KR101120076B1 - 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄 전력측정 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄 전력측정 시스템에 관한 것으로, 그 목적은 전력소비장치의 전력소비량을 3상 4선식 전력공급선의 전력공급 중단없이 무정전으로 측정함과 동시에 병렬연결 구조를 구비한 무정전 병렬형 전력측정장치를 이용하여 복수개의 전력공급선에서 일괄적으로 전력을 측정하는 일괄 전력측정 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 기 작동중인 소비전력 계측대상 기기에 전류를 공급하는 3상4선 배선방식 전력공급선 둘레에 설치되어 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류 값을 검출하는 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서와; 상기 전력공급선의 전력을 입력받는 4개의 접점으로 이루어진 입력 단자와 이 입력단자와 회로연결된 4개의 접점을 가지는 전압측정을 위한 병렬연결용 출력 단자를 구비하여 전력계측 기기 내부 전압 세기를 측정하는 전압 검출부와; 회로연결된 상기 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서 및 전압 검출부로부터 입력된 아날로그 자기장 세기 및 전압 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환부와; 상기 전압 검출부와 체결되어 일부 전력으로 작동 전원을 공급하는 전원관리부;를 포함하여 구성된 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄전력 측정 시스템을 발명의 특징으로 한다.
본 발명의 구성은 기 작동중인 소비전력 계측대상 기기에 전류를 공급하는 3상4선 배선방식 전력공급선 둘레에 설치되어 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류 값을 검출하는 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서와; 상기 전력공급선의 전력을 입력받는 4개의 접점으로 이루어진 입력 단자와 이 입력단자와 회로연결된 4개의 접점을 가지는 전압측정을 위한 병렬연결용 출력 단자를 구비하여 전력계측 기기 내부 전압 세기를 측정하는 전압 검출부와; 회로연결된 상기 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서 및 전압 검출부로부터 입력된 아날로그 자기장 세기 및 전압 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환부와; 상기 전압 검출부와 체결되어 일부 전력으로 작동 전원을 공급하는 전원관리부;를 포함하여 구성된 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄전력 측정 시스템을 발명의 특징으로 한다.
Description
본 발명은 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄 전력측정 시스템에 관한 것으로, 자세하게는 기존에 설치된 임의의 전력소비 설비에서의 전력측정시 가동중인 설비의 전력공급선 절단없이 무정전으로 측정하는 자기장센서를 구비한 전력 측정장치를 이용하여 복수 측정 개소에 대한 전력 측정이 필요시 기 연결된 단위 전력측정 장치에 필요한 측정개소에 해당하는 만큼의 복수개의 단위 전력측정 장치를 병렬연결하여 일괄적으로 전체 전력소비 설비에서의 전력을 무정전으로 측정하는 시스템에 관한 것이다.
최근 각국 정부, 지자체, 회사 및 가정 등은 날로 증가하고 있는 지구온난화 및 이상기온 현상을 발생시키는 온실가스의 배출량을 줄이기 위한 다양한 노력을 기울이고 있다. 이러한 에너지 절감 및 온실가스 발생량 감소 활동은 전 세계적인 환경운동으로 자리 잡히고 있으며 각국은 온실가스 발생의 저감을 위하여 다양한 환경기술을 도입하고 있다.
지구온난화를 방지하기 위해 관리되고 있는 온실가스로는 CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6의 총 6개 물질이 관리된다.
온실가스의 배출량 계산법에는 에너지 사용량에 온실가스별 배출계수를 곱하여 산출하는 방식이 존재한다.
온실가스 배출량 기본 산출식은 다음과 같다.
온실가스 배출량 = 에너지원 사용량 x 배출계수 x 보정계수 (산출식)
상기 배출계수는 온실가스의 종류와 에너지원에 따라 달리 책정된다
한편, 에너지원의 종류는 전력, 수도, 가스, 온수, 스팀, 유류 등 다양하며, 동일한 에너지원이라 하더라도 소비하는 대상이 다른 경우에는 각각의 온실가스 배출량에 차이가 따른다. 여기서 에너지 소비 대상이 다르다 함은, 소비주체의 산업구분(아래 표 참조)이 다르거나 연료소비 설비의 상이함으로 인하여 배출계수가 달라짐을 의미한다(차량별 연비가 다른 것과 같은 개념). 또한 보정계수에는 동일한 연료소비 장치라 할지라도 장치의 노후에 따른 효율 등 따라 발생되는 온실가스 배출량 정도를 수치로 정의한다.
