KR101262048B1

KR101262048B1 - 전력 개폐 장치

Info

Publication number: KR101262048B1
Application number: KR1020100065287A
Authority: KR
Inventors: 최광현
Original assignee: 영후정보시스템 주식회사
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2013-05-08
Also published as: KR20120004668A

Abstract

본 발명은 기존에 설치되었던 디지털 전력량계와 수용가의 사이에 설치되며, 디지털 전력량계에서 전송되는 광펄스 신호를 수신하여 유효전력량을 산출하기 때문에 실제로 수용가에 공급되는 공급량과 측정되는 유효전력량의 오차가 줄어들게 되며, 사용자가 선택한 사용희망 금액에 따른 전력량이 사용자에게 공급되기 때문에 사용자는 전력 사용관리가 용이해지며, 전력공급 업체는 검침 비용이 절감될 뿐만 아니라 미납금 회수를 위한 과정들이 생략됨으로써 관리 비용을 절감되도록 하는 선불식 전력개폐장치에 관한 것이다.

Description

전력 개폐 장치{Prepayed Meter of power switch device}

본 발명은 디지털 전력량계로부터 광펄스 신호를 수신하여 전력공급의 오차가 줄어들도록 하며, 공급된 전력비용은 선결제된 선불 카드 또는 후 결제되는 후불카드에 의해 결제되는 카드 결제방식의 전력개폐장치에 관한 것이다.

전력계량기는 수용가에서 사용하는 전력량을 검침하는 장치로서 일반적으로 일정 기간의 시간당 전력사용량을 계량하며, 가정 및 건물, 사무실 등의 수용가에 각각 설치된다.

이러한 종래의 전력계량기가 설치된 각 수용가의 전력사용량 검침 과정은 검침원이 주기적으로 각 수용가에 설치된 전력계량기를 직접 방문하여 직접 적산된 전력사용량을 체크함으로써 이루어진다. 또한 전력 공급업체는 각 수용가마다 적산된 전력사용량에 따라 부과되는 전력사용요금을 정산하며, 각 수용가는 일반적으로 정산된 전력사용요금을 정해진 납부 장소에 가서 직접 납부하거나 자동 계좌 이체를 하는 등의 후불 방식으로 이루어지고 있다.

그러나 종래의 전력계량기는 각 수용가에서 사용한 전력량을 계량하는 장점이 있으나 사용전력량의 검침을 위해 검침원이 각 수용가를 일일이 방문하여야 하기 때문에 인력 소모가 심하며, 검침 과정이 번거로운 등의 문제점이 발생될 뿐만 아니라 후불 방식으로 이루어지기 때문에 전력 공급업체에서는 요금 미납고객 관리 및 미납 요급 수금을 하기 위해 인력 소모 및 시간이 소요되는 문제점이 발생되었다.

또한 종래의 후불식 전력계량기는 사용자가 자신이 사용한 전력사용량을 알 수 없기 때문에 사용자들은 자신들에게 납부된 전력사용요금을 신뢰하지 못하는 문제점이 발생된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 선불식 전력 공급장치가 다양하게 연구되었으며, 종래의 선불식 전력 공급장치는 전력 공급 전 선 결제된 선불카드의 선불금액이 미리 차감되며, 차감된 금액에 따른 전력이 사용자에게 공급되는 장치이다.

그러나 종래의 선불식 전력공급장치는 전력을 측정하는 계량부가 내부에 설치되기 때문에 제작 비용이 증가하며, 기존에 설치된 디지털 전력량계의 교체를 위한 작업이 번거로우며, KS(한국산업규격)에서 명시한 규격에 적합하도록 구성되어야 하는 등의 문제점이 발생되었다.

또한 종래의 선불식 전력공급장치에서 전력을 측정하는 계량기는 부하에 전력을 공급하는 전력선으로부터 실시간으로 변화하는 전압, 전류신호를 검출하여 이를 디지털 신호로 변환한 다음, 마이크로컴퓨터에서 전력량 데이터를 연산하면서 전력을 측정하나, 이와 같이 종래의 선불식 전력공급장치는 전압, 전류를 검출하는 작업과 디지털 신호로 변환하는 작업, 변환된 디지털 신호로부터 전력량을 측정하는 작업들이 필요하기 때문에 제작이 번거로웠다.

