KR101006069B1 - 휴대용 전력계통 상태 감시 장치 - Google Patents

휴대용 전력계통 상태 감시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대용 전력 계통 상태 감시장치 및 이를 포함한 시스템에 관한 것으로서, 휴대용 전력 계통 상태 감시장치의 구성요소에 전원을 공급하는 전원 유닛; 전력 계통상의 전압 및 전류를 측정하고, 전력계통 운용함수를 검출하는 아날로그 인터페이스 유닛; 상기 전력 계통 상의 전력 차단기의 작동 상태를 나타내는 전력 차단기 신호를 입력받아 전력설비의 상태를 평가하는 디지털 인터페이스 유닛; 상기 전력 계통의 고장 또는 이상 검출 시 일정 기간의 전력 계통 상태를 기록 및 저장한 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버장치로 전송하는 사고파일 전송 유닛; 운영자가 상기 휴대용 전력 계통 상태 감시장치에 명령을 입력하고, 전력 계통의 상태를 확인할 수 있도록 결과를 디스플레이 하는 사용자 인터페이스 유닛; 및 상기 전원 유닛, 아날로그 인터페이스 유닛, 디지털 인터페이스 유닛, 사고 파일 전송 유닛 및 사용자 인터페이스 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치 및 이를 포함한 시스템이 제공된다.

Description

휴대용 전력계통 상태 감시 장치 {Portable power system dynamic monitoring equipment}
본 발명은 휴대용 전력계통 상태 감시 장치 및 이를 포함한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사고 발생시 사고 파일의 자동 전송이 가능한 휴대용 전력계통 상태 감시 장치 및 이를 포함한 시스템에 관한 것이다.
전기를 생산, 수송하여 소비하는 각종 설비가 유기적으로 결합하여 하나의 시스템을 구성한 것을 총칭하여 전 계통(Power System)이라 한다. 전력 계통 상태는 전력 계통을 충실히 표현할 수 있는 정보의 집합으로 정의되며, 전력 계통 모델이 정확하면 과거와 현재의 입력자료에 의하여 전력 계통을 완전히 표현할 수 있고 미래의 계통상태까지 유추할 수 있다. 그러나 전력 계통의 모델링 뿐만 아니라 상태 변수 측정이 용이하지 않으므로, 근사법의 하나로서 전력 계통 운용함수 즉, 전력계통 운용에 유용한 지표가 되는 함수로서 전력, 무효전력, 전압 및 주파수를 이용하여 전력 계통 상태를 평가하는 것이 일반적이다.
전력 계통 상태에 관한 정보는 전력품질, 안정도, 신뢰도를 보장하면서 전력 계통을 최적으로 운전하고 계통 운용계획을 효과적으로 수립하게 하는 기본적인 정보라는 점에서 지속적으로 감시할 필요가 있으며, 특히 전력악성부하와 발전설비의 대용량화에 따라 심각하게 대두되는 전력 동요(Swing)와 같은 장주기외란(Long-term Disturbance)의 발생 우려가 있는 전력계통에서는 더욱 그러하다.
종래 기술에 따르면 순간적으로 진전되는 전력 계통의 이상 상태에 대하여 전압, 전류의 순시치만을 기록하는 장치가 개발된 바 있다. 또한, 이를 보완하기 위하여, 전력계통 고장과 전력계통 운용함수를 하나의 장치로 검출 및 기록하면서, 전력계통 상태를 표시 및 분석할 수 있는 전력 계통 상태 감시장치가 개발된 바 있다.
도 1에는 종래 기술에 따른 전력계통 상태 감시 시스템의 개략적인 구성도가 개시된다. 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 전력계통 상태 감시 시스템은 전력 계통(10)에 연결된 다수의 전력계통 상태 감시 장치(PSDM)(20), 중앙 제어 장치(30) 및 전력거래소 서버 장치(40)로 구성된다. 각각 전력계통 상태 감시 장치(20)는 전력 계통(10)에 연결되어, 전력 계통의 고장 여부 및 전력 계통 운용 함수를 검출 및 기록하며, 이를 이용하여 전력 계통 상태를 표시 및 분석한다. 또한, 전력 계통의 고장 여부를 통신망을 통하여 중앙 제어 장치(30)에 전송한다. 중앙 제어 장치(30)는 필요시 사고 파일을 전력계통 상태 감시장치(20)로 요청하며, 전력계통 상태 감시 장치(20)는 사고 파일을 중앙 제어 장치(30)로 전송한다.
