KR101027815B1 - 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계 - Google Patents

누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계 Download PDF

Info

Publication number
KR101027815B1
KR101027815B1 KR1020090091644A KR20090091644A KR101027815B1 KR 101027815 B1 KR101027815 B1 KR 101027815B1 KR 1020090091644 A KR1020090091644 A KR 1020090091644A KR 20090091644 A KR20090091644 A KR 20090091644A KR 101027815 B1 KR101027815 B1 KR 101027815B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
signal
leakage current
power
unit
Prior art date
Application number
KR1020090091644A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110034199A (ko
Inventor
유해만
Original Assignee
(주)선진전력기술단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)선진전력기술단 filed Critical (주)선진전력기술단
Priority to KR1020090091644A priority Critical patent/KR101027815B1/ko
Publication of KR20110034199A publication Critical patent/KR20110034199A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101027815B1 publication Critical patent/KR101027815B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00—Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/02—Constructional details
    • G01R11/17—Compensating for errors; Adjusting or regulating means therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00—Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/02—Constructional details
    • G01R11/25—Arrangements for indicating or signalling faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/003—Measuring mean values of current or voltage during a given time interval
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G01R22/061—Details of electronic electricity meters
    • G01R22/068—Arrangements for indicating or signaling faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

본 발명은 배전 계통에서 전류의 누설로 인한 안전 사고를 미연에 방지하기 위하여 배전 계통의 누설 전류를 간단한 연산에 의해 신속하고 효율적으로 검출할 수 있는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계에 관한 것으로서, 배전 계통의 전원과 전기적으로 연결된 부하의 소비 전력을 측정하고, 배전 계통의 누설 전류를 검출하기 위한 배전용 전자식 전력량계에 있어서, 상기 부하로부터 배전 계통에서 누설 전류가 발생했을 때 전원측으로부터 부하측으로 유입되는 전류와 부하측으로부터 전원측으로 되돌아오는 전류의 차이에 의하여 영상 전류 신호를 생성하는 영상 변류기; 상기 부하가 소비하는 소비 전류에 비례하는 전류 출력 신호를 검출하는 계기용 변류기; 배선의 부하 전압에 비례하는 전압 출력 신호를 검출하는 계기용 변압기; 상기 계기용 변류기의 2차측 선로와 직렬로 연결되는 유도기와 병렬로 연결되는 용량기로 구성되어 A/D 컨버터로의 서지를 차단하고 노이즈를 제거하는 제1 서지 보호기; 상기 계기용 변압기의 2차측 선로와 직렬로 연결되는 유도기와 병렬로 연결되는 저항기 및 용량기로 구성되어 A/D 컨버터로의 서지를 차단하고 노이즈를 제거하는 제2 서지 보호기; 상기 영상 변류기에서 생성한 영상 전류 신호와, 상기 계기용 변류기에서 검출하여 상기 제1 서지 보호기를 통해 입력되는 전류 출력 신호와, 상기 계기용 변압기에서 검출하여 상기 제2 서지 보호기를 통해 입력되는 전압 출력 신호를 각각 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터; A/D 컨버터를 통해 입력되는 상기 영상 변류기에서 생성된 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을 계산하고 이를 저장되어 있는 직전 단계의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값과 비교하여 누설 전류 감지 신호를 발생시키는 누설 전류 보상부와, A/D 컨버터에 의해 디지털 신호로 변환된 상기 전류 출력 신호 및 전압 출력 신호로부터 전력량을 산출하는 전력량 산출부와, 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값과 상기 전력량 산출부에서 산출된 전력량을 저장하는 메모리부를 포함하는 MCU(Micro-Controller Unit); 및 상기 MCU에서 생성되는 상기 전력량 및 누설 전류 감지 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계를 제공한다.
배전용 전자식 전력량계, 배전 계통 누설 전류