도 1은 특허등록 제 10-0934686호(발명의 명칭 : 선불형 전자식 전력량계 및 그 동작 방법)에 개시된 종래의 선불형 전력 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 1은 특허등록 제 10-0934686호(발명의 명칭 : 선불형 전자식 전력량계 및 그 동작 방법)에 등록된 선불형 전력 시스템(100)이며, 선불형 전력 시스템(100)은 전력센서(101)와 메모리(103), 표시수단(107), 키 입력수단(105), 차단기(109), 연산제어부(111)를 포함하여 이루어진다. 키입력수단(105)은 사용자의 각종 동작명령을 입력받는 입력수단이며, 표시수단(107)은 사용 전력량 및 잔여요금, 각종 안내 메시지 등을 표시하기 위한 LCD와 같은 표시창이다. 전력센서(101)는 전기선로의 전압과 전류를 각각 검출하여 디지털 신호로 변환하는 전류센서, 전압센서 및 AD 컨버터 등을 포함하여 이루어져 있다. 차단기(109)는 연산제어부(111)의 제어신호에 따라 동작되어 부하로 인가되는 전기를 차단(Off) 또는 공급(On)하도록 구성되어 있다. 연산제어부(111)는 전력량 계측부(113) 및 누진 요금계산부(115)를 포함하여 이루어져 있는데, 전력량 계측부(113)는 전력센서(111)를 통해 입력된 사용전력을 계측하여 사용전력량을 계산하도록 구성되어 있고, 누진 요금계산부(115)는 메모리(103)에 설정된 누진 요금제를 기준으로 사용전력량에 따라 선불된 금액을 차감 계산하도록 구성되어 있다. 또한 연산제어부(111)는 계산된 사용전력을 미리 설정된 누진 요금제를 기준으로 사용요금을 계산한 후 선불금액에서 차감하고, 잔여금액이 부족할 경우 차단기(109)를 오프시켜 부하로 공급되는 전원을 차단하게 된다. 이와 같이 종래의 선불형 전력 시스템(100)은 전력량계에 다양한 요금제의 입력 및 선택이 가능함과 아울러 고객이 직접 전력량계에 선불금액이 포함된 암호화 코드를 입력하면, 주기적으로 미리 설정된 요금제에 따라 사용한 전기요금을 자동으로 차감함으로써 미납이 방지될 수 있다. 그러나 종래의 선불형 전력 시스템(100)은 내부에 전력센서(101) 및 전력량 계측부(113)가 구비되기 때문에 내부 설계가 복잡하여 제작 비용이 증가될 뿐만 아니라 기존에 설치된 디지털 전력량계와 호환이 되지 않기 때문에 기존에 설치된 디지털 전력량계를 제거하여 설치하여야 함으로 설치 시간 및 비용이 증가된다. 또한 종래의 선불형 전력 시스템(100)은 KS(한국산업규격)에서 명시한 디지털 전력량계의 규격에 적합하도록 구성되어야 하기 때문에 규격 통과 과정이 번거로우며, 제작이 복잡한 문제점이 발생된다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 측정되는 전력량과 실제 공급되는 전력량의 오차를 줄여 전력사용요금에 대한 사용자의 신뢰도를 증가시키며, 선 결제된 선불카드를 통해 전력 공급 전 결제가 이루어짐으로써 전력요금의 미납이 방지되며, 미납금 회수를 위한 번거로운 절차 및 인력, 시간 소모가 줄어들게 되며, 사용자가 자신이 사용하는 전력량을 LCD를 통해 확인함으로써 전력 사용량을 조절하여 효율적인 전력사용관리가 이루어지도록 하는 선불식 전력개폐장치를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 선불카드 뿐만 아니라 후불식의 카드에 의하여 전력 사용량에 따라 편리하게 전력 사용요금을 결제하도록 하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단은 공급전력의 유효전력량에 비례하는 펄스길이를 갖는 광펄스 신호를 출력하는 디지털 전자계량기로부터 분리되게 설치되며, 상기 디지털 전자계량기와 수용가를 수용가를 연결하는 전력선을 개폐하도록 설치되어 선 결제된 선불카드 액만큼 상기 수용가로 전기를 공급시키는 전력개폐장치에 있어서: 상기 디지털 전자계량기와 상기 수용가를 연결하는 상기 전력선을 개폐시키는 스위치; 상기 선불카드의 여유량인 잔량을 검출하는 카드리더부; 상기 광펄스 신호를 수광하는 수광센서부; 기 설정된 펄스길이당 유효전력량을 기반으로 상기 수광센서부에서 감지된 광펄스 신호의 펄스길이에 대응되는 상기 공급전력의 유효전력량을 검출하는 검출모듈; 상기 잔량과 상기 유효전력량을 비교하여 상기 유효전력량이 상기 잔량보다 크면 상기 스위치를 개방하는 개방신호를 출력하는 스위치 구동판단 모듈; 상기 스위치 구동판단 모듈로부터 출력되는 개방신호에 의하여 상기 스위치를 구동시켜 개방시키는 스위치 구동부를 포함하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 선불식 전력개폐장치의 제어부는 상기 검출모듈과 상기 스위치 구동판단 모듈을 포함하며, 상기 제어부는 전력단위 비용 및 안내문구, 경고문구를 포함하는 데이터가 저장되는 저장모듈; 상기 잔량이 사용자가 입력한 사용 희망전력량보다 큰 지를 판단하는 판단모듈; 상기 검출모듈로부터 검출된 상기 유효전력량을 실시간으로 합산하는 전력량 합산모듈을 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

