KR101264039B1 - 전력 품질의 모니터링 장치 및 그 방법 - Google Patents

전력 품질의 모니터링 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인가되는 상용 전압의 절대값을 연산하는 연산부, 일정한 주기마다 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력하는 누산부, 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 각 주기마다 샘플링(sampling)하는 추출부 및 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 이용하여 상용 전압의 품질을 판단하는 판단부를 포함하는 전력 품질의 모니터링 장치로 전력 품질을 고속으로 모니터링할 수 있는 장점이 있다.

Description

전력 품질의 모니터링 장치 및 그 방법{Power quality monitoring apparatus and method thereof}
본 발명은 전력 품질의 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag) 등과 같은 전력의 품질을 검출할 수 있는 전력 품질의 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
통상, 컴퓨터, 통신 장비, 의료용 장비, 군사용 장비 등의 전자 제품들은 전력 품질에 민감한 부하들이다. 이러한 산업용, 상업용, 군사용 부하들은 자동 공정상에 상호 연결되어 작동하므로, 이러한 부하가 연결되는 전력 시스템은 전력 품질(Power Quality)에 상당히 민감하게 영향을 받는다.
상기와 같은 전력 품질은 전압 품질과 전류 품질로 나뉘어지는데, 전압 품질은 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag), 저전압 및 과전압(under/over voltage), 정전(interruption), 노이즈(noise), 기타 인자(DC Offset, Harmonics, lnterharmonics, Notching), 전압 불평형(Voltage Imbalance), 전압 변동 및 플리커(Voltage Fluctuation/Flicker) 등의 상태를 취급하고, 전류 품질은 비선형 부하가 증가함에 따라 전류 왜곡에 따른 전압의 왜곡이 발생하는지 등의 전원 장애 문제를 취급한다.
한편, 전력 품질의 모니터링 장치는 전력 계통(발전 및 송배전 단계의 전력시스템) 즉, 전원 측과 부하 기기 사이에 접속 설치되어 전력 계통 및 부하 기기에 이상이 발생하는지를 모니터링하는 수단으로서, 전력 계통 및 부하 기기에 이상이 발생하면 전력 계통과 부하 기기 간의 회로를 차단하여 전력 계통 및 부하 기기를 보호하거나 전력 품질을 분석하여 사고를 사전에 예방할 수 있도록 한다.
이를 위해 종래 기술에 의한 전력 품질의 모니터링 장치는 아날로그 형태의 전압 및 전류 신호를 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하고, 변환된 디지털 데이터를 이용하여 실효값(RMS: Root Mean Square)을 산출하고, 산출된 실효값과 기준값과의 비교를 통해 사고의 발생을 감지하는 방식을 사용하였다.
그러나, 종래 기술에 의한 전력 품질의 모니터링 장치에서 실효값을 검출하기 위해서는 최소 수 주기 이상의 데이터가 필요하였으나, 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag)와 같이 짧은 지속시간 동안 수치가 변하는 경우에는 실효값에 변화가 거의 없으므로 감지가 어려운 문제점이 있었다. 즉, 종래 기술에 의한 전력 품질의 모니터링 장치는 실효값을 연산하는 시간이 오래 걸리기 때문에 반 주기처럼 짧은 지속시간 동안에 발생하는 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag)는 감지하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 사상은 상용 전압의 진폭(amplitude)을 연산하는 방식을 통해 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag) 등과 같은 전력 품질을 고속으로 모니터링할 수 있는 전력 품질의 모니터링 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 의한 전력 품질의 모니터링 장치는 인가되는 상용 전압의 절대값을 연산하는 연산부; 일정한 주기마다 상기 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력하는 누산부; 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 각 주기마다 샘플링(sampling)하는 추출부; 상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 이용하여 상기 상용 전압의 품질을 판단하는 판단부를 포함한다.
상기 인가되는 상용 전압을 모니터링하여 상기 상용 전압이 미리 정해진 시점에 도달할 때마다 상기 추출부에서 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 제어한 후, 상기 누산부에 누적되어 있는 상기 상용 전압의 절대값이 초기화되도록 제어할 수 있다.