Description

누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계{DISTRIBUTION WATT-HOUR METER HAVING LEAKAGE-CURRENT COMPENSATOR}
본 발명은 배전용 전자식 전력량계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배전 계통에서 전류의 누설로 인한 안전 사고를 미연에 방지하기 위하여 배전 계통의 누설 전류를 간단한 연산에 의해 신속하고 효율적으로 검출할 수 있는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계에 관한 것이다.
종래 배전 계통에서 전력량을 검침하는 방식으로는 인력에 의한 방식, 즉 검침원이 수용가를 방문하여 전력량계의 수치를 확인하고 확인한 데이터를 기록하는 등의 방식이 널리 사용되어 오고 있었다. 그러나, 이러한 검침 방식은 매우 비효율적이므로 자동적으로 원격지의 전력량을 검침하기 위한 장치가 개발되어 왔다. 이러한 장비로서 원격 검침을 수행할 수 있는 배전용 전자식 전력량계가 제안되어 왔다. 그러나, 이러한 종래의 배전용 전자식 전력량계는 배전 계통에서 누전 발생시 이를 감지하는 기능이 구현되어 있지 않은 경우가 많아서, 수용가에서는 별도의 배전용 누전 검출기나 배전용 차단기를 설치해서 전력량계와 별도로 운용해 오고 있는 실정이다.
한편, 누전 감지 기능을 구비하는 배전용 전력량계로서 종래 제안된 것들이 있다. 예컨대, 대한민국 공개특허공보 10-2009-0055782호(누전 감지 기능을 가지는 전력량계)는 영상 변류기(Zero-phase Current Transformer,ZCT)를 사용하여 누전을 측정하는 배전용 전력량계의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 이를 위하여, 상기 문헌에 의하면, 영상 변류기(ZCT)에서 출력되는 영상 전류와 부하에 입력되는 기준 전압의 위상(phase) 차를 비교하여 벡터 연산을 통해 누전 전류를 검출하는 구성이 개시되어 있다. 이에 의하면, 실제적인 누전 전류의 검출이 가능하기 때문에 누전 감지의 신뢰성이 확보될 수 있다는 장점이 있으나, 영상 전류와 기준 전압의 위상 차를 비교하기 위해서는 복잡한 벡터 연산을 수행해야 하므로 내부의 연산 회로 구성이 복잡하고 제조 단가가 비싸진다는 단점이 있다. 또한 상기 문헌의 구성은, 누전 정보가 메모리에 지속적으로 축적되어 저장되기 때문에 대용량의 메모리 수단을 사용해야 하므로 제조 단가를 증가시킨다는 문제점과 축적되는 누전 정보 데이터를 주기적으로 관리해야 한다는 번거로움이 있다. 또한, 복잡한 벡터 연산을 수행해야 하고 고정된 기준값을 기준으로 누설 전류의 존재 여부를 판단하므로 주변 환경변화 및 외란 등에 강인하지 못하다는 점에서도 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배전 계통에서 누설 전류의 존재 여부를 간단한 연산에 의하여 신속하고 효율적으로 판단할 수 있는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 배전 계통에서의 누설 전류의 판단을 위해 필요한 데이터를 메모리에 누적하여 저장하지 않으므로 제조 및 유지 비용이 저렴하고 기존에 설치된 설비에 용이하게 적용할 수 있는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가변되는 보정값을 기준으로 배전 계통에서의 누설 전류의 존재 여부를 판단하므로 주변 환경변화 및 외란 등에 강인한 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 하며, 이에 의하여 전체적인 배전 계통의 효율성을 높이는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 배전 계통의 전원과 전기적으로 연결된 부하의 소비 전력을 측정하고, 배전 계통의 누설 전류를 검출하기 위한 배전용 전자식 전력량계에 있어서, 상기 부하로부터 배전 계통에서 누설 전류가 발생했을 때 전원측으로부터 부하측으로 유입되는 전류와 부하측으로부터 전원측으로 되돌아오는 전류의 차이에 의하여 영상 전류 신호를 생성하는 영상 변류기; 상기 부하가 소비하는 소비 전류에 비례하는 전류 출력 신호를 검출하는 계기용 변류기; 배선의 부하 전압에 비례하는 전압 출력 신호를 검출하는 계기용 변압기; 상기 계기용 변류기의 2차측 선로와 직렬로 연결되는 유도기와 병렬로 연결되는 용량기로 구성되어 A/D 컨버터로의 서지를 차단하고 노이즈를 제거하는 제1 서지 보호기; 상기 계기용 변압기의 2차측 선로와 직렬로 연결되는 유도기와 병렬로 연결되는 저항기 및 용량기로 구성되어 A/D 컨버터로의 서지를 차단하고 노이즈를 제거하는 제2 서지 보호기; 상기 영상 변류기에서 생성한 영상 전류 신호와, 상기 계기용 변류기에서 검출하여 상기 제1 서지 보호기를 통해 입력되는 전류 출력 신호와, 상기 계기용 변압기에서 검출하여 상기 제2 서지 보호기를 통해 입력되는 전압 출력 신호를 각각 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터; A/D 컨버터를 통해 입력되는 상기 영상 