또한 본 발명의 다른 해결수단은 공급전력의 유효전력량에 비례하는 펄스길이를 갖는 광펄스 신호를 출력하는 디지털 전자계량기로부터 분리되게 설치되며, 상기 디지털 전자계량기와 수용가를 연결하는 전력선을 개폐하도록 설치되는 전력개폐장치에 있어서: 상기 디지털 전자계량기와 상기 수용가를 연결하는 상기 전력선에 설치되는 스위치; 상기 광펄스 신호를 수광하는 수광센서부; 기 설정된 펄스길이당 유효전력량을 기반으로 상기 수광센서부에서 감지된 광펄스 신호의 펄스길이에 대응되는 상기 공급전력의 유효전력량을 검출하는 검출모듈; 상기 검출모듈에 의하여 검출되는 상기 요금과 입력된 신용카드의 카드정보를 카드사에 전송하여 결제를 승인받는 카드 결제수단; 상기 카드 결제수단이 상기 카드사로부터 승인을 받지 못하는 경우 상기 스위치를 개방시키는 구동수단을 포함하는 것이다.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 디지털 전력량계의 유효전력 계량펄스부로부터 전력량에 따라 진폭이 가변되는 광펄스 신호를 수신하여 유효전력량을 검출하며, 검출된 유효전력량을 실시간으로 합산하여 산출함으로써 실제 공급되는 전력량과 검출된 유효전력량의 오차가 줄어들어 부과되는 요금에 대한 사용자의 신뢰도가 증가하게 된다.

또한 본 발명은 종래의 디지털 전력량계의 교체 없이 설치되어 사용이 가능하기 때문에 설치 및 제작 비용이 절감된다.

또한 사용자는 자신이 선 결제한 선불카드의 잔액 및 자신이 사용하는 전력량, 사용요금을 LCD를 통해 확인할 수 있기 때문에 사용요금을 고려하여 전력 사용량을 조절할 수 있어 전기 사용 관리가 용이해지며, 이에 따라 에너지 낭비를 줄일 수 있게 되며, 각 수용가는 불필요한 전력 수요를 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 선불식으로 요금이 처리되기 때문에 각 수용가의 전력사용요금에 대한 미수가 방지되며, 미수가 방지됨에 따라 미수금을 회수하기 위한 번거로운 처리 과정이 방지됨으로써 전력 공급회사는 원활하게 경영을 유지할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 후불식 카드에 의해서도 요금을 정산할 수 있도록 함으로써 신용사회에 적합하게 결제가 이루어지도록 한다.

도 1은 특허등록 제 10-0934686호(발명의 명칭 : 선불형 전자식 전력량계 및 그 동작 방법)에 개시된 종래의 선불형 전력 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 디지털 전력량계의 정면도이다.
도 3은 도 2의 디지털 전력량계의 내부 회로 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예를 나타내는 선불식 전력개폐장치를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 선불식 전력개폐장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 일실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 적용되는 디지털 전력량계의 정면도이고, 도 3은 도 2의 디지털 전력량계의 내부 회로 블록도이다.

