KR100860551B1

KR100860551B1 - 상 식별 시스템

Info

Publication number: KR100860551B1
Application number: KR1020070075619A
Authority: KR
Inventors: 김진곤; 신증식
Original assignee: 오성종합기술(주)
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2008-09-26
Also published as: WO2009017328A3; US20100194378A1; WO2009017328A2

Abstract

본 발명은 상 식별 시스템에 관한 것으로, 간편하게 특고압은 물론 저압 배전선로의 상을 식별하기 위하여, 변전소의 기준 상과 상기 변전소에서 원격지에 위치한 배전 선로의 상을 비교하여 상을 식별하는 시스템에 있어서, 상기 변전소로부터 기준 상을 캡쳐하여 서비스 서버로 전달하는 기준 유닛; 상기 기준 유닛에서 전달된 기준 상 정보를 30~60분의 분량만큼 저장하고 네트워크를 통해 외부로 전달하는 서비스 서버; 상기 서비스 서버와 현장 유닛의 데이타 통신 경로를 제공하는 네트워크; 및 상기 배전 선로로부터 상을 캡쳐하고 상기 서비스 서버로부터 기준 상 정보를 수신하여 배전 선로에서 캡쳐된 상을 식별하는 현장 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

특고압, 상식별, 3상, CDMA, TDMA, GSM, 위성전화, 무선

Description

상 식별 시스템{A system for phase identification}

본 발명은 상 식별 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간편하게 특고압은 물론 저압 배전선로의 상을 식별하기 위한 시스템에 관한 것이다.

발전소에서 생산된 전력을 변전소를 거쳐 일반 빌딩이나 공장 또는 가정으로 공급하는 배전선로는 관련 법규에 의거 대한민국의 경우 전압을 22.9KV이하로 공급한다.

또한 이때의 배전선로는 3상으로 구성된다. 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 3상으로 구성된 배전선로는 공급측과 사용측의 선로 연결을 각 상에 맞도록 해 주어야 한다.

왜냐하면, 공급측은 불평형 전류로 인한 전기적 손실의 감소와 사용측의 부하불평형에 따른 계전기 동작으로 인한 사고정전시간을 예방함으로써 전력 공급의 신뢰도 향상 및 부하불평형을 개선하기 위한 부하전류의 계측 불편을 해소하고 사용측은 양질의 전력을 사용할 수 있음으로써 제품의 질적향상과 기기의 수명을 연장시킬 수 있기 때문이다.

이와 같이 3상의 배전 선로를 각 상에 맞도록 연결하기 위해서는, 각 상에 따른 선로를 처음부터 추적하면서 일치시켜야 하는데, 선로구성이 복잡한 대도시나 지중선의 경우 이는 매우 불편하다.

이와 같은 수작업으로 3상을 구별하는 방법에 따른 문제점을 해결하기 위하여, 서로 이격된 두 지점의 상 정보를 유무선 통신 장치를 통해 서로 확인하는 장치가 제안되었다.

그러나 이와 같은 장치는 상 정보를 확인할 때마다, 변전소와 배전선로 설치현장간에 서로 상주하면서 유무선 통신에 의존하여 송수신해야 하기 때문에 통신 비용 및 인력 유지 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

또한, 송수신자간의 통화에 있어서 시차에 의한 위상차를 보정하는 작업이 추가로 필요한 경우가 수반되기 때문에 사용이 불편한 문제점이 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 출원인은 GPS(Global Positioning System) 이용하여 기준 클럭을 발생하고, 기준 클럭에 따라 위상을 동기화하여 3상을 측정하는 상식별 장치를 제안하였다.

이러한 기존의 상식별 장치는 기준 상 파형 캡쳐부가 변전소로부터 소정 시간 동안 기준 상을 캡쳐한 뒤, 배전 선로로 이동하여 상을 식별하게 되는데, 주파수가 60Hz를 정확하게 유지하는 경우에는 문제가 없지만, 약간의 오차(예를 들면 1시간당 ±0.1Hz)가 발생하는 경우에는 상 캡쳐한 시간으로부터 상 식별 시간까지의 소요 시간이 큰 경우에는 정확한 상 식별이 곤란한 문제가 발생한다.