변류기에서 생성된 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을 계산하고 이를 저장되어 있는 직전 단계의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값과 비교하여 누설 전류 감지 신호를 발생시키는 누설 전류 보상부와, A/D 컨버터에 의해 디지털 신호로 변환된 상기 전류 출력 신호 및 전압 출력 신호로부터 전력량을 산출하는 전력량 산출부와, 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값과 상기 전력량 산출부에서 산출된 전력량을 저장하는 메모리부를 포함하는 MCU(Micro-Controller Unit); 및 상기 MCU에서 생성되는 상기 전력량 및 누설 전류 감지 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 MCU의 누설 전류 보상부는, 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을 계산하고 이를 저장되어 있는 직전의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값과 비교하여 기설정된 오차에 대한 보상값 이상인 경우에 누설 전류 감지 신호를 발생시키도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 MCU의 누설 전류 보상부는, 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을
Figure 112009059395015-pat00001
(여기서,
Figure 112009059395015-pat00002
는
Figure 112009059395015-pat00003
번째 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값이고,
Figure 112009059395015-pat00004
는
Figure 112009059395015-pat00005
번째 영상 전류 신호의 출력값이고,
Figure 112009059395015-pat00006
은
Figure 112009059395015-pat00007
또는 순환형 사용을 위한 갱신값임)의 수식에 의하여 계산하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 출력부는, 상기 MCU의 전력량 산출부에서 생성되는 전력량을 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 MCU의 누설 전류 보상부에서 누설 전류 감지 신호가 발생되는 경우 사용자에게 시각 또는 청각으로 인식할 수 있도록 경보 신호를 출력하는 경보부와, 상기 MCU의 누설 전류 보상부에서 누설 전류 감지 신호가 발생되는 경우 작동하여 누설 전류를 차단하는 누설 전류 차단 스위치를 포함하도록 구성할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 배전 계통에서 누설 전류의 존재 여부를 간단한 연산에 의하여 신속하고 효율적으로 판단할 수 있는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 배전 계통에서의 누설 전류의 판단을 위해 필요한 데이터를 메모리에 누적하여 저장하지 않으므로 제조 및 유지 비용이 저렴하고 기존에 설치된 설비에 용이하게 적용할 수 있는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 가변되는 보정값을 기준으로 배전 계통에서의 누설 전류의 존재 여부를 판단하므로 주변 환경변화 및 외란 등에 강인한 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계를 제공할 수 있으며, 이에 의하여 전체적인 배전 시스템의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계(100, 이하 간단히 배전용 전자식 전력량계라 한다)의 내부 구성의 일실시예를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 배전용 전자식 전력량계(100)는, 배전 계통의 전원(10)과 부하(20) 사이에 연결되어 전원(10)과 연결된 부하(20)의 소비 전력을 측정하고 배전 계통의 누설 전류를 검출하는 기능을 수행하기 위한 것으로서, 영상 변류기(110), 계기용 변류기(120), 계기용 변압기(130), 제1 및 제2 서지 보호기(140,150), A/D 컨버터(160), MCU(170) 및 출력부(180)를 구비한다. 여기에서, MCU(170)는 누설 전류 보상부(171), 전력량 산출부(172) 및 메모리부(173)를 포함하고, 출력부(180)는 디스플레이부(181), 경보부(182) 및 누설 전류 차단스위치(183)를 포함한다.
상기 영상 변류기(110)는 배전 계통의 부하(20)측에서 누설 전류가 발생했을 때, 전원(10)측에서 부하(20)측으로 유입되는 전류와 부하(20)측으로부터 전원(10)측으로 되돌아오는 전류 차에 의하여 영상 전류 신호를 생성하는 기능을 수행한다. 상기 계기용 변류기(120)는 부하(20)측이 소비하는 전류에 비례하는 전류 출력 신호를 검출하고, 상기 계기용 변압기(130)는 배선의 부하 전압에 비례하는 전압 출력 신호를 검출하는 기능을 수행한다.