다음은 CH4 온실가스의 에너지원 및 소비대상별 배출계수이다. 산업별, 에너지원별 배출계수가 다름을 확인할 수 있다.
따라서 온실가스별 배출계수는 계측포인트 1개소 별로 [온실가스종류, 에너지원종류, 에너지사용량, 산업구분, 설비종류, 설비별특성치] 의 배출계수 산출용 자료가 준비되어야 산출이 가능하다.
상기한 바와 같은 온실가스를 저감하기 위한 노력의 일환으로 최근에는 새로 지어지는 건물이나 공장 또는 아파트 등과 같은 공동주택 등에서는 소비전력량이 적은 설비를 구비하여 온실가스발생을 저감하고 이를 모니터링하는 추세이다.
하지만 이와 같은 노력에도 불구하고 대부분의 측정 대상 전력소비 기기들이 기존에 설치된 관계로 실제 어느 설비가 어느 정도의 소비전력을 소모하는지를 알수가 없어서 현실적으로 전체 공장 단위면 공장단위 전체로만 소비전력을 측정하거나 기존 개별 전력계에 연결된 여러 기기들의 소비전력 전체 총합만을 알 수 있어서 개별 기기들에 대한 측정이 불가하기 때문이며, 이로 인해 실제 온실가스 저감을 위한 모니터링이 제대로 실시되지 못하고 있는 실정이다.
온실가스 발생량을 저감하기 위해서는 지속적인 모니터링이 필요한데 온실가스가 발생되는 측정 대상 설비들이 대부분 가동중인 공장이나 건물에 설치된 관계로 이러한 설비들에 소비전력 측정 장치를 설치하기 위해서는 전력공급선을 절단한 후 측정장치를 연결 설치해야 함으로 인해, 정전에 따른 공장 가동이 중단이 발생하여 이를 복구하는데 따른 시간과 금전적 손실이 커 함부로 소비전력 측정장치를 설치할 수 없기 때문이다.
특히, 가정 및 사무공간과 같은 환경에서는 측정 대상에 전력공급이 잠시 중단된다 하더라도 별다른 문제가 발생하지 않지만 산업현장 혹은 공장건물에서는 상황이 달라진다. 24시간 전력공급이 중단되지 않아야 하는 설비가 존재한다. 제품을 생산하는 라인에 전력을 공급하는 설비나 실시간 데이터를 수집하는 콘트롤머신 등은 1초의 순간도 전력공급이 중단되면 막대한 손실을 가져오게 된다.
더욱이, 계측 대상이 항시 전력을 공급받아야 하는 대상은 아니더라도 설치 대상의 개수가 많게 되면 설치에 소요되는 시간이 증가하게 되므로 업무에 방해활동으로 작용된다. 산업공장에서는 라인의 중단에 소요되는 시간의 발생은 손실로 이어지게 되는 것이다.
상기와 같은 전력소비 설비들에 대한 온실가스 발생량 측정을 위한 종래 전력계 장치들을 살펴보면 대한민국 특허출원 제 10-2002-0068234호, 대한민국 특허출원 제 10-2008-0022178, 대한민국 실용신안 출원 제 20-2003-0030581호가 있다.
하지만 이와 같은 종래 전력계 장치들은 모두 전력을 사용하는 대상의 소비전력 측정을 위해서는 상위의 전력공급선에 전력계를 설치해야 하고, 이대 필연적으로 상단 전력공급선을 절단 후 양단을 전력계에 연결해야 함으로 인해 전력공급이 일시 중단되는 상태가 발생된다는 구조적인 문제점 또는 전력공급선을 전력계의 내부로 통과시켜 도선에 흐르는 전기 에너지의 양을 감지하도록 구성함으로써 전력공급선의 양 끝단이 모두 체결되어 있는 환경에서 전력계를 추가로 설치시에는 전력공급선의 체결을 해제하여야 전력계의 설치가 가능하므로 전력공급이 중단된다는 구조적인 문제점이 있다.
