KR101041398B1

KR101041398B1 - 배전반 전류 감시 장치

Info

Publication number: KR101041398B1
Application number: KR1020090036594A
Authority: KR
Inventors: 박병준
Original assignee: 주식회사 신양산전
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2011-06-15
Also published as: KR20100117893A

Abstract

본 발명은 배전반 전류 감시 장치에 관한 것으로 배전 시스템에 있어 부하에 전력을 전달하는 각 급전선(피더-feeder)에 흐르는 전류를 측정하고, 이를 외부로 표시하는 배전반 전류 감시 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 배전반 전류 감시 장치는 전력공급부와 부하를 연결하는 급전선(피더-feeder)과 연결되어, 피더의 각 상별(R, S, T) 및 영상(N) 전류를 측정하는 전류측정부 및 상기 전류측정부에서 측정된 피더별 전류 상태를 표시하는 표시부로 구성되되, 상기 전류측정부는 독립전원부, 피더의 각 상의 전류를 측정하기 위한 측정회로부, 상기 측정회로에서 전달되는 신호를 연산하여, 전류값 위상 등의 전류정보를 디지털신호로 출력하는 디지털연산부 및 상기 디지털연산부에서 전달된 디지털 신호를 통신 신호로 변환하는 통신부로 이루어진 전류측정모듈로 구성되며, 상기 표시부의 표시화면을 터치스크린으로 구성하여, 배전반의 각 피더별 전류측정모듈의 연결 상태를 표시하며, 특정 전류측정모듈을 선택 시, 해당 피더의 각 상별 전류 상태를 문자, 숫자 또는 그래프로 표시하며, 전류상태 확인 후, 사용자가 원하는 화면으로 복귀가 가능한 네비게이터 기능을 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

배전반, 전류, 감시, 측정, 터치스크린

Description

배전반 전류 감시 장치{Current monitoring apparatus of distributing board}

본 발명은 배전반 전류 감시 장치에 관한 것으로 더욱 자세하게는 배전 시스템에 있어 부하에 3상 및 단상 전력을 전달하는 각 급전선(피더-feeder)에 흐르는 전류를 측정하고, 이를 외부로 표시하는 배전반 전류 감시 장치에 관한 것이다.

전력수용가의 배전반(또는 분전반)으로부터 부하로 전력을 공급하는 급전선(피더-feeder)을 부하에 따라 구분하면 전등 및 이와 같은 회로에 연결된 소형 전동기 등에 공급되는 전등선과 일반적인 전동기에 공급되는 동력선 등으로 구분된다.

전기 방식에서는 부하의 접속 방법에 따라서 직류식과 교류식으로 나뉘는데 일반적으로 교류식이 사용된다.

교류식에는 단상교류식, 2상교류식, 3상교류식이 있는데 보통 사용되는 것은 단상2선식, 단상3선식, 3상3선식, 3상4선식이다. 배전전압은 고압배선선로에서 종 래에는 선간전압 3,300V의 3상3선식을 사용하였으나 재료의 효과적 이용과 전력손실의 경감 등을 위하여, 3상4선식이 증가하는 추세이다.

배전선로의 전류값을 측정하기 위해서 특정 전류값을 이에 비례하는 전류값으로 변성하는 계기용변류기 (CT-current transformer)를 사용한다.

하지만 종래 계기용변류기는 전류를 감지하는 전류 센서별 전류 측정값을 표시하는 전류측정기모듈이 별도로 구비되어야 하는 문제점이 있다.

또한 각 상별 전류 상태에 관한 상세한 정보를 제공받을 수 없어, 전류 이상 시, 수리 및 보수 작업에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,

첫째, 본 발명에 따른 배전반 전류 측정 장치는 전력공급부(저압배전반)에서 MCC 및 분전반으로 전력을 공급하는 배전 시스템에 있어서, 전력공급부와 부하를 연결하는 급전선(피더-feeder)과 연결되어, 피더의 각 상별 전류를 측정하는 전류측정부 및 상기 전류측정부와 연결되어, 상기 전류측정부에서 측정된 피더별 전류 상태를 표시하는 표시부로 구성하여, 외부에서 배전반의 각 피더별 3상전류 상태를 확인하고, 정상 여부 및 이상 지점을 검색할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

둘째, 전류측정부는 전원을 공급하는 독립전원부, 상기 독립전원부와 연결되어 피더의 각 상(R, S, T) 및 영상(N)의 전류를 측정하기 위한 측정회로부, 상기 측정회로와 연결되어, 측정회로에서 전달되는 신호를 연산하여, 전류값 위상 등의 전류정보를 디지털신호로 출력하는 디지털연산부 및 상기 디지털연산부와 연결되어, 디지털연산부에서 전달된 디지털 신호를 통신 신호로 변환하는 통신부로 이루어진 전류측정모듈로 구성하여 별도의 전류 측정 모듈 없이, 피더의 3상 전류 상태를 측정하는 것을 목적으로 한다.