또한, 기준 상 파형 캡쳐부 및 상식별 장치를 통해 상 정보를 캡쳐하기 위해서는 측정봉에 기준 상 파형 캡쳐부 또는 상식별 장치를 연결하여 사용해야 하는데, 이로 인한 감전 사고 등을 방지하기 위하여 안전 장치를 추가로 구비해야 하는 문제가 발생한다.

또한, 기준 상 파형 캡쳐부 및 상식별 장치가 변전소 또는 배전 선로에 고정적으로 설치되어야 하기 때문에 휴대성이나 장비의 운용률이 떨어지는 문제가 발생한다.

본 발명은 전술된 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 배전선로 설치시나 부하불평형 시정시 통신망의 신호를 통해 실시간으로 계산하여 정밀한 3상 측정이 가능한 시스템의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 무선 통신에 의해 캡쳐된 상 정보를 전송하여 장비의 휴대성이나 운용률을 높일 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 상 식별 시스템은, 변전소의 기준 상과 상기 변전소에서 원격지에 위치한 배전 선로의 상을 비교하여 상을 식별하는 시스템에 있어서, 상기 변전소로부터 기준 상을 캡쳐하여 서비스 서버로 전달하는 기준 유닛; 상기 기준 유닛에서 전달된 기준 상 정보를 30~60분의 분량만큼 저장하고 네트워크를 통해 외부로 전달하는 서비스 서버; 상기 서비스 서버와 현장 유닛의 데이타 통신 경로를 제공하는 네트워크; 및 상기 배전 선로로부터 상을 캡쳐하고 상기 서비스 서버로부터 기준 상 정보를 수신하여 배전 선로에서 캡쳐된 상을 식별하는 현장 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 네트워크는: 인터넷, 유선전화망, 무선전화망 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 기준 유닛은: 상기 변전소의 전압을 6~15V 이하로 변압하 는 변압부; 상기 변압부의 출력 신호에 포함된 잡음을 제거하는 필터부; 상기 필터부의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환부; GPS 위성 신호로부터 위치 정보와 시간 정보를 수신하는 GPS 수신부; 상기 GPS 수신부로부터 수신한 1PPS(one pulse per second)를 기준으로 A/D변환부에서 변환된 위상신호를 측정하는 제어부; 및 상기 제어부(118)에서 측정된 데이터를 서비스 서버로 전달하는 통신부;를 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 현장 유닛은: 상기 배전 선로로부터 상 정보를 캡쳐하여 외부로 전송하는 상 캡쳐 장치; 및 상기 상 캡쳐 장치에서 캡쳐된 상 정보와 상기 기준 유닛에서 캡쳐된 기준 상 정보를 비교하는 판별 장치;를 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 상 캡쳐 장치는: 상기 배전 선로로부터 상을 캡쳐하는 측정봉; 및 상기 측정봉에서 캡쳐된 상을 외부로 전송하는 유무선 송신부;를 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 유무선 송신부는, 캡쳐된 상을 정현파의 형태로 전송할 수 있다.

본 발명에서, 상기 판별 장치는: 상기 상 캡쳐 장치에서 전송된 캡쳐된 상을 수신하는 유무선 수신부; 상기 유무선 수신부의 출력 신호에 포함된 잡음을 제거하는 필터부; 상기 필터부의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환부; GPS 위성 신호로부터 위치 정보와 시간 정보를 수신하는 GPS 수신부; 상기 네트워크를 통해 상기 서비스 서버에 접속하여 서비스 서버에 저장된 기준 상 정보를 수신하는 전화 통신부; 사용자의 명령을 입력하는 입력부; 상기 A/D 변환부의 출력 신호에 상기 GPS 수신부의 출력 신호를 결합하고, 상기 결합 데이타에 포함된 시간에 대응하는 기준 상 정보를 전화 통신부로부터 수신한 뒤 비교하여 삼상 정보를 판정하는 처리부; 상기 처리부에서 결합된 상 정보와 상기 전화 통신부를 통해 수신한 기준 상 정보를 저장하는 저장부; 및 상기 처리부의 삼상 판정 결과를 표시하는 표시부;를 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 표시부는: 기준 상과 캡쳐된 상의 정현파형과 벡터 화면을 함께 표시할 수 있다.

