KR100914389B1 - Method for improving power factor control - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 역률 제어 장치를 이용한 역률 제어 개선 방법, 특히 사용자에게 사용자 인터페이스를 통하여 상태 정보를 제공하며, 사용자에 의한 입력 신호를 바탕으로 역률 제어를 개선하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving power factor control using a power factor control apparatus, in particular, to provide status information to a user through a user interface, and to improve power factor control based on an input signal by a user.
일반적으로 교류 회로에서 피상 전력을 Pa, 유효 전력을 P, 무효 전력을 Pr, 전압을 V, 전류를 I라 했을 때, 전력 및 역률의 관계는 아래와 같다.In general, when the apparent power is Pa, the active power P, the reactive power Pr, the voltage V, and the current I in the AC circuit, the relationship between power and power factor is as follows.
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교류 회로에서 무효 전력(Reactive Power, Pr)은 리액턴스(유도성 성분)를 포함하는 부하에 교류 전압을 가할 경우, 어떠한 일도 하지 않으면서 전원과 부하 사이에 순환하는 전력을 의미한다. 교류 회로에서 유도성 부하가 있을 경우에, 교류 전원이 유도성 부하를 통과할 때 지상 전류가 발생하여 역률이 낮아진다. 낮아진 역률에 상응하여 무효 전력이 증가하며, 이에 따라서 전력선, 주상 변압기 등에 고부하에 따른 전력 손실이 증가하며, 전원 설비의 이용 효과가 낮아지는 등의 여러 가지 단점이 발생한다. In an AC circuit, reactive power (Pr) means power circulating between a power supply and a load without doing anything when an AC voltage is applied to a load including a reactance (inductive component). In the case of an inductive load in an alternating current circuit, when the alternating current passes through the inductive load, a ground current is generated to lower the power factor. Reactive power increases corresponding to the lowered power factor, which causes various disadvantages such as increased power loss due to high load on power lines, pole transformers, and the like, and the use effect of power equipment is reduced.
낮은 역률에 따라서 발생하는 다양한 문제점을 극복하기 위하여, 역률을 개선하는 방안이 다양하게 제안되고 있다. 일반적인 역률 개선 방안으로서, 전압에 의한 제어 방식, 역률 계전기에 의한 제어 방식, 전류 검출에 의한 제어 방식, 시간에 따른 제어 방식, 동적 제어 방식 등을 들 수 있다. 이 중 동적 제어 방식은 콘덴서 뱅크를 이용하여, 부하의 성질에 따라서 콘덴서 뱅크의 커패시턴스를 변경하여 역률을 개선하는 방식이다.In order to overcome various problems caused by the low power factor, various methods for improving the power factor have been proposed. As a general method for improving power factor, a voltage control method, a power factor relay control method, a current detection control method, a time control method, a dynamic control method, and the like can be given. Among these, the dynamic control method uses a capacitor bank to improve the power factor by changing the capacitance of the capacitor bank according to the characteristics of the load.
본 발명의 구체적인 목적은 자동으로 역률을 제어할 뿐만 아니라, 사용자에게 상태 정보를 제공한 후 사용자가 상태 정보를 바탕으로 선택한 입력 신호에 따라서 역률을 제어할 수 있는 역률 제어 개선 장치를 제공하는 것이다.A specific object of the present invention is to provide a power factor control improving apparatus capable of controlling power factor not only automatically controlling a power factor but also providing status information to a user and then selecting a power factor according to an input signal selected by the user based on the status information.