셋째, 전류측정부의 디지털연산부는 정상 상태의 전류데이터인 표준데이터와 정상여부를 판단하기 위한 표준데이터에 따른 정상 범위의 기준데이터가 설정되며, 전류 측정데이터를 상기 기준데이터와 비교하여 정상여부를 판단하고, 측정데이터가 기준데이터 범위를 벗어날 경우 이상 감지 신호를 표시부에 전달하는 것을 목적 으로 한다.

넷째, 표시부의 표시화면을 터치스크린으로 구성하여, 배전반의 각 피더별 3상 전류측정모듈의 연결 상태를 표시하며, 특정 전류측정모듈을 선택 시, 해당 피더의 각 상별 전류 상태를 문자, 숫자 또는 그래프로 표시하며, 전류상태 확인 후, 사용자가 원하는 화면으로 복귀가 가능한 네비게이터 기능을 할 수 있는 것을 목적으로 한다.

다섯째, 표시부에 경보기를 더 구비하여, 상기 전류측정부에서 측정되는 전류 상태가 설정된 정상 범위를 벗어날 경우, 이를 외부로 알리는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 배전반 전류 감시 장치는 전력공급부와 부하를 연결하는 급전선(피더-feeder)과 연결되어, 피더의 각 상별 전류를 측정하는 전류측정부 및 상기 전류측정부와 연결되어, 상기 전류측정부에서 측정된 피더별 전류 상태를 표시하는 표시부로 구성되되, 상기 전류측정부는 전원을 공급하는 독립전원부, 상기 독립전원부와 연결되어 피더의 각 상의 전류를 측정하기 위해 측정 전류값을 변성하는 측정회로부, 상기 측정회로와 연결되어, 측정회로에서 전달되는 신호를 연산하여, 전류값 위상 등의 전류정보를 디지털신호로 출력하는 디지털연산부 및 상기 디지털연산부와 연결되어, 디지털연산부에서 전달된 디지털 신호를 통신 신호로 변환하는 통신부로 이루어진 전류측정모듈로 구성된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배전반 전류 감시 장치는,

첫째, 전력공급부와 부하를 연결하는 급전선(피더-feeder)과 연결되어, 피더의 각 상별 전류를 측정하는 전류측정부 및 상기 전류측정부와 연결되어, 상기 전류측정부에서 측정된 피더별 3상전류 상태를 표시하는 표시부로 구성하여, 외부에서 배전반의 각 피더별 전류 상태를 확인하고, 정상 여부 및 이상 지점을 손쉽게 확인, 검색할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 전류측정부는 전원을 공급하는 독립전원부, 상기 독립전원부와 연결되어 피더의 각 상의 전류를 측정하기 위한 측정회로부, 상기 측정회로와 연결되어, 측정회로에서 전달되는 신호를 연산하여, 전류값 위상 등의 전류정보를 디지털신호로 출력하는 디지털연산부 및 상기 디지털연산부와 연결되어, 디지털연산부에서 전달된 디지털 신호를 통신 신호로 변환하는 통신부로 이루어진 전류측정모듈로 구성하여 별도의 전류 측정 모듈 없이, 피더의 상별 3상전류 상태를 손쉽게 측정할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 전류측정부의 디지털연산부는 정상 상태의 전류데이터인 표준데이터와 정상여부를 판단하기 위한 표준데이터에 따른 정상 범위의 기준데이터가 설정되며, 전류 측정데이터를 상기 기준데이터와 비교하여 정상여부를 판단하고, 측정데이터가 기준데이터 범위를 벗어날 경우 이상 감지 신호를 표시부에 전달하여, 외부에서 전류 상태의 이상여부 및 원인을 파악하기 용이한 효과가 있다.

넷째, 다수의 전류측정모듈을 서로 연결하여, 하나의 출력포트로 표시부에 연결함으로써, 표시부를 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 표시부의 표시화면을 터치스크린으로 구성하여, 배전반의 각 피더별 3상전류측정모듈의 연결 상태를 표시하며, 특정 전류측정모듈을 선택 시, 해당 피더의 각 상별 전류 상태를 문자, 숫자 또는 그래프로 표시하며, 전류상태 확인 후, 사용자가 원하는 화면으로 복귀가 가능한 네비게이터 기능을 할 수 있는 효과가 있다.