상기 미리 정해진 시점은, 상기 상용 전압이 제로 크로싱(zero crossing)하는 시점일 수 있다.
상기 상용 전압이 제로 크로싱하는 시점은, 상기 상용 전압의 반주기마다 도달할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 인가되는 상용 전압을 모니터링하여 상기 상용 전압이 상기 미리 정해진 시점에 도달하는지 검출하는 검출기; 상기 상용 전압이 상기 미리 정해진 시점에 도달하면, 상기 추출부에서 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 상기 추출부로 추출 제어 신호를 출력하는 타이밍 제어기를 포함할 수 있다.
상기 타이밍 제어기는, 상기 추출부로 추출 제어 신호를 출력한 후, 상기 누산부에 누적되어 있는 상기 상용 전압의 절대값이 초기화되도록 상기 누산부로 리셋 제어 신호를 더 출력할 수 있다.
상기 추출부는, 샘플 홀드 회로(sample and hold circuit)일 수 있다.
상기 상용 전압은, 교류 전압일 수 있고, 상기 연산부는, 상기 교류 전압을 정류하는 정류기를 포함할 수 있다.
상기 인가되는 상용 전압의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부를 더 포함할 수 있다.
상기 출력된 상용 전압의 절대값의 이득을 조절하는 이득 조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치와 미리 정해진 기준 전압을 비교하고, 상기 비교한 결과를 이용하여 상기 상용 전압의 품질을 판단할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치와 미리 정해진 제1 및 제2 기준 전압을 비교하고, 상기 비교한 결과를 이용하여 상기 상용 전압에 순간 전압 상승(voltage swell) 또는 순간 전압 저하(voltage sag)가 발생하는지 판단할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치가 상기 제1 기준 전압보다 크면, 순간 전압 상승이 발생한 것으로 판단하는 제1 판단기를 포함할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치가 상기 제2 기준 전압보다 작으면, 순간 전압 저하가 발생한 것으로 판단하는 제2 판단기를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 전력 품질의 모니터링 장치는 인가되는 상용 전압의 절대값을 연산하는 단계; 일정한 주기마다 상기 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력하는 단계; 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 각 주기마다 샘플링(sampling)하는 단계; 상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 이용하여 상기 상용 전압의 품질을 판단하는 단계를 포함한다.
상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하는 단계 이전에, 상기 인가되는 상용 전압을 모니터링하는 단계; 상기 상용 전압이 미리 정해진 시점에 도달할 때마다 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 추출 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하고, 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하는 단계는, 상기 추출 제어 신호가 출력될 때마다 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링할 수 있다.
상기 추출 제어 신호를 출력하는 단계 이후에, 상기 누적되어 있는 상기 상용 전압의 절대값이 초기화되도록 리셋 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하고, 상기 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력하는 단계는, 상기 리셋 제어 신호가 출력될 때마다 상기 누적되어 있는 상기 상용 전압의 절대값을 초기화할 수 있다.
상기 미리 정해진 시점은, 상기 상용 전압이 제로 크로싱(zero crossing)하는 시점일 수 있다.
상기 상용 전압이 제로 크로싱하는 시점은, 상기 상용 전압의 반주기마다 도달할 수 있다.
상기 상용 전압의 품질을 판단하는 단계는, 상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치와 미리 정해진 제1 및 제2 기준 전압을 비교하고, 상기 비교한 결과를 이용하여 상기 상용 전압에 순간 전압 상승(swell) 또는 순간 전압 저하(sag)가 발생하는지 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 전력 품질의 모니터링 장치 및 그 방법에 따르면, 종래 기술에서와 같이 실효값을 연산하는 방식이 아닌 상용 전압의 진폭(amplitude)을 연산하는 방식을 통해 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag) 등과 같은 전력 품질을 고속으로 검출할 수 있는 장점이 있다.