제1 서지 보호기(140)는 상기 계기용 변류기(120)의 2차측 선로와 직렬로 연결되는 유도기와 병렬로 연결되는 용량기로 구성되어 서지를 차단하고 노이즈를 제거함으로서 A/D 컨버터(160)를 보호하고 측정 정확도를 향상시키는 기능을 수행한다. 또한, 제2 서지 보호기(150)는 상기 계기용 변압기(130)의 2차측 선로와 직렬로 연결되는 유도기와 병렬로 연결되는 저항기 및 용량기로 구성되어 서지를 차단하고 노이즈를 제거함으로서 A/D 컨버터(160)를 보호하고 측정 정확도를 향상시키는 기능을 수행한다. 제1 및 제2 서지 보호기(140,150)는 서지를 차단하고 노이즈 를 제거하기 위한 것으로서, 본 발명과는 직접적인 관련은 없으며 또한 종래 기술에 의하여 자명한 것이므로 상세 설명은 생략한다.
A/D 컨버터(160)는 상기 영상 변류기(110)에서 생성한 영상 전류 신호와, 상기 계기용 변류기(120)에서 검출되어 제1 서지 보호기(140)를 통해 입력되는 전류 출력 신호와, 상기 계기용 변압기(130)에서 검출되어 제2 서지 보호기(150)를 통해 입력되는 전압 출력 신호를 MCU(170)에서 처리할 수 있는 디지털 신호로 변환하고 이를 MCU(170)로 전송한다.
MCU(Micro-Controller Unit, 170)는, 누설 전류 보상부(171), 전력량 산출부(172) 및 메모리부(173)를 포함한다. 상기 누설 전류 보상부(171)는 상기 A/D 컨버터(160)를 통해 입력되는 상기 영상 변류기(110)에서 생성한 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을 계산하고 이를 메모리부(173)에 저장되어 있는 직전 단계의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을 비교하여 누설 전류 감지 신호를 발생시키는 기능을 수행한다.
예컨대, 누설 전류 보상부(171)는 다음과 같은 방식에 의해 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을 계산할 수 있다. 우선,
Figure 112009059395015-pat00008
번째 측정되는 영상 변류기(110)로부터의 영상 전류 신호를 아래의 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112009059395015-pat00009
Figure 112009059395015-pat00010
Figure 112009059395015-pat00011
(는 실제 출력되는 영상 전류 신호, 는 측정 오차)
그리고,
Figure 112009059395015-pat00012
번째 영상 변류기(110)로부터 출력되는 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을
Figure 112009059395015-pat00013
이라고 하면, 아래의 수학식 2로 정의되는 가격 함수(cost function)를 최소화하는
Figure 112009059395015-pat00014
번째 영상 변류기(110)로부터 출력되는 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값
Figure 112009059395015-pat00015
은 아래의 수학식 3으로 나타낼 수 있다.
Figure 112009059395015-pat00016
Figure 112009059395015-pat00017
Figure 112009059395015-pat00018
Figure 112009059395015-pat00019
(여기에서, 은 또는 순환형 사용을 위한 소정의 갱신값임)
이와 같은 수학식에 의하여 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00020
)이 계산되면, 계산된 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00021
)과 메모리부(173)에 저장되어 있는 직전 단계의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00022
)을 비교하여, 예컨대
Figure 112009059395015-pat00023
이 기설정된 오차에 대한 보정값 이상인 경우 배전 계통에서 누설 전류가 존재하는 것으로 판단하고 누설 전류 감지 신호를 발생하여 출력부(180)로 전달하게 된다.
이러한 과정이 종료되면, 기존에 저장되어 있는 직전 단계의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00024
)을 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00025
)으로 대치하여 메모리부(173)에 저장한다. 따라서, 메모리부(173)에는 항상 현재 단계에서의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00026
