KR101063348B1 - 디지털 전력량계의 검사장치 - Google Patents

디지털 전력량계의 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 전력량계가 정확히 동작하는지는 시험할 수 있는 시험장치를 위한 것으로, 특히 유효전력, 무효전력을 동시에 측정하도록 하는 디지털 전력량계 검사장치를 위한 것으로, 구체적인 특징은 측정되는 유효전력량에 따라서 발광 펄스지속시간이 비례하는 제1LED와, 측정되는 무효전력량에 따라서 발광 펄스지속시간이 비례하는 제2LED를 구비하는 디지털 전력량계의 오차를 측정하는 디지털 전력량계의 검사장치에 있어서: 상기 전력량계에 전원을 공급하는 표준전원 공급부; 상기 제1LED의 발광상태를 검출하는 제1검출수단과 상기 제2LED의 발광상태를 검출하는 제2검출수단; 상기 제1검출수단의 발광상태를 입력받아 상기 디지털 전력량계에서 측정된 유효전력량을 산출하고, 상기 제2검출수단의 발광상태를 입력받아 상기 디지털전력량계에서 측정된 무효전력량을 산출하고, 상기 표준전원 공급부에서 상기 디지털 전력량계에 공급되는 전원의 유효전력량과 무효전력량을 상기 측정된 유효전력량과 상기 측정된 무효전력량과 각각 비교하여 오차를 검출하는 오차검출부를 포함하는 것이다.
디지털 전력량계, LED, 스캐너, 스캐너 설치대

Description

디지털 전력량계의 검사장치{test apparatus for digital power meter}
본 발명은 디지털 전력량계의 정확도를 한 번에 다수개씩 시험할 수 있도록 하는 디지털 전력량계의 검사장치에 관한 것이다.
전력량계는 전기 수용가의 사용전력을 측정하는 장치로 전력량계의 측정오차가 큰 경우에는 공급자와 수용가의 분쟁을 야기시킬 수 있으며, 공급자의 신뢰도를 실추시키기 때문에 정확한 동작이 담보되어야 한다. 전력량계의 정밀성을 검증하기 위한 장치로 등록특허 제10-0478850호(발명의 명칭: 로컬디바이스를 이용한 적산전력량계 테스트장치)가 개발되었으며, 상기 등록특허에는 다수의 전력량계를 로컬디바이스에서 측정할 수 있는 구성이 개시되어 있다.
그러나, 상기 등록특허는 회전원판의 회전수에 따라서 발생되는 펄스를 입력받고 기준 펄스와 비교하여 오차값을 측정하는 구성을 이루고 있어 종래의 아날로그 방식의 계량기에 적합한 구성을 이루고 있어 디지털 전력량계를 시험하기가 곤란한 문제점을 갖는다.
특히 상기 등록특허의 구성으로는 유효전력 무효전력을 동시에 측정하기가 곤란한 문제점을 갖으며, 다양한 구성을 이루고 있는 전력량계를 시험하기 위하여 시험장치를 변형 적용하기가 어려운 문제점을 갖는다.
본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 디지털 전력량계가 정확히 동작하는지는 시험할 수 있는 검사장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유효전력, 무효전력을 동시에 측정하도록 하는 검사장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 종류의 디지털 전력량계를 시험할 수 있도록 변형 적용할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 해결수단은 측정되는 유효전력량에 따라서 발광 펄스지속시간이 비례하는 제1LED와, 측정되는 무효전력량에 따라서 발광 펄스지속시간이 비례하는 제2LED를 구비하는 디지털 전력량계의 오차를 측정하는 디지털 전력량계의 검사장치에 있어서: 상기 전력량계에 전원을 공급하는 표준전원 공급부; 상기 제1LED의 발광상태를 검출하는 제1검출수단과 상기 제2LED의 발광상태를 검출하는 제2검출수단; 상기 제1검출수단의 발광상태를 입력받아 상기 디지털 전력량계에서 측정된 유효전력량을 산출하고, 상기 제2검출수단의 발광상태를 입력받아 상기 디지털전력량계에서 측정된 무효전력량을 산출하고, 상기 표준전원 공급부에서 상기 디지털 전력량계에 공급되는 전원의 유효전력량과 무효전력량을 상기 측정된 유효전력량과 상기 측정된 무효전력량과 각각 비교하여 오차를 검출하는 오차검출부를 포함하는 것이다.