여섯째, 표시부에 경보기를 더 구비하여, 상기 전류측정부에서 측정되는 전류 상태가 설정된 정상 범위를 벗어날 경우, 이를 외부로 알릴 수 있어 전류 이상 감지 시, 빠른 조치를 취할 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

[도 1]은 본 발명에 따른 배전반 전류 감시 장치가 포함된 배전시스템의 구성도이며, 전력공급부(10), 차단부(15), 스위치부(20), 부하(30), 전류측정부(40) 및 표시부(50)로 구성된다.

상기 전력공급부(10)는 수용가에 전력을 공급하는 곳으로 발전소 및 변전소를 포함하는 것으로 볼 수 있다.

상기 차단부(15)는 상기 전력공급부(10)로부터 전달되는 전류가 과전류 즉, 회로내 과부하, 단락 등으로 인해 정격전류 이상의 전류로 흐를 때, 이를 차단시키기 위한 차단기를 말한다.

상기 차단기는 구성과 기능에 따라 기중차단기(ACB), 배선용 차단기(MCCB), 누전차단기(ELCB), 전자석 차단기 및 바이메탈 차단기 등 다양하게 형성할 수 있다.

상기 스위치부(20)는 전력 수용지에서 전력을 공급받는 부하(30)에 흐르는 전류의 개폐나 접속 상태를 변경하는 역할을 한다.

상기 전력공급부(10)에서 부하(30) 간의 연결방법은 교류식이 대부분이며, 단상2선식, 단상3선식, 3상3선식, 3상4선식 형태로 구성되는데, 본 발명의 실시예에서는 3상 4선식으로 구성되며, 4선은 R상, S상, T상 및 N상(중성선)으로 형성된다.

상기 전류측정부(40)는 전력공급부와 부하를 연결하는 급전선(피더-feeder)과 연결되어, 피더의 각 상별(R, S, T) 및 영상(N) 전류를 측정하는 역할을 하며, 본 발명의 실시예에서는 스위치부(20)와 부하(30)간의 각 피더와 연결되었다.

상기 전류측정부(40)는 [도 2]에 도시된 바와 같이, 전원부(41), 전류측정회로(43), 디지털연산부(45) 및 통신부(47)로 구성된 전류측정모듈로 형성하는 것이 특징이다.

상기 전원부(41)는 전류측정부(40)에 전원을 공급하는 독립전원을 말하며 외부 전류차단과 무관하게 전류측정부(40)의 동작을 가능하게 한다.

상기 측정회로(43)는 상기 독립전원부와 연결되어 피더의 각 상의 전류를 측정하는 측정회로를 말하며, CT(Current Transformer)라고도 하며 각 상의 측정하고자하는 전류값을 이에 비례하는 전류값으로 변성하기 위한 회로를 말한다.

상기 디지털연산부(45)는 측정회로와 연결되어, 측정회로에서 전달되는 신호를 연산하여, 전류값 및 위상 등의 전류 신호를 디지털신호로 출력하는 역할을 한다.

또한 상기 디지털연산부(45)는 전류의 정상 상태의 각 수치가 설정되어, 정상 상태의 전류 값 또는 위상 파형의 각 수치를 비교하여, 전류 상태가 정상범위를 벗어날 경우, 이상 여부를 실시간으로 표시부(50)에 전달하고, 표시부(50)에서 특정 전류측정모듈의 전류 상태를 확인을 위한 외부 신호가 입력되면, 해당 전류측정모듈 전류의 현재 상태를 정상 상태와 비교하여 각 수치에 관한 데이터를 전송하는 역할을 수행하게 된다.

더 자세히 설명하자면, 상기 디지털연산부(45)에는 정상 상태의 전류데이터 즉, 정상 상태의 전류 위상 파형의 피크치나 평균치 또는 전류 파형 그래프 면적 등의 표준데이터와 정상여부를 판단하기 위한 표준데이터에 따른 정상 범위의 기준데이터가 설정되어 있으며, 실제 전류 측정데이터를 상기 기준데이터와 비교하여 정상여부를 상기 표시부(50)에 전달하고, 상기 표시부(50)에서 특정전류모듈을 선택하게 되면 해당 전류측정모듈의 각 상의 전류값 또는 상세한 전류 파형을 표시부(50)에 전달하게 되는 것이다.

예를 들어, 어떤 상에서 누전이 발생한 경우, 영상(N) 전류가 증가하게 되므 로, 영상 전류가 기중치 이상 검출되면, 일단 누전이 발생한 것으로 판단한다.