)만이 저장되므로 대용량의 데이터를 누적하여 관리할 필요가 없다. 따라서, 제조 및 유지 비용이 저렴하고 기존에 설치된 설비에 용이하게 적용할 수 있다. 또한, 이와 같이 직전 단계의 영상 변류기(110)의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값과 현재의 영상 변류기(110)의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값만을 이용하여 누설 전류의 존재 여부를 판단하므로, 연산 과정이 간단하여 회로 구현이 용이하고 연산 속도도 매우 빠르게 유지할 수 있다. 또한, 기준값이 가변될 수 있으므로 주변 환경의 변화 및 외란 등에 강인한 특성을 얻을 수 있다.
도 2는 이와 같이 누설 전류 보상부(171)에서 이루어지는 누설 전류 신호 발생 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 우선
Figure 112009059395015-pat00027
를 획득한다(S200). 여기서,
Figure 112009059395015-pat00028
는
Figure 112009059395015-pat00029
번째 측정되는 영상 변류기(110)로부터의 영상 전류 신호로서, 전술한 수학식 1(
Figure 112009059395015-pat00030
)에 의하여 획득할 수 있다.
다음으로, 누설 전류 보상부(171)는 현재의 영상 전류 신호(즉,
Figure 112009059395015-pat00031
번째 측정되는 영상 변류기(110)로부터의 영상 전류 신호)에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00032
)를 계산한다(S210). 이는 메모리부(173)에 저장되어 있는 직전 단계의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00033
)에 기초하여, 전술한 바와 같은 수학식 3(
Figure 112009059395015-pat00034
)에 의하여 계산할 수 있다.
다음으로, 누설 전류 보상부(171)는 계산된 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00035
)과 메모리부(173)에 저장되어 있는 직전 단계의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00036
)을 비교하여,
Figure 112009059395015-pat00037
을 계산하여 계산 결과가 기설정된 오차에 대한 보정값 이상인지를 판단한다(S220). 보정값 미만인 경우에는, 누설 전류가 없는 것으로 판단하고 기존에 저장되어 있는 직전 단계의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00038
)을 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00039
)으로 대치하여 메모리부(173)에 저장한다(S230). 단계(S220)에서의 계산 결과, 보정값 이상인 경우에는 누설 전류가 존재하는 것으로 판단하고 누설 전류 감지 신호를 발생하여 출력부(180)로 전달하게 된다(S240). 다음으로, 단계(S230)을 수행하게 된다.
다시 도 1을 참조하면, MCU(170)의 전력량 산출부(172)는 A/D 컨버터(160)에 의해 디지털 신호로 변환된 전류 출력 신호 및 전압 출력 신호로부터 전력량을 산출하고, 메모리부(173)는 전술한 바와 같이 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값(
Figure 112009059395015-pat00040
)과 전력량 산출부(172)에서 산출된 전력량을 저장한다.
MCU(170)의 출력부(180)는 상기 MCU(170)에서 생성되는 상기 전력량 및 누설 전류 감지 신호를 출력하기 위한 수단으로서, 디스플레이부(181), 경보부(182) 및 누설 전류 차단 스위치(183)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(181)는 MCU(170)에서 생성되는 전력량을 디스플레이하기 위한 수단이고, 경보부(182)는 MCU(170)의 누설 전류 보상부(171)에서 생성되는 누설 전류 감지 신호가 발생되는 경우 사용자에게 시각 또는 청각으로 인식할 수 있도록 경보 신호를 출력하기 위한 수단이고, 누설 전류 차단 스위치(183)는 MCU(170)의 누설 전류 보상부(171)에서 누설 전류 감지 신호가 발생되는 경우 작동하여 누설 전류를 차단함으로써 안전 사고를 예방하기 위한 수단이다. 상기 디스플레이부(181), 경보부(182) 및 누설 전류 차단 스위치(183)는 공지의 수단을 그대로 이용할 수 있으며, 이는 당업자에게는 자명한 사항이고, 본 발명과는 직접적인 관련은 없는 것이므로 상세 설명은 생략한다.
이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아님을 유의해야 한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 실시예, 특허청구범위 및 도면에 의해 파악되는 본 발명의 본질적인 범위 내에서 여러 가지 변형, 수정 실시가 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계의 내부 구성의 일실시예를 나타낸 블록도이다.
도 2는 누설 전류 보상부에서 이루어지는 누설 전류 신호 발생 과정을 나타낸 흐름도이다.

