KR101173017B1 - 지능형 융설 스마트 배전반 - Google Patents

Abstract

마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되면, 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하며, 제1 프로그램 입력 설정시간이상 경과하여도 선로분기기가 목표 온도에 도달하지 못할 경우 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하여 공급 전력량을 증가 및 제2 프로그램 입력 설정시간 이상 경과하여도 선로분기기가 목표 온도에 도달하지 못할 경우, 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하여 공급 전력량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

Description

지능형 융설 스마트 배전반 {Intelligent smart switchboard for snow melting device}

본 발명은 지능형 융설 스마트 배전반에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 융설 제어장치(융설제어반) 및 전열장치(열선장치)에 전력을 공급하는 배전반을 병렬운전하고, 무부하 손실을 최소화하고 오작동을 사전에 검지하여 조치함으로써 시스템을 안정적으로 동작시키는 지능형 융설 스마트 배전반에 관한 것이다.

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배전반의 종래의 기술로서 병원 등 주요 시설에는 정전을 대비하여 변전실에서 서로 다른 변전소에서 각 각 수전 받아 서로 다른 선로를 통해 배전반에 전원을 공급하며 배전반은 고장 등에 대비하여 2개의 변압기를 통해 수전 받아 전압을 강압하여 전원을 공급하는 2회로 수전 방식으로 운영되고 비상발전기를 추가로 설치하여 운영하는 시공 예가 다수 있어 왔다.

철도 선로 분기기의 제설 제빙을 위해 온도센서, 눈 감지센서 등을 통해 수집된 정보를 통해 열을 발생하는 히터, 열선, 히트파이프, 전열장치 등에 전원을 공급하여 선로 분기기에 온도를 높여 눈을 제설하는 선로 분기기 융설 제어장치가 종래에 다수 공지되어 왔다.
한전측으로부터 22.9KV의 특고압을 수전 받아 철도공사 변전실에서 3.3KV의 고압으로 강압하여 철도 선로의 지중에 매입된 전력 선로를 통해 배전반에 전원을 공급하며, 변압기에서 3상 4선식으로 강압하여 융설 제어장치(융설제어반) 및 전열장치(열선장치)에 380V 220V의 전원을 공급하여 왔다.
철도 선로 분기기의 제설을 위한 공지기술로서 한국특허 출원번호 10-2003-0045592에 '선로 분기부 융설장치 및 그 방법'이 제시되어 있다. 상기 특허는 선로 분기부 융설장치에 있어서, 선로 분기부로부터 선로 외측방향으로 소정 거리 이격되어 위치하고, 일정 거리 내의 영역의 눈을 감지하는 강설 감지 센서; 대기온도를 감지하는 제 1 온도 센서; 레일의 온도를 감지하는 제 2 온도 센서; 상기 제 1 온도 센서 및 제 2 온도 센서에서 감지된 온도 중에서 낮은 온도를 기준 온도로 설정하는 기준 온도 설정부; 상기 레일의 내측에 설치되고 열을 발생하는 가열부 및 상기 강설 감지 센서로부터 강설 검출 신호가 수신되고 상기 기준 온도가 미리 설정된 제 2 설정 온도 이하인 경우 상기 가열부를 작동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 종래기술로서, 철도 선로 분기기의 결빙을 효과적으로 막고 원격지에서 안전하게 관리하는 것을 특징으로 하는 한국특허 출원번호 10-2004-0055778 '에 절연 관리된 전철기용 자동제어 히터장치와 그 원격중앙감시시스템'이 제시되어 있다. 상기 특허는 전철기 히터가 설치되어 있는 철도 분기점 히텅레일부의 양쪽 레일과 상기 전철기 히터를 제어하는 제어 장치함에 각각 온도 센서와 습도 센서 및/또는 결로 센서가 각각 설치되고, 상기 각 센서의 센싱된 결과값에 따라 상기 전철기 히터의 가동을 제어하는 제어부가 구성되며, 상기 각 센서에 전원을 공급하는 전원공급 선로 상에 전원 공급부와 각 센서의 전원 공급부 사이를 절연시키는 직류전원 공급장치를 구비하며, 상기 제어부는 각 센서로부터 포토 커플러를 통해 센싱 데이터를 제공받도록 구성되어 상기 제어부와 각 센서 사이를 절연시킴과 아울러 상기 제어부에 의해 히터에 전원을 공급하는 전원공급 선로 상에 고체 계전기(SSR)를 구비하여 절연시키는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 산간지역 교량 등에도 빙설 방지를 위해 도로 또는 교량에 열선 등을 설치해 도로의 미끄러움을 방지하는 기술이 공지되어 있다.