또한, 본 발명에서 상기 디지털 전력량계의 검사장치는 상기 표준전원 공급부에서 상기 디지털 전력량계에 공급되는 유효전력량과 무효전력량을 가변시킬 수 있도록 하는 입력부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 디지털 전력량계의 검사장치는 상기 오차 검출부에서 검출되는 오차값을 표시하도록 하는 표시부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 디지털 전력량계의 검사장치는 상기 디지털 전력량계를 복수개 거치할 수 있는 검사대에 거치되며, 상기 제1검출수단과 상기 제2검출수단은 상기 검사대에서 이동되는 스캐너 설치대에 거치되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 검사대의 상단부에는 길이방향으로 가이드 레일이 설치되고, 상기 스캐너 설치대는 상기 가이드 레일을 따라서 이동되는 롤러들이 배면에 설치된 지지몸체와, 상기 지지몸체의 전면으로 돌출 설치대는 전면 돌출 바와, 상기 전면 돌출 바를 따라 전후 이동하는 상하 이동 바와 상기 상하 이동 바를 상하 이동되며 상기 제1검출수단과 상기 제2검출수단이 설치되는 스캐너 거치판을 포함하는 것이 바람직하다.
삭제
또한 본 발명에서 상기 스캐너 거치판은 길이방향을 따라서 형성된 절개부가 형성되며, 상기 제1검출수단과 상기 제2검출수단은 상기 절개부를 따라서 이동가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 스캐너 설치대는 상기 스캐너 거치판이 유동되는 것을 방지하는 스톱퍼를 더 포함하되, 상기 스톱퍼는 상기 상하 이동 바에 삽입되는 관체와, 상기 관체의 상단에 형성되며 상기 스캐너 거치판에 접촉되는 결합판으로 이루어지며, 상기 결합판과 상기 스캐너 거치판은 볼트 결합을 이루고, 상기 관체에는 볼트공이 형성되어 있고 상기 볼트공에는 고정볼트가 볼트 결합되어 상기 상하 이동 바에 접촉됨으로써 상기 스캐너 거치판이 유동되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 디지털 전력량계를 검사하기 위하여 유효전력 측정과 무효전력 측정을 분리해서 할 필요없이 한 번에 유효전력과 무효전력의 측정이 이루어지게 되어 검사시간이 대폭 단축되게 된다.
또한 여러 종류, 즉 유효전력량을 측정할 수 있도록 하는 LED와 무효전력량을 측정할 수 있는 LED의 위치가 다르게 설치된 여러 종류의 디지털 전력량계를 하나의 스캐너 설치대에 의하여 측정할 수 있도록 함으로써 각각 디지털 전력량계의 종류에 따라서 별도의 스캐너 설치대를 설치해야 하는 문제점을 치유할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 디지털 전력량계의 정면도이고, 도 2는 도 1의 디지털 전력량계의 내부 회로 블록도이다.
디지털 전력량계(1)의 하부에는 각 상(A, B, C)의 전압, 전류라인이 인입되는 인입부(11)가 설치되어 있으며, 대략 중앙에는 사용전력이 표시되는 LCD 패널(17)이 설치되어 있으며, LCD 패널(17)의 좌, 우 측에는 유효전력량에 따라 표시되는 유효전력 계량펄스부(15)와 무효전력량에 따라서 표시되는 무효전력 계량펄스부(13)가 설치된다. 계량펄스부(13), (15)는 무효 또는 유효 전력량에 따라서 발광되는 LED를 구비하며, 사용전력량에 따라서 LED 점등회수가 비례하도록 즉 발생 펄스가 가변되도록 구성된다. 예를 들어, 한전에서는 저압 전자식 전력량계 단상 40A 용 계량기는 2,000pulse/kwh, 즉 역률 1인 1kwh의 전력량에 대하여 유효전력 계량펄스부(15)의 LED가 2,000번 점등되고, 역률이 0.5, 1kwh인 경우에 유효전력 계량펄스부(15)의 LED가 732번, 무효전력 계량펄스부(13)의 LED는 1268번 점등되도록 한다. 또한, 동일역률에서 계량펄스부(15)에서 점등되는 LED의 점등횟수는 동일하지만 전류의 크기에 따라서 점등지속시간이 달라지기 때문에 LED 점등정보에 의하여 역률과 전력 정보가 획득된다.