상기한 종래의 전력측정시의 정전 문제를 해결한 발명으로는 본 출원인의 선출원건인 대한민국 특허출원 제 10-2010-33324호가 있다. 하지만 이 기술은 비록 분리형 자기장 감지센서를 구비하여 전력을 측정하고 독립된 전압측정부에서 전압을 측정하는 구조를 띄고 있어서 정전 문제는 해결한 장점이 있지만, 측정개소에 전압측정부 및 전력측정부가 개별적으로 연결하게 구성되어 있어 측정개소가 복수일 경우에는 병렬설치를 할 수가 없는 구조여서 복수개의 측정장소를 통한 전력측정시 일괄적으로 측정하지 못하고 순차적으로 측정하는 방법을 취하던가 아니면 각각의 장치가 모두 전원측정부와 전력측정부를 개별적으로 설치해야만 한다는 불편함이 있다.
이하 보다 구체적으로 첨부된 도면을 첨부하여 종래 기술의 문제점을 설명한다.
도 4는 종래 한 실시예에 따른 전력측정장치이다. 도시된 바와 같이 종래 기술은 소비전력 계측기가 주 전원공급부와 계측대상 사이에 설치시 도선의 직접적인 체결이 필요함으로 인해 구조적으로 전선을 단선 시킨 후 설치하는 구조임을 알 수 있어 무정전 설치가 불가능함을 알 수 있다. 이에 따라 공장과 같은 생산설비 라인에 설치하기 위해서는 라인을 일시 정지해야 하는 리스크가 발생했다.
또한 주 전원 공급부의 케이블에서 전류와 전압을 측정하는 구조적 한계로 병렬설치가 불가능함을 알 수 있다.
도 5는 종래 다른 실시예에 따른 전력측정장치이다. 도시된 바와 같이 종래 기술은 비록 단선을 시키지 않고 내부를 통과시키는 구조를 가지고 있지만 배전반 설치시 같이 설치하거나 단선 시킨 후 내부에 전선을 통과시키기 때문에 무정전 설치가 불가능한 구조임을 알 수 있다. 따라서 공장에서 설치하기 위해서는 라인을 일시 정지해야 하는 리스크가 발생했다.
또한 정확한 전압값 측정을 위해 전압측정부를 외부에 배치했지만 전력계를 설치할 때마다 전압측정을 위해 도선을 분기해야 하는 불편함이 있어 구조적으로 병렬형 설치가 불가능하며, 배전반 내에 여러 개의 계측기를 설치할 시 배전반이 매우 복잡해지게 됨을 알 수 있고, 특히 3상 4선 장치일 경우에는 더욱 복잡한 구조를 띄게 된다.
도 6은 종래 또 다른 실시예에 따른 전력측정장치이다. 도시된 기술은 본 출원인의 선출원건인 대한민국 특허 제 10-2010-33324호를 이용하여 3상 4선 장치에 적용한 예이다. 비록 개시된 기술은 종래 다른 기술처럼 단선시키지 않고 분리형 자기장 감지센서를 이용 전선에 형성된 자기장의 강약을 측정하여 전류를 측정하는 방식이기 때문에 무정전 설치가 가능한 구조라는 장점을 가지지만, 전력계를 설치할 때마다 전압측정을 위해 도선을 분기해야 하는 불편함이 있어 구조적으로 병렬형 설치가 불가능 하다는 단점을 가지고 있다.
물론 배전반 내에 여러 개의 전력계를 설치할수 있지만 이 경우 배전반이 매우 복잡해진다는 문제점이 있고, 더욱이 현실적으로 배전반을 별도로 크게 제작하지 않는 한 복잡하게 개별 설치할 수 있는 개수가 한정되어 있다는 구조적인 문제점을 가지고 있다.
상기한 종래 기술을 종합하면 무정전으로 전력을 측정하면서 병렬연결된 구조의 전력측정장치가 없음을 알 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기 가동중인 전력소비장치의 전력소비량을 3상 4선식 전력공급선의 전력공급 중단없이 무정전으로 측정함과 동시에 병렬형 전압측정 구조를 구비한 단위 무정전 병렬형 전력측정장치를 이용하여 복수개의 전력소비장치에 대한 전력측정시 병렬로 단위 무정전 병렬형 전력측정장치를 연결하여 하나의 전력측정장치만 주전원의 배전반과 연결하여 전압과 전류를 측정하고, 나머지 단위 전력측정장치들에서는 전류량만 측정하고 전압은 병렬형 전압측정 구조를 제공해 별도의 회로 결선이 없이 구성해 복수개의 전력공급선에서 일괄적으로 전력을 측정하는 일괄 전력측정 시스템을 제공하는 데 있다.