또한, 우송대학교 공학대학원 학위논문 '고속선 설빙피해 방지대책 방안에 관한 연구(홍천희)'가 있어 왔다.
그러나 종래의 기술은 정전 고장 등에 대비해 2개의 선로 2개의 변압기와 부대 장비가 소요되는 2회로 수전 방식으로 시설비가 많이 소요되었다.

본 발명은 철도 선로 분기기를 가열하여 융설하는 융설장치나 융설 방법에 관한 기술이 아니고, 융설 제어장치(융설제어반) 및 전열장치(열선장치)에 전력을 공급하는 배전반에 한정한 기술이다.

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본 발명은 상기와 달리 아래와 같은 과제를 해결하고자 하는 것에 종래의 기술과 차별성을 갖는다.

첫 번째, 최대 부하 용량의 2개 변압기를 사용하지 않아 변압기 무부하 손실을 최소화한다.

두 번째, 2회로 수전을 받기 위한 이중의 선로를 구성하지 않는다.

세 번째, 비상발전기를 추가로 구성하여 비상전원을 효율적이고 안전하게 공급한다.

네 번째, 프로그램 절체기를 통해 안전하고 정확한 병렬운전이 가능하다.

다섯 번째, 선로의 통전 상태를 효과적으로 표시하여 안전한 유지보수 운영이 가능하다.

여섯 번째, 비상발전기를 통해 발전되는 전력을 역송전, 피크제어 및 전력수요 급증시 자가발전용으로 안전하게 활용한다.

일곱 번째, 변압기별로 회로분리되어 부하에 전원공급하여 변압기 특성이 상이해도 안전한 병렬(타이, Tie)운전 및 무부하손실을 최소화한다.

여덟 번째, 마그네틱스위치의 오작동을 방지하기 위해 핑테스트, 이중화, CCTV 감시강치의 영상을 통해 오작동 이벤트 검지를 통해 안정성을 확보한다.

단일 선로 구성을 통해 선로손실을 감소시키며, 최대부하량 미만으로 변압기 용량을 상이하게 구성한 후 회로분리 병렬운전을 통해 변압기 무부하 손실을 최소화하며 프로그램절체기를 통해 안전하게 병렬운전이 가능하게 한다.

단일 선로 구성을 통해 선로손실을 줄이며, 설치비용이 감소하고 무부하 손실을 최소화하면서 안전한 병렬운전과 부하의 순차제어 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 배전반과 본 발명의 실시 예를 비교하기 위한 간략도
도 2는 본 발명의 일 실시 예 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시 예 블록도
도 4는 본 발명의 이해를 위한 선로 분기기 간략도
도 5는 본 발명의 이해를 위한 간단한 블록도
도 6은 본 발명의 이해를 위한 간단한 블록도
도 7은 본 발명의 이해를 위한 간단한 플로챠트
도 8은 본 발명의 이해를 위한 간단한 블록도 및 제어흐름도

서로 다른 변전소에서 특고압을 수전 받아 변전실에서 강압하여 전압선로를 통해 융설 배전반에 전력을 공급하며, 융설 배전반에서 저압으로 강압하여 융설장치(융설제어반 및 열선장치를 포함)에 전원 공급하는 융설장치 전용 배전반에 관련된 기술이다.

공통적으로 제1관리자 입력 값은 제2관리자 입력 값보다 상대적으로 작은 값이며 관리자 입력 값이란 마이크로프로세서에 프로그램 입력된 값으로 변압기 정격 부하용량 이하의 프로그램 입력 설정값이다.