디지털 전력량계(20)의 하부에는 각 상(A, B, C)의 전압, 전류라인이 인입되는 인입부(21)가 설치되어 있으며, 대략 중앙에는 사용전력이 표시되는 LCD 패널(27)이 설치되어 있으며, LCD 패널(27)의 좌, 우 측에는 유효전력량에 따라 표시되는 유효전력 계량펄스부(25)와 무효전력량에 따라서 표시되는 무효전력 계량펄스부(23)가 설치된다. 계량펄스부(23), (25)는 무효 또는 유효 전력량에 따라서 발광되는 LED를 구비하며, 사용전력량에 따라서 LED 점등회수가 비례하도록 즉 발생 펄스가 가변되도록 구성된다. 예를 들어, 한전에서는 저압 전자식 전력량계 단상 40A 용 계량기는 2,000pulse/kwh, 즉 역률 1인 1kwh의 전력량에 대하여 유효전력 계량펄스부(15)의 LED가 2,000번 점등되고, 역률이 0.5, 1kwh인 경우에 유효전력 계량펄스부(15)의 LED가 732번, 무효전력 계량펄스부(13)의 LED는 1268번 점등되도록 한다. 또한, 동일역률에서 계량펄스부(15)에서 점등되는 LED의 점등횟수는 동일하지만 전류의 크기에 따라서 점등지속시간이 달라지기 때문에 LED 점등정보에 의하여 역률과 전력 정보가 획득된다.

또한 전력량계는 도 3에 도시된 바와 같이, A, B, C 상의 전원공급라인과 연결되는 전류측정회로(31)와, 전압측정회로(33)와, C상 전원공급라인과 연결되는 SMPS(35)와, 전류측정회로(31)와 전압측정회로(33)에서 측정되는 전압, 전류에 의하여 전력량을 산출하는 계량칩(37)과 계량칩(37)과 다른 제어대상을 제어하기 위하여 연산처리하는 중앙처리장치(CPU)(39)와, CPU(39)에 의하여 동작되는 LCD(27), 배터리(43)로부터 전원을 공급받아 동작하는 RTC(Real Time Clock Module)과, CPU의 제어를 받아 유효전력에 따라서 LED가 발광되는 유효전력계량 펄스부(25), 무효전력에 따라서 LED가 발광되는 무효전력 계량 펄스부(23)와, CPU 구동프로그램이 저장되는 메모리(51)로 이루어진다. 유효전력계량 펄스부(25)와 무효전력 계량 펄스부(23)는 사용되는 일정한 주파수로 LED들을 발광시키고, 사용되는 유효전력과 무효전력 전력량에 비례해서 펄스의 지속시간을 증가시켜 발광시킨다.

도 4는 본 발명의 일실시예를 나타내는 선불식 전력개폐장치를 나타내는 사시도이다.

도 4에 도시된 장치는 전력개폐장치는 카드결제방식으로 선불식을 예로들어 설명하고 있으나, 후불식으로 전력개폐장치를 구성할 수 있음은 당연하다. 선불식 전력개폐장치(1)는 도 2의 전력량계(20)와 수용가(50) 사이에 설치되며, 함체(51)의 내부에는 사용자의 명령에 따라 전력량을 결정하여 수용가로 전력을 공급하도록 하는 장치들이 수용되며, 함체(53)의 외면 또는 함체(53)로부터 인출되어 전력량계(20)의 유효전력계량 펄스부(25)에 대향되도록 설치되어 유효전력계량 펄스부(25)로부터 출사되는 광펄스 신호를 수광하는 수광 센서부(4)와, 선불카드(55)에 저장된 암호화코드를 읽어 들이는 카드 리더부(3)와, 선불카드(55)의 잔액 및 현재 사용된 전력량, 경고문구, 안내문구 등이 표시되는LCD(9)와, 사용자의 명령이 입력되는 입력 장치부(4)가 형성된다.

또한 함체(51)의 내부에는 디지털 전력량계(20)에서 인출되어 수용가(50)에 연결되는 전력선(12)을 개폐하는 스위치(7)가 설치됨으로써 스위치(7)가 개방되면 수용가(50)에 전력이 공급되지 않으며, 스위치(9)가 폐쇄되면 수용가(50)에 전력이 공급되도록 한다.

여기서 언급되는 선불카드(55)는 사용자가 선 결제한 금액 데이터가 암호화되어 저장되며, 사용자가 사용희망금액을 선택하여 사용희망금액에 따른 전력을 공급받을 경우 사용희망금액을 결제하며, 수용가의 전력사용량에 따라서 저장된 금액 데이터로부터 사용희망금액이 차감되어 저장된다.

또한 선불카드(55)는 바람직하게는 IC 카드로 형성되며, 내부에는 미도시되었지만 카드운영체제, 보안 모듈, 메모리 등이 형성되어 기억용량이 크고, 안전성이 높도록 구성되도록 한다.