본 발명에서, 상기 판별 장치는: 상기 처리부의 삼상 판정 결과를 인쇄하는 인쇄부;를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 변전소로부터 원거리에 위치한 배전 선로에 운영자가 단독으로 수신이 가능한 유선 및/또는 무선 전화 신호를 사용하여 상식별을 할 수 있어, 사용이 간편하고 유지 및 보수가 용이한 상 식별 장치를 제공할 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예가 기술된다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

(실시예)

먼저, 첨부된 도면 도1 내지 도3을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 상 식별 시스템을 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 블럭도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 기준 유닛의 블럭도이고, 도3은 본 발명의 실시예에 따른 현장 유닛의 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 상 식별 시스템(100: 이하에서 설명의 편의를 위하여 별다른 설명이 없는 한, '상 식별 시스템'은 간략히 '시스템'이라 한다)은 변전소(50)와 배전 선로(60) 사이에 위치된 기준 유닛(110), 서비스 서버(140), 네트워크(10) 및 현장 유닛(150)을 포함한다.

기준 유닛(110)은 변전소(50)로부터 기준 상을 캡쳐하여 서비스 서버(140)로 전달한다.

도2를 참조로 기준 유닛(110)을 상세히 설명하면, 변압부(112)는 변전소(50)의 전압을 6~15V 이하로 변압한다.

필터부(114)는 변압부(112)의 출력 신호에 포함된 잡음을 제거한다.

A/D 변환부(116)는 필터부(114)의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환한다.

GPS 수신부(122)는 GPS(Global Positioning System) 위성 신호로부터 위치 정보와 시간 정보를 수신한다.

제어부(118)는 GPS 수신부(122)로부터 수신한 1PPS(one pulse per second)를 기준으로 A/D변환부(116)에서 변환된 위상신호를 측정한다.

통신부(120)는 제어부(118)에서 측정된 데이터를 서비스 서버로 전달한다.

이때 통신부는 서비스 서버(140)와 RS232 직렬통신 규약에 따라 통신하는 것이 바람직하다.

서비스 서버(140)는 기준 유닛(110)에서 전달된 기준 상 정보를 30~60분의 분량만큼 저장하고 네트워크(10)를 통해 외부로 전달한다.

네트워크(10)는 서비스 서버(110)와 현장 유닛(150)의 데이타 통신 경로를 제공한다. 네트워크(10)는 인터넷, 유선전화망, 무선전화망 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다.

현장 유닛(150)은 배전 선로(60)로부터 상을 캡쳐하고 서비스 서버(140)로부터 기준 상 정보를 수신하여 배전 선로(60)에서 캡쳐된 상을 식별한다.

현장 유닛(150)은 크게 배전 선로(60)로부터 상 정보를 캡쳐하여 외부로 전송하는 상 캡쳐 장치(160)와, 상 캡쳐 장치(160)에서 캡쳐된 상 정보와 기준 유 닛(110)에서 캡쳐된 기준 상 정보를 비교하는 판별 장치(170)로 구성된다.

도3을 참조로 현장 유닛(150)을 상세히 설명하면, 상 캡쳐 장치(160)의 측정봉(162)은 배전 선로(60)로부터 상을 캡쳐한다.

유무선 송신부(164)는 측정봉(162)에서 캡쳐된 상을 외부로 전송한다. 여기서, 유무선 송신부(164)는 캡쳐된 상을 정현파의 형태로 전송하는 것이 바람직하다.