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또한 본 발명의 다른 목적은 대부분의 국내 산업체의 배전반 내부가 추가적인 장치 설치 공간이 부족한 경우가 대부분이므로 병렬형 전압측정 구조를 구비하여 설치작업 및 설치 시간을 단순화시킴으로써 복수개의 단위 전력측정장치들의 설치 구조를 단순화시킨 일괄 전력측정 시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 실시형태로, 주전원과 연결된 3상 4선 배선방식 전력공급선과 이 전력공급선에서 분지된 복수개의 3상 4선 배선방식 전력공급선의 전력을 측정하는 시스템에 있어서,
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단위 무정전 병렬형 전력측정 장치를 복수개 구비하여, 어느 하나의 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치는 주전원과 연결된 전력공급선에 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서를 무정전방식으로 연결하여 전류를 측정하고, 전력공급선의 4개 접점과 연결된 전압 검출부의 입력 단자를 통해 전압을 측정하도록 구성된 제 1 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치와;
상기 제 1 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치와 병렬 연결되어 주전원과 연결된 전력공급선에서 분지된 복수개의 전력공급선에 각각 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서를 연결하여 전류를 측정하고, 전압 측정은 상기 제 1 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치와 병렬설치하여 일괄적으로 측정토록 구성한 나머지 복수개의 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치들;로 구성하여 일괄적으로 전력을 측정토록 구성하되,
상기 무정전 병렬형 전력측정 장치는, 분리형 자기장 감지센서, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환부, 작동전원을 공급하는 전원관리부, 예비전원부. 전력사용량 및 온실가스 배출량을 산출하여 메모리에 누적하고, 이값을 송출 제어하는 제어부, 제어부를 통해 입력된 값을 저장하고 있는 메모리, 제어부를 통해 입력받은 전력 사용량 데이터 및 온실가스 배출량 데이터를 외부로 전송하는 데이터전송부, 제어부를 통해 입력받은 데이터를 표출하는 상태표시부;를 포함하는 전력측정 장치에 있어서, 기 작동중인 소비전력 계측대상 기기에 전류를 공급하는 3상4선 배선방식 전력공급선 둘레에 설치되어 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류 값을 검출하는 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서와; 상기 전력공급선의 전력을 입력받는 4개의 접점으로 이루어진 입력 단자(21)와 이 입력단자와 회로연결된 4개의 접점을 가지는 병렬연결용 출력 단자(22)를 구비하여 전력계측 기기 내부 전압 세기를 측정하는 전압 검출부와; 회로연결된 상기 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서 및 전압 검출부로부터 입력된 아날로그 자기장 세기 및 전압 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환부와; 상기 전압 검출부와 체결되어 일부 전력으로 작동 전원을 공급하는 전원관리부;를 포함하여 구성되고,
상기 병렬 연결된 복수개의 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치는 각 전압 검출부를 구성하는 입력단자는 이웃하는 일측 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치의 출력단자와 연결되고, 출력단자는 이웃하는 타측 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치의 입력단자와 연결되어 병렬 연결 되도록 구성된 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄 전력측정 시스템을 제공함으로써 달성된다.