본 발명의 다른 목적은 사용자가 역률을 포함하는 상태 정보를 보면서 실시간으로 역률을 제어하도록 하여, 비전문가도 용이하게 역률을 제어할 수 있도록 하는 역률 제어 개선 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a power factor control improving apparatus for allowing a user to control the power factor in real time while viewing state information including the power factor, so that even an expert can easily control the power factor.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 다양한 선택을 할 수 있도록 하여, 보다 정밀한 역률 제어를 할 수 있는 역률 제어 개선 장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a power factor control improving apparatus that enables a user to make various selections, thereby enabling more precise power factor control.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자의 선택 신호를 바탕으로 역률을 제어함으로써 저렴하게 생산할 수 있는 역률 제어 개선 장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a power factor control improving apparatus which can be produced at low cost by controlling the power factor based on a user's selection signal.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 부하에 병렬로 연결되며 각각 개폐기가 연결되어 설치되는 6개의 진상 콘덴서를 포함하는 콘덴서 뱅크 및 배전선에 연결되며 상기 배전선에 상응하는 전압, 전류 및 역률 중 적어도 하나를 포함하는 상태 정보를 검출하며, 검출된 상기 상태 정보를 출력하며, 사용자가 출력된 상기 상태 정보를 바탕으로 입력한 선택 신호를 바탕으로 상기 콘덴서 뱅크의 커패시턴스를 변화시켜 역률을 제어하는 역률 제어부를 포함하는 역률 제어 장치에서 수행하는 역률 제어 개선 방법에 있어서, 상기 역률 제어부에 포함되는 전압 검출 컴포넌트가 상기 배전선에 상응하는 상기 전압을 검출하는 단계, 상기 역률 제어부에 포함되는 전류 검출 컴포넌트가 상기 배전선에 상응하는 상기 전류를 검출하는 단계, 상기 역률 제어부에 포함되는 무효 전력 컴포넌트가 상기 배전선에 상응하는 무효 전력을 검출하는 단계, 상기 역률 제어부에 포함되는 출력 컴포넌트가 상기 전압에 관한 상태 정보, 상기 전류에 관한 상태 정보 및 상기 역률에 관한 상태 정보 중 적어도 하나를 출력하는 단계, 상기 역률 제어부에 포함되며, 일측에 전압 키패드, 전류 키패드 및 역률 키패드가 형성되며, 하부 일측에 상기 6개의 진상 콘덴서에 상응하는 6개의 C1 내지 C6 키패드가 형성되는 입력 컴포넌트가 사용자가 상기 출력 컴포넌트에 출력된 상기 전압에 관한 상태 정보, 상기 전류에 관한 상태 정보 및 상기 역률에 관한 상태 정보 중 적어도 하나를 바탕으로 상기 입력 컴포넌트의 상기 6개의 C1 내지 C6 키패드를 선택하면, 이를 입력받는 단계 및 상기 역률 제어부에 포함되는 제어 컴포넌트가 상기 사용자에 의한 상기 6개의 C1 내지 C6 키패드에 대한 선택 신호를 바탕으로 상기 콘덴서 뱅크에 포함된 상기 6개의 진상 콘덴서 각각에 연결되어 설치되는 개폐기를 개폐함으로써 상기 콘덴서 뱅크의 커패시턴스를 변화시키는 단계를 포함하는 역률 제어 개선 방법을 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 출력 컴포넌트는 상기 사용자가 상기 전압 키패드, 상기 전류 키패드 및 상기 역률 키패드를 선택하면, 이에 응답하여 상기 전압에 관한 상태 정보, 상기 전류에 관한 상태 정보 및 상기 역률에 관한 상태 정보를 출력하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above objects, according to an aspect of the present invention, a voltage bank and a current connected to a capacitor bank and a distribution line including six phase condensers connected in parallel to a load and each connected with a switch are installed. And detecting the state information including at least one of power factor, outputting the detected state information, and changing the capacitance of the capacitor bank based on a selection signal input by the user based on the output state information. A power factor control improvement method performed by a power factor control apparatus including a power factor controller for controlling, the method comprising: detecting, by a voltage detection component included in the power factor controller, the voltage corresponding to the power distribution line, current detection included in the power factor controller; A component detects the current corresponding to the distribution line And detecting reactive power corresponding to the power distribution line by a reactive power component included in the power factor controller, wherein an output component included in the power factor controller includes status information regarding the voltage, status information regarding the current, and power factor related to the power factor. Outputting at least one of the status information, which is included in the power factor controller, a voltage keypad, a current keypad and a power factor keypad are formed on one side, and six C1 to C6 keypads corresponding to the six fastening capacitors are formed on one side of the power factor controller; The input component may be configured to display the six C1 to C6 keypads of the input component based on at least one of state information about the voltage, state information about the current, and state information about the power factor output to the output component. If selected, the step of receiving the input and the second included in the power factor controller Changing a capacitance of the capacitor bank by opening and closing a switch connected to each of the six phase condenser included in the capacitor bank based on a selection signal for the six C1 to C6 keypads by the user; It can provide a power factor control improvement method comprising a.
In a preferred embodiment, the output component, in response to the user selecting the voltage keypad, the current keypad and the power factor keypad, in response thereto status information about the voltage, status information about the current and status information about the power factor. It characterized in that the output.
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본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, the following effects can be expected.
본 발명에 의하여, 자동으로 역률을 제어할 뿐만 아니라, 사용자에게 상태 정보를 제공한 후 사용자가 상태 정보를 바탕으로 선택한 입력 신호에 따라서 역률을 제어할 수 있는 역률 제어 개선 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a power factor control improving apparatus capable of automatically controlling power factor and controlling power factor according to an input signal selected by the user based on the status information after providing status information to the user.