공통적으로 주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되어 각 마그네틱스위치가 작동된 후 변류기를 통해 전류량을 측정하여 전류사용량이 관리자 입력 값 이하일 경우 융설 제어반 또는 원격 관제센터 중 어느 하나에 고장 신호를 전송하는 것으로 부하량에 따라 정격 용량이 서로 다른 2개의 변압기를 무부하손실을 최소화하여 효율적으로 운영하는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반이다.
이하, 본 발명의 지능형 융설 스마트 배전반의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 기본적인 구성은 도 2, 도 3, 도 5 및 도 8를 기준으로 하고, 제어 방법은 도 7에 도시한 바와 같은 과정에 의해 이루어지되 상세한 과정은 각 구성에 따른 제어 방법의 설명에서 상세하게 설명한다.

본 발명의 구성은 다음과 같다.

고압선 인입 후 고장구간 자동개폐기, 피뢰기, 고압퓨즈, 계기용 변압기, 변압기, 저압반 차단기를 거쳐 저압 상용 전원을 부하에 공급하는 통상의 배전반 구조로 병렬운전 또는 변전소 이상으로 정전에 대비하여 2개의 삼상변압기를 설치하는 통상의 2회로 수전 배전반 구성을 기본 구성으로 한다.

제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성된다.(일 예로, 제1변압기의 용량이 50KW이면, 제2변압기의 용량은 80KW와 같은 구성을 의미한다.)

한전측으로부터 22.9KV의 특고압을 철도공사 변전실에서 수전 받아 3.3KV의 고압으로 강압하여 철도 선로의 지중에 매입된 전력 선로를 통해 본 발명의 배전반에 고압 인입되어 고장구간 자동개폐기, 피뢰기, 고압퓨즈, 계기용 변압기를 거쳐 제1, 2 변압기로 인입되어 교류 220V 380V로 강압된 상용전원은 마그네틱스위치로 아래와 같이 인입된다.

제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선된다.(도 2, 도 8 참조)

제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선된다.(도 2, 도 8 참조)

마그네틱스위치의 출력은 아래와 같이 배선된다.(도 2 참조)

제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선된다.

제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선에 배선된다.

제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선에 배선된다.

제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선된다.

마이크로프로세서란 TTL이나 CMOS IC들은 정해진 특성대로만 움직이는 데 비해 마이크로프로세서는 관리자가 프로세서 내에 프로그램을 주입해서 자신이 원하는 동작 특성을 구현할 수 있는 것으로, 컴퓨터의 CPU처럼 명령을 내릴 수 있기도 하고 특정 명령을 받을 수 있는 것으로 본 발명에서와 같이 원격지에서 원격제어를 위한 제어부에 제어명령을 입력하여 입력된 제어명령(프로그램)에 따라 원격제어가 가능하며 원격지에서 마이크로프로세서에 제어명령(프로그램)을 쓰고 지울 수 있어, 원격지에서 프로그램의 변경에 따라 원격제어를 할 수 있다.

서버란, 네트워크상에서 다른 컴퓨터에 대하여 어떤 서비스를 제공하는 컴퓨터 또는 소프트웨어를 서버라 한다. 서버가 제공하는 기능을, 이용하는 측의 컴퓨터 또는 소프트웨어를 가리켜 클라이언트(client)라고 한다. 예를 들면, 웹서버는 웹페이지(홈페이지) 정보를 보존하며, 요청이 있을 때는 사용자의 컴퓨터에 그 데이터를 송신한다. 웹서버로부터 보내온 정보를 표시하기 위한 클라이언트 소프트가 웹 브라우저(web browser)이다. 인터넷에는 그 밖에도 메일서버(전자메일), DNS서버(도메인 네임), FTP서버(파일전송용), 통신서버, 웹카메라로 촬영된 영상을 네트워크상에 전송하는 비디오서버 등 여러 가지 종류의 서버가 무수히 접속되어 서로 유대하여 서비스를 제공하고 있다.

