KR101149367B1 - 모듈형 통합 전력 감시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 모니터와 슬롯 카드 방식의 메인 모듈을 단품으로 구성하고 상기에 슬롯 카드에 필요한 모듈을 삽입하여 전력을 감시하도록 한 모듈형 통합 전력 감시 장치에 관한 것으로서, 다수의 수납공간을 갖는 모듈 본체와, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 주변기기의 전력을 측정하는 전력계측 모듈과, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 외부와 통신을 수행하는 통신 모듈과, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 각종 선로의 개폐나 기기의 제어와 감시를 수행하는 스위치보드 모듈과, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 상기 각 모듈에서 측정된 정보를 저장하고 분석하는 CPU 모듈과, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납된 각 모듈에 필요한 전원을 공급하는 전원공급 모듈과, 상기 모듈 본체의 수납 공간에 수납되어 사용자의 사용 유무를 판단하는 IR카드 모듈과, 상기 모듈 본체와 네트워크를 통해 연결되어 관리자의 필요에 따라 상기 각 모듈에서 측정된 정보를 디스플레이하는 디스플레이장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

모듈형 통합 전력 감시 장치{Module type United Power System Monitor}
본 발명은 전력 감시 장치에 관한 것으로, 특히 슬롯 카드 방식의 모듈화를 통해 감지 장치의 가격을 다운시키도록 한 모듈형 통합 전력 감시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 공장, 학교, 건물 등의 여러 분야의 작업장에서, 전력을 사용하여 소정의 작업을 행하는 장비는 전원을 공급하는 본체, 이 본체로부터 전원을 공급받아 실제 작업을 수행하는 작업기 및 본체로부터 작업기까지 전력을 전송하는 케이블로 이루어져 있다.
대부분의 작업장에서 본체와 작업기는 인접해 있기보다는 비교적 원거리로 격리되어 있다. 또한, 여러 분야의 작업장의 소비 전력의 상태를 감지하는 중앙 통제소가 있으며, 이 중앙 통제소는 작업장에 과부하로 인한 화재 발생 위험을 감시하고, 이 감시 결과를 작업장이 상주해 있는 작업자에게 알려주며, 작업자는 이에 대한 조치를 취하여 화재 발생을 막을 수 있다.
이와 같이, 전력의 감시를 위하여 모든 작업장에서는 중앙 통제소의 감시 결과를 통제받는 작업자가 항상 대기하고 있어야 하므로, 이는 인건비 상승의 원인이 되고, 또한 작업자가 적절한 제어 동작을 취하지 않은 경우 전력 손실은 물론 엄청난 재해가 종종 발생할 수도 있는 위험성이 항상 내재해 있었다.
또한, 감시를 위해서는 고가의 감시설비가 필요하므로 감시설비를 설치하기 위해 비용도 많이 드는 문제점이 있다. 즉, 각각의 전력을 감시하기 위해 일체형으로 제작되는 터치 모니터와 메인 CPU를 장소에 따라 필요한 모듈과 상관없이 여러 모듈을 탑재하여 설치함으로써 설치 비용이 상승한다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로 터치 모니터와 슬롯 카드 방식의 메인 모듈을 단품으로 구성하고 상기에 슬롯 카드에 필요한 모듈을 삽입하여 전력을 감시하도록 한 모듈형 통합 전력 감시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 모듈형 통합 전력 감시 장치는 다수의 수납공간을 갖는 모듈 본체와, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 주변기기의 전력을 측정하는 전력계측 모듈과, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 외부와 통신을 수행하는 통신 모듈과, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 각종 선로의 개폐나 기기의 제어와 감시를 수행하는 스위치보드 모듈과, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 상기 각 모듈에서 측정된 정보를 저장하고 분석하는 CPU 모듈과, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납된 각 모듈에 필요한 전원을 공급하는 전원공급 모듈과, 상기 모듈 본체의 수납 공간에 수납되어 사용자의 사용 유무를 판단하는 IR카드 모듈과, 상기 모듈 본체와 네트워크를 통해 연결되어 관리자의 필요에 따라 상기 각 모듈에서 측정된 정보를 디스플레이하는 디스플레이장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 모듈형 통합 전력 감시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 터치 모니터와 슬롯 카드 방식의 메인 모듈을 단품으로 구성하고 상기에 슬롯 카드에 필요한 모듈을 삽입하여 전력을 감시함으로써 감시 설비의 설치 비용을 줄일 수 있다.