또한 본 발명에 의하여, 사용자가 역률을 포함하는 상태 정보를 보면서 실시간으로 역률을 제어하도록 하여, 비전문가도 용이하게 역률을 제어할 수 있도록 하는 역률 제어 개선 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, the user can control the power factor in real time while viewing the state information including the power factor, it is possible to provide a power factor control improvement apparatus that enables the non-expert to easily control the power factor.
또한 본 발명에 의하여, 사용자가 다양한 선택을 할 수 있도록 하여, 보다 정밀한 역률 제어를 할 수 있는 역률 제어 개선 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a power factor control improving apparatus that allows a user to make a variety of selection, which allows more accurate power factor control.
또한 본 발명에 의하여, 사용자의 선택 신호를 바탕으로 역률을 제어함으로써 저렴하게 생산할 수 있는 역률 제어 개선 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a power factor control improved apparatus that can be produced at low cost by controlling the power factor based on a user's selection signal.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are designated as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역률 제어 개선 장치를 포함하는 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing an overall configuration including a power factor control improvement apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 역률 제어부(101)는 변압기(105) 및/또는 계기용 변압기(107)를 통하여 배전선과 연결되며, 임의의 복수 콘덴서를 포함하는 콘덴서 뱅크(103)의 커패시턴스를 변화시켜 역률을 제어한다. 역률 제어부(101)는 변압기(105) 및/또는 계기용 변압기(107)를 통하여 연결된 배전선의 상태 정보를 검출하며, 검출된 상태 정보를 출력하여 사용자가 인지할 수 있도록 한다. 상태 정보는 배전선의 전압, 전류, 무효 전력 등을 포함할 수 있다. 사용자는 출력된 상태 정보를 바탕으로 콘덴서 뱅크(103)의 커패시턴스를 변화시키기 위한 선택 신호를 입력하며, 역률 제어부(101)는 사용자에 의하여 입력되는 선택 신호를 바탕으로 콘덴서 뱅크(103)의 커패시턴스를 변화시켜 역률을 제어한다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서, 역률 제어부(101)는 배전선의 상태 정보를 검출한 후, 검출된 상태 정보를 바탕으로 자동으로 콘덴서 뱅크(103)의 커패시턴스를 변화시켜 역률을 제어할 수도 있다. 역률 제어부(101)는 도 2를 참조하여 보다 상세히 살펴보도록 한다.Referring to FIG. 1, the
콘덴서 뱅크(103)는 복수의 진상 콘덴서를 포함하며 부하(109)에 병렬로 연결된다. 콘덴서 뱅크(103)에 포함되는 복수의 진상 콘덴서 각각은 역률 제어 부(101)의 제어에 의하여 개폐될 수 있다. 즉 콘덴서 뱅크(103)에 있어서, 역률 제어부(101)의 제어에 의하여 복수의 진상 콘덴서 각각이 개폐될 수 있으며, 이로 인하여 콘덴서 뱅크(103)의 커패시턴스가 변화되어 역률이 제어될 수 있다. 콘덴서 뱅크(103)는 도 3을 참조하여 보다 상세히 살펴보도록 한다.The
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역률 제어부의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a power factor controller according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 역률 제어부(101)는 제어 컴포넌트(201), 전압 검출 컴포넌트(205), 전류 검출 컴포넌트(207), 무효 전력 검출 컴포넌트(203), 표시 컴포넌트(209) 및 입력 컴포넌트(211)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
전압 검출 컴포넌트(205)는 계기용 변압기(107)를 통하여 연결되는 배전선의 전압을 검출한다. 전류 검출 컴포넌트(207)는 변압기(105)를 통하여 연결되는 배전선의 전류를 검출한다. 무효 전력 검출 컴포넌트(203)는 검출된 전압과 전류를 바탕으로 무효 전력을 검출한다. 검출된 전압, 전류, 무효 전력 등을 포함하는 배전선에 상응하는 상태 정보는 제어 컴포넌트(201)에 의하여 표시 컴포넌트(209)로 출력되며, 사용자는 표시 컴포넌트(209)에 출력되는 검출된 전압, 전류, 무효 전력 등을 포함하는 상태 정보를 인지할 수 있다. 사용자는 상태 정보를 바탕으로 입력 컴포넌트(211)를 이용하여 콘덴서 뱅크(103)에 포함되는 복수의 진상 콘덴서 각각의 개폐에 대한 선택 신호를 입력할 수 있다.The
제어 컴포넌트(201)는 검출된 전압, 전류, 무효 전력 등을 포함하는 배전선에 상응하는 상태 정보를 표시 컴포넌트(209)에 출력되도록 제어한다. 또한 제어 컴포넌트(201)는 입력 컴포넌트(211)를 통하여 입력되는 사용자의 선택 신호를 바탕으로 콘덴서 뱅크(103)의 커패시턴스를 변화시켜 역률을 제어한다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서, 제어 컴포넌트(201)는 전압 검출 컴포넌트(205), 전류 검출 컴포넌트(207), 무효 전력 검출 컴포넌트(203)에 의하여 검출된 전압, 전류, 무효 전력 등을 포함하는 상태 정보를 바탕으로 자동으로 콘덴서 뱅크(103)의 커패시턴스를 변화시켜 역률을 제어할 수도 있다.The
