KR101074768B1 - The remote electricity safety management system installed in digital cabinet panel and power receving/distributing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 U-city 환경에서 수배전반 및 분전반의 전기안전관련 데이터 및 침수, 아울렛 접속불량 등의 사용자의 주위환경을 센싱한 데이터를 원격의 U-city 통합정보센터의 서버에서 관리할 수 있도록 구성된 전기안전시스템에 관한 것이다.

보다 자세하게는, U-city 통합정보망을 이용해 U-city 통합정보센터의 서버에서 U-city 상의 공공기관, 상가, 빌딩, 주택에서 발생할 수 있는 전기재해를 사전에 검출, 분석하여 분전반이나 수배전반의 전기설비에서 전기로 인한 화재나 감전 및 사용자의 시설 사용 환경(침수, 온도, 가스, 아울렛 접속불량 등)의 위험을 사전에 예방하는 전기안전시스템에 관한 것이다.

본 발명은 U-city 환경에 적용되는 원격 전기안전 관리시스템에 있어서, 수변전실의 전기설비의 안전을 진단하도록 전원라인의 교류전압/전류를 센서로 검출하여 검출된 파형에서 아크 및 부분방전을 진단, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 기능이 포함된 디지털 수배전반; 및 메인차단기와 분기차단기가 장착되며 전원라인을 통해 입력되는 교류전압/전류의 상태를 검출, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 디지털 층분전반;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반 또는 수배전반에 설비된 원격 관리 시스템을 제시한다.

본 발명의 디지털 분전반에서 구성된 검출모듈이 장착된 분기차단기의 검출모듈과 디지털 제어모듈을 통해 과전류, 누설전류, 과전압, 차단기의 상태 등에 대 한 신호를 추출하고 디지털화시켜 게이트웨이모듈을 통해 저장하면서 원격서버로 전송함으로써, 전기화재의 징후가 있는 전기설비에 대해서 신속한 조치를 취하여 전기화재를 예방할 수 있으며, 또한 모든 추출데이터를 게이트웨이모듈의 블랙박스에 저장함으로써 전기화재가 발생되더라도 아크, 과전류, 과전압, 누설전류 등에 대한 객관적이고 과학적인 데이터를 확보하고, 이를 토대로 전기화재 원인을 분석하고 적절한 조치를 취할 수 있는 디지털 분전반 또는 수배전반에 설비된 원격 관리 시스템를 구축할 수 있는 효과가 있다.

Figure R1020090086972

분전반, 수배전반, SMPS, 검출센서, 아크, 부분방전

The present invention is configured to manage the electrical safety-related data of the distribution panel and distribution panel in the U-city environment and data of the user's surrounding environment, such as flooding, outlet connection failure, etc. in the remote U-city integrated information center server It is about safety systems.

More specifically, the U-city integrated information network detects and analyzes the electrical accidents that may occur in public institutions, shops, buildings, and houses on the U-city in the server of the U-city integrated information center to proactively The present invention relates to an electrical safety system that prevents the risk of fire or electric shock caused by electricity in the facility and the environment of the user's use of the facility (immersion, temperature, gas, outlet connection failure, etc.).

The present invention is a remote electrical safety management system applied to the U-city environment, to detect the AC voltage / current of the power line with a sensor to diagnose the safety of the electrical equipment of the water substation room to diagnose the arc and partial discharge in the detected waveform A digital switchgear including a function of transmitting data to a higher server through wireless communication while storing; And a digital floor switchboard equipped with a main circuit breaker and a branch circuit breaker and transmitting and transmitting data to the upper server through wireless communication while detecting and storing the state of the AC voltage / current input through the power line. Or propose a remote management system installed in the switchgear.

Through the detection module and the digital control module of the branch circuit breaker equipped with the detection module configured in the digital distribution panel of the present invention, the signal for overcurrent, leakage current, overvoltage, the state of the breaker, etc. is extracted and digitized and stored through the gateway module and the remote server. By transmitting to the system, it is possible to prevent electrical fires by taking quick measures for the electrical equipments that show signs of electrical fires, and also by storing all extraction data in the black box of the gateway module, even if an electrical fire occurs, such as arc, overcurrent, overvoltage, leakage It is effective to build a remote management system installed in a digital distribution panel or a distribution panel that can obtain objective and scientific data on current and analyze the cause of electric fire and take appropriate measures based on this.

Figure R1020090086972

Distribution board, distribution board, SMPS, detection sensor, arc, partial discharge