둘째, 메인 모듈에 통신 모듈을 삽입하여 전력설비에 이상 징후가 감지되면 운용자에게 신속하게 전달되도록 하여 사전에 조치를 취할 수 있게 함으로써 화재나 설비의 고장을 방지할 수 있다.
셋째, 전력설비의 상태(과부하, 누전, 저전압 등)와 화재발생에 대한 정보를 수집하고, 수집된 데이터를 기반으로 전력설비의 이상 유무를 원격지에서도 실시간으로 진단할 수 있다.
넷째, 메인 모듈에 슬롯 카드 방식으로 필요한 모듈만을 선택하여 삽입함으로써 원가 절감 및 계측 대상에 따라 적용을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 모듈형 통합 전력 감시 장치를 개략적으로 나타낸 외형도
도 2는 본 발명에 의한 모듈형 통합 전력 감시 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도
도 3은 본 발명에 의한 모듈형 통합 전력 감시 장치에서 디스플레이 장치의 화면에 디스플레이되는 메인 화면
도 4는 디스플레이 장치의 화면에 디스플레이되는 전력 감시화면
도 5는 도 3의 디스플레이 장치의 화면에 생성된 아이콘 중 사이버 계측기를 터치했을 때 디스플레이 장치의 화면에 디스플레이되는 화면
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 모듈형 통합 전력 감시 장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 모듈형 통합 전력 감시 장치를 개략적으로 나타낸 외형도이고, 도 2는 본 발명에 의한 모듈형 통합 전력 감시 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명에 의한 모듈형 통합 전력 감시 장치는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 다수의 수납공간을 갖는 모듈 본체(100)와, 상기 모듈 본체(100)의 수납공간에 수납되고 주변기기의 전력을 측정하는 전력계측 모듈(110)과, 상기 모듈 본체(100)의 수납공간에 수납되고 외부와 통신을 수행하는 통신 모듈(120)과, 상기 모듈 본체(100)의 수납공간에 수납되고 각종 선로의 개폐나 기기의 제어와 감시를 수행하는 스위치보드 모듈(130)과, 상기 모듈 본체(100)의 수납공간에 수납되고 상기 각 모듈에서 측정된 정보를 저장하고 분석하는 CPU 모듈(140)과, 상기 모듈 본체(100)의 수납공간에 수납되고 상기 모듈 본체(100)의 수납공간에 수납된 각 모듈에 필요한 전원을 공급하는 전원공급 모듈(150)과, 상기 모듈 본체(100)의 수납 공간에 수납되어 사용자의 사용 유무를 판단하는 IR(Digital Input)카드 모듈(160)과, 상기 모듈 본체(100)와 네트워크를 통해 연결되어 관리자의 필요에 따라 상기 각 모듈에서 측정된 정보를 디스플레이하는 디스플레이장치(200)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 전력계측 모듈(110)은 전압, 전류, 유효전력, 무효전력, 피상전력, 역률, 주파수, 부하율, 불평형율, 피크 전력을 측정한다.
상기 CPU 모듈(140)은 외부 표면에 동작상태를 표시하기 위한 LED가 부착되어 있다. 즉, 상기 LED의 발광색을 통해 CPU 모듈(140)이 정상적으로 동작하는지를 확인할 수 있다. 정상적인 동작일 경우에 LED는 청색을 발광하고, 비정상적인 경우에는 적색을 발생하도록 구성되어 있다.
여기서, 상기 LED는 상기 CPU 모듈(140)뿐만 아니라 본체 모듈(100)을 포함하여 각 모듈에 부착되어 각 모듈의 동작 상태를 실시간으로 체크할 수 있다.
또한, 상기 CPU 모듈(140)은 계측모듈과 통신, GEMS와 TCP/IP 통신로컬 DB를 구축하고, 각종 보고서를 저장하며, 변압기 지능형 터보운전 알고리즘, 패턴분석 기반 예지 알고리즘, 퍼지기반 진단 알고리즘을 탑재하고 있다.