카드 리더부(3)는 선불카드(55)에 암호화코드를 해독하여 선불카드(55)에 저장된 잔액을 읽어 들이며, 사용자가 사용희망금액에 따른 전력을 공급받을 경우 후술되는 도 5의 사용잔액 검출부(23)로부터 사용잔액 데이터를 전송받아 선불카드(55)에 사용잔액 데이터가 입력되도록 한다.

또한 본 발명에서는 카드 리더부(3)가 접촉식으로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 카드 리더부(3)는 비접촉식으로 형성되어도 무방하며, 비접촉식일 경우 전자유도 방식을 이용하여 선불카드(55)와 통신하게 된다.

LCD 패널(9)은 선불카드(55)의 잔액 및 공급되고 있는 전력량 등이 디스플레이 되며, 만약 사용자가 선불카드(55)의 잔액보다 큰 사용희망금액을 입력하는 경우 경고문구 및 금액재입력 안내문구가 표시되도록 한다.

입력장치부(5)는 키매트릭스로 이루어져 사용자의 각종 동작 명령이 입력되는 입력수단이다.

도 5는 도 4의 선불식 전력개폐장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 5에 도시된 제어부(2)는 제어모듈(11)과 저장모듈(13), 판단모듈(15), 검출모듈(17), 전력량 합산 모듈(19), 스위치 구동 판단모듈(21), 사용잔액 검출모듈(23)들을 포함하고, 선불카드(55)가 입력되면 각 구성모듈(11), (13), (15), (17),(19), (21), (23)들로 제어신호를 보내 전력이 공급되도록 한다.

또한 제어부(2)는 선불카드(55)가 삽입되며, 선불카드(55)의 암호화코드를 해독하는 카드 리더부(3), 디지털 전력량계(20)에서 전송되는 광펄스 신호를 수신하는 수광 센서부(4), 사용자의 명령이 입력되는 입력 장치부(5), 스위치(7)를 구동시키는 스위치 구동부(6), LCD(9)에 사용잔액 및 사용하고자 하는 전력금액, 현재 공급되고 있는 전력량, 경고문구, 안내문구 등이 표시되도록 하는 화면 표시부(8), 장애 발생 시에 외부로 데이터를 전송하거나 외부로부터 데이터를 수신하며, 전력당 비용이 변경되는 경우 외부로부터 갱신된 전력당 비용의 데이터를 수신하는 데이터 송수신부(10)가 연결되며, 이들 제어대상들은 제어모듈(11)에 의하여 제어된다.

또한 제어부(2)는 카드 리더부(3)에 선불카드(55)가 삽입되고, 입력 장치부(5)로부터 사용자의 명령 데이터가 입력되면 제어모듈(11)의 제어 신호에 따라서 수광 센서부(4)에 입력되는 광펄스 신호로부터 유효전력량을 검출하여 수용가(50)로 전력이 공급되도록 한다.

제어모듈(11)은 제어부(2)의 OS(Operating system)이며, 각각의 구성 요소들을 제어한다.

또한 제어모듈(11)은 후술되는 스위치 구동 판단 모듈(21)로부터 스위치(7) 구동 가능신호가 입력되면 스위치 구동부(6)로 제어신호를 보내 스위치(7)가 폐쇄되어 폐쇄시켜 수용가(50)에 전력이 공급되도록 한다.

또한 제어모듈(11)은 카드 리더부(3)에 선불카드(55)가 삽입되면 화면 표시부에 제어신호를 보내 선불카드(55)의 잔액과, 사용자가 공급받고자 하는 전력량을 선택할 수 있도록 "사용금액을 입력해주십시오" 등의 안내문구, 사용자가 사용금액을 입력한 후 현재 공급되고 있는 전력량, 전력이 공급되고 난 후 선불카드(55)의 사용 잔액 등이 LCD(9)에 표시되도록 한다.

저장모듈(13)은 전력 단위 비용(전력당 비용)에 대한 정보 저장되며, "사용금액을 입력하십시오"의 안내문구, "잔액을 초과하였습니다. 사용금액을 재입력하십시오"의 경고문구 등이 저장된다.