그리고, 중앙 제어 장치(30)는 전력 계통의 고장 여부를 전력 거래소 서버 장치(40)로 전송하며, 전력 거래소 서버 장치(40)로부터 사고 파일의 요청을 받으면 전력계통 상태 감시 장치(20)에서 수신한 사고 파일을 전력 거래소 서버 장치(40)로 전송한다.
종래 기술에 따른 전력계통 상태 감시 시스템의 경우, 전력 계통 상태 감시 장치(20)가 고정되어 있기 때문에 한 번 설치하면 설치 장소의 변동이 용이하지 않다는 문제점이 있었다. 또한, 전력 거래소 서버 장치(40)는 사고 파일의 전송 요청을 해야만 중앙 제어 장치(30)로부터 전력계통 상태 감시 장치(20)에서 생성된 사고 파일을 수신할 수 있었기 때문에 중앙 제어 장치(30)에서 사고 파일의 삭제 또는 수정 등을 통하여 사고 파일 데이터가 조작될 경우에 올바른 데이터의 수신을 할 수 없어 중앙 제어 장치(30)의 제어가 용이하지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전력 계통에서 고장 발생 시, 이에 대한 사고 파일을 자동으로 중앙 제어 장치는 물론 전력 거래소 서버 장치에 동시에 전송할 수 있으며, 소형화를 통하여 휴대가 용이한 휴대용 전력계통 상태 감시 장치 및 이를 포함한 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 휴대용 전력 계통 상태 감시장치의 구성요소에 전원을 공급하는 전원 유닛; 전력 계통상의 전압 및 전류를 측정하고, 전력계통 운용함수를 검출하는 아날로그 인터페이스 유닛; 상기 전력 계통 상의 전력 차단기의 작동 상태를 나타내는 전력 차단기 신호를 입력받아 전력설비의 상태를 평가하는 디지털 인터페이스 유닛; 상기 전력 계통의 고장 또는 이상 검출 시 일정 기간의 전력 계통 상태를 기록 및 저장한 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버장치로 전송하는 사고파일 전송 유닛; 운영자가 상기 휴대용 전력 계통 상태 감시장치에 명령을 입력하고, 전력 계통의 상태를 확인할 수 있도록 결과를 디스플레이 하는 사용자 인터페이스 유닛; 및 상기 전원 유닛, 아날로그 인터페이스 유닛, 디지털 인터페이스 유닛, 사고 파일 전송 유닛 및 사용자 인터페이스 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치가 제공된다.
상기 전력 계통의 3상 교류 배전선로에서 R상, S상 및 T상의 전압 측정치를 기초로 N상의 전압값을 연산하는 영상전압 연산 유닛을 더 포함한다.
상기 제어 유닛은 상기 아날로그 인터페이스 유닛 및 디지털 인터페이스 유닛을 통하여 검출된 전력 계통 운용 함수에 대한 데이터를 기초로 전력 계통의 이상 유무 및 고장 여부를 판단한다.
상기 제어 유닛은 상기 전력 계통에 이상이 발생한 경우로 판단하면, 상기 사고파일 데이터를 상기 사고 파일 전송 유닛으로 전달하고, 상기 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버 장치로 전송하라는 데이터 전송 명령을 상기 사고 파일 전송 유닛에 전달한다.
상기 전력 계통의 3상 교류 배전선로에서의 지락 및 단락 사고 발생 유무만을 우선적으로 검출하는 사고 발생 검출 유닛을 더 포함한다.
상기 사고 발생 검출 유닛은 상기 3상 교류 배전선로에서 선택된 서로 상이한 상의 출력전류의 합을 감지하고, 그 결과를 판단하여 지락 및 단락 사고의 발생 유무를 판단한다.
상기 디지털 인터페이스 유닛은 상기 디지털 인터페이스 유닛의 입력 채널로 인가되는 전력 차단기 신호를 샘플링하여 로직값으로 변환하며, 노이즈를 제거하는 디지털 신호 추출부; 및 상기 디지털 신호 추출부에서 추출된 디지털 로직 신호로부터 전력설비의 상태를 평가하는 설비 상태 측정부를 포함한다.