상기 CPU 모듈(140)은 상기 디스플레이 장치(200)에서의 웹미터 전용 팝업윈도우를 실행할 수 있는 배포용 웹기반 응용프로그램을 가지며, 상기 IR카드 모듈(160)의 로그인 인증을 통한 모든 클라이언트 PC의 이더넷 접속을 허용한다.
상기 통신모듈(120)은 Wi-Fi 통신, RS232C 또는 RS485통신 또는 CDMA 통신을 통해 외부로 정보를 전달하거나 외부로부터 각종 모듈을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 스위치보드 모듈(130)은 수배전반 스위치 가운데 네트워크에서 관리 또는 제어가 필요한 스위치이며 이들 스위치들을 화면상에서 설정하고 제어하며, 스위치 설정 뒤엔 반드시 정상 동작 여부 시험을 거친 뒤에 사용하는 것이 필요하다.
상기 스위치보드 모듈(130)은 스위치 조작기능과 운전모드 변환기능을 구비하고 있다. 이 예시도는 통신상태, 운전모드, 부하율, ATS, 터보팬 동작상태를 상기 디스플레이 장치(200)를 통해 보여준다. 그리고 상기 디스플레이 장치(200)는 차단기의 동작상태도 보여준다.
상기 전원공급 모듈(150)은 외부에서 인가되는 전원장치와 비상시 사용되는 보조 밧데리로 이루어져 있다.
상기 모듈 본체(100)의 수납공간에 수납되고 전압 및 전류의 파형을 측정하는 파형측정 모듈(170)을 더 추가로 구성할 수 있다. 여기서, 상기 파형측정 모듈(170)은 실시간 파형, 순간전압 강하/상승/정전 파형 등을 측정한다.
상기 파형측정 모듈(170)을 통해 측정된 전력 파형 및 그 관련 데이터와 공급전력 품질 분석 데이터는 상기 CPU 모듈(140)의 제어에 따라 상기 디스플레이 장치(200)를 통하여 그래프 형식으로 전력상태 정보를 표시하게 된다.
상기 모듈 본체(100)의 수납 공간에서는 일반온도감시기능, 스위치류의 접속부 열화감시기능, 일반적 접속 또는 결선부의 감시기능, 설정내용의 조회와 저장을 위한 버튼을 구비한 열접촉 경보기(180)를 더 구비할 수 있다.
상기 모듈 본체(100)의 수납 공간에는 케이블 또는 부스바에 접속형태로 취부시켜 케이블 모선이나 부스바의 이상 현상을 감지하여 원격으로 관리 및 제어가 가능하도록 한 무선 열감응 센서 모듈(190)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 모듈 본체(100)의 수납공간에는 활선절연저항 측정 모듈(210)을 추가로 구성할 수 있는데, 상기 활선절연저항 측정 모듈(210)은 전기화재 및 재해에 직접적인 영향을 주는 순수 대지절연저항 성분을 부하 분기회로별로 측정하고 선로별 환경에 따른 임피던스와 정전용량에 따른 선로 정수 보정을 통하여 정밀하게 계측하고 경보 및 제어할 수 있는 저비용의 유용한 분전반 활선 누설전류를 제어하게 한다.
특히, 활선상태에서 선로의 부하 및 배선특성에 다른 분포 정전용량을 선로 정수 보정을 통하여 원격으로 실시간의 저항성 누설저항(Igr)전류상태를 감시할 수 있다.
상기 활선절연저항 측정모듈(210)은 누설전류, 저항성 누설전류(IGR), 절연저항 측정 및 감시기능, 경보알람기능, 채널설정기능을 구비하고 있다.
상기 모듈 본체(100)의 수납공간에는 아크 및 부분방전측정 모듈(220)을 추가로 구성할 수 있는데, 상기 아크 및 부분방전 측정 모듈(220)은 전력기기 내부에서 발생하는 아크 신호 및 부분방전 신호를 검출한다.
상기 모듈 본체(100)의 수납 공간에 누전전류 측정 및 감시기능, 경보알람기능 및 채널설정기능을 구비한 누전경보기(230)를 더 추가할 수 있다.
상기 디스플레이 장치(200)는 터치 스크린을 통해 여러가지 화면을 디스플레이할 수 있다.