판단모듈(15)은 선불카드(55)의 암호화코드를 해독한 카드 리더부(3)로부터 선불카드(55)의 잔액이 입력되고, 입력 장치부(5)로부터 사용자의 사용 희망금액이 입력되면 선불카드(55) 잔액이 사용 희망금액보다 이상인지를 판단한다. 이때 판단모듈(15)은 사용 희망금액이 선불카드(55)의 잔액보다 큰 경우 제어모듈(11)로 오류신호를 보내 제어모듈(11)이 저장모듈(13)에 저장된 경고문구가 LCD(9)에 표시되도록 하여 사용자가 사용 희망금액을 재입력하도록 하며, 사용 희망금액이 선불카드(55) 잔액보다 작은 경우 제어모듈(11)로 신호를 보내 희망 사용금액에 따른 전력이 공급되도록 한다.

또한 판단모듈(15)은 입력 장치부(5)로부터 사용 희망금액 데이터가 전송되면 저장모듈(13)로부터 전력 당 비용 데이터를 전송받아 사용 희망금액이 사용 희망전력으로 환산되도록 하며, 이때 사용 희망전력은 사용 희망금액 데이터를 전력 당 비용 데이터로 나누어 환산한다.

검출모듈(17)은 판단모듈(15)로부터 제어모듈(11)로 공급 가능데이터가 전송되면, 제어모듈(11)의 제어신호에 따라 디지털 전력량계(20)로부터 수광 센서부(4)로 전송된 광펄스 신호를 분석하여 유효전력량을 검출한다. 이때 검출모듈(17)은 전술되었듯이 전력량에 따라 펄스 진폭을 이용하여 유효전력량을 검출한다.

전력량 합산모듈(19)은 검출모듈(17)로부터 검출된 전력량 데이터를 실시간으로 합산하며, 합산된 전력량 데이터는 저장모듈(13)에 저장되며, 전력량의 합산은 후술되는 스위치 구동 판단 모듈(21)에서 제어모듈(11)로 공급 정지명령 데이터가 전송될 때까지 지속된다.

스위치 구동 판단모듈(21)은 제어모듈(11)로부터 명령 데이터가 수신되면 저장모듈(13)로부터 합산된 전력량(전력량 합산모듈(19)에서 검출된)을 전송받고, 판단모듈(13)로부터 사용 희망전력을 전송받아 합산된 전력량이 사용 희망전력량보다 이하인지를 판단한다.

이때 스위치 구동 판단모듈(21)은 합산된 전력량이 사용 희망전력보다 이하인 경우 제어모듈(11)로 공급명령 데이터를 전송하여 스위치 구동부(7)가 작동하여 스위치(7)가 폐쇄되도록 하고, 합산 전력량이 사용 희망전력량을 초과하는 경우 제어모듈(11)로 정지명령 데이터를 전송하여 전력 공급이 정지되도록 한다.

사용잔액 검출모듈(23)은 전력이 공급되고 나면, 카드 리더부(3)에서 전송된 선불카드 잔액에서 사용자의 사용희망 금액을 차감하여 사용잔액을 검출한다.

또한 검출된 사용잔액 데이터는 제어모듈(11)의 제어에 따라 카드 리더부(3)로 전송되며, 카드 리더부(3)는 전송받은 사용 잔액이 선불카드(55)에 입력되도록 한다.

스위치 구동부(6)는 제어부(2)에 연결되며, 전력선(12)에 연결되는 스위치(7)의 동작을 결정하며, 제어모듈(11)로부터 스위치(7) 폐쇄명령 데이터가 전송되면 스위치(7)가 폐쇄되도록 하여 전력이 수용가(50)로 공급되도록 하며, 제어모듈(11)로부터 개방명령 데이터가 전송되면 스위치(7)가 전력석(12)으로부터 개방되도록 하여 전력의 공급이 정지되도록 한다.

화면 표시부(8)는 LCD(9)에 선불카드(55)의 잔액 및 사용희망금액, 현재 공급되는 전력량 등이 표시되도록 하며, 카드 리더부(3)에 선불카드(55)가 삽입되면 저장모듈(13)로부터 "사용금액을 입력해주십시오"의 안내문구 데이터를 전송받아 LCD(9)에 표시되도록 하며, 사용자가 선불카드(55)의 잔액보다 큰 사용 희망금액을 입력하는 경우 저장모듈(13)로부터 "잔액을 초과하였습니다. 사용금액을 재입력하십시오"의 경고문구 데이터를 전송받아 LCD(9)에 표시되도록 한다.

데이터 송수신부(10)는 장애 발생 시에 외부로 데이터를 전송하거나 외부로부터 데이터를 수신하며, 전력 당 비용이 변경되는 경우 외부로부터 갱신된 전력 당 비용의 데이터를 전송받음으로써 사용자는 보다 정확한 양의 전력을 공급받게 된다.