Claims (4)

  1. 배전 계통의 전원과 전기적으로 연결된 부하의 소비 전력을 측정하고, 배전 계통의 누설 전류를 검출하기 위한 배전용 전자식 전력량계에 있어서,
    상기 부하로부터 배전 계통에서 누설 전류가 발생했을 때 전원측으로부터 부하측으로 유입되는 전류와 부하측으로부터 전원측으로 되돌아오는 전류의 차이에 의하여 영상 전류 신호를 생성하는 영상 변류기;
    상기 부하가 소비하는 소비 전류에 비례하는 전류 출력 신호를 검출하는 계기용 변류기;
    배선의 부하 전압에 비례하는 전압 출력 신호를 검출하는 계기용 변압기;
    상기 계기용 변류기의 2차측 선로와 직렬로 연결되는 유도기와 병렬로 연결되는 용량기로 구성되어 A/D 컨버터로의 서지를 차단하고 노이즈를 제거하는 제1 서지 보호기;
    상기 계기용 변압기의 2차측 선로와 직렬로 연결되는 유도기와 병렬로 연결되는 저항기 및 용량기로 구성되어 A/D 컨버터로의 서지를 차단하고 노이즈를 제거하는 제2 서지 보호기;
    상기 영상 변류기에서 생성한 영상 전류 신호와, 상기 계기용 변류기에서 검출하여 상기 제1 서지 보호기를 통해 입력되는 전류 출력 신호와, 상기 계기용 변압기에서 검출하여 상기 제2 서지 보호기를 통해 입력되는 전압 출력 신호를 각각 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터;
    A/D 컨버터를 통해 입력되는 상기 영상 변류기에서 생성된 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을 계산하고 이를 저장되어 있는 직전 단계의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값과 비교하여 누설 전류 감지 신호를 발생시키는 누설 전류 보상부와, A/D 컨버터에 의해 디지털 신호로 변환된 상기 전류 출력 신호 및 전압 출력 신호로부터 전력량을 산출하는 전력량 산출부와, 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값과 상기 전력량 산출부에서 산출된 전력량을 저장하는 메모리부를 포함하는 MCU(Micro-Controller Unit); 및
    상기 MCU에서 생성되는 상기 전력량 및 누설 전류 감지 신호를 출력하는 출력부
    를 포함하는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MCU의 누설 전류 보상부는, 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을 계산하고 이를 저장되어 있는 직전의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값과 비교하여 기설정된 오차에 대한 보상값 이상인 경우에 누설 전류 감지 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 MCU의 누설 전류 보상부는, 현재의 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값을
    Figure 112009059395015-pat00041
    (여기서,
    Figure 112009059395015-pat00042
    는
    Figure 112009059395015-pat00043
    번째 영상 전류 신호에 대한 평균 추정값이고,
    Figure 112009059395015-pat00044
    는
    Figure 112009059395015-pat00045
    번째 영상 전류 신호의 출력값이고,
    Figure 112009059395015-pat00046
    은
    Figure 112009059395015-pat00047
    또는 순환형 사용을 위한 갱신값임)의 수식에 의하여 계산하는 것을 특징으로 하는 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는, 상기 MCU의 전력량 산출부에서 생성되는 전력량을 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 MCU의 누설 전류 보상부에서 누설 전류 감지 신호가 발생되는 경우 사용자에게 시각 또는 청각으로 인식할 수 있도록 경보 신호를 출력하는 경보부와, 상기 MCU의 누설 전류 보상부에서 누설 전류 감지 신호가 발생되는 경우 작동하여 누설 전류를 차단하는 누설 전류 차단 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설 전류 보상부를 구비한 배전용 전자식 전력량계.
KR1020090091644A 2009-09-28 2009-09-28 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계 KR101027815B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090091644A KR101027815B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090091644A KR101027815B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110034199A KR20110034199A (ko) 2011-04-05
KR101027815B1 true KR101027815B1 (ko) 2011-04-07

