KR100985751B1 - 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반에 관한 것으로, 수배전반의 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반내의 배전 또는 분전 선로측에 지락 등의 이상 발생시, 이상이 발생한 배전 또는 분전 선로의 전원 공급을 제어함으로써 전력 계통의 이상 발생에 대해 능동적인 대처가 가능해 피해 파급을 최소화할 수 있고, 에너지 절약 등 전력 계통의 효율적인 전원 공급 관리가 가능하도록 한 것이다.

Description

선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반{Distributing board having a function of selectional preventing ability for ground fault}
본 발명은 수배전반의 지락 관리 기술에 관련한 것으로, 특히 수배전반내의 배전 또는 분전 선로의 전원 공급 관리 기술에 관한 것이다.
통상적으로, 수배전반은 고압반, 저압반, 전동기 제어반 및 분전반으로 이루어지며, 다수의 배전 또는 분전 선로가 분기되어 하나의 전력 계통이 형성된다. 그런데, 지락 등의 이상이 발생하여 수배전반의 전력 계통 상단의 고압반 또는 저압반에서 전원 공급을 차단시킬 경우 전력 계통 하단의 저압반, 전동기 제어반 및 분전반의 배전 또는 분전 선로의 전원 공급도 차단되어 지락 등의 사고에 의한 피해 파급이 전력 계통 전체로 확대된다.
따라서, 본 발명자는 수배전반내의 다수의 배전 또는 분전 선로로 이루어지는 전력 계통에 효율적으로 전원을 공급할 수 있는 기술에 대한 연구를 하게 되었다.
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 고압반, 저압반, 전동기 제어반 및 분전반으로 이루어지는 수배전반의 전력 계통의 하단인 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반의 배전 또는 분전 선로에서 지락 등의 이상 발생시 전원 공급을 제어함으로써 전력 계통의 이상 발생에 대해 능동적인 대처가 가능한 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반의 계전계측장치가 수배전반내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 실시간 계측하고, 계측된 수배전반내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압 및 전류로부터 수배전반내의 배전 또는 분전 선로의 이상 발생을 검출하고, 특정 배전 또는 분전 선로에 지락 등의 이상이 발생한 경우 해당 배전 또는 분전 선로의 전원 공급을 차단시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반의 전력관리장치가 계전계측장치로부터 계측된 수배전반내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 포함하는 계측정보로부터 전력 과다 사용 중인지를 판단하고, 전력 과다 사용중일 경우 미리 설정된 순서에 따라 수배전반내의 배전 또는 분전 선로의 전원 공급을 차단시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고압반, 저압반, 전동기 제어반 및 분전반으로 이루어지는 수배전반의 전력 계통의 하단인 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반의 배전 또는 분전 선로에서 지락 등의 이상 발생시, 이상이 발생한 배전 또는 분전 선로의 전원 공급을 제어함으로써 전력 계통의 이상 발생에 대해 능동적인 대처가 가능해 피해 파급을 최소화할 수 있고, 에너지 절약 등 전력 계통의 효율적인 전원 공급 관리가 가능한 효과를 가진다.
도 1 은 본 발명에 따른 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반의 개요도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반의 계전계측장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반의 전력관리장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반의 온도관리장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반의 개요도이다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 수배전반은 고압반(1), 저압반(2), 전동기 제어반(3) 및 분전반(4)으로 이루어지며, 수배전반내에는 주 선로(10)로부터 다수의 배전 또는 분전 선로(20)가 분기되어 하나의 전력 계통을 이룬다.
수배전반의 저압반(2), 전동기 제어반(3) 및 분전반(4)의 배전 또는 분전 선로(20)에는 지락 발생시 전력 계통 보호를 위한 배선용 차단기(MCCB)(30)가 설치된다.
한편, 수배전반의 변압기(TR)(70) 양쪽으로 저압반(2)의 주 선로(10)에는 전력 계통에 이상이 있을 경우 전력 계통 보호를 위한 기중 차단기(ACB)(50)가 설치되고, 수배전반의 고압반(1)의 주 선로(10)에는 진공 차단기(VCB)(60)가 설치된다.