상기 무정전 병렬형 전력측정 장치는, 분리형 자기장 감지센서, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환부, 작동전원을 공급하는 전원관리부, 예비전원부. 전력사용량 및 온실가스 배출량을 산출하여 메모리에 누적하고, 이값을 송출 제어하는 제어부, 제어부를 통해 입력된 값을 저장하고 있는 메모리, 제어부를 통해 입력받은 전력 사용량 데이터 및 온실가스 배출량 데이터를 외부로 전송하는 데이터전송부, 제어부를 통해 입력받은 데이터를 표출하는 상태표시부;를 포함하는 전력측정 장치에 있어서, 기 작동중인 소비전력 계측대상 기기에 전류를 공급하는 3상4선 배선방식 전력공급선 둘레에 설치되어 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류 값을 검출하는 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서와; 상기 전력공급선의 전력을 입력받는 4개의 접점으로 이루어진 입력 단자(21)와 이 입력단자와 회로연결된 4개의 접점을 가지는 병렬연결용 출력 단자(22)를 구비하여 전력계측 기기 내부 전압 세기를 측정하는 전압 검출부와; 회로연결된 상기 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서 및 전압 검출부로부터 입력된 아날로그 자기장 세기 및 전압 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환부와; 상기 전압 검출부와 체결되어 일부 전력으로 작동 전원을 공급하는 전원관리부;를 포함하여 구성되고,
상기 병렬 연결된 복수개의 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치는 각 전압 검출부를 구성하는 입력단자는 이웃하는 일측 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치의 출력단자와 연결되고, 출력단자는 이웃하는 타측 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치의 입력단자와 연결되어 병렬 연결 되도록 구성된 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄 전력측정 시스템을 제공함으로써 달성된다.
삭제
상기와 같이 본 발명은 온실가스 발생량을 측정하기 의해 소비전력 측정이 필요한 가정 및 사무공간은 물론 24시간 전력공급이 중단되지 않아야 하는 설비를 가진 산업현장 혹은 공장건물 등의 기존 설비에 대하여 분리형 자기장 감지센서를 이용 전력공급 중단없이 무정전으로 측정함과 동시에 복수개의 전력소비장치에 대한 전력측정시 병렬로 단위 무정전 병렬형 전력측정장치를 연결하여 하나의 전력측정장치만 주전원의 배전반과 연결하여 전압과 전력을 측정하고, 이와 병렬로 연결된 나머지 단위 전력측정장치들에서는 전력량만 분리형 자기장 감지센서를 통해 측정하고, 전압은 전압 검출부에 형성된 전압측정을 위한 병렬형 전압측정 구조를 통해 별도 배선 없이 측정함으로써 일괄적으로 전체 전력공급선들에서의 전력을 측정할 수 있다는 장점과,
또한 본 발명은 일반적인 분배전반은 내부공간의 한계 때문에 많은 수의 전력측정기를 설치할 수 없고, 설치하더라도 3상 4선 구조의 배전반은 복잡하고 설치의 어려움을 동반할 수밖에 없지만 본 발명은 분전반 내에 최대한 다수의 계측기를 설치할 수 있는 병렬형 전압측정을 가능하게 하여 국내 배전반 설치에 최적화 되도록 설계되었다는 장점과,
또한 본 발명은 필요시 기 분배전반 공간 외부에 필요한 수만큼 전력측정장치를 병렬로 계속 설치할 수 있어서 기 배전반의 공간적 한계를 극복하여 각 배전반의 상황 및 사업장 상황에 영향을 받지 않고 다양한 패턴으로 설치가 가능하여 보다 자세한 에너지 모니터링이 가능하며, 여러 가지 환경 정책에 적극적으로 대응을 할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 한실시예에 따른 단위 무정전 병렬형 전력 측정장치를 보인 사시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 단위 무정전 병렬형 전력 측정장치의 구성도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단위 무정전 병렬형 전력 측정장치 복수개를 이용한 일괄 전력 측정 시스템도이고,
도 4는 종래 한 실시예에 따른 전력측정장치이고,
도 5는 종래 다른 실시예에 따른 전력측정장치이고,
도 6은 종래 또 다른 실시예에 따른 전력측정장치이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 단위 무정전 병렬형 전력 측정장치의 구성도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단위 무정전 병렬형 전력 측정장치 복수개를 이용한 일괄 전력 측정 시스템도이고,
도 4는 종래 한 실시예에 따른 전력측정장치이고,
도 5는 종래 다른 실시예에 따른 전력측정장치이고,
도 6은 종래 또 다른 실시예에 따른 전력측정장치이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 한실시예에 따른 단위 무정전 병렬형 전력 측정장치를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 단위 무정전 병렬형 전력 측정장치의 구성도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 기 작동중인 소비전력 계측대상 기기에 전류를 공급하는 전력공급선 둘레에 설치되어 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류 값을 검출하는 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서(1)가 설치된다.