상기 아날로그 인터페이스 유닛은 상기 전력 계통에 설치된 계기용 변압기(PT) 및 계기용 변류기(CT)로부터 인가되는 전압 및 전류를 입력을 받는 신호 입력부; 전압을 측정하는 기능을 수행하는 전압 센서부; 전류를 측정하는 기능을 수행하는 전류 센서부; 및 측정된 전압 및 전류값으로부터 전력 계통 운용함수를 검출하는 전력 계통 운용함수 측정부를 포함한다.
상기 영상전압 연산유닛은 전압 센서부에서 측정된 R상, S상 및 T상에서의 전압 측정치를 수신하는 전압 센서 측정치 수신부; 상기 전압 센서 측정치 수신부에서 수신한 R상, S상 및 T상에서의 전압 측정치를 이용하여 영상 전압을 연산하는 영상전압 연산부; 및 상기 영상전압 연산부에서 연산된 영상전압 결과를 사용자 인터페이스 유닛으로 전송하는 영상전압 데이터 전송부를 포함한다.
상기 사고파일 전송 유닛은 상기 제어 유닛으로부터 전송된 사고파일 데이터를 수신하는 사고파일 수신부; 수신한 사고파일 데이터를 저장하는 사고파일 저장부; 및 상기 제어 유닛의 데이터 전송 명령에 따라 상기 사고파일 저장부에 저장된 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버 장치로 전송하는 사고파일 송신부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 위 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치; 상기 휴대용 전력 계통 상태 감시장치에서 수신한 사고파일 데이터를 저장하고, 이를 전력거래소 서버장치로 전송하는 사고파일 데이터 서버장치; 상기 휴대용 전력 계통 상태 감시장치에 연결되어, 상기 휴대용 전력 계통 상태 감시장치의 동작을 제어하는 중앙 제어 장치; 및 상기 사고파일 데이터 서버장치 및 중앙 제어 장치에 연결되며, 상기 사고파일 데이터 서버장치로부터는 전력 계통의 고장 발생시 자동적으로 사고파일데이터를 전송받으며, 상기 중앙 제어 장치로부터는 별도의 사고파일 데이터 요청시 사고파일 데이터를 전송받는 전력거래소 서버장치를 포함하는 전력계통 상태 감시 시스템이 제공된다.
본 발명에서와 같이, 전력 계통에서 고장 발생 시, 이에 대한 사고 파일을 자동으로 중앙 제어 장치는 물론 전력 거래소 서버 장치에 동시에 전송할 수 있게 되어, 사고 파일의 삭제 또는 수정 등을 통하여 사고 파일 데이터가 조작되는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 영상 전압을 실제 측정한 값을 사용하지 않고 R, S 및 T 상의 측정값을 이용하여 연산한 값을 이용하므로, 측정치 오차로 인한 문제를 줄일 수 있으며, 전압 센서의 수 및 배선 길이를 감소시킬 수 있게 되어 전력계통 상태 감시 장치의 크기롤 보다 소형화하고 간편화할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 전력계통 상태 감시 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치를 포함한 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 아날로그 인터페이스 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 디지털 인터페이스 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 사고파일 전송 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시장치의 영상전압 연산유닛의 개략적인 구성도이다.
도 9a는 사용자 인터페이스 유니을 통하여 도 8에 도시된 영상전압 연산 유닛에 의해 시뮬레이션된 N상의 전압값이 디스플레이된 사진이며, 도 9b는 지락사고 발생시 각 상의 위상값이 디스플레이된 사진이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예예 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치를 포함한 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 시스템은 전력 계통(100), 휴대용 전력계통 상태 감시 장치(200), 사고 파일 데이터 서버장치(300), 중앙 제어 장치(400) 및 전력 거래소 서버장치(500)를 포함한다.
전력 계통(100)은 전기를 생산, 수송하여 소비하는 각종 설비가 유기적으로 결합하여 하나의 시스템을 구성한 것을 의미한다. 전력 계통(100)은 전력을 생산하는 수력 발전소, 화력 발전소, 원자력 발전소 등의 발전 설비와, 생산된 전력을 수송하고 배분하기 위한 송전선, 변전소, 배전선 등의 수송 설비 및 수송 배분된 전력을 일반 가정이나 공장에서 소비하기 위한 수용 설비로 구성된다.
휴대용 전력계통 상태 감시 장치(200)는 전력 계통(100)에 연결된다. 휴대용 전력계통 상태 감시 장치(200)는 전력 계통(100)의 고장 여부 및 전력 계통 운용 함수를 검출 및 기록하며, 이를 이용하여 전력 계통 상태를 표시 및 분석한다. 또한, 고장 발생시 기록된 사고 파일 데이터를 사고파일 데이터 서버 장치(300)로 전송한다.