판별 장치의 유무선 수신부(172)는 상 캡쳐 장치(160)에서 전송된 캡쳐된 상을 수신한다.

필터부(174)는 유무선 수신부(172)의 출력 신호에 포함된 잡음을 제거한다.

A/D 변환부(176)는 필터부(174)의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환한다.

GPS 수신부(178)는 GPS 위성 신호로부터 위치 정보와 시간 정보를 수신한다.

전화 통신부(180)는 네트워크(10)를 통해 서비스 서버(140)에 접속하여 서비스 서버(140)에 저장된 기준 상 정보를 수신한다. 전화 통신부(180)는 다양한 이동 통신 규약에 적응 가능한 것이 바람직하며, 입력부(186)의 조작에 의해 적절한 이동 통신 규약이 선택될 수 있다.

입력부(186)는 사용자의 명령을 입력하기 위한 수단을 제공한다.

처리부(184)는 A/D 변환부(176)의 출력 신호에 GPS 수신부(178)의 출력 신호를 결합한다. 또한 결합 데이타에 포함된 시간에 대응하는 기준 상 정보를 전화 통 신부(180)로부터 수신한 뒤 비교하여 삼상 정보를 판정한다.

저장부(182)는 처리부(184)에서 결합된 상 정보와 전화 통신부(180)를 통해 수신한 기준 상 정보를 저장한다.

표시부(192)는 처리부(184)의 삼상 판정 결과를 표시한다. 이때 표시부(192)는 기준 상과 캡쳐된 상의 정현파형과 벡터 화면을 함께 표시하는 것이 바람직하다.

인쇄부(190)는 처리부(184)의 삼상 판정 결과를 인쇄한다.

(응용예)

이하에서 본 발명에 따른 시스템의 응용예를 설명한다.

제1단계, 변전소(50)의 선로로부터 A상, B상, C상 및 N상을 캡쳐하여 변압부(112) 전자 회로에서 처리하기 위한 전압으로 감압시킨다.

제2단계, 제어부(118)에는 필터부(114), A/D 변환부(116)에 의해 변환된 위상 데이터를 GPS 수신부(122)에서 제공하는 1PPS(one pulse per second)를 기준으로 측정한다.

제3단계, 통신부(120)를 통해 서비스 서버(140)로 신호가 전송되고, 서비스 서버(140)는 30~60분 분량의 기준 상 정보를 저장한다.

제4단계, 측정봉(162)을 통해 배전 선로의 상을 캡쳐하여, 유무선 송신수(164), 유무선 수신부(172), 필터부(174), A/D 변환부(176)를 경유하여 처리부(184)로 전달한다.

제5단계, 처리부(184)는 이 신호를 GPS 수신부(178)에서 수신한 시간 정보를 결합한다.

제6단계, 사용자가 입력부(186)를 조작하여 전화 통신부(180)의 통신 규약을 설정한 뒤, 서비스 서버(140)로 전술된 제3단계에서 저장된 기준 상 정보를 요청한다. 이때 요청되는 기준 상 정보는 전술된 제5단계에 사용된 시간 정보에 대응하는 시간 정보를 갖는 기준 상 정보가 된다.

제7단계, 전화 통신부(180)를 통해 기준 상 정보를 수신하여 처리부(184)는 상 정보를 판별하게 되고, 표시부(192)에 표시한다. 이때 상 정보의 판별은 주지의 상 판별 알고리즘 중 어느 것이든 사용가능하다. 또한 표시부(192)는 상 판별 결과뿐만 아니라 캡쳐된 상의 구형파형을 함께 표시하는 것이 바람직하다.

여기서, 사용자의 입력부(186) 조작에 의해, 인쇄부(190)를 통해 배전 선로의 위치, 현장 유닛(150) 조작자를 나타내는 조작자 정보, 처리부에서 상을 식별한 시간을 포함하는 정보를 인쇄할 수도 있다.