본 발명에 따른 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반은 계전계측장치(100)와, 전력관리장치(200)와, 온도관리장치(300)를 포함한다.
상기 계전계측장치(100)는 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로(20)에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 실시간 계측하고, 계측된 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압 및 전류로부터 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로의 이상 발생을 검출하고, 특정 배전 또는 분전 선로에 지락 등의 이상이 발생한 경우 경보를 하거나 또는 분전 선로의 전원 공급을 차단시킨다.
상기 전력관리장치(200)는 계전계측장치(100)로부터 계측된 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 포함하는 계측정보로부터 전력 과다 사용 중인지를 판단하고, 전력 과다 사용중일 경우 경보를 하거나 또는 미리 설정된 순서에 따라 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로(20)의 전원 공급을 차단시킨다.
상기 온도관리장치(300)는 수배전반의 저압반(2)내의 배전 또는 분전 선로(20)가 형성되는 전단의 주 선로(10)에서 전력 계통의 온도를 계측하여 표시한다.
상기 중앙관리장치(400)는 각 수배전반의 저압반(2)에 설치되는 전력관리장치(200)들을 통합 관리한다.
도 2 는 본 발명에 따른 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반의 계전계측장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 2 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 계전계측장치(100)는 계측부(110)와, 지락 관리부(120)를 포함한다.
상기 계측부(110)는 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로(20)에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 실시간 계측한다. 예컨대 계측부(110)는 배전 또는 분전 선로에 흐르는 전류의 크기에 해당하는 자속에 의하여 철심이 여자되어 2차권선에 기전력이 발생되고, 2차권선에 발생되는 기전력으로부터 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로(20)에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 계측하도록 구현할 수 있다.
상기 지락 관리부(120)는 상기 계측부(110)에 의해 계측된 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압 및 전류로부터 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로의 지락 발생을 검출하고, 특정 배전 또는 분전 선로에 지락 발생된 경우 해당 배전 또는 분전 선로의 배선용 차단기(30)를 차단시킨다.
지락은 배전 또는 분전 선로가 대지와 대지임피던스를 가지고 접속되는 현상이다. 이때는 접지가 아니므로 배전 또는 분전 선로와 대지 사이에 임피던스가 존재하여 아크가 발생하는 등 이상 전류 및 전압이 발생한다.
지락 사고가 발생할 경우 짧은 시간 동안 매우 큰 과전류가 흐르며, 예컨대 상기 계측부(110)에 의해 계측된 전류가 지락 판별을 위한 조건 이상일 경우 상기 지락 관리부(120)가 지락이 발생되었다 판단하여 지락이 발생된 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로의 배선용 차단기(30)를 트립(Trip)시켜 해당 배전 또는 분전 선로로의 전원 공급을 차단시키도록 구현할 수 있으며, 지락이 발생했음을 경보하거나 중앙관리장치(400)로 보고하도록 구현할 수 있다.
따라서, 이 실시예에 따르면, 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로측에서 지락에 의한 이상 발생시 해당 이상이 발생한 배전 또는 분전 선로의 전원 공급을 차단함으로써 전력 계통의 이상 발생에 대한 능동적인 대처가 가능해 피해 파급을 최소화할 수 있고, 에너지 절약 등 전력 계통의 효율적인 전원 공급 관리가 가능하다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 계전계측장치(100)가 누전 관리부(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 누전 관리부(130)는 상기 계측부(110)에 의해 계측된 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압 및 전류로부터 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로(20)의 누전 발생을 검출하고, 특정 배전 또는 분전 선로에 누전이 발생된 경우 누전이 발생된 배전 또는 분전 선로의 배선용 차단기(30)를 트립(Trip)시켜 해당 배전 또는 분전 선로로의 전원 공급을 차단시키거나 또는 누전이 발생했음을 네트워크로 송신하여 중앙관리장치(400)로 보고한다.