휴대용 전력 계통 상태 감시장치(200)는 전력 계통의 발전 설비 및 수송 설비에 설치되며, 전력 계통에 설치된 계기용 변압기(PT) 및 계기용 변류기(CT)로부터 인가되는 전압 및 전류를 입력받고, 부하를 차단하기 위한 차단기로부터 인가되는 전력 설비의 동작으로 나타내는 신호를 입력받아 전력 계통의 고장 여부 및 전력 계통 운용 함수를 검출 및 기록하며, 이를 이용하여 전력 계통 상태를 표시 및 분석한다. 휴대용 전력 계통 상태 감시장치(200)는 전압 및 전류의 순시치, 전력계통 운용함수 및 파형을 측정하고 표시하며, 전력 설비 상태를 감시하는 한편, 전력 계통의 고장 또는 이상을 검출하면 일정 기간의 전력 계통 상태를 기록 및 저장하며, 이러한 데이터 즉 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버장치(300)로 전송한다.
사고파일 데이터 서버장치(300)는 휴대용 전력 계통 상태 감시장치(200)에서 수신한 사고파일 데이터를 저장하고, 이를 전력거래소 서버장치(500)로 전송한다. 사고파일 데이터 서버장치(300)는 전력거래소 서버장치(500)에서 별도의 데이터 전송 요청을 수신하지 않더라도, 자동으로 사고파일 데이터를 전송한다.
중앙 제어 장치(400)는 다수의 휴대용 전력 계통 상태 감시장치(200)에 연결되어, 다수의 휴대용 전력 계통 상태 감시장치(200)의 동작을 제어한다. 그리고, 필요에 따라 휴대용 전력 상태 감시장치(200)에 사고파일 데이터를 요청하고, 휴대용 전력 상태 감시장치(200)는 중앙 제어 장치(400)의 사고파일 데이터 전송요청을 수신하면 사고파일 데이터를 중앙 제어 장치(400)로 전송한다. 중앙 제어 장치(400)는 사고파일 데이터 서버장치(300)와는 별도로 전력거래소 서버장치(500)로 전력 계통의 고장 여부 및 사고파일 데이터의 전송이 가능하다.
전력거래소 서버장치(500)는 사고파일 데이터 서버장치(300) 및 중앙 제어 장치(400)에 연결된다. 사고파일 데이터 서버장치(300)로부터는 전력 계통의 고장 발생시 자동적으로 사고파일을 전송받으며, 중앙 제어 장치(400)로부터는 별도의 사고파일 데이터 요청시 사고파일 데이터를 전송받는다. 이와 같이, 사고파일 데이터의 관리를 이원화시킴으로써 사고파일 데이터의 조작 및 수정을 방지할 수 있으며, 전력 계통의 사고 발생시 대응 조치를 신속히 취할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 개략적인 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 아날로그 인터페이스 유닛의 개략적인 구성도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 디지털 인터페이스 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치(200)는 전원 유닛(210), 아날로그 인터페이스 유닛(220), 디지털 인터페이스 유닛(230), 사고파일 전송 유닛(240), 신호 처리 유닛(250), 사용자 인터페이스 유닛(260), 영상 전압 연산 유닛(270) 및 제어 유닛(280)을 포함한다.
전원 유닛(210)은 휴대용 전력 계통 상태 감시장치(200)의 각 구성요소에 전원을 공급한다. 전원 유닛(210)은 상용 교류 전원을 입력받아 DC 전원으로 변환하여 출력하는 AC/DC 변환부(미도시)와 고전압의 DC 전원을 저전압의 DC 전원으로 변환하여 출력하는 DC/DC 컨버터(미도시)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 아날로그 인터페이스 유닛(220)은 전력 계통상의 전압 및 전류를 측정 및 전력계통 운용함수 및 파형을 측정하여 전력 설비 상태를 분석한다.
아날로그 인터페이스 유닛(220)은 신호 입력부(221), 전압 센서부(222), 전류 센서부(223), 전력계통 운용함수 측정부(224), A/D 변환부(225) 및 아날로그 인터페이스 제어부(226)를 포함한다.
