time in advance. Signal generator.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100802271B1 (en) 2006-12-28 2008-02-11 지멘스 오토모티브 주식회사 Method and apparatus for measuring current inputted into a plurality of oxygen sensors by using one a/d converter
KR100930955B1 (en) 2007-11-07 2009-12-10 한국전기연구원 Phase Tracking System Using FFT in Power System and Its Method
CN106059072A (en) * 2016-06-15 2016-10-26 常州工学院 Electric power remote monitoring communication module
KR20200057843A (en) * 2018-11-15 2020-05-27 현대오트론 주식회사 Adc sampling and resource usage optimization with active variable sampling and active variable phase control

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100802271B1 (en) 2006-12-28 2008-02-11 지멘스 오토모티브 주식회사 Method and apparatus for measuring current inputted into a plurality of oxygen sensors by using one a/d converter
KR100930955B1 (en) 2007-11-07 2009-12-10 한국전기연구원 Phase Tracking System Using FFT in Power System and Its Method
CN106059072A (en) * 2016-06-15 2016-10-26 常州工学院 Electric power remote monitoring communication module
KR20200057843A (en) * 2018-11-15 2020-05-27 현대오트론 주식회사 Adc sampling and resource usage optimization with active variable sampling and active variable phase control
KR102176763B1 (en) * 2018-11-15 2020-11-10 현대오트론 주식회사 Adc sampling and resource usage optimization with active variable sampling and active variable phase control
US10917104B2 (en) 2018-11-15 2021-02-09 Hyundai Autron Co., Ltd. ADC sampling and resource usage optimization method using active variable sampling and active variable phase control

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