누전은 배전 또는 분전 선로의 피복이 손상되어 이 부분을 통해 대지로 전류가 누설되는 현상으로, 예컨대 누전 관리부(130)가 배전 또는 분전 선로로 입력되는 전류와 배전 또는 분전 선로로부터 출력되는 전류의 차가 발생하여 정격감도전류 이상의 누설 전류가 흐를때 누전이 발생되었다 판단하여 누전이 발생된 배전 또는 분전 선로의 배선용 차단기(30)를 트립(Trip)시켜 해당 배전 또는 분전 선로로의 전원 공급을 차단시키도록 구현할 수 있다.
이 때, 상기 누전 관리부(130)가 누전이 발생된 경우 해당 배전 또는 분전 선로에 누전이 발생했음을 스피커 등을 통한 청각적 방법 또는 LED 등을 통한 시각적 방법으로 경고하도록 구현할 수도 있다.
따라서, 이 실시예에 따르면, 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로측에서 누전에 의한 이상 발생시 경고하거나 또는 해당 이상이 발생한 배전 또는 분전 선로의 전원 공급을 차단함으로써 전력 계통의 이상 발생에 대한 능동적인 대처가 가능해 피해 파급을 최소화할 수 있고, 에너지 절약 등 전력 계통의 효율적인 전원 공급 관리가 가능하다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 계전계측장치(100)가 계측정보 송신부(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 계측정보 송신부(140)는 상기 계측부(110)에 의해 계측된 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 포함하는 계측정보를 유선 또는 무선 네트워크로 실시간 송신한다.
유선 또는 무선 네트워크로 실시간 송신되는 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 포함하는 계측정보는 이후 구체적으로 설명되는 전력관리장치(200)에 의해 분석되어, 전력관리장치(200)를 통한 배전 또는 분전 선로(20)의 전원 공급 제어가 이루어진다.
도 3 은 본 발명에 따른 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반의 전력관리장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 이 실시예에 따른 전력관리장치(200)는 계측정보 수신부(210)와, 전력관리부(220)를 포함한다.
상기 계측정보 수신부(210)는 상기 계전계측장치(100)로부터 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 포함하는 계측정보를 실시간 수신한다. 계측정보에 포함된 전압, 전류 계측 결과로부터 전력관리장치(200)는 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로의 전압, 전류를 관리함으로써 전력 계통 안정도 향상 및 사고를 사전 방지할 수 있다.
또한, 계측정보에 포함된 전력 계측 결과로부터 전력관리장치(200)는 전력 사용자의 에너지 절약 의지를 파악할 수 있으며, 전력이 과다 사용될 경우 전력관리부(220)를 통해 전력 사용을 제한할 수 있다.
상기 전력관리부(220)는 상기 계측정보 수신부(210)에 의해 수신된 계측정보에 포함된 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전력으로부터 전력 과다 사용 중인지를 판단하고, 전력 과다 사용중일 경우 경보하거나 또는 미리 설정된 순서에 따라 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로의 배선용 차단기(30)를 차단시킨다.
예컨대, 상기 전력관리부(220)가 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전력의 총합이 설정된 전력 최대치 이상일 경우 전력 과다 사용 중이라 판단하고, 전력 사용 중요도가 낮은 순서로 수배전반의 저압반(2) 또는 전동기 제어반(3) 또는 분전반(4)내의 배전 또는 분전 선로의 배선용 차단기(30)를 차단시켜 전력 사용을 제한함으로써 전력 계통에 효율적인 전원 공급 관리를 할 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반의 온도관리장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 이 실시예에 따른 온도관리장치(300)는 온도 계측부(310)와, 온도 표시부(320)를 포함한다.
상기 온도 계측부(310)는 수배전반의 저압반(2)의 배전 또는 분전 선로가 형성되는 전단의 주 선로에서 전력 계통의 온도를 실시간 계측한다.
상기 온도 표시부(320)는 상기 온도 계측부(310)에 의해 계측된 온도를 실시간 표시한다.
따라서, 이 실시예는 온도관리장치(300)가 수배전반 전력 계통의 온도를 실시간 감시하여 표시함으로써 화재 등의 이상 발생시 즉각적인 대응이 가능하다.