또한 각 상(R, S, T)으로부터, 측정된 전류값이 디지털 연산부(45)에 설정된 위상 파형의 피크치가 표준데이터의 정상범위인 기준데이터 벗어나거나, 측정된 위상 파형 그래프 면적이 기준데이터의 위상 파형 그래프 면적 범위를 벗어나게 되면 이상 감지 신호를 상기 표시부(50)에 전달하게 되는 것이다.

즉, 영상전류가 검출되고 어떤 상의 파형이 일그러지면 해당 상에 누전이 발생한 것으로 판단하여 경보를 울린다.

본 발명의 실시예에서 상기 디지털연산부(45)는 16bit 마이크로프로세서를 로 구성하였다.

상기 통신부(47)는 디지털연산부(45)와 연결되어, 디지털연산부(45)에서 전달된 디지털 신호를 통신 신호로 변환하여 외부의 표시부(50)로 전송하고, 외부의 통신신호를 상기 디지털연산부(45)로 전달하는 중계자 역할을 한다.

본 발명의 실시예에서 상기 통신부(47)는 RSC232, RS485, ETHERNET CHIP 및 USB CHIP으로 구성하였다.

이러한 전류측정부(40)는 [도 3]에 도시된 바와 같이, 다수의 전류측정모듈을 서로 연결할 수 있다.

더 자세히 설명하자면 각각의 전류측정모듈은 출력포트(471)와 입력포트(473)가 형성되는데, 제1전류측정모듈(401)의 출력포트(471)은 표시부(50)의 통신커넥터(55)와 연결되고 입력포트(473)는 제2전류측정모듈(402)의 출력포트(471)와 연결된다.

또한 제2측정모듈(402)의 입력포트(473)은 제3전류측정모듈(403)의 출력포트(471)와 연결된다.

이러한 방법으로 복수 개의 전류측정모듈은 하나의 출력포트 즉, 본 발명의 실시예에서는 제1전류측정모듈(401)의 출력포트(471)로 모든 전류측정모듈의 신호를 표시부(50)에 전송할 수 있는 것이다.

상기 표시부(50)는 상기 전류측정부(40)와 연결되어, 상기 전류측정모듈에서 측정된 피더별 전류 상태를 표시하는 역할을 한다.

또한 상기 표시부(50)의 표시화면(51)은 [도 4]에 도시된 바와 같이, 터치스크린(touch screen)으로 구성되어, 배전반(100)의 각 피더별 전류측정모듈의 연결 상태를 표시하여, 외부에서 배전반(100) 각 피더의 부하 연결 상태의 확인이 용이한 장점이 있다.

[도 5]는 상기 표시부(51)의 실시예를 나타내는 도면으로 상기 표시화면(51)은 배전반 내부의 스위치부(20) 및 전류측정부(40)의 연결 상태가 도시되어 있다.

또한 터치스크린은 손끝이나 기타 물체로 접속하게 되면 해당 부분의 정보를 제공하는 명령이 입력되므로, 상기 표시화면(51)의 특정 전류측정모듈을 선택 시, 해당 피더의 각 상별 전류 상태의 각 수치를 문자, 숫자 또는 그래프로 표시하며, 전류상태 확인 할 수 있는 장점이 있다.

예를 들어 상기 표시화면(51)의 제1전류측정모듈(401)을 선택하게 되면, 표시부(50)는 제1전류측정모듈(401)의 통신부(47)로 전류정보 신호를 요청하고 디지 털연산부(45)에서 연산된 정보를 수신하여, [도 6]에 도시된 바와 같이 각 상의 전류값을 제공하게 되며, R상(511)의 영역을 선택하게 되면, 표시부(50)에서는 같은 방법으로 제1전류측정모듈(401)의 통신부로 R상의 전류 상세 정보를 요청하여, 수신 받아 문자, 숫자, 그래프로 제공하게 되는 것이다.

이때, 전류측정부(40)의 디지털연산부(45)에는 각 상에 관한 전류 정상 상태에 관한 데이터가 설정되어 있어, 정상 범위를 벗어나는 전류 이상 감지 시, 표시부(50)의 표시화면(511)에 해당 전류측정모듈의 이상 여부를 시각적으로 표시할 수 있다.

또한 설정된 정상 데이터와의 비교 수치 및 그래프를 상기 표시부(50)를 통해 제공받을 수 있으므로, 각 상별 전류 상태의 이상 여부 및 원인을 파악하기 용이한 장점이 있다.