또한 전력량계는 도 2에 도시된 바와 같이, A, B, C 상의 전원공급라인과 연결되는 전류측정회로(21)와, 전압측정회로(23)와, C상 전원공급라인과 연결되는 SMPS(25)와, 전류측정회로(21)와 전압측정회로(23)에서 측정되는 전압, 전류에 의하여 전력량을 산출하는 계량칩(27)과 계량칩(27)과 다른 제어대상을 제어하기 위하여 연산처리하는 중앙처리장치(CPU)(29)와, CPU(29)에 의하여 동작되는 LCD(17), 배터리(33)로부터 전원을 공급받아 동작하는 RTC(Real Time Clock Module)과, CPU 의 제어를 받아 유효전력에 따라서 LED가 발광되는 유효전력계량 펄스부(15), 무효전력에 따라서 LED가 발광되는 무효전력 계량 펄스부(13)와, CPU 구동프로그램이 저장되는 메모리(41)로 이루어진다. 유효전력계량 펄스부(15)와 무효전력 계량 펄스부(13)는 사용되는 일정한 주파수로 LED들을 발광시키고, 사용되는 유효전력과 무효전력 전력량에 비례해서 펄스의 지속시간을 증가시켜 발광시킨다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 전체적인 구성을 설명하는 회로 블록도이고, 도 4는 본 발명의 검사대의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이다.
콘트롤러(600)은 검사대(100)와 분리 또는 일체로 설치되며, 입력부(601)의 입력에 의하여 설정되는 표준 유효전력과 표준 무효전력을 발생시켜 검사대(100)에 거치된 계량기(m1), (m2).....(mn)에 전원을 공급한다.
또한 계량기(m1), (m2).....(mn)들의 각각의 유효전력계량 펄스부(15)와 무효전력 계량 펄스부(13)에서 발생되는 LED의 점등을 스캐닝하는 스캐너(S11), (S12), (S21), ( S22).......(Sn1), (Sn2)로 스캐닝된 LED의 점등상태는 오차검출부(605)에 입력된다.
오차검출부(605)는 각각의 스캐너들에서 입력된 LED 점등상태를 입력받고, LED 점등상태의 펄스지속에 의하여 각 전력량계가 측정한 유효전력량과 무효전력량을 산출하고, 표준전원발생부(607)에서 전력량계에 공급한 유효전력량과 무효전력량을 입력받아 스캐너 신호로부터 산출된 유효전력량과 무효전력량과 비교하여 오차를 산출하고, 산출된 오차를 표시부(603)에 표시하고, 미도시된 통신장치에 의하여 외부 컴퓨터에 전송한다.
도 4에 도시된 검사대(100)에는 두 개의 전력량계(401), (402)가 거치되고, 이들 전력량계(401), (402)가 스캐너들에 의하여 스캐닝 된 상태를 도시하고 있다.
검사대(100)는 상단부에 횡으로 설치된 상단 프레임(103)과, 중간 부분에 전력량계(401), (402)를 거치할 수 있도록 횡으로 설치되는 거치 프레임(105)과, 상단 프레임(103), 거치 프레임(105), 종 프레임(107)을 지지하는 지지 프레임(109)들로 이루어진다.
또한 상단 프레임(103)의 전면에는 가이드 레일(101)이 횡방향으로 설치되고, 가이드 레일(101)에는 두 개의 스캐너가 설치된 스캐너 설치대(300)가 결합되고, 스캐너 설치대(300)는 가이드 레일(101)을 따라서 이동한다.
또한 종 프레임(107)의 전면에는 콘트롤러(600)의 표준전원발생부(607)와 연결되어 전원을 전력량계(401), (402)에 공급하거나 차단할 수 있는 전원공급소켓(200)들이 설치된다.
도 5는 본 발명의 일실시예의 스캐너 설치대의 사시도이고, 도 6은 도 5의 분해사시도이다.