한편, 중앙관리장치(400)는 다수의 수배전반의 각 계전계측장치(100) 또는 전력관리장치(200)들로부터 각 전력 계통의 상황을 실시간 보고받고, 각 전력 계통의 상황을 표시하는 등 각 수배전반의 계전계측장치(100) 또는 전력관리장치(200)들을 통합 관리한다.
따라서, 이 실시예는 중앙관리장치(400)를 통해 다수의 수배전반의 상황을 중앙에서 통제할 수 있어 에너지 절약 등 효율적인 전력 계통의 관리가 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고압반, 저압반, 전동기 제어반 및 분전반으로 이루어지는 수배전반의 전력 계통 하단인 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반의 배전 또는 분전 선로에서 이상 발생시, 이상이 발생한 배전 또는 분전 선로의 전원 공급을 차단함으로써 전력 계통의 이상 발생에 대해 능동적인 대처가 가능해 피해 파급을 최소화할 수 있고, 전력 계통에 효율적인 전원 공급 관리가 가능하므로 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위 내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
본 발명은 수배전반의 지락 관리 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
10 : 주 선로
20 : 배전 또는 분전 선로
30 : 배선용 차단기
50 : 기중 차단기
60 : 진공 차단기
70 : 변압기
100 : 계전계측장치
110 : 계측부
120 : 지락 관리부
130 : 누전 관리부
140 : 계측정보 송신부
200 : 전력관리장치
210 : 계측정보 수신부
220 : 전력관리부
300 : 온도관리장치
310 : 온도 계측부
320 : 온도 표시부
400 : 중앙관리장치

Claims (7)

  1. 수배전반의 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 실시간 계측하는 계측부와; 상기 계측부에 의해 계측된 수배전반의 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압 및 전류로부터 각 배전 또는 분전 선로의 지락 발생을 검출하고, 특정 배전 또는 분전 선로에 지락 발생된 경우 해당 지락이 발생된 배전 또는 분전 선로의 배선용 차단기를 차단시키는 지락 관리부와; 상기 계측부에 의해 계측된 수배전반의 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 포함하는 계측정보를 유선 또는 무선 네트워크로 실시간 송신하는 계측정보 송신부를 포함하는 계전계측장치와:
    상기 계전계측장치로부터 수배전반의 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압, 전류 및 전력을 포함하는 계측정보를 실시간 수신하는 계측정보 수신부와; 상기 계측정보 수신부에 의해 수신된 계측정보에 포함된 수배전반의 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전력으로부터 전력 과다 사용 중인지를 판단하고, 전력 과다 사용중일 경우 미리 설정된 순서에 따라 수배전반의 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반내의 배전 또는 분전 선로의 배선용 차단기를 차단시키는 전력관리부를 포함하는 전력관리장치를:
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 계전계측장치가:
    상기 계측부에 의해 계측된 수배전반의 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전압 및 전류로부터 각 배전 또는 분전 선로의 누전 발생을 검출하고, 특정 배전 또는 분전 선로에 누전이 발생된 경우 해당 누전이 발생된 배전 또는 분전 선로의 배선용 차단기를 차단시키거나 또는 해당 배전 또는 분전 선로에 누전이 발생했음을 네트워크로 송신하는 누전 관리부를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 누전 관리부가:
    특정 배전 또는 분전 선로에 누전이 발생된 경우 해당 배전 또는 분전 선로에 누전이 발생했음을 경고하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력관리부가:
    수배전반의 저압반 또는 전동기 제어반 또는 분전반내의 배전 또는 분전 선로에 인가되는 전력의 총합이 설정된 전력 최대치 이상일 경우 전력 과다 사용 중이라 판단하는 것을 특징으로 하는 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반이:
    수배전반의 저압반의 배전 또는 분전 선로가 형성되는 전단의 주 선로에서 전력 계통의 온도를 실시간 계측하는 온도 계측부와;
    상기 온도 계측부에 의해 계측된 온도를 실시간 표시하는 온도 표시부를;
    포함하는 온도관리장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 지락 차단 기능을 구비한 수배전반.
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