융설 장치는 공지된 기술로 본 발명에서는 어떤 융설 장치에도 호환되게 융설 장치에 구동 전원을 공급하는 것을 목적으로 융설 제어반으로부터 열선 가열 제어신호를 본 발명의 주제어부가 신호 입력받는다.

또한, 공지된 융설 장치는 융설 제어반에 각종 센서(온도 센서 등)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 배전반 내부에 마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 배전반 전체의 운영 및 제어장치로 융설장치(융설 제어반 + 열선장치) 내부의 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 본 발명의 배전반 내부의 주제어부로 입력되면 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하여 발열 가열한다.

마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 관리자가 프로그램 입력한 제1관리자 입력시간 이상 경과하여도 선로분기기가 목표 온도에 도달하지 못할 경우, 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하여 공급 전력량을 높인다.(일 예로, 제1변압기의 용량은 50KW, 제2변압기의 용량은 80KW)

그리고 제2관리자 입력시간 이상 경과하여도 선로분기기가 목표 온도에 도달하지 못할 경우 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환한다.

일 예로 제1열선은 제1변압기의 50KW 용량의 전력을 공급받고 제2열선은 제2변압기의 80KW 용량의 전력을 공급받아 최대 130KW의 전력량 공급받을 수 있는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반이다.

즉, 두 변압기의 최대 용량은 130KW이나 제1마그네틱스위치만 ON접점하여 사용할 경우 80KW의 제2변압기를 사용하지 않아 80KW분의 변압기 무부하 손실을 없앨 수 있게 된다.

일 실시 예를 도 5를 참조하여 설명한다.

프로그램절체기는 상시/정전부하, 비상/피크부하에 프로그램 배선되어 3상 4선에 배선된 마그네틱스위치 접점 ON/OFF를 통해 프로그램제어가 가능한 프로그램절체기이다.

고압 수전을 받아 제1변압기에서 강압된 상용전원 출력은 분기되어 제1마그네틱스위치(MS1), 제2마그네틱스위치(MS2)로 입력된다.

비상발전기의 출력은 분기되어 제5마그네틱스위치(MS5), 제6마그네틱스위치(MS6)로 입력된다.

제1마그네틱스위치(MS1)의 출력은 상시/정전부하 및 비상/피크부하에 배선된다.

제2마그네틱스위치(MS2)는 상시/정전부하에 배선된다.

제3마그네틱스위치(MS3)는 상시/정전부하 및 비상/피크부에 배선된다.

제4마그네틱스위치(MS4)의 출력은 비상/피크부하에 배선된다.

본 발명에서 제1입력 값, 제2입력 값, 제1관리자 입력 값, 제2관리자 입력 값은 변압기 용량 미만 값으로 주제어부에 프로그램 입력하여 자동제어하는 값으로 제1입력 값은 제2입력 값에 비해 상대적으로 작은 값이며 제1관리자 입력 값과 제2관리자 입력 값 역시 제1관리자 입력 값이 제2관리자 입력 값보다 상대적으로 작은 값이다.

마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 상시전력 공급이 불가능해지면 제1, 2 마그네틱스위치 접점을 OFF접점으로 전환 후 부하량에 따라 프로그램 입력된 관리자 입력 값에 따라서 제어하는 주제어부를 특징으로 한다.

일 예로, 변압기 용량은 100KW이고 관리자 입력 값(80KW) 미만일 경우 제3 마그네틱스위치만 접점을 ON접점으로 전환하여 상시/정전부하 및 비상/피크부하에에 전원을 공급하고, 부하량이 관리자 입력 값(80KW) 이상일 경우 제4 마그네틱스위치만 접점을 ON접점으로 전환하여 비상/피크부하에만 전원을 공급한다.