즉, 상기 디스플레이 장치(200)는 현장과 관련된 각 전력 값과 현재 사용 가능한 전력을 나타내며, 전압, 전류, 역률, 전력, 그래프 버튼을 구비하고 있어서 각 버튼을 클릭하면 해당 데이터를 볼 수 있고, 터보 팬의 동작상태와 변압기 온도, 배기 팬의 동작 상태와 판넬온도를 표시하고, 수치로 표현된 데이터를 추이그래프 형태로 표시하는 일상운전부를 하위에 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 디스플레이 장치(200)는 계측된 부하율을 표시하고, 각 항목 선택시 계측기에 해당하는 데이터를 보여주며, 도움말도 보여주고, 기본적으로 전압, 전류, 역률 및 전력을 표시하고, 수용률, 온도, 전력량, 종합고조파왜형률(THD, Total Harmonic Distribution)을 선택적으로 보여주는 전력감시부를 하위에 구비하는 것이 바람직하다.
상기 디스플레이 장치(200)는 수배전반 스위치 가운데 네트워크에서 관리 또는 제어가 필요한 스위치들을 화면상에서 설정하고 제어하며, 스위치 설정 뒤엔 반드시 정상동작여부 시험을 거친 뒤에 사용하여야하며, 스위치 조작기능과 운전모드 변환기능을 구비하고 있고, 통신상태, 운전모드, 부하율, ATS, 터보팬 동작상태와 차단기의 동작상태를 보여주고 있다.
상기 디스플레이 장치(200)는 화면의 한쪽엔 종합품질, 화재지수, 전력컨디션, 출력감쇄, 수배전반 선로품질지수를 포함한 다수의 지수를 선택하기 위한 선택 버튼이 설치되고, 상기 선택 버튼 가운데에서 선택한 버튼에 해당하는 항목의 종합상태를 도시하고, 다른 한쪽엔 위 다수의 지수를 보여주며, 각 지수 선택시 메뉴가 선택한 항목의 하위지수를 보여주며, 상기 버튼의 테두리가 파란색으로 표시되는 항목을 선택시 해당 데이터를 상세히 볼 수 있다.
여기서, 상기 모듈 본체(100)의 수납공간에 수납되는 전력계측 모듈(110), 통신 모듈(120), 스위치보드 모듈(130), CPU 모듈(140), 전원공급 모듈(150), IR카드 모듈(160)은 필수 구성요소이고, 사용자의 선택에 따라 상기 모듈 본체(100)의 수납 공간에 파형측정 모듈(170), 열접촉 경보기(180), 무선열감응센서 모듈(190), 활선절연저항 측정모듈(210), 아크 및 부분방전 측정 모듈(220), 누전 경보기(230)를 적어도 하나씩 수납하여 각종 전력기기의 이상 상태를 감지하여 상기 디스플레이 장치(200)를 통해 화면에 디스플레이할 수 있다.
한편, 상기 모듈 본체(100)의 수납공간에 각각 수납되는 모듈들은 상기 CPU 모듈(140)과 상호 메모리 버스(memory bus) 통신으로 이루어져 있어 데이터 전달을 용이하게 할 수 있다.
또한, 상기 통신모듈(120)을 통해 외부의 노트북이나 스마트폰과 Wi-Fi 통신을 가능하여 관리자가 각 모듈로부터 수집된 데이터를 기반으로 각종 전력기기들을 원격으로 진단할 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 모듈형 통합 전력 감시 장치에서 디스플레이 장치의 화면에 디스플레이되는 메인 화면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 디스플레이 장치의 화면에는 터치 화면으로서, 각종 메뉴를 선택할 수 있는 다수의 설정 아이콘들이 만들어져 있고, 상기 다수의 설정 아이콘을 터치하는 것으로 원하는 정보를 화면에 디스플레이할 수 있다.
따라서 디스플레이 장치의 화면에 디스플레이되는 화면을 보면서 각종 전력기기의 상태를 실시간으로 진단할 수가 있다.
도 4는 디스플레이 장치의 화면에 디스플레이되는 전력 감시화면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 디스플레이 장치의 화면에는 전력계측 모듈로부터 측정된 결과에 따라 CPU 모듈의 연산에 의해 각종 전력기기의 전력계측 화면이 디스플레이된다.