표시 컴포넌트(209)는 제어 컴포넌트(201)의 제어에 의하여, 전압 검출 컴포넌트(205), 전류 검출 컴포넌트(207), 무효 전력 검출 컴포넌트(203)에 의하여 검출된 전압, 전류, 무효 전력 등을 포함하는 상태 정보를 출력하여, 사용자가 이를 인지할 수 있도록 한다. 또한 입력 컴포넌트(211)는 상태 정보를 바탕으로 콘덴서 뱅크(103)에 포함되는 복수의 진상 콘덴서 각각의 개폐에 대한 사용자의 선택 신호를 제어 컴포넌트(201)로 입력한다. 표시 컴포넌트(209) 및 입력 컴포넌트(211)는 도 4를 참조하여 보다 상세히 살펴보도록 한다.The
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘덴서 뱅크의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.3 is a view schematically showing the configuration of a capacitor bank according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 콘덴서 뱅크(103)는 부하에 병렬로 연결되며, 복수의 진상 콘덴서(301)를 포함한다. 복수의 진상 콘덴서(301) 각각은 별도로 개폐될 수 있으며, 이에 따라서 역률이 개선될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 진상 콘덴서(301)는 6개(C1-C6)인 것으로 하나, 진상 콘덴서(301)의 개수는 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 적절하게 조절될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야 에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 복수의 진상 콘덴서(301) 각각은 개폐기(303)가 연결된다. 또한 진상 콘덴서(301)와 개폐기(303) 사이에는 방전 리액터(305)가 구비되어 진상 콘덴서(301)가 닫힐 때 고속으로 방전되는 것을 방지한다. 제어 컴포넌트(201)의 제어에 의하여, 복수의 진상 콘덴서(301) 각각에 상응하는 개폐기(303)가 개별적으로 개폐되며, 이로 인하여 콘덴서 뱅크(103)의 커패시턴스가 변화되어 역률이 제어될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표시 컴포넌트 및 입력 컴포넌트를 예시적으로 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a display component and an input component according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 표시 컴포넌트(209)는 제어 컴포넌트의 제어에 의하여, 전압 검출 컴포넌트, 전류 검출 컴포넌트, 무효 전력 검출 컴포넌트에 의하여 검출된 전압, 전류, 무효 전력 등을 포함하는 상태 정보를 출력하며, LCD인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 사용자는 표시 컴포넌트(209)에 출력된 상태 정보를 인지하여, 실시간으로 역률을 제어할 수 있다. 사용자가 상태 정보 중 특정 항목(예를 들어, 검출된 역률)을 선택하면, 이에 상응하는 상태 정보가 표시 컴포넌트(209)에 출력된다.Referring to FIG. 4, the
입력 컴포넌트(211)는 사용자가 상태 정보를 바탕으로 콘덴서 뱅크에 포함되는 복수의 진상 콘덴서 각각의 개폐에 대한 사용자의 선택 신호를 제어 컴포넌트로 입력한다. 입력 컴포넌트(211)는 키패드인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 콘덴서 뱅크가 6개의 진상 콘덴서를 포함하는 경우에, 사용자는 C1 내지 C6의 키패드를 선택할 수 있다(즉, 22가지의 경우 의 수). 입력 컴포넌트(211)에 의한 사용자의 선택 신호는 제어 컴포넌트로 입력되며, 제어 컴포넌트는 사용자의 선택 신호를 바탕으로 콘덴서 뱅크의 복수의 진상 콘덴서에 상응하는 개폐기를 개폐하여 커패시턴스를 변화시킴으로써 역률을 제어할 수 있다.The
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역률 제어 개선 장치를 포함하는 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing an overall configuration including a power factor control improving apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역률 제어부의 구성을 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating a configuration of a power factor controller according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘덴서 뱅크의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.3 is a view schematically showing the configuration of a capacitor bank according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표시 컴포넌트 및 입력 컴포넌트를 예시적으로 나타낸 도면.4 illustrates a display component and an input component according to a preferred embodiment of the present invention.
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Publications (1)
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