마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 상시전력 공급이 가능한 상태에서 피크제어를 할 경우, 부하량이 프로그램 입력된 관리자 입력 값(80KW) 미만의 부하량일 경우 제1마그네틱스위치(MS1)만 ON접점 전환하여 상시/정전부하 및 비상/피크부하에 전원을 공급하고, 부하량이 관리자 입력 값(80KW) 이상일 경우 제2마그네틱스위치(MS2)를 ON접점 전환하여 상시/정전부하에 공급하고, 제4마그네틱스위치(MS3)를 ON접점 전환하여 비상/피크부하에 전력을 공급하고, 비상발전기는 제6마그네틱스위치(M6)만 ON접점하여 비상/피크부하에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전반이다.

지능형 융설 스마트 배전반의 실시 예를 도 8를 참조하여 설명한다.
서로 다른 변전소에서 특고압을 수전 받아 변전실에서 강압하여 전압선로를 통해 융설 배전반에 전력을 공급하며, 융설 배전반에서 저압으로 강압하여 융설장치에 전원 공급하는 융설 배전반에 있어서, 제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성된다.

제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선되며; 제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선되며; 제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며;

제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 계전기에 배선되며; 제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선 및 계전기에 배선되며; 제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선된다.

마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 계전기를 통해 제1변압기 또는 제2변압기 중 어느 하나로부터 공급되는 전원을 융설 제어반에 구동 전원으로 공급한다.

상기와 같은 구성은 어느 한 변전소가 전력을 공급하지 못할 경우 전력공급이 가능한 변전소에서 수전받아 상용(구동)전원을 공급하기 위한 구성이다.

마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되면 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하나, 열선 부하 전력 사용량이 제1변압기의 정격용량을 초과하면 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제2변압기를 통해 제1, 2열선에 전원을 공급하며, 열선 부하 전력 사용량이 제2변압기의 정격용량을 초과하면 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1변압기를 통해 제1열선에, 제2변압기를 통해 제2열선에 각각 전원을 공급하는 것으로 부하량에 따라 정격 용량이 서로 다른 2개의 변압기를 무부하손실을 최소화하여 효율적으로 운영하는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반이다.

또 다른 실시 예는 도 2에 도시한 바와 같이, 서로 다른 변전소로부터 각각 특고압을 수전 받아 서로 다른 변전실에서 강압하여 서로 다른 전압선로를 통해 융설 배전반에 2회로 전력을 공급하며, 융설 배전반에서 저압으로 강압하여 융설장치에 전원 공급하는 융설 배전반에 있어서, 제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성된다.

제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선되며; 제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선된다.

제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며; 제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선에 배선되며; 제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선에 배선되며; 제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선된다.

마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되면; 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하나, 제1관리자 입력시간 이상 경과하여도 선로분기기가 목표 온도에 도달하지 못할 경우, 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하여 공급 전력량을 증가하나, 제2관리자 입력시간 이상 경과하여도 선로분기기가 목표 온도에 도달하지 못할 경우, 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 각각 제1, 2열선에 전원을 공급하여 공급 전력량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반이다.

또 다른 일 실시 예는 도 8에 도시한 바와 같이, 서로 다른 변전실에서 서로 다른 변전소로부터 각 각 특고압을 수전 받아 강압하여 서로 다른 전압선로를 통해 융설 배전반에 2회로 전력을 공급하며, 융설 배전반에서 저압으로 강압하여 융설장치에 전원 공급하는 융설 배전반에 있어서, 제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성된다.

제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선되며; 제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선되며; 제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며; 제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 계전기에 배선되며; 제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선 및 계전기에 배선되며; 제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선된다.

마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 계전기를 통해 제1변압기 또는 제2변압기 중 어느 하나로부터 공급되는 전원을 융설 제어반에 구동 전원을 공급하며; 마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되면 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하나, 열선 부하 전력 사용량이 제1변압기의 정격용량을 초과하면 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제2변압기를 통해 제1, 2열선에 전원을 공급하고, 열선 부하 전력 사용량이 제2변압기의 정격용량을 초과하면 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1변압기를 통해 제1열선에, 제2변압기를 통해 제2열선에 각각 전원을 공급하는 것으로 부하량에 따라 정격 용량이 서로 다른 2개의 변압기를 무부하손실을 최소화하여 효율적으로 운영하는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반이다.