Description

디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템{The remote electricity safety management system installed in digital cabinet panel and power receving/distributing apparatus}The remote electricity safety management system installed in digital cabinet panel and power receving / distributing apparatus}
본 발명은 U-city 환경에서 수배전반 및 분전반의 전기안전관련 데이터 및 침수, 아울렛 접속불량 등의 사용자의 주위환경을 센싱한 데이터를 원격의 U-city 통합정보센터의 서버에서 관리할 수 있도록 구성된 전기안전시스템에 관한 것이다.The present invention is configured to manage the electrical safety-related data of the distribution panel and distribution panel in the U-city environment and data of the user's surrounding environment, such as flooding, outlet connection failure, etc. in the remote U-city integrated information center server It is about safety systems.
보다 자세하게는, U-city 통합정보망을 이용해 U-city 통합정보센터의 서버에서 U-city 상의 공공기관, 상가, 빌딩, 주택에서 발생할 수 있는 전기재해를 사전에 검출, 분석하여 분전반이나 수배전반의 전기설비에서 전기로 인한 화재나 감전 및 사용자의 시설 사용 환경(침수, 온도, 가스, 아울렛 접속불량 등)의 위험을 사전에 예방하는 전기안전시스템에 관한 것이다.More specifically, the U-city integrated information network detects and analyzes the electrical accidents that may occur in public institutions, shops, buildings, and houses on the U-city in the server of the U-city integrated information center to proactively The present invention relates to an electrical safety system that prevents the risk of fire or electric shock caused by electricity in the facility and the environment of the user's use of the facility (immersion, temperature, gas, outlet connection failure, etc.).
현재시대는 새롭게 구현되고 있는 유비쿼터스 기술, 첨단 정보통신기술, 공간 활용기술을 이용한 U-city 환경에서 적합한 전기안전 및 사용자 시설환경에 대한 적합한 전기재해 예방 시스템이 요구되고 있는 실정이다.In the current era, there is a need for a suitable electrical disaster prevention system for an electric safety and user facility environment in a U-city environment using newly implemented ubiquitous technology, advanced information communication technology, and space utilization technology.
기존의 수배전반이나 저압배선용 분전반은 수동형이었으나 최근에 와서는 전 자제어기가 결합되어 전력의 품질 및 전력량을 측정하여 디지털 전송하는 방향으로 발전해가는 경향이 있다. 다만, 기존의 분전반이나 수배전반에서는 전기안전에 있어 위험요소들을 측정하고 전송하는 중요한 기능들이 빠져있어 생활의 편리성과 안전성을 IT기술을 접목하여 해결하고자 하는 U-city 체제에 그대로 적용하기에는 부족한 면이 많았다.Existing switchgear or low voltage distribution panel was passive type, but recently, electronic controller is combined and it tends to develop toward digital transmission by measuring power quality and amount of power. However, the existing distribution boards and switchboards lacked important functions for measuring and transmitting risk factors in electrical safety, so it was not sufficient to apply the convenience and safety of life to the U-city system that is intended to be solved by applying IT technology. .
통상적으로 전기재해 중 전기화재의 주요원인은 합선, 과전류, 아크, 누전 등이다. 또한 사용자의 주위 시설 환경(침수상태, 가스, 온도, 홈아울렛 접속불량)에 의한 경우도 주요원인이 되고 있다.Typically, the main causes of electrical fires during electrical disasters are short circuits, overcurrents, arcs, and short circuits. In addition, the main cause is caused by the user's surrounding environment (submerged state, gas, temperature, home outlet connection failure).
특히, 기존 수배전반에서는 내부의 부품 고장 및 절연 열화 등으로 인하여 예고 없이 정전 및 전기사고 등이 자주 발생되고 있다. 왜냐하면, 기존의 수배전반에서는 정전 및 전기사고를 미연에 방지할 수 있도록 수배전반에서 아크 및 부분 방전을 검출하기 위한 방안이 전무한 상태에 있었다.In particular, in the existing switchgear, power failures and electrical accidents are frequently generated without notice due to internal component failure and insulation deterioration. In the existing switchgear, there is no way to detect arc and partial discharge in the switchgear to prevent a power failure and an electric accident in advance.
또한, 가정에서 사용하는 분전반에는 누전이나 과부하시에 내부의 차단기가 동작하면서 전원공급을 차단할 뿐, 분전반 자체의 안전상태, 분전반 내부에 차단기 접속부나 배선 등에서 과부하, 과열 등으로 인하여 발생하는 가스정보, 주택, 아파트, 상가, 빌딩 등 모든 건물에 시설된 아울렛 접속 불량 및 사용전력량등에 대한 정보를 제공받을 수 있는 설비가 거의 전무한 상태라서 실제로 화재사고를 미연에 방지할 수 있는 기능은 부족한 실정이다.In addition, in the distribution board used in the home, the internal circuit breaker operates to cut off the power supply when a short circuit or overload occurs, and the gas information generated by overload, overheating, etc. in the safety state of the distribution panel itself, the circuit breaker connection or wiring, etc. Since there is almost no facility to receive information on the outlet connection failure and the amount of power used in all buildings such as houses, apartments, shopping malls, buildings, etc., there is a lack of a function to prevent a fire accident in advance.
종래의 분전반에 설치된 배선용차단기를 보게 되면, 내부에 마이크로스위치 를 장착하여 차단기의 상태를 전송하고 있다.When a circuit breaker installed in a conventional distribution board is seen, a micro switch is mounted inside to transmit a breaker state.
도 1은 종래의 분전반에 설치된 전원상태를 검출하기 위한 마이크로 스위치가 장착된 3상식 배선용 차단기를 도시한 것으로서, 도시된 바를 참조하면 배선용차단기에는 마이크로 스위치를 내장되어 있다.1 shows a three-phase wiring circuit breaker equipped with a micro switch for detecting a power supply state installed in a conventional distribution board. Referring to FIG. 1, a circuit breaker for a wiring includes a micro switch.
보다 자세하게 설명하면, 종래의 3상용 배선용차단기에는 마이크로 스위치를 사용하여 차단기 내부의 기구부를 이용하여 마이크로 스위치의 접점을 ON/OFF 함으로써 차단기가 동작된다.More specifically, the conventional circuit breaker for three-phase circuit breaker is operated by turning on / off the contact of the micro switch using the mechanism inside the circuit breaker using the micro switch.
또한, 배선용차단기에는 이러한 동작상태를 외부신호로 송신하여 관리자가 감시할 수 있도록 원격감시기능을 추가하여 구성하고 있다. 다시 말해, 상기 마이크로 스위치는 이상상태가 발생하여 트립이 발생하였음을 나타내는 경보신호를 발생시켜 외부의 관리자측에 경보신호를 보내어 차단기가 트립되었음을 알리게 된다.In addition, the circuit breaker is configured by adding a remote monitoring function so that the administrator can monitor the operation state as an external signal. In other words, the micro switch generates an alarm signal indicating that a trip occurred due to an abnormal state, and sends an alarm signal to an external manager to notify that the breaker is tripped.
그러나, 마이크로 스위치(10)가 장착된 배선용차단기의 경우 좁은 공간상에 마이크로 스위치의 장착이 쉽지 않으며, 배선용차단기의 설치 공수 증가에 따른 비용이 상승되며, 기구부의 구동 방향 마찰에 의한 접점 손실이 우려되고 있다.However, in the case of the circuit breaker equipped with the micro switch 10, it is not easy to mount the micro switch in a narrow space, the cost is increased due to the increase in the number of installation of the circuit breaker, and the contact loss due to the friction in the driving direction of the mechanism part is feared. It is becoming.
또한, 마이크로 스위치(10)는 단상용 분기차단기와 같은 소규모의 차단기에는 사실상 장착이 힘들어서, 분기차단기의 상태에 대해 정확하게 검출하는 기능을 갖춘 분전반은 전무한 상태이다.In addition, the micro-switch 10 is virtually difficult to be mounted in a small circuit breaker such as a single-phase branch circuit breaker, and thus there is no distribution panel having a function of accurately detecting the state of the branch circuit breaker.
또한, 배선용차단기와는 달리 분전반을 통해 다수로 배치설비되는 분기차단기별로 마이크로 스위치를 장착하여 이를 통해 외부로 신호를 전달하기 위한 라인설비를 갖추어진 분전반을 구성하는 것 또한 가격상승과 설비상의 난점으로 인해 사실상 불가능한 문제점을 갖고 있다.In addition, unlike a circuit breaker, a switchboard equipped with a line switch for transmitting a signal to the outside through the installation of a micro switch for each branch circuit breaker that is installed in a large number through the distribution panel is also a problem in terms of price and difficulty in equipment. It has a problem that is virtually impossible.
또한, 종래에는 아크와 누설전류, 과전류, 과전압, 차단기의 on/off상태를 상시로 관리자를 통해 원격 감시하도록 하는 원격시스템을 갖춘 분전반은 아직 미흡한 실정이다.In addition, the distribution panel with a remote system to monitor the arc and leakage current, the overcurrent, the overvoltage, the breaker on / off state through the manager at all times is still insufficient.
또한, 종래의 분전반이나 배전반 시스템의 제어기에서는 전력 감시 또는 측정을 위해 교류전압의 측정이 필요하다. 여기서, 상기 분전반이나 배전반 시스템의 제어기는 안정성을 이유로 1차 교류측과 절연된 회로로 구성이 된다. In addition, in the controller of a conventional distribution panel or switchboard system, it is necessary to measure the AC voltage for power monitoring or measurement. Here, the controller of the distribution panel or switchboard system is composed of a circuit insulated from the primary AC side for reasons of stability.
그러나, 시스템 제어기에서 1차측의 교류전압 측정회로 또는 감지회로가 비절연의 형태로 구성이 된다면 교류전원측과 안정성을 이유로 절연된 구성의 제어기는 다시 비절연 형태로 되는 문제점을 갖게 된다.However, if the AC voltage measuring circuit or the sensing circuit of the primary side is configured in the non-isolated form in the system controller, the controller of the insulated configuration is again in the non-isolated form for reasons of stability with the AC power supply side.
종래의 절연된 교류전압을 감지하는 방법의 대표적인 예는 저주파 트랜스포머를 이용하여 절연을 시키고 전압을 강하하여 전압값을 취득하는 방법 또는 고가의 전용 반도체 집적회로 또는 교류전압의 크기를 낮은 전압으로 분압하여 각 프로세서에서 읽어 들이는 방법을 사용하는 것이나 회로의 부피가 커서 집적도가 떨어지고 중량이 무겁기 때문에 최근의 반도체 및 전자산업의 발달에 따른 추세에 역행하는 것이다.Representative examples of the conventional method for detecting an isolated AC voltage is to insulate using a low frequency transformer and to obtain a voltage value by dropping the voltage, or to divide the magnitude of an expensive dedicated semiconductor integrated circuit or an AC voltage to a low voltage. The method of reading from each processor is used. However, due to the bulky circuit size, low density, and heavy weight, it is contrary to the recent trend of the semiconductor and electronics industry.
종래의 경우 교류 전압감지회로는 다양한 방법으로 사용되어 왔으나, 일반적으로 교류전압단과 직류전압단이 전기적으로 절연이 되어 있지는 않았다.In the prior art, the AC voltage sensing circuit has been used in various ways, but in general, the AC voltage terminal and the DC voltage terminal are not electrically insulated.
다시 말해, 종래처럼 교류 전압감지회로가 고가의 전용 반도체 집적회로 또 는 교류전압의 크기를 낮은 전압으로 분압하여 각 프로세서에서 읽어 들이는 방법을 사용하는 경우 전용 반도체 집적회로의 출력신호와 각 프로세서의 구동전원은 1차측인 상용전원측과 접지가 공통으로 연결된다. 이러한 전압신호를 읽어들여 각종 디지털 기기 및 제어기와 같은 2차 시스템에서 경보 또는 제어신호로 사용하기 위해서는 2차측 시스템의 접지가 또한 공통이 되어야 하는데, 이렇게 되면 1차측과 시스템의 접지인 2차측이 절연이 되지 않는 문제점을 갖게 된다.In other words, when the AC voltage sensing circuit uses a method of reading an expensive dedicated semiconductor integrated circuit or an AC voltage by dividing the magnitude of the AC voltage to a low voltage and reading them from each processor, the output signal of the dedicated semiconductor integrated circuit and each processor The driving power source is commonly connected to the commercial power source side, which is the primary side, and the ground. In order to read these voltage signals and use them as alarms or control signals in secondary systems such as digital devices and controllers, the ground of the secondary system must also be common, which insulates the primary and the secondary, the ground of the system. This does not have the problem.
따라서, 일반적으로 디지털 기기 또는 제어기는 교류전압단과 전기적으로 절연이 되어있는 상태에서 종래방식의 비절연 교류전압감지회로의 경우는 사용자가 취급함에 애로사항이 많았으며 회로의 응용 및 타 회로와의 연결동작 등이 쉽지 않않은 문제점이 있다.Therefore, in general, a digital device or a controller is electrically insulated from an AC voltage terminal, and a conventional non-isolated AC voltage sensing circuit has many difficulties in handling by a user. There is a problem that the operation is not easy.
또한 기존의 분전반 등에 설치되는 차단기에는 정격 전류이상으로 전류가 흘렀을 경우에 차단기 내부에 설치된 바이메탈(Bimetal)의 팽창계수의 변화로 만곡되어 차단기 구동 접점을 동작시켜 전원공급을 차단하며, 마찬가지로 차단기는 하부 배선에서 금속물질등과 같이 상간 단락사고가 발생할 경우 순시전류를 차단하도록 동작할 뿐만 아니라, 누전이 발생할 경우 영상변류기(ZCT)에 의해 불평형 전류를 감지하여 누전에 의한 인체감전사고나 화재사고를 예방하고 있다.In addition, the breaker installed in the existing distribution board is bent due to the change of the expansion coefficient of the bimetal installed inside the breaker when the current flows over the rated current, and operates the breaker driving contact to cut off the power supply. In case of short-circuit accident such as metal material in wiring, it operates not only to cut off instantaneous current but also to detect unbalanced current by ZCT and to prevent human electric shock or fire accident due to short circuit. have.
그렇지만, 이러한 차단기가 설치되어 있음에도 전 세계적으로 매년 전기에 의한 많은 화재가 발생하고 있으며, 이는 아크에 의한 결함, 연속적인 누전발생에 의한 차단기의 구동접점의 탄화, 배선의 절연 파괴, 과전류에 의한 배선의 기계적, 전기적 스트레스 증가 및 손상, 배선 연결결함 등의 매우 다양한 원인에 의해서 전기화재 및 인체사고로 이어지게 된다.However, even though these breakers are installed, many electric fires occur every year around the world. This is caused by faults caused by arcs, continuous circuit breakers, carbonization of the drive contacts, breakdown of wiring, and wiring due to overcurrent. Due to various causes such as mechanical and electrical stress increase and damage of wiring and wiring defect, it leads to electric fire and human accident.
즉, 기존의 차단기는 단지 과전류나 누설전류가 발생시에 차단기능을 내장할 뿐이고 상기의 문제에 대한 검출기능이 내장되어 있지 않을 뿐만 아니라, 검출된 데이터를 원격에서 분전반이나 수배전반의 원격서버의 관리자들이 송신받아 인식하여 감시할 수 있도록 데이터를 가공하여 송신하는 구성은 차단기에 전무한 상태이기 때문에 이러한 사고발생의 불씨는 항상 상존하게 되는 것이다.In other words, the existing circuit breaker does not only have a built-in shutoff function when an overcurrent or leakage current occurs, it does not have a built-in detection function for the above problem, and the administrator of the remote server in the distribution panel or switchboard can remotely detect the detected data. Since there is no configuration to process and transmit data so that it can be received, recognized and monitored, the embers of such an accident always exist.
다시 말해, 차단기 내부에 내장된 검출센서로부터의 신호를 원격에서 관리자들에게 인식하기 위해서는 데이터가공이 필요하나, 차단기에 그러한 데이터가공 기능을 포함하기에는 다수의 차단기별로 내장된 검출센서와 유선연결된 상태로 분전반 또는 수배전반을 구성하여야 하나, 이러한 설치 자체가 어려울 뿐 아니라 유지관리 또한 현실적으로 어려운 문제점을 갖게 된다.In other words, data processing is required to remotely recognize signals from the detection sensor built into the breaker to the administrators, but in order to include such data processing function in the breaker, the breaker is wired to the detection sensor built in each breaker. Distribution panel or switchgear should be configured, but such installation itself is difficult and maintenance also has a difficult problem in reality.