이상으로 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다.

그러나 본 발명은 전술된 실시예에만 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 블럭도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 기준 유닛의 블럭도이다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 현장 유닛의 블럭도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 네트워크 50: 변전소

60: 배전 선로 100: 시스템

110: 기준 유닛 140: 서비스 서버

150: 현장 유닛 160: 상 캡쳐 장치

170: 판별 장치

Claims

변전소의 기준 상과 상기 변전소에서 원격지에 위치한 배전 선로의 상을 비교하여 상을 식별하는 시스템에 있어서,

상기 변전소로부터 기준 상을 캡쳐하여 서비스 서버로 전달하는 기준 유닛;

상기 기준 유닛에서 전달된 기준 상 정보를 30~60분의 분량만큼 저장하고 네트워크를 통해 외부로 전달하는 서비스 서버;

상기 서비스 서버와 현장 유닛의 데이타 통신 경로를 제공하는 네트워크; 및

상기 배전 선로로부터 상을 캡쳐하고 상기 서비스 서버로부터 기준 상 정보를 수신하여 배전 선로에서 캡쳐된 상을 식별하는 현장 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 상 식별 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 네트워크는:

인터넷, 유선전화망, 무선전화망 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 상 식별 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 기준 유닛은:

상기 변전소의 전압을 15V 이하로 변압하는 변압부;

상기 변압부의 출력 신호에 포함된 잡음을 제거하는 필터부;

상기 필터부의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환부;

GPS 위성 신호로부터 위치 정보와 시간 정보를 수신하는 GPS 수신부;

상기 GPS 수신부로부터 수신한 1PPS(one pulse per second)를 기준으로 A/D변환부에서 변환된 위상신호를 측정하는 제어부; 및

상기 제어부(118)에서 측정된 데이터를 서비스 서버로 전달하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상 식별 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 현장 유닛은:

상기 배전 선로로부터 상 정보를 캡쳐하여 외부로 전송하는 상 캡쳐 장치; 및

상기 상 캡쳐 장치에서 캡쳐된 상 정보와 상기 기준 유닛에서 캡쳐된 기준 상 정보를 비교하는 판별 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상 식별 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 상 캡쳐 장치는:

상기 배전 선로로부터 상을 캡쳐하는 측정봉; 및

상기 측정봉에서 캡쳐된 상을 외부로 전송하는 유무선 송신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상 식별 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 유무선 송신부는, 캡쳐된 상을 정현파의 형태로 전송하는 것을 특징으로 하는, 상 식별 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 판별 장치는:

상기 상 캡쳐 장치에서 전송된 캡쳐된 상을 수신하는 유무선 수신부;

상기 유무선 수신부의 출력 신호에 포함된 잡음을 제거하는 필터부;

상기 필터부의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환부;

GPS 위성 신호로부터 위치 정보와 시간 정보를 수신하는 GPS 수신부;

상기 네트워크를 통해 상기 서비스 서버에 접속하여 서비스 서버에 저장된 기준 상 정보를 수신하는 전화 통신부;

사용자의 명령을 입력하는 입력부;

상기 A/D 변환부의 출력 신호에 상기 GPS 수신부의 출력 신호를 결합하고, 상기 결합 데이타에 포함된 시간에 대응하는 기준 상 정보를 전화 통신부로부터 수신한 뒤 비교하여 삼상 정보를 판정하는 처리부;

상기 처리부에서 결합된 상 정보와 상기 전화 통신부를 통해 수신한 기준 상 정보를 저장하는 저장부; 및

상기 처리부의 삼상 판정 결과를 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상 식별 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 표시부는:

기준 상과 캡쳐된 상의 정현파형과 벡터 화면을 함께 표시하는 것을 특징으로 하는, 상 식별 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 판별 장치는:

상기 처리부의 삼상 판정 결과를 인쇄하는 인쇄부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 상 식별 시스템.