신호 입력부(231)는 전력 계통에 설치된 계기용 변압기(PT) 및 계기용 변류기(CT)로부터 인가되는 전압 및 전류를 입력 받기 위한 입력 채널이다. 전압 센서부(222)는 전압을 측정하는 기능을 수행하며, 전류 센서부(223)는 전류를 측정하는 기능을 수행한다. 전력 계통 운용함수 측정부(224)는 측정된 전압 및 전류값으로부터 전력 계통 운용함수 즉, 유효 전력, 무효전력, 주파수, 역률 등을 검출한다. A/D 변환부(225)는 전압 센서부(222) 및 전류 센서부(223)를 통하여 측정된 전압 및 전류값을 디지털 코드값으로 변환한다. 아날로그 인터페이스 제어부(226)는 신호 입력부(221), 전압 센서부(222), 전류 센서부(223), 전력계통 운용함수 측정부(224) 및 A/D 변환부(225)의 동작을 제어한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 디지털 인터페이스 유닛(230)은 전력 계통 상의 전력 차단기(CB)의 작동 상태를 나타내는 전력 차단기 신호를 입력받아 전력설비의 상태를 평가한다.
디지털 인터페이스 유닛(230)은 디지털 신호 추출부(231) 및 설비 상태 측정부(232)를 포함한다. 디지털 신호 추출부(231)는 디지털 인터페이스 유닛(230)의 입력 채널로 인가되는 전력 차단기 신호를 샘플링하여 로직값으로 변환하며, 노이즈를 제거하는 기능을 수행한다. 설비 상태 측정부(232)는 디지털 신호 추출부(231)에서 추출된 디지털 로직 신호로부터 전력설비의 상태를 평가한다.
사고파일 전송 유닛(240)은 전력 계통의 고장 또는 이상 검출 시 일정 기간의 전력 계통 상태를 기록 및 저장한 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버장치(300)로 전송한다. 이하의 도 7을 참조하여 보다 상세히 살펴본다.
신호 처리 유닛(250)은 각 유닛의 신호 처리 순서를 제어하는 기능을 수행한다. 사용자 인터페이스 유닛(260)은 운영자가 휴대용 전력 계통 상태 감시장치에 명령을 입력하고, 전력 계통의 상태를 확인할 수 있도록 결과를 출력하는 기능을 수행한다.
영상전압 연산 유닛(270)은 3상 교류배전선로에서 R상, S상 및 T상의 전압 측정치를 기초로 N상의 전압값을 연산하는 기능을 수행한다. 영상전압 연산 유닛(270)은 R상, S상 및 T상에서 측정된 전압값의 평균값을 연산함으로써 영상전압을 도출한다.
일반적으로 3상 교류배전선로에서 크기가 같고 위상이 120도씩 차이가 나는 것이 평형이다. 그러나, 전력 계통에 지락 및 단락 등 사고가 발생하였을 때 크기와 위상값의 평형이 깨지게 된다. 이 경우, N상 즉, 영상에 흐르는 전압을 실제로 측정하지 않고, R상, S상 및 T상에서의 전압 측정치를 이용하여 연산한 값을 이용하여 전력 계통에서의 지락 및 단락 사고를 검출하게 된다. 이와 같이, 영상전압 연산 유닛(270)을 이용하게 되면, 전압 센서의 개수 및 배선을 감소시킬 수 있게 되어, 휴대용 전력계통 상태 감시장치의 크기를 보다 소형화할 수 있게 된다. 또한, N상 전압을 측정할 때 발생할 수 있는 센서 오차 부분에 대하여 고려할 필요가 없게 되어 보다 정확하게 지락 및 단락 사고를 진단할 수 있게 된다.
제어 유닛(280)은 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 각 구성요소의 동작을 제어한다. 또한, 제어 유닛(280)은 아날로그 인터페이스 유닛(220) 및 디지털 인터페이스 유닛(230)을 통하여 검출된 전력 계통 운용 함수에 대한 데이터를 기초로 전력 계통의 이상 유무 및 고장 여부를 판단한다. 만약, 전력 계통에 이상이 발생한 경우로 판단하면, 일정 기간의 전력 계통 상태를 기록 및 저장한 데이터 즉, 사고파일 데이터를 사고 파일 전송 유닛(240)으로 전달한다. 또한, 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버 장치(300)로 전송하라는 데이터 전송 명령을 사고 파일 전송 유닛(240)에 전달한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 사고파일 전송 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 사고파일 전송 유닛(240)은 사고파일 수신부(241), 사고파일 저장부(242) 및 사고파일 송신부(243)를 포함한다.