이 자기장 감지센서는 종래 본 출원인의 선행 특허인 대한민국 특허 제 10-2010-33324호에 개시된 구조와 동일한 센서를 사용한다. 구체적인 기술은 해당 특허에 개시되어 있으므로 중복 설명은 생략한다. 단지 간단하게 설명하자면 분리형 자기장 감지센서는 바람직하게는 도넛 형상을 한 피복된 전력공급선이 삽입되는 일지점이 절개된 원형 또는 다각 구조의 센서본체와, 센서본체 일지점 구간과 분리 결합되는 분리부로 구성되고, 이와 같이 구성된 분리형 자기장 감지센서의 중앙부에 주전력공급선을 위치시킨 후 분리부를 끼우게 되면 무정전하에서 전력공급선의 절단 없이 기존 설비에 자기장을 이용하여 전류를 측정하게 된다. 즉, 1차 측인 전력공급선에 전류가 흐르면 자기장 감지센서의 코일에 유도전류가 흐르게 되어 전류값을 측정하게 된다. 이 때문에 소비전력 측정 대상에 공급되는 전력공급선의 피복 외부에 체결되어 전력공급선의 단선 없이 설치할 수 있기 때문에 무정전 구성이 가능하다.
또한 분리형 자기장 감지센서는 유일하게 외부에 위치하는 구성요소로 3개의 센서로 이루어지는데, 이와 같이 3개의 분리형 자기장센서를 구비한 이유는 우리나라의 표준 배전방식이 3상 4선식 배전 방식이기 때문에 이에 대응하여 주전력선에서 측정하도록 함이다. 참고로 3상 4선식은 삼상 변압기의 권선이 Y 형으로 결선된 것인 데 동력원으로 사용되는 삼상 380V 전원과 가정용 표준 전압인 단상 220V(한상과 중성선의 전압)를 동시에 얻을 수 있는 배전 방식이다.
본 발명의 분리형 자기장 센서 3개를 통해 3상 4선방식에서 전류 측정시 설치 위치는 R/S/T/N 중 R/S/T에 설치하면 된다.
또한 본 발명은 상기 전력공급선의 전력을 입력받는 4개의 접점으로 이루어진 입력 단자(21)와 이 입력단자와 회로연결된 4개의 접점을 가지는 전압측정을 위한 병렬연결용 출력 단자(22)를 구비하여 전력계측 기기 내부 전압 세기를 측정하는 전압 검출부(2)가 구성된다.
즉, 상기 입력 단자(21)는 주전원과 연결된 3상 4선식 주전력공급선의 전압을 측정하게 된다. 또한 상기 출력 단자(22)는 입력단자와 동일한 전압이 측정된다. 그 이유는 같은 배전반에서는 흐르는 전류의 양만 차이가 있고 전압은 원칙적으로 동일한 값을 띄게 되기 때문이다. 따라서 출력단자(22)에서 나온 전선을 다른 무정전 병렬형 전력측정장치의 입력단자에 연결하는 구성으로 1포인트 다측정의 개념을 실현시키게 된다. 이런 원리로 다수의 전력측정장치를 병렬식으로 연결할 수 있다.
따라서 일측에 설치된 단위 무정전 병렬형 전력측정장치의 출력 단자(22)와 타측에 설치된 단위 무정전 병렬형 전력측정장치의 입력 단자(21)가 병렬 연결되는 방식으로 연결되어 주전력선에서 분지된 복수개의 전력선에서의 새로운 결선을 통해 개별 전압값을 측정할 필요가 없고, 분리형 자기장센서를 이용하여 유도전류 값만 측정하면 된다.
즉, 상기 전압 검출부(2)의 입력단자(21)는 최초의 단위 무정전 병렬형 전력측정장치에서는 전력공급선의 접점(배전반에 설치된 여유 접점) 4개와 연장도선으로 연결되고, 그 이후의 단위 무정전 병렬형 전력측정장치의 입력단자(21)는 이웃하는 단위 무정전 병렬형 전력측정장치의 출력단자(22)와 연결되어 병렬 연결구성된다.
이때 각 단위 무정전 병렬형 전력측정장치의 작동 전원은 입력 단자(21)를 통해 공급받으면 된다.
또한 본 발명은 회로연결된 상기 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서(1) 및 전압 검출부(2)로부터 입력된 아날로그 자기장 세기 및 전압 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환부(3)가 구성된다. 이 A/D변환부(3)에서 변환된 디지털 값은 제어부(Main Control Unit)로 전달된다.