도 6은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예인 선불식 전력공급 장치(1)의 동작과정을 살펴보면, 사용자가 선불카드(55)를 카드리더부(3)에 삽입하고, 입력 장치부(5)를 통해 사용하고자 하는 전력의 사용 희망금액을 입력하는 입력단계(S10)이며, 입력단계(S10) 중 사용자는 LCD(9)에 표시된 안내문구에 따라 사용희망금액을 입력하게 되며, 입력 후 LCD(9)에는 선불카드(55)의 잔액이 표시된다(S10). 카드 리더부(3)는 선불카드(55)에 암호화되어 저장된 잔액 데이터와 입력 장치부(5)에 입력된 사용자의 명령 데이터가 제어부(2)로 전송되는 전송단계(S20). 판단모듈(15)은 선불카드(55)의 잔액이 사용자의 사용 희망금액보다 이상인지를 판단한다(S30). 만약 선불카드(55)의 잔액보다 사용 희망금액이 큰 경우 제어모듈(11)은 화면 표시부(8)로 명령 데이터를 전송하여 LCD(9)에 경고문구와 사용희망금액 재입력 안내문구가 표시되도록 함으로써 사용자는 자신이 선 결제하여 남은 잔액보다 작은금액의 사용희망금액을 입력할 수 있게 된다(S40). 만약 선불카드(55)의 잔액이 사용희망금액보다 이상인 경우 판단모듈(15)은 저장모듈(13)에 저장된 전력 당 비용을 이용하여 사용 희망금액을 사용 희망전력으로 환산하며, 이때 사용 희망전력은 사용희망금액에 전력 당 비용을 나누어 계산한다(S50). 검출모듈(17)은 디지털 전력량계(20)에서 수광 센서부(4)로 전송된 광펄스 신호를 분석하여 유효전력량을 검출한다(S60). 전력량 합산모듈(19)은 검출모듈(17)로부터 검출된 유효전력량들을 실시간으로 합산한다(S70). 스위치 구동판단 모듈(21)은 전력량 합산모듈(19)에서 산출한 합산된 유효전력량이 판단모듈(15)에서 산출한 사용 희망전력보다 이하인지를 판단한다(S80). 만약 스위치 구동판단 모듈(19)에서 합산된 유효전력량이 사용 희망전력보다 크다고 판단한 경우 제어모듈(11)은 스위치 구동부(6)로 제어신호를 보내 스위치(7)가 개방되도록 함으로써 전력공급이 정지되도록 한다(S90). 합산된 유효전력량이 사용 희망전력보다 이하인 경우 제어모듈(11)은 스위치 구동부(6)로 제어신호를 보내 스위치(7)가 폐쇄되도록 함으로써 수용가에 전력이 공급되도록 한다(S100).

이와 같이 본 발명의 일실시예인 선불식 전력 공급 장치(1)는 디지털 전력량계(20)의 유효전력 계량펄스부(25)로부터 전력량에 따라 진폭이 가변되는 광펄스 신호를 수신하여 유효전력량을 검출하며, 검출된 유효전력량을 실시간으로 합산하여 산출함으로써 실제 공급되는 전력량과 검출된 유효전력량의 오차가 줄어들어 부과되는 요금에 대한 사용자의 신뢰도가 증가하게 된다.

또한 종래의 선불식 전력개폐장치는 내부에 디지털 전력량계를 포함하거나 기존에 설치되었던 디지털 전력량계를 교체하여 사용하였으나 본 발명의 일실시예인 선불식 전력공급 장치(1)는 기존의 디지털 전력량계(20)의 교체 없이 디지털 전력량계(20)와 수용가(50) 사이에 설치되기 때문에 장치의 설치비용이 현저하게 절감하게 된다.

또한 사용자는 자신이 선 결제한 선불카드(55)의 잔액 및 자신이 사용하는 전력량, 사용요금을 LCD(9)를 통해 확인할 수 있기 때문에 사용요금을 고려하여 전력 사용량을 조절할 수 있어 전기 사용 관리가 용이해지며, 이에 따라 에너지 낭비를 줄일 수 있게 되며, 각 수용가는 불필요한 전력 수요를 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 선불식으로 요금이 처리되기 때문에 각 수용가(50)의 전력사용요금에 대한 미수가 방지되며, 미수가 방지됨에 따라 미수금을 회수하기 위한 번거로운 처리 과정이 방지됨으로써 전력 공급회사는 원활하게 경영을 유지할 수 있다.