Family

ID=44049803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090091644A KR101027815B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101027815B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101415777B1 (ko) 2013-04-30 2014-07-08 엘에스산전 주식회사 전력량계 및 그의 제어 방법
CN108181502A (zh) * 2017-12-27 2018-06-19 上海贝岭股份有限公司 电能计量芯片和电能计量装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102124554B1 (ko) * 2019-01-25 2020-06-18 한국전기안전공사 실시간 원격 3상 전기설비의 활선상태 누전감시 장치 및 방법
KR102280359B1 (ko) * 2019-11-12 2021-07-22 한국전력공사 전자식 전력량계
KR102477164B1 (ko) * 2022-08-05 2022-12-14 김현 누설전류 스마트 모니터링 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030062951A (ko) * 2002-01-21 2003-07-28 네오피스 주식회사 전자식계량기의 선로고장 진단장치
KR20050047600A (ko) * 2003-11-18 2005-05-23 (주)누리텔레콤 누전 및 과전류 차단기능을 가진 전자식 전력량계 및 이의제어방법
KR100900273B1 (ko) 2008-05-21 2009-05-29 주식회사 루텍 아크 감지기능을 갖는 전력량계

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030062951A (ko) * 2002-01-21 2003-07-28 네오피스 주식회사 전자식계량기의 선로고장 진단장치
KR20050047600A (ko) * 2003-11-18 2005-05-23 (주)누리텔레콤 누전 및 과전류 차단기능을 가진 전자식 전력량계 및 이의제어방법
KR100900273B1 (ko) 2008-05-21 2009-05-29 주식회사 루텍 아크 감지기능을 갖는 전력량계

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101415777B1 (ko) 2013-04-30 2014-07-08 엘에스산전 주식회사 전력량계 및 그의 제어 방법
CN108181502A (zh) * 2017-12-27 2018-06-19 上海贝岭股份有限公司 电能计量芯片和电能计量装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110034199A (ko) 2011-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100902471B1 (ko) 디지털 보호 계전기의 전력량 오차 보상장치
US9519035B2 (en) Magnetic tampering detection and correction in a utility meter
KR101027815B1 (ko) 누설 전류 보상부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계
US10996247B2 (en) Volt-VAR device monitor
EP3185024B1 (en) Current transformer with enhanced temperature measurement functions
KR101004147B1 (ko) 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 및 계량방법
KR20090055782A (ko) 누전 감지 기능을 가지는 전력량계
WO2011116433A1 (en) Method and apparatus for power supply fault detection
KR101093171B1 (ko) 누설 전류 측정 장치 및 누설 전류 측정 방법
JP2011137718A (ja) 高圧絶縁監視装置
US11131695B2 (en) Measuring electrical energy consumption
KR100536516B1 (ko) 전력선 통신 방법을 이용한 전력 계통 감시 방법 및 시스템
JP2008157838A (ja) 絶縁監視装置
TW201500741A (zh) 三相四線式電量計
KR20170014671A (ko) 고압 직류 송전 시스템에 포함되는 고조파 필터의 손실을 측정하는 손실 전력 측정 시스템 및 그의 손실 전력 측정 방법
KR102688840B1 (ko) 아크 지락 검출 장치 및 아크 지락 검출 방법
KR101027816B1 (ko) 배전 계통의 과전류를 검출하는 과전류 관측부를 구비하는 배전용 전자식 전력량계
JP2016100976A (ja) 電源装置内部の１次平滑コンデンサの劣化状態の推定装置及びその方法
KR102556772B1 (ko) 전력량계의 상 오차 검출장치 및 그 방법
EP4078200A1 (en) Gating energy consumption accumulation by detecting a fundamental component of a current
JP3891434B2 (ja) 電気量変化要因の判定方法
KR101557983B1 (ko) 비접촉 적외선 온도변화를 이용한 지능형 열화 감시진단기능의 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)
KR20140037505A (ko) 적산전력계
JP4926146B2 (ja) 単独運転検出方法および単独運転検出装置
US20100286935A1 (en) Methods for Extrapolating an Energy Measurement

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140213

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150310

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160303

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170308

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180307

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190311

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200310

Year of fee payment: 10