또한 본 발명은 상기 전압 검출부(2)와 체결되어 일부 전력으로 작동 전원을 공급하는 전원관리부(4)가 구성된다.
이때 비상시 등에 전원관리부로의 전력이 중단될 경우를 대비하여 상기 전원관리부(4)와 체결되어 일부 전력을 축적하는 예비전원부(5)가 예비적으로 구성되어 항시 안정적인 측정 상태가 이루어지게 구성한다.
또한 본 발명은 상기 A/D변환부(3)에서 전류데이터 및 전압 데이터를 수신 받은 후 전력사용량을 계산하고, 이를 메모리에 기록되어 있는 배출계수 값을 곱해 온실가스 배출량을 산출하여 메모리에 누적함과 동시에 상태표시부, 데이터 전송부를 통해 송출하도록 제어하는 제어부(6)가 구성된다.
또한 본 발명은 제어부를 통해 입력된 전력 사용량의 누적 데이터, 온실가스 배출량 누적 데이터, 온실가스 배출량 산출을 위한 배출계수 데이터, 데이터 출력 주기값 및 데이터 전송부를 통하여 송출한 데이터가 통신오류 발생시 미전송 데이터를 저장하고 있는 메모리(7)가 구성된다.
또한 본 발명은 제어부를 통해 입력받은 전력 사용량 데이터 및 온실가스 배출량 데이터를 외부로 전송하는 데이터전송부(8)가 구성된다. 데이터 전송방법은 RF, Wibro, CDMA, HSDPA, PLC, TCP/IP, PSTN 등 기존의 유/무선 통신 방법을 계측 포인트에 따라 적절히 조합하여 활용한다.
또한 본 발명은 제어부를 통해 입력받은 전력 사용량 데이터 및 온실가스 배출량 데이터를 표출하는 상태표시부(9);로 구성된다. 이 상태표시부로는 LCD, LED 등 육안으로 판독 가능한 매체를 이용하여 데이터를 표출한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단위 무정전 병렬형 전력 측정장치 복수개를 이용한 일괄 전력 측정 시스템도이다.
도시된 바와 같이 주전원에서 배선된 3상4선식 주전력공급선이 있고, 여기서 개별 사무실(도면에서는 1사무실, 2사무실, 3 사무실로 표시됨) 또는 전력소모기기들이 설치된 공간으로 분지된 전력선들이 도시되어 있다. 이러한 전력선들이 복수개의 전력소모 기기들이 연결된 전력 상위단들이다.
이러한 다수의 전력공급선들에서 사용되고 있는 전력량을 일괄적으로 알기 위해 전류값 및 전압값을 측정해야 하는데, 본 발명에서는 하나의 단위 무정전 병렬형 전력측정장치가 전력공급선의 접점(배전반에 설치된 여유 접점) 4개와 연장도선으로 연결되어 전압을 측정하게 되고, 그 이후의 단위 무정전 병렬형 전력측정장치의 입력단자(21)는 이웃하는 단위 무정전 병렬형 전력측정장치의 출력단자(22)와 연결되어 통전되도록 하고 이와 같은 방식으로 계속 병렬 연결구성함으로써 주전력선과 연결되는 별도의 접점 연결을 위한 결선이 필요치 않다.
이후 필요한 수만큼의 단위 무정전 병렬형 전력측정장치의 분리형 자기장센서를 주전력선에서 분지된 분지 주전력선들에 무정전으로 방식으로 설치하여 각 사용처에서의 전류값을 측정하게 된다.
이 때문에 본 발명은 동시에 일괄적인 전력량을 측정하게 되어, 총괄적인 온실가스 배출량 측정 및 모니터링이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 측정 정확도는 정전 후 직접 체결방식에 비하여 오차율이 조금 증가할 수 있다. 하지만 성능평가결과 시 ± 0.3% 정도의 오차율이 발생하고 있으며 이것은 기존방식에서도 발생할 수 있는 범위 내에 오차율이다.