일 실시 예는 도 8에 도시한 바와 같이 배전기를 구비하고 있으며, 고압을 수전 받아 2개의 변압기로 저압으로 강압하여 부하에 전원을 공급하는 배전반에 있어서, 제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성된다.

제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선되며; 제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선된다.

제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며; 제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 계전기에 배선되며; 제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선 및 계전기에 배선되며; 제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선된다.(도 8 참조)

마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 계전기를 통해 제1변압기 또는 제2변압기 중 어느 하나로부터 공급되는 전원을 융설 제어반에 구동 전원을 공급한다.

마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되면 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하나, 열선 부하 전력 사용량이 제1변압기의 정격용량을 초과하면 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제2변압기를 통해 제1, 2열선에 전원을 공급하고, 열선 부하 전력 사용량이 제2변압기의 정격용량을 초과하면 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1변압기를 통해 제1열선에 제2변압기를 통해 제2열선에 전원을 공급하는 것으로 부하량에 따라 정격 용량이 서로 다른 2개의 변압기를 무부하손실을 최소화하여 효율적으로 운영하는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반이다.

다른 일 실시 예는 역시 도 8에 도시한 바와 같이 계전기를 구비하고, CCTV 감시카메라 감시장치(미도시)를 포함하는 융설 배전반에 있어서, 제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성된다.

제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선되며; 제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선된다.

제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며; 제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 계전기에 배선되며; 제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선 및 계전기에 배선되며; 제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선된다.

제어서버는 계전기를 통해 제1변압기 또는 제2변압기 중 어느 하나로부터 공급되는 전원을 융설 제어반 및 CCTV 감시카메라에 구동 전원을 공급한다. CCTV 감시카메라는 철도선로를 촬영하여 촬영된 영상을 제어서버에 전송한다.

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제어서버는 번호인식소프트웨어를 탑재한 서버로 촬영된 영상에서 가로 세로 2 대 3 비율의 노란색 바탕 파란색 네모박스 안의 숫자를 번호인식하여 도 4와 같이 숫자 배열 순서에 따라 선로분기기의 작동 위치를 중앙관제센터 관제서버로 전송한다.

번호인식소프트웨어를 탑재한 서버는 공지된 기술로 불법주정차단속, 방범카메라, 과속단속 카메라, 주차관제 시스템 등에 사용되는 것으로 CCTV 카메라로부터 촬영된 영상에서 숫자 문자를 인식하여 텍스트화하는 기술이다.

촬영된 영상에서 번호인식이 안 될 경우 눈이 쌓인 것으로 판별하여 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급한다.

열선 부하 전력 사용량이 제1변압기의 정격용량을 초과하면 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제2변압기를 통해 제1, 2열선에 전원을 공급하나, 열선 부하 전력 사용량이 제2변압기의 정격용량을 초과하면 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1변압기를 통해 제1열선에 제2변압기를 통해 제2열선에 전원을 공급하는 것으로 부하량에 따라 정격 용량이 서로 다른 2개의 변압기를 무부하손실을 최소화하여 효율적으로 운영하는 것을 특징으로 하는 CCTV 감시카메라 감시장치 자동제어 스마트 배전반이다.

본 발명에 의한 다른 실시예로서 지능형 융설 스마트 배전반을 구성하는 마그네틱 스위치는 ON접점 연결시 적색등이 점등되는 마그네틱스위치로 CCTV 카메라 감시장치는 적색등 점등시 ON접점 배선으로 주제어부로 데이터 전송하여 주제어부는 오작동을 감시하여 단락사고를 감시한다.

촬영된 영상에 대해 이벤트 영역을 설정하고 이벤트 영역의 색깔을 인식하여 자동제어하는 것은 공지된 기술로 공지된 영상 인식 기술을 본 발명에서 적용한다.

통전표시기는 회로별로 변류기를 설치하여 통전 중인 회로에 통전상태를 표시하는 통전표시기로 변압기별 2회로 및 비상발전기 출력회로를 포함하여 3개 회로에 설치된다.