또한, 분전반의 분기차단기와 같은 소형의 차단기가 다수로 배치된 상태에 서 각각의 분기차단기에 유선을 연결하여 신호를 인출하면서 분전반을 구성하는 자체가 현실적으로 어렵다는 문제점을 갖게 된다.In addition, in the state where a large number of small circuit breakers, such as branch breakers of the distribution panel is arranged, there is a problem that it is practically difficult to configure the distribution panel itself while connecting the wires to each branch circuit breaker to extract the signal.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 U-city 환경에서 전기안전을 관리하기 위하여, U-city 에 구축되는 상가, 주택, 아파트, 관공서 등의 전기설비에 IT통신기반으로 지능형 수배전반, 지능형 층 분전반, 주위의 환경을 감시하는 센서 등을 이용하여 U-city 내에서 발생할 수 있는 전기 재해를 U-city 통합정보센터의 서버를 통해 사전에 예방하는 원격 전기안전관리시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, in order to manage electrical safety in the U-city environment, the present invention is an intelligent distribution panel, intelligent floor distribution panel based on IT communication in electrical facilities such as malls, houses, apartments, and public offices that are constructed in U-city. It aims to present a remote electric safety management system that prevents electrical disasters that may occur in U-city through the server of U-city integrated information center by using sensors to monitor surrounding environment.
또한, 본 발명은 U-city 환경에서 설치되는 수배전반과 분전반의 상태 및 침수, 온도, 진동, 아울렛 접속 불량 등의 주위 환경을 U-city 통합정보센터의 서버를 통해 실시간으로 감시 관리하며, 또한 상기 수배전반에는 아크 및 부분 방전을 검출하여 수배전반의 전기설비에 대한 종합적 전기안전 진단을 할 수 있는 원격 전기안전관리시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention monitors and manages the status of the distribution panel and distribution panel installed in the U-city environment and the surrounding environment such as flooding, temperature, vibration, outlet connection failure in real time through the server of the U-city integrated information center, The main purpose of the switchboard is to present a remote electrical safety management system that detects arcs and partial discharges and enables a comprehensive electrical safety diagnosis of the electrical equipment of the switchboard.
또한, 본 발명은 디지털 분전반의 제어기에 적용되어 누설전류 및 차단기의 접점의 ON/OFF 상태, 과전류 등의 각종 이벤트에 대해서 데이터 저장기능 및 상위서버로의 데이터 전송 기능을 갖춘 디지털 분전반을 갖춘 원격 전기안전관리시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is applied to the controller of the digital distribution panel remotely equipped with a digital distribution panel having a data storage function and a data transmission function to the host server for various events such as the ON / OFF state of the contact of the leakage current, breaker, over current, etc. The purpose is to present a safety management system.
또한, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 교류전압의 크기를 절연된 직류전압의 신호로 감지하도록 구성된 SMPS가 장착된 디지털 분전반 또는 수배전반 원격 관리 시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a digital distribution panel or switchboard remote management system equipped with SMPS configured to detect the magnitude of the AC voltage as an isolated DC voltage signal.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 U-city 환경에 적용되는 원격 전기안전 관리시스템에 있어서, 수변전실의 전기설비의 안전을 진단하도록 전원라인의 교류전압/전류를 센서로 검출하여 검출된 파형에서 아크 및 부분방전을 진단, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 기능이 포함된 디지털 수배전반; 및 메인차단기와 분기차단기가 장착되며 전원라인을 통해 입력되는 교류전압/전류의 상태를 검출, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 디지털 층분전반;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반 또는 수배전반에 설비된 원격 관리 시스템을 제시한다.In order to achieve the above object, the present invention is a remote electrical safety management system applied to the U-city environment, the waveform detected by detecting the AC voltage / current of the power supply line to diagnose the safety of the electrical equipment of the water substation Digital switchgear including a function for transmitting data to the upper server by wireless communication while diagnosing and storing the arc and partial discharge; And a digital floor switchboard equipped with a main circuit breaker and a branch circuit breaker and transmitting and transmitting data to the upper server through wireless communication while detecting and storing the state of the AC voltage / current input through the power line. Or propose a remote management system installed in the switchgear.
상기 디지털 수배전반은 상기 전원라인의 교류전압/전류를 센싱하여 데이터를 검출하는 전압/전류 센싱모듈; 상기 전압/전류 센싱모듈에서 검출되는 실시간데이터를 진단모듈을 통해 분석하여 진단데이터를 생성하며, 수배전반에 설비된 계전기의 접점과의 통신신호가 입출력되는 입출력단자가 포함된 수배전반 제어모듈; 상기 디지털 수배전반의 주변환경을 검출하여 무선네트워크를 통해 센싱데이터를 출력하는 센서모듈; 상기 수배전반 제어모듈에서 출력되는 실시간데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하면서 원격서버로 전송하는 게이트웨이 모듈; 상기 게이트웨이 모듈과 연결되어 게이트웨이모듈에서 전송되는 상기 진단데이터와 센싱데이터를 외부에서 직접 확인할 수 있도록 구성된 LCD모듈; 및 상기 수배전반 제어모듈 및 게이트웨이 모듈에 상기 전원라인의 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하는 SMPS;를 포함하여 구성될 수 있다.The digital switchgear is a voltage / current sensing module for detecting data by sensing the AC voltage / current of the power line; A switchboard control module including an input / output terminal for generating diagnostic data by analyzing real-time data detected by the voltage / current sensing module through a diagnostic module and inputting / outputting a communication signal with a contact of a relay installed in the switchboard; A sensor module for detecting a surrounding environment of the digital switchgear and outputting sensing data through a wireless network; A gateway module for storing real-time data output from the switchboard control module and sensing data output from the sensor module and transmitting them to a remote server; An LCD module connected to the gateway module and configured to directly check the diagnosis data and the sensing data transmitted from the gateway module; And an SMPS for converting and supplying an AC current of the power line to a DC current to the switchboard control module and the gateway module.
상기 수배전반의 제어모듈에 포함된 진단모듈은, 상기 전압/전류 센싱모듈에서 설정시간동안 검출되는 아크데이터를 누적하는 데이터누적부; 상기 아크 및 부분방전의 기준값을 비교기를 통해 설정하여 상기 기준값을 초과하면 알람을 발생시키는 알람비교부; 상기 데이터누적부의 누적된 아크데이터에서 아크 및 부분방전의 발생빈도를 검출해서 현재트랜드 및 단기 예측트랜드 데이터를 분석, 저장하는 트랜드분석부; 및 상기 현재트랜드 및 단기 예측트랜드 데이터를 상기 게이트웨이모듈로 전송하도록 구성된 통신부;를 포함하여 구성될 수 있다.The diagnostic module included in the control module of the switchgear comprises: a data accumulator for accumulating arc data detected during the set time in the voltage / current sensing module; An alarm comparator configured to set reference values of the arc and the partial discharge through a comparator to generate an alarm when the reference values are exceeded; A trend analysis unit for detecting the occurrence frequency of arc and partial discharge in the accumulated arc data of the data accumulation unit and analyzing and storing current trend and short-term predicted trend data; And a communication unit configured to transmit the current trend and short-term prediction trend data to the gateway module.
상기 디지털 층분전반에는, 내장된 변류기, 영상변류기를 통해 상기 전원라인에서 전압/전류신호를 검출하여 디지털변환시킨 데이터를 무선통신으로 출력하는 검출모듈이 내장된 분기차단기; 상기 분기차단기의 검출모듈에서 출력된 데이터를 무선신호로 전달받아 전압/전류의 상태 및 메인차단기와 분기차단기의 ON/OFF 상태를 검출하여 검출데이터를 출력하는 디지털제어모듈; 상기 디지털 분전반의 주변환경을 검출하여 무선네트워크를 통해 센싱데이터를 출력하는 센서모듈; 상기 디지털 제어모듈에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하면서 원격서버로 전송하는 게이트웨이 모듈; 상기 게이트웨이 모듈과 연결되어 게이트웨이모듈에서 전송되는 상기 검출데이터와 센싱데이터를 외부에서 직접 확인할 수 있도록 구성된 LCD모듈; 및 상기 디지털 제어모듈 및 게이트웨이 모듈에 상기 전원라인의 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하는 SMPS;를 포함하여 구성될 수 있다.The digital floor switchboard includes: a branch circuit breaker having a built-in current transformer and a detection module for detecting a voltage / current signal at the power line and outputting digitally converted data through wireless communication; A digital control module which receives data output from the detection module of the branch breaker as a wireless signal and detects the voltage / current state and the ON / OFF states of the main circuit breaker and the branch circuit breaker and outputs detection data; A sensor module for detecting a surrounding environment of the digital distribution panel and outputting sensing data through a wireless network; A gateway module for storing the detection data output from the digital control module and the sensing data output from the sensor module and transmitting the detected data to a remote server; An LCD module connected to the gateway module and configured to directly check the detection data and the sensing data transmitted from the gateway module; And an SMPS for supplying the digital control module and the gateway module by converting an AC current of the power line into a DC current.
상기 분기차단기의 검출모듈에는, 상기 변류기나 영상변류기에서 센싱된 교 류전류신호를 교류전압신호로 변환시키는 센싱저항; 상기 센싱저항에서 변환된 교류전압신호를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기를 통해 증폭된 교류전압신호의 상태를 검출하는 신호처리모듈; 상기 신호처리모듈을 통해 신호처리된 교류전압신호를 직류의 실효값으로 변환하는 실효치변환기; 상기 실효치변환기에서 변환된 직류의 실효값을 디지털신호로 변환하는 AD변환기; 상기 분기차단기의 전원측 단자라인에 연결되어 전원측의 전원을 입력받아 발광하는 다이오드와 상기 다이오드가 발광할 때 도통되는 트랜지스터의 단자에서 출력되는 신호를 수신하여 전원측의 전원상태를 감지하는 전원측 포토커플러; 및 상기 분기차단기의 부하측 단자라인에 연결되어 부하측의 전원을 입력받아 발광하는 다이오드와 상기 다이오드가 발광할 때 도통되는 트랜지스터의 단자에서 출력되는 신호를 수신하여 부하측의 전원상태를 감지하는 부하측 포토커플러; 상기 전원측 포토커플러 및 부하측 포토커플러에서 출력되는 신호를 수신하는 전원입출력단자; 상기 전원입출력단자에 수신되는 신호에서 전원측 및 부하측의 전원상태를 감지하여 디지털 신호처리하는 제어부; 상기 AD변환기와 상기 제어부에서 변환된 디지털신호가 입력되는 디지털입출력기; 및 상기 디지털입출력기에 입력되는 디지털 신호를 무선전송하는 RF통신부;가 포함되어 구성될 수 있다.The detection module of the branch circuit breaker includes: a sensing resistor for converting the AC current signal sensed by the current transformer or the image current transformer into an AC voltage signal; An amplifier for amplifying the AC voltage signal converted by the sensing resistor; A signal processing module detecting a state of an AC voltage signal amplified by the amplifier; An effective value converter for converting an AC voltage signal processed through the signal processing module into an effective value of direct current; An AD converter for converting the rms value of the direct current converted by the rms value converter into a digital signal; A power supply side photocoupler connected to the power supply terminal line of the branch circuit breaker and receiving power from the power supply side and receiving a signal output from a terminal of a transistor that is turned on when the diode emits light to sense a power supply state on the power supply side; And a load side photocoupler connected to the load side terminal line of the branch circuit breaker and receiving power from the load side to receive a signal and a signal output from a terminal of a transistor that is turned on when the diode emits light to sense a power state of the load side. A power input / output terminal for receiving signals output from the power supply side photocoupler and the load side photocoupler; A control unit for sensing a power state of a power side and a load side from a signal received at the power input / output terminal and processing a digital signal; A digital input / output unit to which the AD converter and the digital signal converted by the controller are input; And an RF communication unit for wirelessly transmitting a digital signal input to the digital input / output unit.
상기 디지털 제어모듈에는, 상기 RF통신부를 통해 무선으로 수신된 디지털신호를 보상하고 판단하면서 분기차단기를 제어하는 마이크로프로세서;를 포함하여 구성될 수 있다.The digital control module may include a microprocessor for controlling a branch circuit breaker while compensating and determining a digital signal wirelessly received through the RF communication unit.
상기 디지털 입출력기는 상기 마이크로프로세서를 통해 판단된 전류 및 전압 상태에 따라 디지털 강제트립신호를 출력시키며, 상기 강제트립신호는 상기 제어부를 통해 아날로그 변환되어 상기 전원입출력단자를 통해 출력되어 분기차단기의 영상변류기를 관통하도록 구성될 수 있다.The digital input / output unit outputs a digital forced trip signal according to the current and voltage state determined by the microprocessor, and the forced trip signal is analog-converted through the control unit and output through the power input / output terminal so as to output the image current transformer of the branch circuit breaker. It can be configured to penetrate through.
상기 SMPS는 교류전압의 크기를 감지하여 직류전압의 형태로 출력하도록, 1차측 상용전원이 전파정류되어 입력되는 교류전압에서 가장 높은값을 직류값으로 환산하여 신호를 생성하는 피크전압 감지부; 상기 피크전압 감지부의 직류값과 크기가 비교되는 삼각파를 발진시키는 삼각파 발진부; 상기 피크전압 감지부의 직류값의 크기와 상기 삼각파의 크기를 비교하여 스위칭 동작을 수행하면서 구형파를 생성하는 비교기부; 상기 비교기부에서 구형파가 생성될 때 턴온되는 포토커플러가 포함되어 2차측으로 구형파를 전달하는 절연 및 신호전달부; 및 상기 절연 및 신호전달부를 통해 전달되는 구형파 신호를 직류값으로 변환하는 평활 및 조정부;를 포함하여 구성될 수 있다.The SMPS includes: a peak voltage detector configured to generate a signal by converting a highest value from an AC voltage inputted by full-wave rectification and input into a DC value so that the magnitude of the AC voltage is sensed and outputted in the form of a DC voltage; A triangular wave oscillator for oscillating a triangular wave whose magnitude is compared with a DC value of the peak voltage detector; A comparator unit for generating a square wave while performing a switching operation by comparing the magnitude of the DC value of the peak voltage detector with the magnitude of the triangular wave; An insulation and signal transmission unit including a photocoupler which is turned on when the square wave is generated in the comparator unit and transmits the square wave to the secondary side; And a smoothing and adjusting unit converting the square wave signal transmitted through the insulation and signal transmitting unit into a DC value.
상기 삼각파발진부에는 삼각파의 파형의 크기를 조정하기 위한 제너다이오드가 포함되어 구성될 수 있다.The triangular wave oscillator may include a zener diode for adjusting the magnitude of the waveform of the triangular wave.
상기 비교기부는 피크전압 감지부의 직류값이 삼각파 발진부의 삼각파의 크기보다 큰 경우에는 출력이 TTL High를 유지하며, 상기 피크전압 감지부의 직류값이 삼각파 발진부의 삼각파의 크기보다 작은 경우에는 출력이 TTL Low를 유지하도록 펄스폭 변조방식으로 구형파를 생성하여, 1차측 교류전압의 크기에 따라 2차측으로 전달되는 신호의 크기가 변하도록 구성될 수 있다.The comparator maintains the output of TTL High when the DC value of the peak voltage detector is greater than the size of the triangular wave of the triangular wave oscillator. The output is TTL when the DC value of the peak voltage detector is smaller than the size of the triangle wave of the triangular wave oscillator. The square wave may be generated by a pulse width modulation method to maintain Low, and the magnitude of the signal transmitted to the secondary side may vary according to the magnitude of the primary AC voltage.