즉, 디스플레이 장치의 화면에는 전압, 전류, 전력, 역률, 피크에 대한 전력계측 값들이 숫자로 디스플레이됨과 함께 금일의 최고와 최저를 디스플레이함으로써 관리자에게 실시간으로 전력계측의 화면을 디스플레이하면서, 최종 종합 진단 화면을 통해 전력기기의 상태를 디스플레이한다.
도 5는 도 3의 디스플레이 장치의 화면에 생성된 아이콘 중 사이버 계측기를 터치했을 때 디스플레이 장치의 화면에 디스플레이되는 화면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 도 3의 사이버 계측기 화면을 터치하게 되면 각종 전력기기들의 전압, 전류, 전력, 불평형률, 역률, THD, 피크, 부하율, 전력량의 아이콘들이 나타나며, 원하는 아이콘을 터치하게 되면 그에 해당하는 값들이 화면에 디스플레이된다.
한편, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
100 : 모듈 본체 110 : 전력계측 모듈
120 : 통신 모듈 130 : 스위치보드 모듈
140 : CPU 모듈 150 : 전원공급 모듈
160 : IR카드 모듈 200 : 디스플레이장치

Claims (10)

  1. 다수의 수납공간을 갖는 모듈 본체와,
    상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 주변기기의 전력을 측정하는 전력계측 모듈과,
    상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 외부와 통신을 수행하는 통신 모듈과,
    상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 각종 선로의 개폐나 기기의 제어와 감시를 수행하는 스위치보드 모듈과,
    상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 상기 통신 모듈 및 스위치보드 모듈에서 측정된 정보를 저장 및 분석하고 외부 표면에 동작상태를 표시하기 위한 LED가 부착된 CPU 모듈과,
    상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납된 상기 통신 모듈, 스위치보드 모듈 및 CPU 모듈에 필요한 전원을 공급하는 전원공급 모듈과,
    상기 모듈 본체의 수납 공간에 수납되어 사용자의 사용 유무를 판단하는 IR카드 모듈과,
    상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되어 전기화재 및 재해에 직접적인 영향을 주는 순수 대지절연저항 성분을 부하 분기회로별로 측정하고 선로별 환경에 따른 임피던스와 정전용량에 따른 선로 정수 보정을 통하여 정밀하게 계측하고 경보 및 제어하여 분전반 활선 누설전류를 제어하는 활선절연저항 측정 모듈과,
    상기 모듈 본체와 네트워크를 통해 연결되어 상기 각 모듈에서 측정된 정보를 디스플레이하는 디스플레이장치를 포함하여 구성되고,
    상기 각 모듈은 상기 모듈 본체에 슬롯 카드 방식으로 수납공간에 삽입되는 것을 특징으로 하는 모듈형 통합 전력 감시 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 CPU 모듈은 상기 디스플레이 장치에서의 웹미터 전용 팝업윈도우를 실행할 수 있는 배포용 웹기반 응용프로그램을 갖는 것을 특징으로 하는 모듈현 통합 전력 감시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 IR카드 모듈은 로그인 인증을 통한 모든 클라이언트 PC의 이더넷 접속을 허용하는 것을 특징으로 하는 모듈형 통합 전력 감시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈 본체의 수납공간에 수납되고 전압 및 전류의 실시간 파형, 순간전압 강하/상승/정전 파형을 측정하는 파형측정 모듈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 통합 전력 감시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 파형측정 모듈을 통해 측정된 전력 파형 및 그 관련 데이터와 공급전력 품질 분석 데이터는 상기 CPU 모듈의 제어에 따라 상기 디스플레이 장치를 통하여 그래프 형식으로 전력상태 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 모듈형 통합 전력 감시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈 본체의 수납 공간에서는 온도감시기능, 스위치류의 접속부 열화감시기능, 접속 또는 결선부의 감시기능, 설정내용의 조회와 저장을 위한 버튼을 구비한 열접촉 경보기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 통합 전력 감시 장치.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈 본체의 수납공간에 각각 수납되는 모듈들은 상기 CPU 모듈과 상호 메모리 버스 통신으로 이루어진 것을 특징으로 하는 모듈형 통합 전력 감시 장치.
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