사고파일 수신부(241)는 제어 유닛(280)으로부터 전송된 사고파일 데이터를 수신하며, 사고파일 저장부(242)는 수신한 사고파일 데이터를 저장한다. 사고파일 송신부(243)는 제어 유닛(280)의 데이터 전송 명령에 따라 사고파일 저장부(242)에 저장된 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버 장치(300)로 전송한다. 사고파일 데이터 서버 장치(300)는 사고파일 데이터를 수신한 후, 수신된 사고파일 데이터를 전력거래소 서버장치(500)로 자동 전송한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 영상전압 연산 유닛의 개략적인 구성도이며, 도 9a는 사용자 인터페이스 유니을 통하여 도 8에 도시된 영상전압 연산 유닛에 의해 시뮬레이션된 N상의 전압값이 디스플레이된 사진이며, 도 9b는 지락사고 발생시 각 상의 위상값이 디스플레이된 사진이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 영상전압 연산 유닛(270)은 전압 센서 측정치 수신부(271), 영상전압 연산부(272) 및 영상전압 데이터 전송부(273)를 포함한다.
전압 센서 측정치 수신부(271)는 전압 센서부에서 측정된 R상, S상 및 T상에서의 전압 측정치를 수신한다. 영상전압 연산부(272)는 전압 센서 측정치 수신부(271)에서 수신한 R상, S상 및 T상에서의 전압 측정치를 이용하여 영상 전압을 연산한다. 영상전압 데이터 전송부(272)는 영상전압 연산부(272)에서 연산된 영상전압 결과를 사용자 인터페이스 유닛(260)으로 전송하여 운용자에게 디스플레이 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예예 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 개략적인 구성도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예예 따른 휴대용 전력계통 상태 감시장치는 전원 유닛(210), 아날로그 인터페이스 유닛(220), 디지털 인터페이스 유닛(230), 사고파일 전송 유닛(240), 신호 처리 유닛(250), 사용자 인터페이스 유닛(260), 사고 발생 검출 유닛(290) 및 제어 유닛(280)을 포함한다. 본 실시예는 위의 실시예와 비교하여 사고 발생 검출 유닛(290)이 상이하며, 나머지 구성은 유사한 바 이하에서는 상이한 기술 구성을 위주로 상술한다.
사고 발생 검출 유닛(290)은 3상 교류배전선로에서 어느 선로에서 사고가 발생하였는지를 판단하기 이전에 지락 및 단락 등의 사고 발생 여부만을 우선적으로 검출하는 기능을 수행한다. 일반적으로 3상 교류배전선로에서 크기가 같고 위상이 120도씩 차이가 나는 것이 평형이다. 그러나, 전력 계통에 지락 및 단락 등 사고가 발생하였을 때 크기와 위상값의 평형이 깨지게 된다. 즉, 3상 교류 전원의 출력 전류의 합은 0(zero)이다.
따라서, 사고가 발생하지 않았다면, 크기와 위상값이 평형을 유지하기 때문에, 서로 다른 3상의 출력 전류의 합 역시 0(zero)이 된다. 이를 응용하여, 사고 발생 검출 유닛(290)은 3상 교류 배전선로에서 선택된 서로 상이한 상의 출력전류의 합을 감지하고, 그 결과를 판단하여 지락 및 단락 사고가 발생하였는지를 검출한다.