비상발전기는 수소연료 가스엔진 비상발전기이다. 마그네틱스위치는 차단기, 진공차단기, 고압진공차단기, 고압진공전자접촉기, 기중절연부하개폐기, 자동부하전환개폐기, 고압가스부하개폐기, 기중차단기 중 어느 하나로 대체되는 것을 특징으로 하는 스마트 배전반이다.

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본 발명은 제2관리자 입력값을 기준으로 부하량이 증가하여 제2관리자 입력값을 넘을 경우 중요도가 낮은 부하를 순차적으로 OFF하며, 반대로 부하량이 감소하여 제1관리자 입력값 이하로 떨어지면 OFF되었던 부하를 중요도가 상대적으로 높은 부하를 ON접점 전환하여 비상발전기 발전 전력을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트 배전반이다.

1 ~ 9 : 제1마그네틱스위치 ~ 제9마그네틱스위치
11 : 제1변압기
12 : 제2변압기
20 : 융설장치

Claims (5)

1. 서로 다른 변전소에서 특고압을 수전 받아 변전실에서 강압하고 용량이 다른 2개의 변압기로 전력을 공급받아 저압으로 강압하여 융설 제어반을 통하여 융설장치에 전원 공급하는 융설 배전반에 있어서,
   제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성되며;
   상기 제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 변류기를 거쳐 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선되며;
   상기 제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 변류기를 거쳐 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선되며;
   제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며;
   제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선에 배선되며;
   제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선에 배선되며;
   제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되고;
   마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 상기 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되면, 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하고,
   제1프로그램 입력 설정시간 이상 경과하여도 선로분기기가 목표 온도에 도달하지 못할 경우 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하여 공급 전력량을 증가하고,
   제2프로그램 입력 설정시간 이상 경과하여도 선로분기기가 목표 온도에 도달하지 못할 경우, 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하여 공급 전력량을 증가시키며;
   주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되어 각 마그네틱스위치가 작동된 후 변류기를 통해 전류량을 측정하여 전류사용량이 프로그램 입력 설정값 이하일 경우 융설 제어반 또는 원격 관제센터 중 어느 하나로 고장 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반.
2. 서로 다른 변전소에서 특고압을 수전 받아 변전실에서 강압하고 용량이 다른 2개의 변압기로 전력을 공급받아 저압으로 강압하여 융설 제어반을 통하여 융설장치에 전원 공급하는 융설 배전반에 있어서,
   제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성되며;
   상기 제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 변류기를 거쳐 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선되며;
   상기 제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 변류기를 거쳐 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선되며;
   제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며;
   제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 계전기에 배선되며;
   제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선 및 계전기에 배선되며;
   제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며;
   마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 계전기를 통해 제1변압기 또는 제2변압기 중 어느 하나로부터 공급되는 전원을 융설 제어반에 구동 전원으로 공급하고,
   마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되면 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하며,
   열선 부하 전력 사용량이 제1변압기의 정격용량을 초과하면 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제2변압기를 통해 제1, 2열선에 전원을 공급하며,
   열선 부하 전력 사용량이 제2변압기의 정격용량을 초과하면 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1변압기를 통해 제1열선에 제2변압기를 통해 제2열선에 전원을 공급하며;
   주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되어 각 마그네틱스위치가 작동된 후 변류기를 통해 전류량을 측정하여 전류사용량이 프로그램 입력 설정값 이하이면 융설 제어반으로 고장 신호를 전송하는 것으로 부하량에 따라 정격 용량이 서로 다른 2개의 변압기를 무부하손실을 최소화하여 효율적으로 운영하는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반.
3. 서로 다른 변전소로부터 각각 특고압을 수전 받아 서로 다른 변전실에서 강압하여 서로 다른 전압선로를 통해 융설 배전반에 2회로 전력을 공급하며, 융설 배전반에서 저압으로 강압하여 융설장치에 전원 공급하는 융설 배전반에 있어서,,
   제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성되며;
   상기 제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 변류기를 거쳐 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선되며;