스캐너 설치대(300)는 배면에 가이드 레일(101)을 따라 이동할 수 있도록 롤러(303), (305)들이 상하 2열로 횡으로 배치되는 지지몸체(301)를 구비한다. 이때 가이드 레일(101)의 상면과 하면에는 요홈이 형성되고, 요홈의 바닥면을 롤러(303), (305)들이 접촉되면서 이동되기 때문에 지지몸체(301)는 가이드 레일(101)로부터 이탈되지 않게 된다.
또한 스캐너 설치대(300)는 지지몸체(301)의 전면으로 돌출되며, 길이방향을 따라 절개된 전 후 이동공(309)이 형성되는 전면 돌출 바(bar)(307)와, 전후 이동공(309)을 따라 이동되는 코넥터(311)와, 코넥터(311)에 하부로 돌출되게 설치되는 상하 이동 바(313)와, 상하 이동 바(313)에 상하 이동 가능하며, 회전 가능하며 길이방향으로 절개된 전 후 이동공이 형성된 스캐너 거치판(315)과, 스캐너 거치판(315)에 이격되게 설치되며 전력량계의 LED의 빛을 감지하는 센서가 설치되는 스캐너(317), (319)와, 스캐너 거치판(315)이 유동되지 않도록 고정하는 스톱퍼(321)로 이루어진다.
지지몸체(301)는 배면에 롤러(303), (305)들이 설치되어 가이드 레일(101)을 따라서 이동할 수 있도록 하는 배면판(323)과, 배면판(323)의 전면에 돌출되게 설치되어 전면 돌출바(307)의 나사공(331), (333)에 나사 (327), (329)에 의하여 결합되는 결합판(325)을 구비한다.
코넥터(311)는 일측에 상하 이동 바(313)가 관통되는 관통공(339)이 형성되는 코넥터 몸체(335)와, 코넥터 몸체(337)로부터 돌출되어 전후 이동공(309)을 통과하는 관체(337)와, 전면 돌출 바(307)를 기준으로 코넥터 몸체(335)의 반대편에 설치되어 관체(337)의 일단이 삽입되는 절개부(345)가 형성된 고정판(341)과, 관체(337)가 고정판(341)에 삽입된 상태에서 관체(337) 단부에 형성된 볼트공에 결합되어 관체(337)와 고정판(341)이 유동되는 것을 방지하는 볼트(341)와, 상하 이동 바(313)가 관통공(339)에 삽입된 상태에서 상하 이동 바(313)의 유동을 방지하기 위하여 볼트 공(347)에 삽입되는 볼트(349)로 이루어진다.
또한, 스캐너 거치판(315)에는 일측단에 인접되게 상하 이동 바(313)가 관 통하는 관통공이 형성되고, 길이방향으로는 절개부(349)가 형성되며, 절개부(349)에는 스캐너(317), (319)의 하부 몸체가 유동될 수 있도록 삽입되며, 스캐너(317), (319)의 하부 몸체의 단부에는 볼트공이 형성되고, 볼트공에는 볼트(351), (353)이 설치됨으로써, 스캐너(317), (319)가 각각 전력량계의 LED 들을 스캐닝 할 수 있는 위치에 놓이게 되면 볼트(351), (353)를 조임으로써 스캐너 거치판(315)에서 유동되지 않도록 한다.
또한, 스톰퍼(321)는 스캐너 거치판(315)이 유동되지 않도록 설치되는 것으로, 상하 이동 바(313)에 삽입되는 관체로 형성되며, 상단에는 스캐너 거치판(315)에 접촉되는 결합판(321)으로 이루어지며, 결합판(321)과 스캐너 거치판(315)은 볼트 결합을 이루고, 관체에는 볼트공이 형성되어 있고 볼트공에는 고정볼트(359)가 볼트 결합되어 상하 이동 바(359)에 접촉됨으로써 스캐너 거치판(315)이 적당한 위치에 자리 잡은 후에 고정볼트(359)를 조임으로써 더 이상 유동되는 것을 방지한다.
도 7은 본 발명의 전원공급소켓의 측면도이다.