상기 절연 및 신호전달부에는 상기 비교기부에서 구형파가 생성될 때 턴온되 는 다이오드와 상기 다이오드에서 베이스전압이 인가되면서 턴온되는 트랜지스터가 구성되어, 상기 트랜지스터가 턴온되면서 2차측의 Vcc_S 전압이 인가되도록 구성될 수 있다.The insulation and signal transmission unit includes a diode which is turned on when a square wave is generated in the comparator unit and a transistor which is turned on when a base voltage is applied from the diode, so that the Vcc_S voltage of the secondary side is applied while the transistor is turned on. Can be.
상기 평활 및 조정부에는 상기 2차측으로 전달된 구형파의 펄스폭의 듀티비를 통해 직류값으로 변환시키는 평활회로와 상기 변환되는 직류값의 크기를 조정하는 가변저항이 포함된 조정회로가 구성될 수 있다.The smoothing and adjusting unit may include a smoothing circuit for converting the DC value through a duty ratio of the pulse width of the square wave transmitted to the secondary side, and an adjusting circuit including a variable resistor for adjusting the magnitude of the converted DC value. .
상기 게이트웨이 모듈에는, 상기 디지털 제어모듈에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하는 블랙박스; 및 상기 디지털 제어모듈에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터의 플로우 및 원격서버로의 전송을 제어하는 프로세서;를 포함하여 구성될 수 있다.The gateway module may include: a black box configured to store detection data output from the digital control module and sensing data output from the sensor module; And a processor controlling a flow of detection data output from the digital control module and sensing data output from the sensor module and transmission to a remote server.
상기 센서모듈은, 열감지센서, 연기센서, 침수센서, 진동센서, 아울렛 접촉불량 검출센서를 포함하여 구성되어 검출신호를 Zigbee 무선통신방식으로 상기 게이트웨이 모듈로 전송하도록 구성될 수 있다.The sensor module may include a heat sensor, a smoke sensor, a submersion sensor, a vibration sensor, and an outlet contact failure detection sensor, and may be configured to transmit a detection signal to the gateway module through a Zigbee wireless communication method.
상기 아울렛 접촉불량 검출센서에는 아울렛의 전압을 검출하는 전압검출부; 상기 전압검출부에서 출력된 신호 파형을 증폭하는 증폭부; 상기 전압검출부의 접촉불량의 전압상태에 대한 기준전압을 생성하는 기준전압발생부; 상기 증폭부의 출력신호와 상기 기준전압 발생부의 출력신호를 상호 비교하여 상승된 전압량을 판단하는 비교부; 및 상기 비교부에서 판단된 상승된 전압량을 디지털화하여 상기 게이트웨이모듈로 전송하는 통신부;를 포함하여 구성될 수 있다.The outlet contact failure detection sensor may include a voltage detector configured to detect a voltage of the outlet; An amplifier for amplifying the signal waveform output from the voltage detector; A reference voltage generator configured to generate a reference voltage for the voltage state of the contact failure of the voltage detector; A comparator for comparing the output signal of the amplifier and the output signal of the reference voltage generator to determine an increased voltage amount; And a communicator configured to digitize the increased voltage determined by the comparator and transmit the digitized voltage to the gateway module.
본 발명에 의한 디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The following effects can be obtained by the remote management system built in the digital distribution panel and the distribution panel according to the present invention.
첫 번째로, 본 발명의 디지털 분전반에서 구성된 검출모듈이 장착된 분기차단기의 검출모듈과 디지털 제어모듈을 통해 과전류, 누설전류, 과전압, 차단기의 상태 등에 대한 신호를 추출하고 디지털화시켜 게이트웨이모듈을 통해 저장하면서 원격서버로 전송함으로써, 전기화재의 징후가 있는 전기설비에 대해서 신속한 조치를 취하여 전기화재를 예방할 수 있으며, 또한 모든 추출데이터를 게이트웨이모듈의 블랙박스에 저장함으로써 전기화재가 발생되더라도 아크, 과전류, 과전압, 누설전류 등에 대한 객관적이고 과학적인 데이터를 확보하고, 이를 토대로 전기화재 원인을 분석하고 적절한 조치를 취할 수 있는 디지털 분전반 또는 수배전반에 설비된 원격 관리 시스템를 구축할 수 있는 효과가 있다.First, through the detection module and the digital control module of the branch circuit breaker equipped with the detection module configured in the digital distribution panel of the present invention, the signals for overcurrent, leakage current, overvoltage, the state of the breaker, etc. are extracted and digitized and stored through the gateway module. While transmitting to the remote server, it is possible to prevent the electric fire by taking a quick action on the electrical equipment with the signs of the electric fire, and also by storing all the extracted data in the black box of the gateway module, even if an electric fire occurs, such as arc, overcurrent, It has the effect of establishing a remote management system installed in digital distribution panel or switchgear that can obtain objective and scientific data on overvoltage, leakage current, etc., and analyze the cause of electric fire and take appropriate measures based on this.
두 번째로, 본 발명의 원격 관리 시스템의 디지털 분전반 또는 수배전반에 구성된 SMPS에서는 교류전압의 크기를 전기적으로 절연된 직류전압으로 감지함으로써 사용자가 전기적으로 교류전압단과 절연이 되어있는 디지털 분전반 또는 수배전반의 디지털 제어기등을 취급함에 있어서 용이하고 다양한 회로구성이 가능한 효과가 있다.Secondly, in the SMPS configured in the digital distribution panel or switchgear of the remote management system of the present invention, the digital voltage of the digital switchgear or switchgear in which the user is electrically insulated from the AC voltage terminal by detecting the magnitude of the AC voltage as an electrically insulated DC voltage. There is an effect that can be easily and various circuit configurations in handling the controller.
세 번째로, 본 발명에 의한 디지털 분전반 또는 수배전반에 설비된 원격 관리 시스템의 센서모듈을 통해 검출된 위해한 전기 안전 환경요소를 게이트웨이모듈을 통해 저장 및 원격서버에 전송함으로써 중앙집중방식으로 관리할 수 있는 효과가 있다. Third, by managing the centralized method by storing the dangerous electrical safety environment element detected through the sensor module of the remote management system installed in the digital distribution panel or switchgear according to the present invention through the gateway module and transmitting to the remote server. It has an effect.
네 번째로, 본 발명의 분전반의 분기차단기에 내장된 검출모듈에서 센서를 통해 검출된 신호데이터를 자체가공하여 데이터를 무선 전송할 수 있도록 구성하여 별도의 마이크로 스위치등의 추가적인 장비가 필요없을 뿐만 아니라 복잡한 유선문제도 해결하면서 차단기의 전원공급 및 배선상태를 원격에서 감시할 수 있는 효과가 있다.Fourthly, in the detection module built in the branch circuit breaker of the distribution panel of the present invention, the signal data detected through the sensor is processed by itself so that the data can be wirelessly transmitted. It also has the effect of remotely monitoring the power supply and wiring status of the breaker while solving the wired problem.
이하 본 발명인 디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the remote management system built in the digital distribution panel and switchgear according to the present invention will be described in detail.
도 2는 디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템을 갖춘 U-city 전기 안전관리시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a U-city electrical safety management system having a remote management system built in a digital distribution panel and a distribution panel.
도시된 바처럼, 본 발명의 원격 전기안전 관리시스템은 수변전실의 전기설비의 안전을 진단하도록 전원라인의 교류전압/전류를 센서로 검출하여 검출된 파형에서 아크 및 부분방전을 진단, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버인 U-city 통합정보센터로 전송하는 기능이 포함된 디지털 수배전반이 구성된다.As shown, the remote electrical safety management system of the present invention detects the AC voltage / current of the power line with a sensor so as to diagnose the safety of the electrical equipment of the water substation room, while detecting and storing the arc and partial discharge in the detected waveform, the wireless The digital switchgear includes a function of transmitting data to the U-city integrated information center, which is the upper server by communication.
또한, 메인차단기와 분기차단기가 장착되며 전원라인을 통해 입력되는 교류전압/전류의 상태를 검출, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 디지털 층분전반이 구성된다.In addition, the main circuit breaker and the branch circuit breaker is equipped with a digital floor switchboard for transmitting data to the upper server by wireless communication while detecting and storing the state of the AC voltage / current input through the power line.
도 3은 본 발명에 의한 디지털 수배전반에 설비된 원격 전기안전 관리시스템의 구성도이다.3 is a block diagram of a remote electrical safety management system installed in a digital switchgear according to the present invention.
상기 디지털 수배전반은 전원을 수전 및 배분하는 수변전실의 전기사고를 미연에 막아 정전을 예방할 수 있도록, 상기 수배전반 내의 전기설비의 안전을 진단할 수 있도록 아크측정센서를 통해 검출된 누설전류, 전압, 주파수, 전류파형에서 아크발생여부 및 부분방전에 대한 데이터를 모니터링하고 진단알고리즘을 통해 분석하여 전기안전여부를 판단하도록 구성된다.The digital switchgear prevents an electric accident in a power substation that receives and distributes power in advance to prevent power failure, and the leakage current, voltage, and frequency detected by an arc measuring sensor so as to diagnose the safety of electrical equipment in the switchgear. In addition, it monitors the data of arc generation and partial discharge in current waveform and analyzes it through diagnostic algorithm to determine the electrical safety.
또한, 상기 수배전반에는 분석된 데이터를 현장에서 확인할 수 있도록 통합 전기안전진단 LCD화면이 장착되며, 수배전반의 전기적인 정보와 분석된 아크발생 및 부분방전 진단데이터를 상위서버인 U-city 통합정보센터로 전송된다.In addition, the switchgear is equipped with an integrated electrical safety diagnosis LCD screen so that the analyzed data can be checked on-site, and the electrical information of the switchgear and the analyzed arc generation and partial discharge diagnosis data are transferred to the U-city integrated information center, which is a higher server. Is sent.
도 4는 본 발명에 의한 디지털 수배전반에 설비된 원격 전기안전 관리시스템의 내부 구성도이다. 본 발명의 디지털 수배전반에는 상기 전원라인의 교류전압/전류를 센싱하여 데이터를 검출하는 전압/전류 센싱모듈이 구성된다.4 is an internal configuration diagram of a remote electrical safety management system installed in a digital switchgear according to the present invention. The digital switchgear according to the present invention includes a voltage / current sensing module configured to sense data by sensing AC voltage / current of the power line.
도시된 수배전반 제어모듈(700)에는 상기 전압/전류 센싱모듈에서 검출되는 실시간데이터를 진단모듈을 통해 분석하여 진단데이터를 생성하며, 수배전반에 설비된 계전기의 접점과의 통신신호가 입출력되는 입출력단자가 포함된다.The illustrated switchboard control module 700 generates diagnostic data by analyzing real-time data detected by the voltage / current sensing module through a diagnostic module, and an input / output terminal for inputting / outputting a communication signal with a contact of a relay installed in the switchboard. Included.
따라서, 상기 수배전반 제어모듈(700)은 상기 입출력단자를 통해 마그네틱 스위치 또는 MCB(Magnetic Circuit Breaker)기능이 내장된 계전기의 접점과 통신을 주고 받으면서 계전기를 on/off시키도록 구성된다.Accordingly, the switchboard control module 700 is configured to turn on / off the relay while communicating with a contact point of a relay having a magnetic switch or a built-in magnetic circuit breaker (MCB) function through the input / output terminal.
도시된 센서모듈(600)에는 다수의 센서가 장착되어 이를 통해 상기 디지털 수배전반의 주변환경을 검출하여 무선네트워크를 통해 센싱데이터를 출력한다. The illustrated sensor module 600 is equipped with a plurality of sensors to detect the surrounding environment of the digital switchgear through this to output the sensing data through the wireless network.
도시된 게이트웨이 모듈(500)에서는 상기 수배전반 제어모듈(700)에서 출력되는 실시간데이터와 상기 센서모듈(600)에서 출력되는 센싱데이터를 전송받아 저장하면서 원격서버로 데이터를 전송하게 된다.The illustrated gateway module 500 transmits data to a remote server while receiving and storing real-time data output from the switchboard control module 700 and sensing data output from the sensor module 600.
또한, LCD모듈에서는 상기 게이트웨이 모듈(500)과 연결되어 게이트웨이모듈에서 전송되는 상기 진단데이터와 센싱데이터를 외부에서 직접 확인할 수 있도록 구성된다.In addition, the LCD module is connected to the gateway module 500 is configured to directly check the diagnostic data and the sensing data transmitted from the gateway module from the outside.
또한, 본 발명의 수배전반에는 상기 수배전반 제어모듈 및 게이트웨이 모듈에 상기 전원라인의 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하는 SMPS가 포함된다.In addition, the switchgear of the present invention includes a SMPS for supplying the switchboard control module and the gateway module by converting the AC current of the power line into a direct current.
도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 디지털 수배전반에 설비된 원격 전기안전 관리시스템의 수배전반 제어모듈의 동작구성도이다.5 and 6 are operational configuration diagrams of the switchgear control module of the remote electrical safety management system installed in the digital switchgear according to the present invention.
도시된 바처럼, 상기 수배전반의 제어모듈에 포함된 진단모듈은 데이터분석부, 알람비교부, 트랜드분석부 및 통신부를 포함하여 구성된다. As shown, the diagnostic module included in the control module of the switchgear is configured to include a data analysis unit, alarm comparison unit, trend analysis unit and communication unit.
상기 데이터누적부에서는 상기 전압/전류 센싱모듈에서 설정시간동안 검출되는 아크데이터를 누적하며, 설정시간동안 검출되는 아크데이터는 초당 데이터값 또는 1분동안 발생된 초당신호의 평균치값, 1시간 동안 발생된 초당신호의 평균치 값으로 누적할 수 있다.The data accumulator accumulates the arc data detected during the setting time in the voltage / current sensing module, and the arc data detected during the setting time is an average value of the data value per second or the signal generated per minute for 1 hour. It can be accumulated as the average value of the received signals per second.
상기 알람비교부는 상기 데이터누적부의 누적된 아크데이터에서 상기 아크 및 부분방전의 기준값을 비교기를 통해 설정하여 상기 기준값을 초과하면 알람을 발생시키게 된다.The alarm comparison unit sets a reference value of the arc and the partial discharge in the accumulated arc data of the data accumulator through a comparator to generate an alarm when the reference value is exceeded.
상기 트랜드분석부에서는 아크 및 부분방전의 발생빈도를 검출해서 신경망 알고리즘을 통하여 현재트랜드 및 단기 예측트랜드 데이터를 분석, 저장하게 된다.The trend analysis unit detects the occurrence frequency of arc and partial discharge, and analyzes and stores current trend and short-term predicted trend data through neural network algorithm.
상기 통신부는 RS-232, TCP-IP, Modbus 등을 통해 상기 현재트랜드 및 단기 예측트랜드 데이터를 진단데이터로서 상기 게이트웨이모듈로 전송하도록 하여, 진단데이터를 전송받은 게이트웨이모듈을 통해 상위서버에 현재 상태의 리스크를 통보할 수 있도록 구성된다.The communication unit transmits the current trend and the short-term predicted trend data as diagnostic data to the gateway module through RS-232, TCP-IP, Modbus, and the like, and transmits the diagnostic data to the upper server through the gateway module. It is configured to inform the risk.
도 7은 본 발명에 의한 디지털 분전반에 설비된 원격 전기안전 관리시스템의 구성도이며, 도 8은 본 발명에 의한 디지털 분전반에 설비된 원격 전기안전 관리시스템의 내부구성도이며, 도 9는 본 발명에 따른 디지털 분전반에 설비된 분기차단기의 전원상태가 데이터화된 도면이다.7 is a configuration diagram of a remote electrical safety management system installed in a digital distribution panel according to the present invention, Figure 8 is a diagram showing the internal configuration of a remote electrical safety management system installed in a digital distribution panel according to the present invention, Figure 9 is a present invention The power state of the branch circuit breaker installed in the digital distribution panel according to the data is a drawing.