또한 본 발명은 후불식 카드를 사용하여 이루어질 수 있다.

후불식 카드를 사용하는 경우의 본 발명의 전력개폐장치에는 전력량계의 광펄스를 수신받아 전력량을 산출하고, 사용전력량을 요금으로 환산하는 검출모듈과, 후불식 카드 정보와 사용 요금을 은행, 신용카드사(이하 카드사라 함)로 전송하여 결제승인요청을 한 후 결제 승락여부를 수신받는 결제수단과, 결제수단의 승인요청이 있을 때 카드사로부터 승인신호가 없는 경우에는 스위치를 구동시켜 전력량계와 수용가의 전력선을 차단시키도록 하는 스위치 구동수단들이 구비되어야 한다. 이와 같이 본 발명은 선불식 이외외도 당업자가 다양하게 변형 설치할 수 있으며, 본 발명의 보호범위는 다음의 청구범위에 의하여 정하여져야 한다.

1:선불식 전력개폐장치 2:제어부 3:카드 리더부
4:수광 센서부 5:입력장치부 6:스위치 구동부
7:스위치 8:화면표시부 9:LCD
11:제어모듈 13:저장모듈 15:판단모듈
17:검출모듈 19:전력량 합산모듈 21:스위치구동판단모듈
23:사용잔액검출모듈 50:수용가 55:선불카드

Claims

공급전력의 유효전력량에 비례하는 펄스길이를 갖는 광펄스 신호를 출력하는 디지털 전자계량기로부터 분리되게 설치되며, 상기 디지털 전자계량기와 수용가를 연결하는 전력선을 개폐하도록 설치되어 선 결제된 선불카드 액만큼 상기 수용가로 전기를 공급시키는 전력개폐장치에 있어서:
상기 디지털 전자계량기와 상기 수용가를 연결하는 상기 전력선을 개폐시키는 스위치;
상기 선불카드의 여유량인 잔량을 검출하는 카드리더부;
상기 광펄스 신호를 수광하는 수광센서부;
기 설정된 펄스길이당 유효전력량을 기반으로 상기 수광센서부에서 감지된 광펄스 신호의 펄스길이에 대응되는 상기 공급전력의 유효전력량을 검출하는 검출모듈;
상기 잔량과 상기 유효전력량을 비교하여 상기 유효전력량이 상기 잔량보다 크면 상기 스위치를 개방하는 개방신호를 출력하는 스위치 구동판단 모듈;
상기 스위치 구동판단 모듈로부터 출력되는 개방신호에 의하여 상기 스위치를 구동시켜 개방시키는 스위치 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선불식 전력개폐장치.
청구항 1에서, 상기 선불식 전력개폐장치의 제어부는 상기 검출모듈과 상기 스위치 구동판단 모듈을 포함하며, 상기 제어부는
전력단위 비용 및 안내문구, 경고문구를 포함하는 데이터가 저장되는 저장모듈;
상기 잔량이 사용자가 입력한 사용 희망전력량보다 큰 지를 판단하는 판단모듈;
상기 검출모듈로부터 검출된 상기 유효전력량을 실시간으로 합산하는 전력량 합산모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 선불식 전력개폐장치.
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공급전력의 유효전력량에 비례하는 펄스길이를 갖는 광펄스 신호를 출력하는 디지털 전자계량기로부터 분리되게 설치되며, 상기 디지털 전자계량기와 수용가를 연결하는 전력선을 개폐하도록 설치되는 전력개폐장치에 있어서:
상기 디지털 전자계량기와 상기 수용가를 연결하는 상기 전력선에 설치되는 스위치;
상기 광펄스 신호를 수광하는 수광센서부;
기 설정된 펄스길이당 유효전력량을 기반으로 상기 수광센서부에서 감지된 광펄스 신호의 펄스길이에 대응되는 상기 공급전력의 유효전력량을 검출하고, 검출된 유효전력량에 대응되는 요금을 검출하는 검출모듈;
상기 검출모듈에 의하여 검출되는 상기 요금과 입력된 신용카드의 카드정보를 카드사에 전송하여 결제를 승인받는 카드 결제수단;
상기 카드 결제수단이 상기 카드사로부터 승인을 받지 못하는 경우 상기 스위치를 개방시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력개폐장치.