또한 표시부(50)의 표시화면(51)은 사용자가 원하는 화면으로 복귀가 가능한 뒤로 버튼(513) 및 초기화면(515)버튼 등 다양한 버튼 구비가 가능하여, 네비게이터 기능을 할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 표시부(50)는 경보기(53)를 더 구비하여, 상기 전류측정부(40)에서 전송한 전류 이상 감지 신호를 수신 시, 이를 시각적 또는 청각적으로 외부에 알림으로써, 빠른 시간 내에 수리 및 복구 조치를 취할 수 있도록 할 수 있다.

이상 본 발명의 일실시예를 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실 시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 배전반 전류 감시 장치로 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배전반 전류 감시 장치가 구비된 배전시스템.

도 2는 본 발명에 따른 배전반 전류 감시 장치의 전류측정부의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 배전반 전류 감시 장치의 전류측정부 및 표시부의 연결 상태를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 배전반 전류 감시 장치의 표시부가 배전반 외부에 설치된 모습을 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 배전반 전류 감시 장치의 표시부의 일실시예를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 배전반 전류 감시 장치의 표시부화면의 특정 전류측정모듈을 선택 시, 각 상별 전류값 제공 화면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 전류공급부 20 : 스위치부

30 : 부하 40 : 전류측정부

43 : 전류측정회로 45 : 디지털연산부

47 : 통신부 50 : 표시부

51 : 표시화면 53 : 경보기

55 : 통신커넥터

Claims

전력공급부와 부하를 연결하는 급전선(피더-feeder)과 연결되어, 피더의 각 상별(R, S, T) 및 영상(N) 전류를 측정하는 전류측정부; 및

상기 전류측정부와 연결되어, 상기 전류측정부에서 측정된 피더별 전류 상태를 표시하는 표시부;를 포함하되,

상기 전류측정부는 전원을 공급하는 독립전원부와; 상기 독립전원부와 연결되어 피더의 각 상의 전류를 측정하기 위해 전류값을 변성하는 측정회로부와; 상기 측정회로와 연결되어, 측정회로에서 전달되는 신호를 연산하여, 전류값 및 위상 등의 전류 신호를 디지털신호로 출력하는 디지털연산부; 및 상기 디지털연산부와 연결되어, 디지털연산부에서 전달된 디지털 신호를 통신 신호로 변환하여 외부로 전송하고, 외부의 통신신호를 상기 디지털연산부로 전달하는 통신부;로 구성되며,

상기 전류측정부는 출력포트와 입력포트가 형성된 전류측정모듈을 서로 연결하되, 제1전류측정모듈의 출력포트는 표시부의 통신커넥터와 연결되고, 입력포트는 제2전류측정모듈의 출력포트와 연결되고, 제2전류측정모듈의 입력포트는 제3전류측정모듈의 출력포트와 연결하여, 상기 전류측정모듈을 하나의 출력포트를 통해 표시부에 연결하는 것을 특징으로 하는 배전반 전류 감시 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 전류측정부의 디지털연산부는 정상 상태의 전류데이터인 표준데이터와 정상여부를 판단하기 위한 표준데이터에 따른 정상 범위의 기준데이터가 설정되며, 전류 측정데이터를 상기 기준데이터와 비교하여 정상여부를 판단하고, 측정데이터가 기준데이터 범위를 벗어날 경우 이상 감지 신호를 표시부에 전송하는 것을 특징으로 하는 배전반 전류 감시 장치.
제1항에 있어서,

상기 표시부의 표시화면은 터치스크린(touch screen)으로 구성된 것을 특징으로 하는 배전반 전류 감시 장치.
제5항에 있어서,

상기 표시부의 표시화면에는 배전반의 각 피더별 전류측정모듈의 연결 상태를 표시하고 각 전류측정모듈을 선택할 수 있도록 선택메뉴를 제공하고, 특정 전류측정모듈을 선택 시, 해당 피더의 각 상별 전류 상태의 각 수치를 문자, 숫자 또는 그래프로 표시하며, 전류상태 확인 후, 사용자가 원하는 화면으로 복귀가 가능한 네비게이터 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 배전반 전류 감시 장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 표시부는 상기 전류측정부에서 측정되는 전류 상태가 설정된 정상 범위를 벗어날 경우, 이상 감지 신호를 수신 시, 이를 외부로 알리는 경보기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배전반 전류 감시 장치.
제4항에 있어서,

상기 표시부에 전류 이상 감지된 전류측정모듈을 선택하면, 상기 전류측정부는 해당 전류측정모듈의 각 상별로 기준데이터와 측정데이터 간의 비교 전류 위상 파형을 표시부에 전달하는 것을 특징으로 하는 배전반 전류 감시 장치.