도 7 및 도 8에 도시된 바처럼 디지털 분전반에 설비된 원격 전기안전 관리 시스템은 내장된 변류기, 영상변류기를 통해 상기 전원라인에서 전압/전류신호를 검출하여 디지털변환시킨 데이터를 무선통신으로 출력하는 검출모듈(200)이 내장된 분기차단기(100), 상기 분기차단기의 검출모듈에서 출력된 데이터를 무선신호로 전달받아 전압/전류의 상태 및 메인차단기와 분기차단기의 ON/OFF 상태를 검출하여 검출데이터를 출력하는 디지털제어모듈(300), 상기 디지털 분전반의 주변환경을 검출하여 무선네트워크를 통해 센싱데이터를 출력하는 센서모듈(600), 상기 디지털 제어모듈에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저 장하면서 원격서버로 전송하는 게이트웨이 모듈(500), 상기 디지털 제어모듈 및 게이트웨이 모듈에 상기 전원라인의 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하는 SMPS(400)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 7 and 8, a remote electrical safety management system installed in a digital distribution board detects a voltage / current signal in the power line through a built-in current transformer and a video current transformer, and outputs the digitally converted data through wireless communication. Branch breaker 100 with built-in detection module 200 receives data output from the detection module of the branch breaker as a wireless signal and detects and detects the voltage / current state and the ON / OFF state of the main breaker and the branch breaker. Digital control module 300 for outputting data, sensor module 600 for detecting the surrounding environment of the digital distribution panel and outputting sensing data through a wireless network, detection data output from the digital control module and output from the sensor module The gateway module 500, the digital control module and the gateway module for storing the sensing data to be transmitted to a remote server It is configured to include an SMPS (400) for supplying by converting the AC current of the power line to a DC current.
또한, 상기 게이트웨이 모듈과 연결되어 게이트웨이모듈에서 전송되는 상기 검출데이터와 센싱데이터를 외부에서 직접 확인할 수 있도록 구성된 LCD모듈이 더 포함되어 구성된다.The LCD module may further include an LCD module connected to the gateway module and configured to directly check the detection data and the sensing data transmitted from the gateway module.
상기 분기차단기(100)에는 과전류를 검출하기 위한 변류기(CT, 120), 누설전류와 아크를 검출하기 위한 영상변류기(ZCT, 140)가 장착된다. 보다 자세하게는, 분기차단기에는 각상(R,S,T,N)의 전원라인을 관통하도록 변류기(120)가 장착되며, 모든 상의 전원라인이 관통되는 영상변류기(140)가 장착된다.The branch circuit breaker 100 includes a current transformer CT 120 for detecting an overcurrent and an image current transformer ZCT 140 for detecting a leakage current and an arc. More specifically, the branch circuit breaker is equipped with a current transformer 120 to penetrate the power lines of each phase (R, S, T, N), and is equipped with an image current transformer 140 through which power lines of all phases pass.
다만, 도시된 구성도에는 개략화하여 R, S, T, N상의 전부가 아닌 어느 하나의 전원라인만을 도시하였다.However, only one power line is illustrated in the schematic diagram, not all of the R, S, T, and N phases.
상기 분기차단기(100)에 내장되는 검출모듈(200)에는, 상기 변류기나 영상변류기에서 센싱된 교류전류신호를 교류전압신호로 변환시키는 센싱저항(210), 상기 센싱저항에서 변환된 교류전압신호를 증폭하는 증폭기(220), 상기 증폭기를 통해 증폭된 교류전압신호의 상태를 검출하는 신호처리모듈, 상기 신호처리모듈을 통해 신호처리된 교류전압신호를 직류의 실효값으로 변환하는 실효치변환기(270), 상기 실효치변환기에서 변환된 직류의 실효값을 디지털신호로 변환하는 AD변환기(280), 상기 분기차단기의 전원측 단자라인에 연결되어 전원측의 전원을 입력받아 발광하 는 다이오드와 상기 다이오드가 발광할 때 도통되는 트랜지스터의 단자에서 출력되는 신호를 수신하여 전원측의 전원상태를 감지하는 전원측 포토커플러(230), 상기 분기차단기의 부하측 단자라인에 연결되어 부하측의 전원을 입력받아 발광하는 다이오드와 상기 다이오드가 발광할 때 도통되는 트랜지스터의 단자에서 출력되는 신호를 수신하여 부하측의 전원상태를 감지하는 부하측 포토커플러(240), 상기 전원측 포토커플러 및 부하측 포토커플러에서 출력되는 신호를 수신하는 전원입출력단자(260), 상기 전원입출력단자에 수신되는 신호에서 전원측 및 부하측의 전원상태를 감지하여 디지털 신호처리하는 제어부, 상기 AD변환기와 상기 제어부에서 변환된 디지털신호가 입력되는 디지털입출력기(290), 상기 디지털입출력기에 입력되는 디지털 신호를 무선전송하는 RF통신부가 포함되어 구성될 수 있다.The detection module 200 embedded in the branch circuit breaker 100 includes a sensing resistor 210 for converting an AC current signal sensed by the current transformer or an image current transformer into an AC voltage signal, and an AC voltage signal converted from the sensing resistor. An amplifier 220 for amplifying, a signal processing module for detecting a state of the AC voltage signal amplified by the amplifier, an effective value converter 270 for converting an AC voltage signal processed through the signal processing module into an effective value of direct current (DC). And an AD converter 280 for converting the RMS value of the DC converted by the RMS value converter into a digital signal, a diode connected to a power supply terminal line of the branch circuit breaker to receive power from the power supply, and the diode emits light. A power supply side photocoupler 230 for receiving a signal output from a terminal of a conducting transistor to sense a power supply state on the power supply side, and a load side of the branch breaker. A load side photocoupler 240 connected to a terminal line and receiving power from a load side to receive light and a signal output from a terminal of a transistor that is turned on when the diode emits light to detect a power state of the load side, and the power side photocoupler 240. A power input / output terminal 260 for receiving a signal output from a coupler and a load side photocoupler, a controller for sensing a power state of a power side and a load side from a signal received at the power input / output terminal, and processing a digital signal; The digital input / output unit 290 to which the converted digital signal is input may be configured to include an RF communication unit for wirelessly transmitting the digital signal input to the digital input / output unit.
상기 디지털 제어모듈(300)에는 상기 검출모듈(200)에서 전송되는 무선 디지털 신호를 수신하는 RF통신부(320)와 RF통신부(320)를 통해 무선으로 수신된 디지털신호를 보상하고 판단하면서 전압/전류의 상태 및 메인차단기와 분기차단기의 ON/OFF 상태를 검출하여 검출데이터를 생성하여 분기차단기를 제어하는 마이크로프로세서(340) 및 상기 검출데이터를 상기 게이트웨이 모듈(500)로 전송하기 위한 RS232 인터페이스가 포함되어 구성된다.The digital control module 300 has a voltage / current while compensating and determining a digital signal wirelessly received through the RF communication unit 320 and the RF communication unit 320 for receiving a wireless digital signal transmitted from the detection module 200. And a microprocessor 340 for detecting the ON / OFF state of the main circuit breaker and the branch circuit breaker to generate detection data to control the branch circuit breaker, and an RS232 interface for transmitting the detection data to the gateway module 500. It is configured.
보다 자세히 설명하면, 상기 검출모듈(200)에는 상기 변류기(120)나 영상변류기(140)와 같은 검출센서별로 교류전류신호를 교류전압신호로 변환시키는 센싱저항(210)이 각각 구성된다. 다시 말해, 상기 변류기(120)나 영상변류기(140)의 교류 신호를 센싱저항(210)을 통해 전압으로 변환시키는 역할을 하게 된다.In detail, the detection module 200 includes a sensing resistor 210 for converting an AC current signal into an AC voltage signal for each detection sensor such as the current transformer 120 or the image current transformer 140. In other words, the AC signal of the current transformer 120 or the image current transformer 140 is converted into a voltage through the sensing resistor 210.
상기 센싱저항(210)에서 변환된 교류전압신호는 일반적으로 센싱저항(210)의 값이 매우 작기 때문에 매우 작은 값을 갖는 교류전압신호가 되므로 증폭기(220)를 통해 증폭된다. 바람직하게는, 실효치(RMS)변환을 위해 충분히 증폭할 필요가 있으며 입력임피던스가 매우 큰 차동증폭기를 사용해서 신호를 증폭한다.The AC voltage signal converted by the sensing resistor 210 is amplified by the amplifier 220 since the value of the sensing resistor 210 is generally very small and thus becomes an AC voltage signal having a very small value. Preferably, the signal is amplified using a differential amplifier which needs to be sufficiently amplified for RMS conversion and has a very large input impedance.
또한, 검출모듈(200)에는 메인차단기와 분기차단기(100)의 전원공급상태를 판단하기 위해, 분기차단기의 전원측단자라인과 부하측단자라인에서의 전원공급상태를 각각 감지하기 위한 전원측 포토커플러(230, PC1)과 부하측 포토커플러(240, PC2)가 각각 장착된다.In addition, the detection module 200 includes a power supply side photocoupler 230 for detecting a power supply state of the power supply terminal terminal line and the load terminal terminal line of the branch circuit breaker, in order to determine the power supply state of the main circuit breaker and the branch circuit breaker 100. , PC1) and load side photocouplers 240, PC2 are mounted, respectively.
상기의 전원측 포토커플러(230)는 분기차단기의 전원측 단자라인에 연결되어 전압이 인가되어 발광하는 다이오드(230a)와 상기 다이오드(230a)가 발광할 때 베이스전압이 인가되어 도통되는 트랜지스터(230b)로 구성된다. The power supply side photocoupler 230 is connected to the power supply terminal line of the branch circuit breaker diode 230a which emits light when the voltage is applied, and the transistor 230b which is conductive when the diode voltage is applied when the diode 230a emits light. It is composed.
상기 디지털제어모듈(300)은 상기 트랜지스터(230b)의 커넥터단자나 에미터단자에서 출력되는 신호를 수신하여 전원측의 전원상태를 감지하게 된다.The digital control module 300 receives a signal output from the connector terminal or the emitter terminal of the transistor 230b to sense the power state of the power supply side.
또한, 부하측 포토커플러(240)도 분기차단기의 부하측 단자라인에 연결되어 전원을 입력받아 발광하는 다이오드(240a)와 상기 다이오드(240a)가 발광할 때 베이스전압이 인가되어 도통되는 트랜지스터(240b)로 구성되며, 상기 디지털 제어모듈(300)은 상기 트랜지스터(240b)의 커넥터단자나 에미터단자에서 출력되는 신호를 수신하여 부하측의 전원상태를 감지하게 된다.In addition, the load-side photocoupler 240 is also connected to the load-side terminal line of the branch circuit breaker to receive power and to emit light, and to the transistor 240b to which the base voltage is applied when the diode 240a emits light. The digital control module 300 receives a signal output from the connector terminal or the emitter terminal of the transistor 240b to sense the power state of the load side.
상기 전원측 포토커플러(230)에는 전원이 공급되는 상기 전원측단자라인과 다이오드(230a) 사이 라인에 직렬로 풀업저항역할을 하는 저항(250)을 구성하여 입력되는 신호레벨을 일정하게 유지하도록 한다.The power supply side photocoupler 230 forms a resistor 250 that acts as a pull-up resistor in series with the line between the power supply terminal terminal line and the diode 230a to be supplied with power to keep the input signal level constant.
다시 말해, 풀업저항역할을 하는 저항(250)을 통해 전원측 단자라인에서 다이오드(230a)에 인가되는 전압이 일정하게 유지되도록 하며, 이를 통해 전원측에서 인가되는 전압을 일정하게 유지하는 역할을 하게 됨으로써 비정상적인 전압이 인가되면서 발생될 수 있는 포토커플러의 오동작과 회로파괴 등을 방지한다.In other words, the voltage applied to the diode 230a at the power supply terminal line is kept constant through the resistor 250 serving as a pull-up resistor, thereby maintaining a constant voltage applied at the power supply side. It prevents photocoupler malfunction and circuit breakdown that can occur when voltage is applied.
마찬가지로, 상기 부하측 포토커플러(240)에는 전원이 공급되는 상기 부하측단자라인과 다이오드(240a) 사이에 직렬로 풀업저항 역할을 하는 저항(250)을 구성하여 입력되는 신호레벨을 일정하게 유지하도록 하여, 풀업저항 역할을 하는 저항(260)을 통해 부하측 단자라인에서 다이오드(240a)에 인가되는 전압을 일정하게 유지되도록 하여 포토커플러의 오동작과 회로파괴 등을 방지한다.Similarly, in the load side photocoupler 240, a resistor 250 acting as a pull-up resistor in series between the load-side terminal line and the diode 240a to which power is supplied is maintained to maintain a constant signal level. Through a resistor 260 serving as a pull-up resistor, the voltage applied to the diode 240a at the load-side terminal line is kept constant to prevent malfunction of the photocoupler and circuit breakdown.
상기 검출모듈(200)의 전원측과 부하측 포토커플러(230, 240)의 각각의 트랜지스터(230b, 240b)의 에미터단자나 컬렉터단자를 통해 각각 신호가 출력되어 다수의 핀이 형성된 전원입출력단자(310)를 통해 입력되어 제어부에 의해 디지털 신호처리되어 상기 디지털제어모듈(300)로 전송되도록 구성된다.Signal is output through the emitter terminal or the collector terminal of each of the transistors 230b and 240b of the power supply side and the load side photocouplers 230 and 240 of the detection module 200, respectively, and the power input / output terminal 310 in which a plurality of pins are formed. It is input through the) is configured to be digital signal processing by the control unit and transmitted to the digital control module 300.
도 9에 도시된 바는 전원측에서 전원이 공급되는 분기차단기에 있어, 상기 전원측 포토커플러(230) 및 부하측 포토커플러(240)에 각각 구성된 트랜지스터(230b, 240b)의 출력단을 커넥터단자로 설정하는 경우에 관한 데이터이다.9 illustrates a branch circuit breaker in which power is supplied from the power supply side, in which output terminals of the transistors 230b and 240b respectively configured in the power supply side photocoupler 230 and the load side photocoupler 240 are set as connector terminals. Data about
다시말해, 도시된 바는 전원측과 부하측 포토커플러(230, 240)의 각각의 트랜지스터(230b, 240b)의 커넥터단자를 통해 신호가 출력되는 경우의 디지털 제어모듈(300)의 마이크로 프로세서(340)을 통해 검출된 데이터를 나타낸다.In other words, the microprocessor 340 of the digital control module 300 when the signal is output through the connector terminal of each of the transistors 230b and 240b of the power supply side and the load side photocouplers 230 and 240, respectively. Indicates data detected through.
먼저, 분전반의 분기차단기(100)에 정상적으로 전원이 투입되는 경우, 즉 전원측 단자와 부하측단자로부터 전원상태가 모두 High신호인 경우에는, 포토커플러(230, 240)가 모두 동작하면서 각각의 트랜지스터(230b, 240b)의 커넥터단에서 출력신호를 검출하게 되면 모두 Low신호가 검출된다.First, when power is normally supplied to the branch circuit breaker 100 of the distribution panel, that is, when the power state is high signal from both the power supply terminal and the load terminal, both the photocouplers 230 and 240 operate and each transistor 230b. When the output signal is detected at the connector terminal of 240b), both low signals are detected.
참고적으로, 포토커플러의 특성상 커넥터단에서 출력을 검출하면 포토커플러가 On될 때 Low신호가 나오며, 포토커플러가 Off 일때는 High신호가 나오게 된다.For reference, when the output is detected at the connector stage due to the characteristics of the photocoupler, a low signal is output when the photocoupler is on, and a high signal is output when the photocoupler is off.
따라서, 디지털 제어모듈(300)은 상기 검출데이터를 통해 부하측과 전원측 모두에 정상적인 전원이 공급되고 있음을 인지할 수 있다.Accordingly, the digital control module 300 may recognize that normal power is supplied to both the load side and the power side through the detection data.
다음으로, 분기차단기가 트립동작을 하여 분기차단기의 접점이 오픈되는 경우 또는 부하측의 배선상태가 불량인 경우에는, 전원측 포토커플러(230)에서는 Low신호가 나오며, 부하측 포토커플러(240)는 High신호가 나오게 된다.Next, when the branch circuit breaker trips and the contact of the branch circuit breaker is opened or the wiring state of the load side is bad, a low signal is output from the power supply side photocoupler 230, and the load side photocoupler 240 receives a high signal. Will come out.
따라서, 디지털 제어모듈(300)은 상기 검출데이터를 통해 분기차단기(100)가 트립되면서 접점이 오픈되었거나 부하측의 배선불량이 있음을 인지할 수 있다.Accordingly, the digital control module 300 may recognize that the branch breaker 100 trips through the detection data and that the contact is open or there is a bad wiring on the load side.