   상기 제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 변류기를 거쳐 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선되며;
   제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며;
   제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선에 배선되며;
   제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선에 배선되며;
   제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되고,
   마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 상기 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되면, 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하고,
   제1 프로그램 입력 설정시간 이상 경과하여도 선로분기기가 목표 온도에 도달하지 못할 경우, 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하여 공급 전력량을 증가하고,
   제2 프로그램 입력 설정시간 이상 경과하여도 선로분기기가 목표 온도에 도달하지 못할 경우, 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하여 공급 전력량을 증가시키며;
   주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되어 각 마그네틱스위치가 작동된 후 변류기를 통해 전류량을 측정하여 전류사용량이 프로그램 입력 설정값 이하일 경우 융설 제어반 또는 원격 관제센터 중 어느 하나로 고장 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반.
4. 서로 다른 변전소에서 특고압을 수전 받아 변전실에서 강압하고 용량이 다른 2개의 변압기로 전력을 공급받아 저압으로 강압하여 융설 제어반을 통하여 융설장치에 전원 공급하는 융설 배전반에 있어서,
   제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성되며;
   상기 제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선되며;
   상기 제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선되며;
   제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며;
   제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 계전기에 배선되며;
   제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선 및 계전기에 배선되며;
   제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며;
   마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 계전기를 통해 제1변압기 또는 제2변압기 중 어느 하나로부터 공급되는 전원을 융설 제어반에 구동 전원으로 공급하고,
   마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되면, 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하고,
   열선 부하 전력 사용량이 제1변압기의 정격용량을 초과하면 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제2변압기를 통해 제1, 2열선에 전원을 공급하고,
   열선 부하 전력 사용량이 제2변압기의 정격용량을 초과하면 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1변압기를 통해 제1열선에 제2변압기를 통해 제2열선에 전원을 공급하는 것으로 부하량에 따라 정격 용량이 서로 다른 2개의 변압기를 무부하손실을 최소화하여 효율적으로 운영하는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반.
5. 2회로로 수전하여 용량이 다른 2개의 변압기로 전력을 공급받아 저압으로 강압하여 융설 제어반을 통하여 융설장치에 전원 공급하는 융설 배전반에 있어서,
   제1변압기는 제2변압기의 정격 부하용량보다 상대적으로 적은 소용량의 변압기로 구성되며;
   상기 제1변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 변류기를 거쳐 제1, 2, 3마그네틱스위치에 입력 배선되며;
   상기 제2변압기를 통해 저압으로 강압된 전력선은 변류기를 거쳐 제2, 3, 4마그네틱스위치에 입력 배선되며;
   제1마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며;
   제2마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 계전기에 배선되며;
   제3마그네틱스위치의 출력은 제2열선 및 계전기에 배선되며;
   제4마그네틱스위치의 출력은 제1열선 및 제2열선에 배선되며;
   마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 계전기를 통해 제1변압기 또는 제2변압기 중 어느 하나로부터 공급되는 전원을 상기 융설 제어반에 구동 전원으로 공급하고,
   마이크로프로세서로 구성된 주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되면, 제1마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1, 2열선에 전원을 공급하고,
   열선 부하 전력 사용량이 제1변압기의 정격용량을 초과하면 제4마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제2변압기를 통해 제1, 2열선에 전원을 공급하고,
   열선 부하 전력 사용량이 제2변압기의 정격용량을 초과하면 제2, 3마그네틱스위치만 ON접점 전환하여 제1변압기를 통해 제1열선에 제2변압기를 통해 제2열선에 전원을 공급하며;
   주제어부는 융설 제어반으로부터 열선 전원공급 신호가 입력되어 각 마그네틱스위치가 작동된 후 변류기를 통해 전류량을 측정하여 전류사용량이 프로그램 입력 설정값 이하일 경우 원격 관제센터에 고장 신호를 전송하는 것으로 부하량에 따라 정격 용량이 서로 다른 2개의 변압기를 무부하손실을 최소화하여 효율적으로 운영하는 것을 특징으로 하는 지능형 융설 스마트 배전반.

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