사고 발생 검출 유닛(290)을 사용하면 센서의 개수 및 배선 길이를 최소화할 수 있게 되어, 휴대용 전력계통 상태 감시 장치의 크기를 최소화할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치 및 이를 포함한 시스템의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 : 전력 계통
200 : 휴대용 전력계통 상태 감시 장치
300 : 사고파일 데이터 서버 장치
400 : 중앙 제어 장치
500 : 전력 거래소 서버 장치

Claims (11)

  1. 휴대용 전력 계통 상태 감시장치에 있어서,
    상기 휴대용 전력 계통 상태 감시장치의 구성요소에 전원을 공급하는 전원 유닛;
    전력 계통상의 전압 및 전류를 측정하고, 전력계통 운용함수를 검출하는 아날로그 인터페이스 유닛;
    상기 전력 계통 상의 전력 차단기의 작동 상태를 나타내는 전력 차단기 신호를 입력받아 전력설비의 상태를 평가하는 디지털 인터페이스 유닛;
    상기 전력 계통의 고장 또는 이상 검출 시 일정 기간의 전력 계통 상태를 기록 및 저장한 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버장치로 전송하는 사고파일 전송 유닛;
    운영자가 상기 휴대용 전력 계통 상태 감시장치에 명령을 입력하고, 전력 계통의 상태를 확인할 수 있도록 결과를 디스플레이 하는 사용자 인터페이스 유닛; 및
    상기 전원 유닛, 아날로그 인터페이스 유닛, 디지털 인터페이스 유닛, 사고 파일 전송 유닛 및 사용자 인터페이스 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 계통의 3상 교류 배전선로에서 R상, S상 및 T상의 전압 측정치를 기초로 N상의 전압값을 연산하는 영상전압 연산 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 아날로그 인터페이스 유닛 및 디지털 인터페이스 유닛을 통하여 검출된 전력 계통 운용 함수에 대한 데이터를 기초로 전력 계통의 이상 유무 및 고장 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 전력 계통에 이상이 발생한 경우로 판단하면, 상기 사고파일 데이터를 상기 사고 파일 전송 유닛으로 전달하고, 상기 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버 장치로 전송하라는 데이터 전송 명령을 상기 사고 파일 전송 유닛에 전달하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 계통의 3상 교류 배전선로에서의 지락 및 단락 사고 발생 유무만을 우선적으로 검출하는 사고 발생 검출 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 사고 발생 검출 유닛은 상기 3상 교류 배전선로에서 선택된 서로 상이한 상의 출력전류의 합을 감지하고, 그 결과를 판단하여 지락 및 단락 사고의 발생 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 인터페이스 유닛은,
    상기 디지털 인터페이스 유닛의 입력 채널로 인가되는 전력 차단기 신호를 샘플링하여 로직값으로 변환하며, 노이즈를 제거하는 디지털 신호 추출부; 및
    상기 디지털 신호 추출부에서 추출된 디지털 로직 신호로부터 전력설비의 상태를 평가하는 설비 상태 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그 인터페이스 유닛은,
    상기 전력 계통에 설치된 계기용 변압기(PT) 및 계기용 변류기(CT)로부터 인가되는 전압 및 전류를 입력을 받는 신호 입력부;
    전압을 측정하는 기능을 수행하는 전압 센서부;
    전류를 측정하는 기능을 수행하는 전류 센서부; 및
    측정된 전압 및 전류값으로부터 전력 계통 운용함수를 검출하는 전력 계통 운용함수 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 영상전압 연산유닛은,
    전압 센서부에서 측정된 R상, S상 및 T상에서의 전압 측정치를 수신하는 전압 센서 측정치 수신부;
    상기 전압 센서 측정치 수신부에서 수신한 R상, S상 및 T상에서의 전압 측정치를 이용하여 영상 전압을 연산하는 영상전압 연산부; 및
    상기 영상전압 연산부에서 연산된 영상전압 결과를 사용자 인터페이스 유닛으로 전송하는 영상전압 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 사고파일 전송 유닛은,
    상기 제어 유닛으로부터 전송된 사고파일 데이터를 수신하는 사고파일 수신부;
    수신한 사고파일 데이터를 저장하는 사고파일 저장부; 및
    상기 제어 유닛의 데이터 전송 명령에 따라 상기 사고파일 저장부에 저장된 사고파일 데이터를 사고파일 데이터 서버 장치로 전송하는 사고파일 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전력계통 상태 감시 장치.
  11. 전력계통 상태 감시 시스템에 있어서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 휴대용 전력계통 상태 감시 장치;
    상기 휴대용 전력 계통 상태 감시장치에서 수신한 사고파일 데이터를 저장하고, 이를 전력거래소 서버장치로 전송하는 사고파일 데이터 서버장치;
    상기 휴대용 전력 계통 상태 감시장치에 연결되어, 상기 휴대용 전력 계통 상태 감시장치의 동작을 제어하는 중앙 제어 장치; 및
    상기 사고파일 데이터 서버장치 및 중앙 제어 장치에 연결되며, 상기 사고파일 데이터 서버장치로부터는 전력 계통의 고장 발생시 자동적으로 사고파일데이터를 전송받으며, 상기 중앙 제어 장치로부터는 별도의 사고파일 데이터 요청시 사고파일 데이터를 전송받는 전력거래소 서버장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통 상태 감시 시스템.


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