다음으로, 분전반의 메인차단기(미도시)가 동작하는 경우처럼 분기차단기(100) 전원공급이 중단되는 경우 또는 전체적인 배선공급 라인이 불량인 경우에 는, 분기차단기(100)의 전원측과 부하측 모두에 전원이 공급되지 않는다.Next, when the power supply of the branch circuit breaker 100 is interrupted or when the entire wiring supply line is defective, such as when the main circuit breaker (not shown) of the distribution panel is operated, both the power supply side and the load side of the branch circuit breaker 100 are connected. Power is not supplied.
이 경우에는 전원측 포토커플러(230)에서는 High신호가 나오며, 부하측 포토커플러(240)도 High신호가 나오게 된다.In this case, a high signal is output from the power supply side photocoupler 230, and a high signal is also output from the load side photocoupler 240.
따라서, 디지털 제어모듈(300)은 상기 검출신호를 통해 분전반의 메인차단기가 트립되면서 접점이 오픈되었거나 분전반의 전체적인 배선상태가 불량임을 인지할 수 있다.Therefore, the digital control module 300 may recognize that the contact is open while the main circuit breaker of the distribution panel is tripped through the detection signal, or that the overall wiring state of the distribution panel is defective.
다만, 포토커플러의 특성상 바람직하게는, 전원측과 부하측의 포토커플러(230, 240)에 구성된 트랜지스터(230b, 240b)의 출력단을 에미터단자로 선택하여, 전원측과 부하측에 전원이 공급되는 경우에 High신호를 출력하고, 전원이 공급되지 않는 경우에 Low신호를 출력하도록 구성하는 것이 원격의 관리자가 분전반등의 상태를 시각적으로 용이하게 파악될 것이다.However, in view of the characteristics of the photocoupler, it is preferable that the output terminal of the transistors 230b and 240b of the photocouplers 230 and 240 on the power supply side and the load side is selected as an emitter terminal so that power is supplied to the power supply side and the load side. The output of the signal and the configuration of outputting the Low signal when the power is not supplied will allow the remote manager to visually identify the status of the distribution board.
상기 신호처리모듈에서는 역률(PF), 고조파왜형률(THD), 고조파분석, 전력량 등의 신호를 처리하게 되며, 상기 디지털 제어모듈(300)의 마이크로프로세서(340)는 영상전류가 커지면 누전으로 판단하고, 전류의 크기가 정격이상으로 커지면 과부하가 발생된 것으로 판단하게 된다.The signal processing module processes signals such as power factor (PF), harmonic distortion factor (THD), harmonic analysis, and power amount, and the microprocessor 340 of the digital control module 300 determines that a short circuit occurs when the image current increases. If the magnitude of the current increases above the rated value, it is determined that an overload has occurred.
이 때, 상기 디지털 입출력기(290)는 상기 마이크로프로세서(340)를 통해 판단된 전류 및 전압상태에 따라 디지털 강제트립신호를 출력시키며, 상기 강제트립신호는 상기 제어부를 통해 아날로그 변환되어 상기 전원입출력단자(260)의 #5를 통해 출력되어 영상변류기(140)를 관통하도록 구성되어, 분기차단기(100)를 강제로 트립시키게 된다.At this time, the digital input / output unit 290 outputs a digital forced trip signal according to the current and voltage state determined by the microprocessor 340, and the forced trip signal is analog-converted through the control unit so as to input and output the power. Output through # 5 of the terminal 260 is configured to penetrate the image current transformer 140, and forcibly trips the branch circuit breaker (100).
도시된 바는 강제트립신호가 영상변류기(140)를 관통하도록 구성하였으나, 이러한 방식외에도 분기차단기에 MCB(Magnetic Circuit Breaker)기능을 내장시켜 분기차단기와 접점으로 신호를 주고 받으면서 분기차단기를 on/off시키도록 구성할 수도 있을 것이다.Although it is shown that the forced trip signal penetrates the image transformer 140, in addition to this method, a built-in MCB (Magnetic Circuit Breaker) function is provided in the branch circuit breaker to send and receive signals to the branch circuit breaker and the on / off branch circuit breaker. It may be configured to do so.
도 10은 본 발명에 따른 원격 전기안전 관리시스템에 있어 포토커플러를 이용한 절연형 SMPS의 블럭도이며, 도 11은 본 발명에 따른 포토커플러를 이용한 절연형 SMPS의 회로구성도이며, 도 12는 본 발명에 따른 SMPS 에 구성된 비교기부의 작동상태도이다.10 is a block diagram of an insulated SMPS using a photocoupler in a remote electrical safety management system according to the present invention, FIG. 11 is a circuit diagram of an insulated SMPS using a photocoupler according to the present invention, and FIG. Operation state diagram of the comparator unit configured in the SMPS according to the invention.
도 10에 도시된 바를 참조하면 본 발명의 SMPS(400)는 피크전압감지부(410), 비교기부(420), 삼각파발진부(430), 절연 및 신호전달부(440), 평활 및 조정부(450)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 10, the SMPS 400 of the present invention includes a peak voltage detector 410, a comparator 420, a triangular wave oscillator 430, an insulation and signal transmitter 440, and a smoothing and adjusting unit 450. It is configured to include).
상기 피크전압감지부(410)에서는 교류전압의 크기를 실효값을 읽어드리거나 피크(Peak)전압값을 읽어드린다. 피크전압값을 Vpk로 하고 실효값을 Vrms로 표현하면 다음과 같은 관계가 있으며, 실효값이 변하면 비례적으로 피크전압값이 변하며 피크전압값을 읽으면 실효값을 알게된다.The peak voltage detection unit 410 reads an effective value of the magnitude of the AC voltage or reads a peak voltage value. If the peak voltage value is expressed as Vpk and the rms value is expressed as Vrms, the relationship is as follows. If the rms value is changed, the peak voltage value is changed proportionally. If the peak voltage value is read, the rms value is known.
Figure 112009056669533-pat00001
Figure 112009056669533-pat00001
따라서, 상기 피크전압이 교류전압의 실효값에 따라 선형적으로 변하기 때문에 피크전압과 비교되는 발진파를 생성하는 발진부는 선형성이 고려되야 한다.Therefore, since the peak voltage varies linearly with the effective value of the AC voltage, the linearity of the oscillator generating the oscillation wave compared with the peak voltage should be considered.
1차 교류전원측에서 취득한 피크전압값은 직류(DC)값이기 때문에 절연을 위한 일반적인 방법인 스위칭을 통해 고주파 트랜스포머 또는 광소자를 이용하는데, 스위칭을 통해 1차측에서 절연된 2차측으로 신호를 전달하기 위해서는 DC값의 크기에 따라 스위칭 구간이 일정하게 변할 수 있는 비교신호가 필요하며 이러한 이유로 본 발명에서는 삼각파 발진기(430)를 구성한다. Since the peak voltage value obtained from the primary AC power supply is a direct current (DC) value, a high frequency transformer or an optical element is used through switching, which is a general method for insulation. In order to transmit a signal from the primary side to the insulated secondary side through switching, A comparison signal is required in which the switching interval is constantly changed according to the magnitude of the DC value. For this reason, the triangular wave oscillator 430 is configured in the present invention.
다시말해, 정형화된 삼각파 신호의 출력파형은 상승 및 하강시의 기울기가 선형적이기 때문에 1차 교류전원측에서 취득한 직류(DC)값의 변화에 따른 스위칭 구간의 폭이 일정하게 변하게 되기 때문이다. 따라서, 선형성이 우수한 발진회로를 갖는 타이머 IC가 바람직할 것이다.In other words, since the output waveform of the standardized triangular wave signal has a linear slope during rising and falling, the width of the switching section is constantly changed in accordance with the change of the DC value acquired from the primary AC power supply. Therefore, a timer IC having an oscillation circuit excellent in linearity would be desirable.
상기 삼각파발진부(430)의 출력은 상기 피크전압감지부(410)에서의 피크전압의 크기와 비교하여 스위칭 동작을 수행하는 비교기부(420)로 전달된다.The output of the triangular wave oscillator 430 is transmitted to a comparator 420 which performs a switching operation in comparison with the magnitude of the peak voltage in the peak voltage detector 410.
상기 비교기부(420)는 상기 피크전압감지부(410)를 통해 1차측 상용전원인 교류전원에서 검출된 피크전압을 상기 삼각파 발진부(430)에서 발생된 삼각파와 크기와 비교하여 상기 절연 및 신호전달부(440)의 동작을 위한 구형파를 생성하게 된다.The comparator 420 compares the peak voltage detected by the AC power, which is the primary commercial power, through the peak voltage detecting unit 410 with the magnitude of the triangular wave generated by the triangular wave oscillator 430 to insulate and transmit the signal. It generates a square wave for the operation of the unit 440.
상기 절연 및 신호전달부(440)는 포토커플러와 같은 광소자를 포함하여 구성될 수 있으며, 1차측의 신호를 2차측으로 절연상태로 전달하게 된다. 이 때, 상용 교류전압의 크기가 커질수록 구형파의 폭이 커지므로 이에 따라 포토커플러의 2차 측 크기가 커지게 된다.The insulation and signal transmission unit 440 may include an optical device such as a photocoupler, and transmits the signal of the primary side to the secondary side in an insulated state. At this time, since the width of the square wave increases as the size of the commercial AC voltage increases, the size of the secondary side of the photocoupler increases accordingly.
상기 광소자인 포토커플러를 통해 2차측으로 전달된 구형파 신호는 평활 및 조정부(450)의 내부 정류회로를 거쳐 직류값으로 변환이 되면서 2차 시스템에 직류전압을 인가하게 된다.The square wave signal transmitted to the secondary side through the photocoupler, which is the optical element, is converted into a DC value through an internal rectifying circuit of the smoothing and adjusting unit 450, and applies a DC voltage to the secondary system.
도 11을 참조하여 보다 자세하게 본 발명의 작동원리에 대해 설명하면, 본 발명의 1차측 상용전원의 교류전압의 크기를 감지하여 2차측에 직류전압의 형태로 출력하는 SMPS(400)에는 피크전압 감지부(410)가 구성된다. Referring to Figure 11 in more detail the operating principle of the present invention, the SMPS (400) for detecting the magnitude of the AC voltage of the primary commercial power of the present invention and outputting the DC voltage to the secondary side in the form of peak voltage detection The unit 410 is configured.
상기 피크전압 감지부(400)는 두개의 비교기 IC1, IC2와 저항, 스위칭다이오드(D1)를 포함하여 구성되며, 1차측 상용전원이 전파정류된 교류전압(AC_IN)을 인가하면 IC1의 +PIN에 R3와 R5에 의해 분배된 전압이 입력되고, 이 전압은 버퍼역할을 하는 IC2를 거쳐 비교기부(430)인 IC3의 +PIN으로 입력된다.The peak voltage detection unit 400 includes two comparators IC1, IC2, a resistor, and a switching diode D1. When the primary side commercial power supplies the AC voltage AC_IN, which is full-wave rectified, it is applied to + PIN of IC1. The voltage divided by R3 and R5 is input, and this voltage is input to + PIN of the comparator 430 IC3 via IC2 serving as a buffer.
이 때, 상기 비교기부(430) IC3의 +PIN에는 1차측 상용전원이 전파정류되어 입력되는 교류전압에서 가장 높은값을 직류값으로 환산하여 생성된 신호가 입력된다.At this time, the signal generated by converting the highest value from the AC voltage inputted by the primary commercial power is full-wave rectified and input to the + PIN of the comparator 430 IC3.
상기 삼각파 발진부(430)의 IC4는 타이머 IC를 이용하여 삼각파를 발진시키며, 이 때 발진된 삼각파형의 주파수는 R9, C3에 의해 결정된다. 이렇게 발생된 삼각파는 상기 비교기부(430)의 비교기 IC3의 -PIN으로 입력되어 상기 +PIN으로 입력되는 출력전압과 크기가 비교된다.IC4 of the triangular wave oscillator 430 oscillates a triangular wave using a timer IC, and the frequencies of the triangular wave oscillated are determined by R9 and C3. The triangular wave generated as described above is input to -PIN of comparator IC3 of the comparator 430 and is compared with an output voltage input to + PIN.
도 12에 도시된 바처럼 상기 비교기부(420)는 피크전압 감지부(410)의 직류값이 삼각파 발진부(430)의 삼각파의 크기보다 큰 경우에는 출력이 TTL High를 유지하며, 상기 피크전압 감지부(410)의 직류값이 삼각파 발진부(430)의 삼각파의 크기보다 작은 경우에는 출력이 TTL Low를 유지하도록 펄스폭 변조방식으로 구형파를 생성한다.As shown in FIG. 12, the comparator 420 maintains the output of TTL High when the DC value of the peak voltage detector 410 is larger than the size of the triangle wave of the triangular wave oscillator 430. When the DC value of the unit 410 is smaller than the size of the triangular wave of the triangular wave oscillator 430, a square wave is generated by a pulse width modulation method so that the output maintains TTL Low.
따라서, 1차측 교류전압의 크기에 따라 2차측으로 전달되는 신호의 크기가 변하도록 구성되며, 상기 삼각파발진부(430)에는 삼각파의 파형의 크기를 조정하기 위한 제너다이오드(ZD1)가 포함되어 발진파의 파형의 크기를 또한 결정하게 된다.Therefore, the magnitude of the signal transmitted to the secondary side is changed according to the magnitude of the primary side AC voltage, and the triangular wave oscillator 430 includes a zener diode ZD1 for adjusting the magnitude of the waveform of the triangular wave. It also determines the magnitude of the waveform.
상기 제너다이오드(ZD1)는 Vcc_P에서 한계전압이상의 전압이 인가되는 경우에 도통되어 트랜지스터(Q1)에 베이스전압을 인가하여 트랜지스터를 스위칭시키면서 IC4에 전원이 입력되도록 하여 IC4에서 발진파를 발생하도록 구성된다.The zener diode ZD1 is configured to conduct when the voltage above the threshold voltage is applied at Vcc_P to apply a base voltage to the transistor Q1 so that power is input to IC4 while switching the transistor to generate an oscillation wave at IC4. .
상기 피크전압 감지부(100)의 직류값이 상기 삼각파 발진부(130)의 삼각파의 신호보다 클 경우 구형파가 생성되면서 상기 절연 및 신호전달부(140)에 포함된 포토커플러의 1차측의 다이오드가 도통되어 포토커플러의 2차측으로 절연된 신호가 전달된다.When the DC value of the peak voltage detector 100 is greater than the signal of the triangular wave of the triangular wave oscillator 130, a square wave is generated and the diode of the primary side of the photocoupler included in the insulation and signal transfer unit 140 is conductive. The signal is insulated to the secondary side of the photocoupler.
2차측으로 전달된 전압신호는 트랜지스터(Q2)를 도통시키도록 스위칭 제어하며, Vcc_S에 의해 평활 및 조정부(450)에 인가된 전압을 다이오드(D3)와 캐패시터(C4)로 구성된 평활회로를 이용해 평활시켜 직류 전압을 얻어내게 된다.The voltage signal transmitted to the secondary side is controlled to switch the transistor Q2 to conduct, and smoothes the voltage applied to the smoothing and adjusting unit 450 by Vcc_S using a smoothing circuit composed of a diode D3 and a capacitor C4. DC voltage is obtained.
이 때, 평활 및 조정부(450)에 분압저항(R17, R18, VR1)으로 구성된 조정회 로를 이용하여 원하는 전압을 조정할 수도 있다.At this time, the desired voltage may be adjusted by using the adjustment circuit composed of the voltage dividing resistors R17, R18, and VR1 in the smoothing and adjusting unit 450.
2차측의 Vcc전압을 Vcc_S, 구형파의 펄스폭의 듀티비(Duty ratio)를 D라고 할 경우에, 평활 및 조정부(450)를 통한 직류값을 다음과 같이 나타난다.When the Vcc voltage on the secondary side is Vcc_S and the duty ratio of the pulse width of the square wave is D, the DC value through the smoothing and adjusting unit 450 is expressed as follows.
여기에서 R17, R18, VR1저항의 직병렬 저항값을 RL, R12를 RH로 나타내고, C4의 충방전손실을 '0'라고 가정하고, 다이오드 D3가 이상적이라고 가정하면 직류전압 신호의 크기 Vdc는 다음과 같이 나타낼 수 있다. Here, assuming the parallel and parallel resistance values of the R17, R18, and VR1 resistors, RL and R12 are represented by RH, and the charge and discharge loss of C4 is assumed to be '0'. It can be expressed as
Figure 112009056669533-pat00002
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그리고 다이오드 D3의 순방향 전압강하를 Vf로 가정하면 수식은 다음같이 변형이 된다.If the forward voltage drop of diode D3 is assumed to be Vf, the equation is modified as follows.
Figure 112009056669533-pat00003
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또한, 이러한 Vdc의 값은 가변저항 VR1을 조정하여 쉽게 원하는 전압값을 출력할 수 있게 된다.In addition, the value of this Vdc can easily output the desired voltage value by adjusting the variable resistor VR1.