전원공급소켓(200)은 표준전원 발생부(607)에 연결된 미도시된 전원선이 상단에 연결되고, 전력량계의 접속부에 하단이 연결되는 연결 바(202)와, 연결 바(202)를 상하 이동시키도록 힌지(203)를 중심으로 상하 회전 시키는 손잡이(201)로 이루어지며, 손잡이(201)를 하향 회전시키면 연결 바(202)는 하향 이동되어 표준전원 발생부(607)의 전원이 전력량계에 공급되고, 손잡이(201)를 상향 회전시키면 연결 바(202)가 전력량계와 분리된다.
도 1은 본 발명에 적용되는 디지털 전력량계의 정면도이다.
도 2는 도 1의 디지털 전력량계의 내부 회로 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 전체적인 구성을 설명하는 회로 블록도이다.
도 4는 본 발명의 검사대의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예의 스캐너 설치대의 사시도이다.
도 6은 도 5의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 전원공급소켓의 측면도이다.

Claims (8)

  1. 측정되는 유효전력량에 따라서 발광 펄스지속시간이 비례하는 제1LED와, 측정되는 무효전력량에 따라서 발광 펄스지속시간이 비례하는 제2LED를 구비하는 디지털 전력량계의 오차를 측정하는 디지털 전력량계의 검사장치에 있어서:
    상기 전력량계에 전원을 공급하는 표준전원 공급부;
    상기 제1LED의 발광상태를 검출하는 제1검출수단과 상기 제2LED의 발광상태를 검출하는 제2검출수단;
    상기 제1검출수단의 발광상태를 입력받아 상기 디지털 전력량계에서 측정된 유효전력량을 산출하고, 상기 제2검출수단의 발광상태를 입력받아 상기 디지털전력량계에서 측정된 무효전력량을 산출하고, 상기 표준전원 공급부에서 상기 디지털 전력량계에 공급되는 전원의 유효전력량과 무효전력량을 상기 측정된 유효전력량과 상기 측정된 무효전력량과 각각 비교하여 오차를 검출하는 오차검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 전력량계의 검사장치.
  2. 청구항 1에서, 상기 디지털 전력량계의 검사장치는 상기 표준전원 공급부에서 상기 디지털 전력량계에 공급되는 유효전력량과 무효전력량을 가변시킬 수 있도록 하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 전력량계의 검사장치.
  3. 청구항 2에서, 상기 디지털 전력량계의 검사장치는 상기 오차 검출부에서 검 출되는 오차값을 표시하도록 하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 전력량계의 검사장치.
  4. 청구항 1에서, 상기 디지털 전력량계의 검사장치는 상기 디지털 전력량계를 복수개 거치할 수 있는 검사대에 거치되며, 상기 제1검출수단과 상기 제2검출수단은 상기 검사대에서 이동되는 스캐너 설치대에 거치되는 것을 특징으로 하는 디지털 전력량계의 검사장치.
  5. 청구항 4에서, 상기 검사대의 상단부에는 길이방향으로 가이드 레일이 설치되고,
    상기 스캐너 설치대는 상기 가이드 레일을 따라서 이동되는 롤러들이 배면에 설치된 지지몸체와, 상기 지지몸체의 전면으로 돌출 설치대는 전면 돌출 바와, 상기 전면 돌출 바를 따라 전후 이동하는 상하 이동 바와 상기 상하 이동 바를 상하 이동되며 상기 제1검출수단과 상기 제2검출수단이 설치되는 스캐너 거치판을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 전력량계의 검사장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 5에서, 상기 스캐너 거치판은 길이방향을 따라서 형성된 절개부가 형성되며, 상기 제1검출수단과 상기 제2검출수단은 상기 절개부를 따라서 이동가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 디지털 전력량계의 검사장치.
  8. 청구항 5에서, 상기 스캐너 설치대는 상기 스캐너 거치판이 유동되는 것을 방지하는 스톱퍼를 더 포함하되, 상기 스톱퍼는 상기 상하 이동 바에 삽입되는 관체와, 상기 관체의 상단에 형성되며 상기 스캐너 거치판에 접촉되는 결합판으로 이루어지며, 상기 결합판과 상기 스캐너 거치판은 볼트 결합을 이루고, 상기 관체에는 볼트공이 형성되어 있고 상기 볼트공에는 고정볼트가 볼트 결합되어 상기 상하 이동 바에 접촉됨으로써 상기 스캐너 거치판이 유동되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 디지털 전력량계의 검사장치.
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