더욱이 이러한 오차는 단위 무정전 병렬형 전력측정장치에서 오차보정을 하여 측정값은 신뢰성을 가지게 된다. 이 때문에 국내의 다양한 산업 환경에 유동적으로 대응할 수 있고, 기존 분배전반 내의 스페어 접점을 통해 상기와 같이 복수개를 설치시 배선이 복잡하지 않게 되고, 혹 설치할 공간이 없을 경우에 추가적인 배전반을 설치하거나 그냥 필요한 개수만큼 단위 무정전 병렬형 전력측정장치를 추가하여 설치할 수 있게 되어 공간의 제약을 받지 않으며 이로 인해 다양한 종류의 산업현장에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명은 상기 시스템도에서 보이는 바와 같이 기존 분배전반에 대해 공간적 영향을 받지 않는 특성으로 전력사용 패턴분석이 용이하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 분리형 자기장 감지센서 (2) : 전압검출부
(3) : A/D변환부 (4) : 전원관리부
(5) : 예비전원부 (6) : 제어부
(7) : 메모리 (8) : 데이터 전송부
(9) : 상태표시부 (21) : 입력단자
(22) : 출력단자
(1) : 분리형 자기장 감지센서 (2) : 전압검출부
(3) : A/D변환부 (4) : 전원관리부
(5) : 예비전원부 (6) : 제어부
(7) : 메모리 (8) : 데이터 전송부
(9) : 상태표시부 (21) : 입력단자
(22) : 출력단자
Claims (3)
- 삭제
- 주전원과 연결된 3상 4선 배선방식 전력공급선과 이 전력공급선에서 분지된 복수개의 3상 4선 배선방식 전력공급선의 전력을 측정하는 시스템에 있어서,
단위 무정전 병렬형 전력측정 장치를 복수개 구비하여, 어느 하나의 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치는 주전원과 연결된 전력공급선에 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서를 무정전방식으로 연결하여 전류를 측정하고, 전력공급선의 4개 접점과 연결된 전압 검출부의 입력 단자를 통해 전압을 측정하도록 구성된 제 1 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치와;
상기 제 1 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치와 병렬 연결되어 주전원과 연결된 전력공급선에서 분지된 복수개의 전력공급선에 각각 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서를 연결하여 전류를 측정하고, 전압 측정은 상기 제 1 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치와 병렬설치하여 일괄적으로 측정토록 구성한 나머지 복수개의 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치들;로 구성하여 일괄적으로 전력을 측정토록 구성하되,
상기 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치는 분리형 자기장 감지센서, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환부, 작동전원을 공급하는 전원관리부, 예비전원부. 전력사용량 및 온실가스 배출량을 산출하여 메모리에 누적하고, 이값을 송출 제어하는 제어부, 제어부를 통해 입력된 값을 저장하고 있는 메모리, 제어부를 통해 입력받은 전력 사용량 데이터 및 온실가스 배출량 데이터를 외부로 전송하는 데이터전송부, 제어부를 통해 입력받은 데이터를 표출하는 상태표시부;를 포함하는 전력측정 장치에 있어서, 기 작동중인 소비전력 계측대상 기기에 전류를 공급하는 3상4선 배선방식 전력공급선 둘레에 설치되어 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류 값을 검출하는 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서와; 상기 전력공급선의 전력을 입력받는 4개의 접점으로 이루어진 입력 단자와 이 입력단자와 회로연결된 4개의 접점을 가지는 전압측정을 위한 병렬연결용 출력 단자를 구비하여 전력계측 기기 내부 전압 세기를 측정하는 전압 검출부와; 회로연결된 상기 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서 및 전압 검출부로부터 입력된 아날로그 자기장 세기 및 전압 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환부와; 상기 전압 검출부와 체결되어 일부 전력으로 작동 전원을 공급하는 전원관리부;를 포함하여 구성되고,
상기 병렬 연결된 복수개의 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치는 각 전압 검출부를 구성하는 입력단자는 이웃하는 일측 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치의 출력단자와 연결되고, 출력단자는 이웃하는 타측 단위 무정전 병렬형 전력측정 장치의 입력단자와 연결되어 병렬 연결 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄전력 측정 시스템.
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| KR1020110049603A KR101120076B1 (ko) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄 전력측정 시스템 |
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| KR1020110049603A KR101120076B1 (ko) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄 전력측정 시스템 |
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| KR101318982B1 (ko) | 2013-05-10 | 2013-10-16 | (주) 에코센스 | 다양한 규격의 전력 공급선에 대한 전력을 측정하는 카트리지 방식의 무정전 전력 측정장치 |
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