결국, 본 발명의 SMPS(400)의 피크전압감지부(410)를 통해 교류 전압의 크기를 검출하고, 삼각파발진기(430)에서 발진된 삼각파와 상호 비교 및 변조하여 구형파를 생성하고, 상기 구형파 신호를 평활하여 직류 전압값으로 변환하여 직류전압 의 크기를 가지고 교류전압의 크기를 알 수 있게 된다. As a result, the magnitude of the AC voltage is detected through the peak voltage detector 410 of the SMPS 400 according to the present invention, and the square wave signal is generated by comparing and modulating the triangular wave oscillated by the triangular wave oscillator 430 to generate a square wave. By converting to a DC voltage value by smoothing the magnitude of the DC voltage it can be seen the magnitude of the AC voltage.
이 때, 교류전압 값의 변화와 동일한 비율로 직류전압이 변화되며, 상용 교류전원을 사용할 때 교류전압값의 변화를 전기적으로 절연된 신호로써 감지할 수 있으므로, 상용 교류전압 감지가 필요한 각종 디지털 기기 및 제어기기에 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.At this time, the DC voltage changes at the same rate as the change of the AC voltage value, and when using a commercial AC power supply, the AC voltage value can be detected as an electrically insulated signal. And effects that can be usefully used in controllers.
상기 게이트웨이 모듈(500)은 상기 디지털 제어모듈(300)에서는 RS232를 통해 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈(600)에서 출력되는 센싱데이터를 저장하는 블랙박스(520) 및 상기 디지털 제어모듈(300)에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터의 플로우 및 원격서버로의 전송을 제어하는 프로세서(540)를 포함되어 구성된다.The gateway module 500 includes a black box 520 and the digital control module 300 that store the detection data output through the RS232 and the sensing data output from the sensor module 600 in the digital control module 300. It comprises a processor 540 for controlling the flow of the detection data output from the sensor data and the sensing data output from the sensor module and the transmission to the remote server.
다시말해, 게이트웨이 모듈(500)은 디지털제어모듈(300)의 검출데이터에 대한 신호를 저장 및 원격서버에 전송하여 주며, 또한 센서모듈(600)로부터의 정보도 원격서버에 전송하여 위해환경을 원격감시할 수 있도록 한다.In other words, the gateway module 500 stores the signal for the detection data of the digital control module 300 and transmits the signal to the remote server, and also transmits the information from the sensor module 600 to the remote server to remotely manage the hazard environment. Make sure you can watch.
즉, 게이트웨이 모듈(500)은 현재의 분전반의 상태정보를 원격서버에 전송할 수도 있지만, 블랙박스(520)에 과거의 상태정보를 시간, 날짜별로 기록하여 자체적으로 저장하여 사고 원인을 분석하는 자료로 활용할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 블랙박스(520)에는 SD램을 내장하여 구성될 수 있다.That is, the gateway module 500 may transmit the status information of the current distribution panel to the remote server. However, the gateway module 500 records the past status information by the time and date in the black box 520 and stores the data by itself to analyze the cause of the accident. It can be configured to utilize. The black box 520 may be configured to include an SD RAM.
또한, RS485 및 TCP/IP의 네트워크 접속방법을 제공하여 설치장소 및 환경에 유연하게 대처할 수 있도록 하며, 센서모듈(600)의 센싱데이터를 Zigbee 네트워크 프로토콜을 기반으로 무선으로 관리하도록 구성된다.In addition, it provides a network connection method of RS485 and TCP / IP to flexibly cope with the installation location and environment, and is configured to wirelessly manage the sensing data of the sensor module 600 based on the Zigbee network protocol.
상기 센서모듈(600)은 열감지센서(610), 연기센서(620), 침수센서(630), 진동센서(640), 아울렛(콘센트) 접촉불량 검출센서(650)를 포함하여 구성되어 각각의 센서에서의 검출신호를 Zigbee 무선통신방식으로 상기 게이트웨이 모듈(500)로 전송하도록 구성된다.The sensor module 600 includes a heat sensor 610, smoke sensor 620, immersion sensor 630, vibration sensor 640, outlet (outlet) contact failure detection sensor 650, each It is configured to transmit the detection signal from the sensor to the gateway module 500 in a Zigbee wireless communication method.
상기 열감지센서(610)는 공기중의 온도를 감지하여 화재를 검출하며, 연기센서(620)는 공기중의 연기를 검출하여 화재를 검출하며, 침수센서(630)는 분전반이 설치된 장소의 침수상태를 감지하여 누전에 의한 사고를 예방하도록 구성된다.The heat sensor 610 detects a fire by detecting a temperature in the air, the smoke sensor 620 detects a fire by detecting smoke in the air, the immersion sensor 630 is a flooding in the place where the distribution panel is installed It is configured to detect a state and prevent an accident caused by a short circuit.
또한, 진동센서(640)는 지진이나 건물의 붕괴에 의한 진동을 검출하여 누전사고 또는 화재를 예방하게 된다.In addition, the vibration sensor 640 to detect the vibration caused by the earthquake or the collapse of the building to prevent a short circuit accident or fire.
도 13a, 13b은 본 발명에 따른 플러그에 접속되는 아울렛의 상태도이며, 도 14는 본 발명에 따른 분전반 및 배전반에 장착되는 센서모듈에 구성된 아울렛 접촉불량 검출센서의 작동구성도이다.13A and 13B are state diagrams of an outlet connected to a plug according to the present invention, and FIG. 14 is an operation configuration diagram of an outlet contact failure detection sensor configured in a sensor module mounted on a distribution panel and a distribution panel according to the present invention.
도 13a, 13b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 아울렛은 각종 전력공급을 위한 접속부가 구성되며, 상기 접속부에 플러그가 접속된다.As shown in Figs. 13A and 13B, the outlet of the present invention is configured with connections for various power supply, and plugs are connected to the connections.
즉, 상기 아울렛에 입력되는 전원이 플러그로 출력되는 구조인데, 이 구조에서는 아울렛의 접속부(A)와 플러그의 접속부(B) 사이의 헐거워짐으로 인하여 접촉 저항을 갖게 된다. 따라서, 이로 인하여 전압차가 생성되면서 접촉불량이 발생하게 된다.That is, the power input to the outlet is outputted as a plug, and in this structure, the contact resistance is caused due to the loosening between the connection part A of the outlet and the connection part B of the plug. Therefore, due to this, a voltage difference is generated and contact failure occurs.
상기 아울렛 접촉불량 검출센서(650)는 이러한 접촉불량 정도를 감지하게 되는데, 접촉불량이 발생하여 접촉저항 성분이 증가하게 되면서 아울렛의 전압이 커지게 되며, 따라서 전압의 증가 정도가 소정값 이상이 되는 경우는 발열로 인한 아울렛 용융으로 화재의 위험이 발생되므로, 아울렛 접촉불량 검출센서(650)는 아울렛의 입출력전압의 차이를 지속적으로 검출하게 된다.The outlet contact failure detection sensor 650 detects such a degree of contact failure. As the contact failure occurs and the contact resistance component increases, the voltage of the outlet increases, so that the increase of the voltage becomes more than a predetermined value. In this case, since the risk of fire occurs due to outlet melting due to heat generation, the outlet contact failure detection sensor 650 continuously detects a difference in the input / output voltage of the outlet.
상기 아울렛 접촉불량 검출센서에는 아울렛의 전압을 검출하는 전압검출부(651), 상기 전압검출부에서 출력된 신호 파형을 증폭하는 증폭부(652), 상기 전압검출부의 접촉불량의 전압상태에 대한 기준전압을 생성하는 기준전압발생부(654), 상기 증폭부의 출력신호와 상기 기준전압 발생부의 출력신호를 상호 비교하여 상승된 전압량을 판단하는 비교부(653) 및 상기 비교부에서 판단된 상승된 전압량을 디지털화하여 상기 게이트웨이모듈(500)로 전송하는 통신부(656)를 포함하여 구성된다.The outlet contact failure detection sensor includes a voltage detector 651 for detecting a voltage of an outlet, an amplifier 652 for amplifying a signal waveform output from the voltage detector, and a reference voltage for a voltage state of a contact failure of the voltage detector. The generated reference voltage generator 654 compares the output signal of the amplifier and the output signal of the reference voltage generator to determine an increased voltage amount, and the increased voltage amount determined by the comparison unit. It is configured to include a communication unit 656 to digitize the transmission to the gateway module 500.
바람직하게는 아울렛의 접속부의 온도를 감지하여 온도변화에 의한 접촉저항을 감지하는 온도검출부가 더 부가될 수 있다. 상기 온도 검출부는 온도센서를 구비하여 소정의 기준값보다 높은 온도를 나타내는 경우, 신호를 발생시켜 접촉저항에 의한 화재를 방지하는 역할을 하도록 구성할 수 있다.Preferably, the temperature detection unit for detecting the contact resistance due to the temperature change by sensing the temperature of the connection of the outlet may be further added. The temperature detector may include a temperature sensor and generate a signal to prevent a fire caused by contact resistance when the temperature is higher than a predetermined reference value.
먼저 상기 전압검출부(651)에서는 아울렛의 접촉불량이나 산화등에 의한 미세의 전압이 발생하게 되면, 트랜스를 사용하여 트랜스 2차측의 미세신호 파형을 인식하게 된다. 이렇게 검출된 신호는 증폭부(652)를 통해 소정의 크기로 증폭되어 비교기(653)로 입력되게 된다.First, when a minute voltage is generated due to poor contact or oxidation of an outlet, the voltage detector 651 recognizes a minute signal waveform of a secondary side of a transformer using a transformer. The detected signal is amplified to a predetermined size through the amplifier 652 and input to the comparator 653.
이 때, 상기 비교기(653)에서는 증폭부(652)에서 증폭된 신호와 기준전압 발생부(654)에서 생성한 기준신호를 입력받아 상승된 전압 변화량을 출력하게 된다.At this time, the comparator 653 receives the signal amplified by the amplifier 652 and the reference signal generated by the reference voltage generator 654 to output the increased voltage change amount.
상기 출력된 전압은 디지털화되어 출력단(655)과 통신부(656)를 통해 상기 게이트웨이모듈(500)로 전송된다.The output voltage is digitized and transmitted to the gateway module 500 through the output terminal 655 and the communication unit 656.
상기 센서모듈(600)의 각 센서들을 개별적으로 설치하기가 용이하지 않아 한곳에 설치하여야 할 경우에는 통합하여 하나의 ID를 갖도록 운영할 수 있고, 환경상 설치가 용이하거나 센서별로 최적의 위치에 설치하기 위한 목적으로 개별적으로 위치를 선정할 경우에는 개별적 ID를 갖도록 설치하여 운영할 수 있다.If it is not easy to individually install each sensor of the sensor module 600, if you need to install in one place can be integrated to operate to have a single ID, easy to install in the environment or to install at the optimum position for each sensor In case of selecting location individually for the purpose, it can be installed and operated to have individual ID.
ZigBee는 저전력, 저가격 및 사용의 용이성을 갖는 "무선 근거리 표준 통신 기술을 의미하며, IEEE802.15.4표준의 PHY층과 MAC층을 기반으로 상위프로토콜과 응용을 규격화한 기술로서, 근거리에서 속도가 빠르지 않고 네트워크 사용빈도가 드문 본 발명과 같은 디지털 분전반에 설비된 원격 전기안전관리 시스템에 적합하게 적용될 수 있다.ZigBee stands for "wireless short-range standard communication technology with low power, low cost, and ease of use, and standardizes higher protocols and applications based on the PHY layer and MAC layer of the IEEE802.15.4 standard. The network can be suitably applied to a remote electrical safety management system installed in a digital distribution panel such as the present invention which is rare in frequency of use.
이상 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described. However, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
도 1은 종래의 분전반에 설치된 전원상태를 검출하기 위한 마이크로 스위치가 장착된 3상식 배선용 차단기의 구성도이다.1 is a block diagram of a three-phase wiring circuit breaker equipped with a micro switch for detecting a power supply state installed in a conventional distribution panel.
도 2는 디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템을 갖춘 U-city 전기 안전관리시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a U-city electrical safety management system having a remote management system built in a digital distribution panel and a distribution panel.
도 3은 본 발명에 의한 디지털 수배전반에 설비된 원격 전기안전 관리시스템의 구성도이다.3 is a block diagram of a remote electrical safety management system installed in a digital switchgear according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 디지털 수배전반에 설비된 원격 전기안전 관리시스템의 내부 구성도이다.4 is an internal configuration diagram of a remote electrical safety management system installed in a digital switchgear according to the present invention.
도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 디지털 수배전반에 설비된 원격 전기안전 관리시스템의 수배전반 제어모듈의 동작구성도이다.5 and 6 are operational configuration diagrams of the switchgear control module of the remote electrical safety management system installed in the digital switchgear according to the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 디지털 분전반에 설비된 원격 전기안전 관리시스템의 구성도이다.7 is a configuration diagram of a remote electrical safety management system installed in a digital distribution panel according to the present invention.
도 8은 본 발명에 의한 디지털 분전반에 설비된 원격 전기안전 관리시스템의 내부구성도이다.8 is an internal configuration diagram of a remote electrical safety management system installed in a digital distribution panel according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 디지털 분전반에 설비된 분기차단기의 전원상태가 데이터화된 도면이다.9 is a diagram in which the power state of the branch circuit breaker installed in the digital distribution panel according to the present invention is data.
도 10은 본 발명에 따른 원격 전기안전 관리시스템에 있어 포토커플러를 이용한 절연형 SMPS의 블럭도이다.10 is a block diagram of an insulated SMPS using a photocoupler in a remote electrical safety management system according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 포토커플러를 이용한 절연형 SMPS의 회로구성도이 다.11 is a circuit diagram of an insulating SMPS using a photocoupler according to the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 SMPS 에 구성된 비교기부의 작동상태도이다.12 is an operational state diagram of a comparator unit configured in the SMPS according to the present invention.
도 13a, 13b은 플러그에 접속되는 아울렛의 상태도이다.13A and 13B are state diagrams of outlets connected to plugs.
도 14는 본 발명에 따른 분전반 및 배전반에 장착되는 센서모듈에 구성된 아울렛 접촉불량 검출센서의 작동구성도이다.14 is an operation configuration diagram of the outlet contact failure detection sensor configured in the sensor module mounted on the distribution panel and the distribution panel according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 기호의 설명** Description of Symbols for Major Parts of Drawings *
100: 분기차단기 120: 변류기100: branch breaker 120: current transformer
140: 영상변류기 200: 검출모듈140: current transformer 200: detection module
210: 센싱저항 220: 증폭기210: sensing resistance 220: amplifier
230: 전원측 포토커플러(PC1) 240: 부하측 포토커플러(PC2)230: power supply side photocoupler (PC1) 240: load side photocoupler (PC2)
260: 전원입출력단자 270: 실효값변환기260: power input and output terminal 270: effective value converter
280: AD변환기 290: 디지털입출력기280: AD converter 290: digital input and output
300: 디지털 제어모듈 340: 마이크로프로세서300: digital control module 340: microprocessor
400: SMPS 410: 피크전압감지부400: SMPS 410: peak voltage detection unit
420: 비교기부 430: 삼각파발진부420: comparator 430: triangular wave oscillator
440: 절연 및 신호전달부 450: 평활 및 조정부440: insulation and signal transmission unit 450: smoothing and adjusting unit
500: 게이트웨이 모듈 520: 블랙박스500: gateway module 520: black box
540: 프로세서 600: 센서모듈540: processor 600: sensor module
610: 열감지센서 620: 연기센서610: heat sensor 620: smoke sensor
630: 침수센서 640: 진동센서630: submersion sensor 640: vibration sensor
650: 아울렛 접촉불량 검출센서650: outlet contact detection sensor
651: 전압검출부 652: 증폭부 651: voltage detector 652: amplifier
653: 통신부 654: 기준전압발생부653: communication unit 654: reference voltage generating unit
655: 출력단 656: 통신부655: output terminal 656: communication unit

Claims (15)

  1. U-city 환경에 적용되는 원격 전기안전 관리시스템에 있어서,In the remote electrical safety management system applied to the U-city environment,
    수변전실의 전기설비의 안전을 진단하도록 전원라인의 교류전압/전류를 센서로 검출하여 검출된 파형에서 아크 및 부분방전을 진단, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하도록, 상기 전원라인의 교류전압/전류를 센싱하여 데이터를 검출하는 전압/전류 센싱모듈, The sensor detects the AC voltage / current of the power line to diagnose the safety of the electrical equipment of the water substation room, and transmits the data to the upper server by wireless communication while diagnosing and storing the arc and partial discharge in the detected waveform. A voltage / current sensing module for detecting data by sensing AC voltage / current,
    상기 전압/전류 센싱모듈에서 검출되는 실시간데이터를 진단모듈을 통해 분석하여 진단데이터를 생성하며, 수배전반에 설비된 계전기의 접점과의 통신신호가 입출력되는 입출력단자가 포함된 수배전반 제어모듈, A switchgear control module including an input / output terminal for inputting and outputting a communication signal with a contact of a relay installed in the switchgear by analyzing real-time data detected by the voltage / current sensing module through a diagnostic module;
    상기 디지털 수배전반의 주변환경을 검출하여 무선네트워크를 통해 센싱데이터를 출력하는 센서모듈, A sensor module for detecting the surrounding environment of the digital switchgear and outputting sensing data through a wireless network;
    상기 수배전반 제어모듈에서 출력되는 실시간데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하면서 원격서버로 전송하는 게이트웨이 모듈, Gateway module for storing the real-time data output from the switchboard control module and the sensing data output from the sensor module and transmitting to the remote server,
    상기 게이트웨이 모듈과 연결되어 게이트웨이모듈에서 전송되는 상기 진단데이터와 센싱데이터를 외부에서 직접 확인할 수 있도록 구성된 LCD모듈과,An LCD module connected to the gateway module and configured to directly check the diagnostic data and the sensing data transmitted from the gateway module;
    상기 수배전반 제어모듈 및 게이트웨이 모듈에 상기 전원라인의 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하면서 교류전압의 크기를 감지하여 직류전압의 형태로 출력하도록, 1차측 상용전원이 전파정류되어 입력되는 교류전압에서 가장 높은값을 직류값으로 환산하여 신호를 생성하는 피크전압 감지부와 상기 피크전압 감지부의 직류값과 크기가 비교되는 삼각파를 발진시키면서 삼각파의 파형의 크기를 조정하기 위한 제너다이오드가 포함되어 구성된 삼각파 발진부와 상기 피크전압 감지부의 직류값의 크기와 상기 삼각파의 크기를 비교하여 스위칭 동작을 수행하면서 구형파를 생성하는 비교기부와 상기 비교기부에서 구형파가 생성될 때 턴온되는 포토커플러가 포함되어 2차측으로 구형파를 전달하는 절연 및 신호전달부 및 상기 절연 및 신호전달부를 통해 전달되는 구형파 신호를 직류값으로 변환하는 평활 및 조정부를 포함하여 구성된 SMPS를 포함하여 구성된 디지털 수배전반; 및In the AC voltage inputted by the primary commercial power is full-wave rectified to detect the magnitude of the AC voltage and output the DC voltage while converting and supplying the AC current of the power line to the DC current to the switchboard control module and the gateway module. A triangular wave including a peak voltage detector for generating a signal by converting the highest value into a DC value and a zener diode for adjusting the magnitude of the waveform of the triangular wave while oscillating a triangle wave whose magnitude is compared with the DC value of the peak voltage detector. The comparator unit generates a square wave while performing a switching operation by comparing the magnitude of the DC value of the oscillation unit and the peak voltage detection unit with the magnitude of the triangular wave, and a photocoupler turned on when the square wave is generated in the comparator unit. Insulation and signal transmission unit for transmitting a square wave and the insulation and signal transmission A digital switchgear including an SMPS configured to include a smoothing and adjusting unit converting a square wave signal transmitted through the unit into a DC value; And
    메인차단기와 분기차단기가 장착되며 전원라인을 통해 입력되는 교류전압/전류의 상태를 검출, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 디지털 층분전반;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템.A digital distribution panel equipped with a main circuit breaker and a branch circuit breaker and transmitting a data to a higher level server through wireless communication while detecting and storing an AC voltage / current input through a power line. Remote management system built in switchboard.
  2. U-city 환경에 적용되는 원격 전기안전 관리시스템에 있어서, In the remote electrical safety management system applied to the U-city environment,
    수변전실의 전기설비의 안전을 진단하도록 전원라인의 교류전압/전류를 센서로 검출하여 검출된 파형에서 아크 및 부분방전을 진단, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 기능이 포함된 디지털 수배전반; 및 Digitally detects the AC voltage / current of the power line with a sensor to diagnose the safety of the electrical equipment in the water substation room, and transmits the data to the host server via wireless communication while diagnosing and storing arc and partial discharges in the detected waveform. Switchboard; And
    메인차단기와 분기차단기가 장착되며 전원라인을 통해 입력되는 교류전압/전류의 상태를 검출, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하도록, The main circuit breaker and branch circuit breaker are equipped to detect and store the state of AC voltage / current input through the power line, and transmit the data to the upper server through wireless communication.
    내장된 변류기, 영상변류기를 통해 상기 전원라인에서 전압/전류신호를 검출하여 디지털변환시킨 데이터를 무선통신으로 출력하는 검출모듈이 내장된 분기차단기, Branch circuit breaker with a built-in current transformer, a detection module for detecting the voltage / current signal from the power line through the video current transformer to output the digitally converted data by wireless communication;
    상기 분기차단기의 검출모듈에서 출력된 데이터를 무선신호로 전달받아 전압/전류의 상태 및 메인차단기와 분기차단기의 ON/OFF 상태를 검출하여 검출데이터를 출력하는 디지털제어모듈,A digital control module which receives data output from the detection module of the branch breaker as a wireless signal and detects the voltage / current state and the ON / OFF state of the main circuit breaker and the branch circuit breaker and outputs detection data;
    상기 디지털 분전반의 주변환경을 검출하여 무선네트워크를 통해 센싱데이터를 출력하는 센서모듈,A sensor module for detecting the surrounding environment of the digital distribution panel and outputting sensing data through a wireless network;
    상기 디지털 제어모듈에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하면서 원격서버로 전송하는 게이트웨이 모듈, A gateway module which stores the detection data output from the digital control module and the sensing data output from the sensor module and transmits them to a remote server;
    상기 게이트웨이 모듈과 연결되어 게이트웨이모듈에서 전송되는 상기 검출데이터와 센싱데이터를 외부에서 직접 확인할 수 있도록 구성된 LCD모듈과,An LCD module connected to the gateway module and configured to directly check the detection data and the sensing data transmitted from the gateway module;
    상기 디지털 제어모듈 및 게이트웨이 모듈에 상기 전원라인의 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하면서 교류전압의 크기를 감지하여 직류전압의 형태로 출력하도록, 1차측 상용전원이 전파정류되어 입력되는 교류전압에서 가장 높은값을 직류값으로 환산하여 신호를 생성하는 피크전압 감지부와 상기 피크전압 감지부의 직류값과 크기가 비교되는 삼각파를 발진시키면서 삼각파의 파형의 크기를 조정하기 위한 제너다이오드가 포함되어 구성된 삼각파 발진부와 상기 피크전압 감지부의 직류값의 크기와 상기 삼각파의 크기를 비교하여 스위칭 동작을 수행하면서 구형파를 생성하는 비교기부와 상기 비교기부에서 구형파가 생성될 때 턴온되는 포토커플러가 포함되어 2차측으로 구형파를 전달하는 절연 및 신호전달부 및 상기 절연 및 신호전달부를 통해 전달되는 구형파 신호를 직류값으로 변환하는 평활 및 조정부를 포함하여 구성된 SMPS를 포함하여 구성된 디지털 층분전반;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반 또는 수배전반에 설비된 원격 관리 시스템.In order to detect the magnitude of the AC voltage and output it in the form of a DC voltage while converting and supplying the AC current of the power line to a DC current to the digital control module and the gateway module, the primary side commercial power is full-wave rectified at the input AC voltage. A triangular wave including a peak voltage detector for generating a signal by converting the highest value into a DC value and a zener diode for adjusting the magnitude of the waveform of the triangular wave while oscillating a triangle wave whose magnitude is compared with the DC value of the peak voltage detector. The comparator unit generates a square wave while performing a switching operation by comparing the magnitude of the DC value of the oscillation unit and the peak voltage detection unit with the magnitude of the triangular wave, and a photocoupler turned on when the square wave is generated in the comparator unit. Insulation and signal transmission unit for transmitting a square wave and the insulation and signal transmission unit And a digital floor switchboard including an SMPS configured to include a smoothing and adjusting unit for converting the square wave signal transmitted through the DC value into a DC value. The remote management system installed in the digital switchboard or switchgear.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,
    상기 비교기부는 피크전압 감지부의 직류값이 삼각파 발진부의 삼각파의 크기보다 큰 경우에는 출력이 TTL High를 유지하며, 상기 피크전압 감지부의 직류값이 삼각파 발진부의 삼각파의 크기보다 작은 경우에는 출력이 TTL Low를 유지하도록 펄스폭 변조방식으로 구형파를 생성하여, 1차측 교류전압의 크기에 따라 2차측으로 전달되는 신호의 크기가 변하도록 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템.The comparator maintains the output of TTL High when the DC value of the peak voltage detector is greater than the size of the triangular wave of the triangular wave oscillator. The output is TTL when the DC value of the peak voltage detector is smaller than the size of the triangle wave of the triangular wave oscillator. A remote management system constructed in a digital switchgear and a switchgear, wherein a square wave is generated by a pulse width modulation method to maintain a low, and the magnitude of a signal transmitted to the secondary side is changed according to the magnitude of the primary side AC voltage.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,
    상기 절연 및 신호전달부에는 상기 비교기부에서 구형파가 생성될 때 턴온되는 다이오드와 상기 다이오드에서 베이스전압이 인가되면서 턴온되는 트랜지스터가 구성되어, 상기 트랜지스터가 턴온되면서 2차측의 Vcc_S 전압이 인가되도록 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템.The insulation and signal transmission unit includes a diode that is turned on when a square wave is generated in the comparator unit and a transistor that is turned on when a base voltage is applied from the diode, so that the Vcc_S voltage of the secondary side is applied while the transistor is turned on. Remote management system built into the digital distribution panel and switchboard.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,
    상기 평활 및 조정부에는 상기 2차측으로 전달된 구형파의 펄스폭의 듀티비를 통해 직류값으로 변환시키는 평활회로와 상기 변환되는 직류값의 크기를 조정하는 가변저항이 포함된 조정회로가 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템.The smoothing and adjusting unit includes a smoothing circuit for converting the DC value through the duty ratio of the pulse width of the square wave transmitted to the secondary side, and an adjusting circuit including a variable resistor for adjusting the magnitude of the converted DC value. Remote management system built in digital distribution panel and switchboard.
  6. U-city 환경에 적용되는 원격 전기안전 관리시스템에 있어서,In the remote electrical safety management system applied to the U-city environment,
    수변전실의 전기설비의 안전을 진단하도록 전원라인의 교류전압/전류를 센서로 검출하여 검출된 파형에서 아크 및 부분방전을 진단, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하도록, 상기 전원라인의 교류전압/전류를 센싱하여 데이터를 검출하는 전압/전류 센싱모듈, The sensor detects the AC voltage / current of the power line to diagnose the safety of the electrical equipment of the water substation room, and transmits the data to the upper server by wireless communication while diagnosing and storing the arc and partial discharge in the detected waveform. A voltage / current sensing module for detecting data by sensing AC voltage / current,
    상기 전압/전류 센싱모듈에서 검출되는 실시간데이터를 진단모듈을 통해 분석하여 진단데이터를 생성하며, 수배전반에 설비된 계전기의 접점과의 통신신호가 입출력되는 입출력단자가 포함된 수배전반 제어모듈, A switchgear control module including an input / output terminal for inputting and outputting a communication signal with a contact of a relay installed in the switchgear by analyzing real-time data detected by the voltage / current sensing module through a diagnostic module;
    상기 디지털 수배전반의 주변환경을 검출하여 무선네트워크를 통해 센싱데이터를 출력하는 센서모듈, A sensor module for detecting the surrounding environment of the digital switchgear and outputting sensing data through a wireless network;
    상기 수배전반 제어모듈에서 출력되는 실시간데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하면서 원격서버로 전송하도록 상기 디지털 제어모듈에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하는 블랙박스와 상기 디지털 제어모듈에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터의 플로우 및 원격서버로의 전송을 제어하는 프로세서를 포함하여 구성된 게이트웨이 모듈, A black box for storing the detection data output from the digital control module and the sensing data output from the sensor module to store the real time data output from the switchboard control module and the sensing data output from the sensor module and transmit them to a remote server; A gateway module including a processor controlling a flow of detection data output from the digital control module and sensing data output from the sensor module and transmission to a remote server;
    상기 게이트웨이 모듈과 연결되어 게이트웨이모듈에서 전송되는 상기 진단데이터와 센싱데이터를 외부에서 직접 확인할 수 있도록 구성된 LCD모듈과,An LCD module connected to the gateway module and configured to directly check the diagnostic data and the sensing data transmitted from the gateway module;
    상기 수배전반 제어모듈 및 게이트웨이 모듈에 상기 전원라인의 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하는 SMPS를 포함하여 구성된 디지털 수배전반; 및A digital switchgear including an SMPS for converting and supplying an AC current of the power line to a DC current to the switchboard control module and the gateway module; And
    메인차단기와 분기차단기가 장착되며 전원라인을 통해 입력되는 교류전압/전류의 상태를 검출, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 디지털 층분전반;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템.A digital distribution panel equipped with a main circuit breaker and a branch circuit breaker and transmitting a data to a higher level server through wireless communication while detecting and storing an AC voltage / current input through a power line. Remote management system built in switchboard.
  7. U-city 환경에 적용되는 원격 전기안전 관리시스템에 있어서, In the remote electrical safety management system applied to the U-city environment,
    수변전실의 전기설비의 안전을 진단하도록 전원라인의 교류전압/전류를 센서로 검출하여 검출된 파형에서 아크 및 부분방전을 진단, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 기능이 포함된 디지털 수배전반; 및 Digitally detects the AC voltage / current of the power line with a sensor to diagnose the safety of the electrical equipment in the water substation room, and transmits the data to the host server via wireless communication while diagnosing and storing arc and partial discharges in the detected waveform. Switchboard; And
    메인차단기와 분기차단기가 장착되며 전원라인을 통해 입력되는 교류전압/전류의 상태를 검출, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하도록, The main circuit breaker and branch circuit breaker are equipped to detect and store the state of AC voltage / current input through the power line, and transmit the data to the upper server through wireless communication.
    내장된 변류기, 영상변류기를 통해 상기 전원라인에서 전압/전류신호를 검출하여 디지털변환시킨 데이터를 무선통신으로 출력하는 검출모듈이 내장된 분기차단기, Branch circuit breaker with a built-in current transformer, a detection module for detecting the voltage / current signal from the power line through the video current transformer to output the digitally converted data by wireless communication;
    상기 분기차단기의 검출모듈에서 출력된 데이터를 무선신호로 전달받아 전압/전류의 상태 및 메인차단기와 분기차단기의 ON/OFF 상태를 검출하여 검출데이터를 출력하는 디지털제어모듈,A digital control module which receives data output from the detection module of the branch breaker as a wireless signal and detects the voltage / current state and the ON / OFF state of the main circuit breaker and the branch circuit breaker and outputs detection data;
    상기 디지털 분전반의 주변환경을 검출하여 무선네트워크를 통해 센싱데이터를 출력하는 센서모듈,A sensor module for detecting the surrounding environment of the digital distribution panel and outputting sensing data through a wireless network;
    상기 수배전반 제어모듈에서 출력되는 실시간데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하면서 원격서버로 전송하도록 상기 디지털 제어모듈에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하는 블랙박스와 상기 디지털 제어모듈에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터의 플로우 및 원격서버로의 전송을 제어하는 프로세서를 포함하여 구성된 게이트웨이 모듈,A black box for storing the detection data output from the digital control module and the sensing data output from the sensor module to store the real time data output from the switchboard control module and the sensing data output from the sensor module and transmit them to a remote server; A gateway module including a processor controlling a flow of detection data output from the digital control module and sensing data output from the sensor module and transmission to a remote server;
    상기 게이트웨이 모듈과 연결되어 게이트웨이모듈에서 전송되는 상기 검출데이터와 센싱데이터를 외부에서 직접 확인할 수 있도록 구성된 LCD모듈과,An LCD module connected to the gateway module and configured to directly check the detection data and the sensing data transmitted from the gateway module;
    상기 디지털 제어모듈 및 게이트웨이 모듈에 상기 전원라인의 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하는 SMPS를 포함하여 구성된 디지털 층분전반;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반 또는 수배전반에 설비된 원격 관리 시스템.And a digital floor switchboard including an SMPS for converting and supplying an AC current of the power line to a DC current to the digital control module and the gateway module. The remote management system installed in the digital switchgear or switchgear.
  8. U-city 환경에 적용되는 원격 전기안전 관리시스템에 있어서,In the remote electrical safety management system applied to the U-city environment,
    수변전실의 전기설비의 안전을 진단하도록 전원라인의 교류전압/전류를 센서로 검출하여 검출된 파형에서 아크 및 부분방전을 진단, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하도록, 상기 전원라인의 교류전압/전류를 센싱하여 데이터를 검출하는 전압/전류 센싱모듈, The sensor detects the AC voltage / current of the power line to diagnose the safety of the electrical equipment of the water substation room, and transmits the data to the upper server by wireless communication while diagnosing and storing the arc and partial discharge in the detected waveform. A voltage / current sensing module for detecting data by sensing AC voltage / current,
    상기 전압/전류 센싱모듈에서 검출되는 실시간데이터를 진단모듈을 통해 분석하여 진단데이터를 생성하며, 수배전반에 설비된 계전기의 접점과의 통신신호가 입출력되는 입출력단자가 포함된 수배전반 제어모듈, A switchgear control module including an input / output terminal for inputting and outputting a communication signal with a contact of a relay installed in the switchgear by analyzing real-time data detected by the voltage / current sensing module through a diagnostic module;
    상기 디지털 분전반의 주변환경을 검출하여 무선네트워크를 통해 센싱데이터를 출력하도록, 아울렛의 전압을 검출하는 전압검출부와 상기 전압검출부에서 출력된 신호 파형을 증폭하는 증폭부와 상기 전압검출부의 접촉불량의 전압상태에 대한 기준전압을 생성하는 기준전압발생부와 상기 증폭부의 출력신호와 상기 기준전압 발생부의 출력신호를 상호 비교하여 상승된 전압량을 판단하는 비교부 및 상기 비교부에서 판단된 상승된 전압량을 디지털화하여 상기 게이트웨이모듈로 전송하는 통신부를 포함하는 아울렛 접촉불량 검출센서를 포함하여 구성되어 검출신호를 Zigbee 무선통신방식으로 센싱데이터를 출력하는 센서모듈,The voltage detection unit for detecting the voltage of the outlet, the amplifier for amplifying the signal waveform output from the voltage detection unit and the voltage of the voltage detection unit to detect the surrounding environment of the digital distribution panel and output the sensing data through the wireless network. A comparison unit for generating a reference voltage for a state and an output signal of the amplification unit and an output signal of the reference voltage generator to determine an increased voltage amount, and an increased voltage amount determined by the comparison unit A sensor module configured to include an outlet contact failure detection sensor including a communication unit for digitizing the signal and transmitting the same to the gateway module, and outputting the detection signal through Zigbee wireless communication;
    상기 수배전반 제어모듈에서 출력되는 실시간데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하면서 원격서버로 전송하는 게이트웨이 모듈,Gateway module for storing the real-time data output from the switchboard control module and the sensing data output from the sensor module and transmitting to the remote server,
    상기 게이트웨이 모듈과 연결되어 게이트웨이모듈에서 전송되는 상기 진단데이터와 센싱데이터를 외부에서 직접 확인할 수 있도록 구성된 LCD모듈과,An LCD module connected to the gateway module and configured to directly check the diagnostic data and the sensing data transmitted from the gateway module;
    상기 수배전반 제어모듈 및 게이트웨이 모듈에 상기 전원라인의 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하는 SMPS를 포함하여 구성된 디지털 수배전반; 및A digital switchgear including an SMPS for converting and supplying an AC current of the power line to a DC current to the switchboard control module and the gateway module; And
    메인차단기와 분기차단기가 장착되며 전원라인을 통해 입력되는 교류전압/전류의 상태를 검출, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 디지털 층분전반;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반과 수배전반에 구축된 원격 관리 시스템.A digital distribution panel equipped with a main circuit breaker and a branch circuit breaker and transmitting a data to a higher level server through wireless communication while detecting and storing an AC voltage / current input through a power line. Remote management system built in switchboard.
  9. U-city 환경에 적용되는 원격 전기안전 관리시스템에 있어서, In the remote electrical safety management system applied to the U-city environment,
    수변전실의 전기설비의 안전을 진단하도록 전원라인의 교류전압/전류를 센서로 검출하여 검출된 파형에서 아크 및 부분방전을 진단, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하는 기능이 포함된 디지털 수배전반; 및 Digitally detects the AC voltage / current of the power line with a sensor to diagnose the safety of the electrical equipment in the water substation room, and transmits the data to the host server via wireless communication while diagnosing and storing arc and partial discharges in the detected waveform. Switchboard; And
    메인차단기와 분기차단기가 장착되며 전원라인을 통해 입력되는 교류전압/전류의 상태를 검출, 저장하면서 무선통신으로 데이터를 상위서버로 전송하도록, The main circuit breaker and branch circuit breaker are equipped to detect and store the state of AC voltage / current input through the power line, and transmit the data to the upper server through wireless communication.
    내장된 변류기, 영상변류기를 통해 상기 전원라인에서 전압/전류신호를 검출하여 디지털변환시킨 데이터를 무선통신으로 출력하는 검출모듈이 내장된 분기차단기, Branch circuit breaker with a built-in current transformer, a detection module for detecting the voltage / current signal from the power line through the video current transformer to output the digitally converted data by wireless communication;
    상기 분기차단기의 검출모듈에서 출력된 데이터를 무선신호로 전달받아 전압/전류의 상태 및 메인차단기와 분기차단기의 ON/OFF 상태를 검출하여 검출데이터를 출력하는 디지털제어모듈, A digital control module which receives data output from the detection module of the branch breaker as a wireless signal and detects the voltage / current state and the ON / OFF state of the main circuit breaker and the branch circuit breaker and outputs detection data;
    상기 디지털 분전반의 주변환경을 검출하여 무선네트워크를 통해 센싱데이터를 출력하도록, 아울렛의 전압을 검출하는 전압검출부와 상기 전압검출부에서 출력된 신호 파형을 증폭하는 증폭부와 상기 전압검출부의 접촉불량의 전압상태에 대한 기준전압을 생성하는 기준전압발생부와 상기 증폭부의 출력신호와 상기 기준전압 발생부의 출력신호를 상호 비교하여 상승된 전압량을 판단하는 비교부 및 상기 비교부에서 판단된 상승된 전압량을 디지털화하여 상기 게이트웨이모듈로 전송하는 통신부를 포함하는 아울렛 접촉불량 검출센서를 포함하여 구성되어 검출신호를 Zigbee 무선통신방식으로 센싱데이터를 출력하는 센서모듈,The voltage detection unit for detecting the voltage of the outlet, the amplifier for amplifying the signal waveform output from the voltage detection unit and the voltage of the voltage detection unit to detect the surrounding environment of the digital distribution panel and output the sensing data through the wireless network. A comparison unit for generating a reference voltage for a state and an output signal of the amplification unit and an output signal of the reference voltage generator to determine an increased voltage amount, and an increased voltage amount determined by the comparison unit A sensor module configured to include an outlet contact failure detection sensor including a communication unit for digitizing the signal and transmitting the same to the gateway module, and outputting the detection signal through Zigbee wireless communication;
    상기 디지털 제어모듈에서 출력되는 검출데이터와 상기 센서모듈에서 출력되는 센싱데이터를 저장하면서 원격서버로 전송하는 게이트웨이 모듈,A gateway module which stores the detection data output from the digital control module and the sensing data output from the sensor module and transmits them to a remote server;
    상기 게이트웨이 모듈과 연결되어 게이트웨이모듈에서 전송되는 상기 검출데이터와 센싱데이터를 외부에서 직접 확인할 수 있도록 구성된 LCD모듈과, An LCD module connected to the gateway module and configured to directly check the detection data and the sensing data transmitted from the gateway module;
    상기 디지털 제어모듈 및 게이트웨이 모듈에 상기 전원라인의 교류전류를 직류전류로 변환시켜 공급하는 SMPS를 포함하여 구성된 디지털 층분전반;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 분전반 또는 수배전반에 설비된 원격 관리 시스템.And a digital floor switchboard including an SMPS for converting and supplying an AC current of the power line to a DC current to the digital control module and the gateway module. The remote management system installed in the digital switchgear or switchgear.
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