구체적으로는, 상용 전압의 진폭(amplitude)을 토대로 연산한 결과와 기준 전압과의 비교를 통해 전력 품질을 모니터링함으로써 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag)를 빠르게 검출할 수 있으며, 연산의 복잡도를 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
즉, 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag)를 검출하는 시간을 상용 전압의 반 주기 이하로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
이로 인해, 전력 품질의 모니터링 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전력 품질의 모니터링 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 노이즈 제거부에서 출력되는 전압 파형도(A)이다.
도 3은 도 1에 도시한 연산부에서 출력되는 전압 파형도(B)이다.
도 4는 도 1에 도시한 이득 조절부에서 출력되는 전압 파형도(C)이다.
도 5는 도 1에 도시한 추출부에서 출력되는 전압 파형도(D)이다.
도 6은 도 1에 도시한 검출기에서 출력되는 전압 파형도(E)이다.
도 7은 도 6의 Q 구간을 확대한 도면으로서, 도 1에 도시한 타이밍 제어기에서 출력되는 신호 파형도이다.
도 8은 순간 전압 상승이 발생하고, 이를 검출하기까지의 동작을 보여주는 파형도이다.
도 9는 순간 전압 저하가 발생하고, 이를 검출하기까지의 동작을 보여주는 파형도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 전력 품질의 모니터링 과정을 나타내는 동작 흐름도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전력 품질의 모니터링 장치의 구성도를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전력 품질의 모니터링 장치(100)는 노이즈 제거부(110), 연산부(120), 누산부(130), 이득 조절부(140), 추출부(150), 판단부(160) 및 제어부(170)를 포함하여 구성된다.
상술한 전력 품질의 모니터링 장치에 대하여 간략하게 설명하면, 전력 품질의 모니터링 장치는 전력 계통(발전 및 송배전 단계의 전력시스템) 즉, 전원 측과 부하 기기 사이에 접속 설치되어 전력 계통 및 부하 기기에 이상이 발생하는지를 모니터링하는 장치으로서, 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag), 저전압 및 과전압 (under/over voltage), 정전(interruption), 노이즈(noise), 기타 인자(DC Offset, Harmonics, lnterharmonics, Notching), 전압 불평형(Voltage Imbalance), 전압 변동 및 플리커(Voltage Fluctuation/Flicker) 등의 상태를 검출하는 수단을 의미한다.
특히, 본 발명의 일실시예에 의한 전력 품질의 모니터링 장치는 반 주기처럼 짧은 시간 내에서 수치가 변해 종래에서는 검출하지 못했던 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag)를 고속으로 검출하는 방식에 대해 중점적으로 설명하도록 한다.
노이즈 제거부(110)는 인가되는 상용 전압(Va)의 노이즈를 제거하는 수단으로서, 교류(AC : Alternating Current) 형태의 상용 전압에 포함된 직류(DC : Direct Current) 성분의 노이즈를 제거할 수 있다. 이러한 노이즈 제거부(110)는 커패시터(capacitor) 등을 포함하는 필터(filter)로 이루어질 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 노이즈 제거부에서 출력되는 전압 파형도(A)로서, 노이즈 제거부(110)에서는 도 2에서와 같이, 직류 성분이 제거된 교류 형태의 상용 전압이 출력될 수 있다.
연산부(120)는 상용 전압의 절대값을 연산하는 수단으로서, 교류 전압을 정류(rectification)하는 정류기(122)로 이루어질 수 있다.
도 3은 도 1에 도시한 연산부에서 출력되는 전압 파형도(B)로서, 도 3에서와 같이, 정류기(122)는 상용 전압을 전파 정류하여 정현파 형태의 상용 전압이 모두 양(+)의 전압 파형을 가지도록 한다. 이에 따라, 정류기(122)에서 정류된 상용 전압은 전력 계통에서 출력된 도 2의 상용 전압에 비해 대략 두 배의 주파수를 가질 수 있다.
누산부(130)는 일정한 주기마다 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력한다. 즉, 누산부(130)는 상용 전압의 절대값을 일정한 주기마다 계속하여 덧붙여 합산할 수 있는데, 각 주기에 해당하는 상용 전압의 절대값을 적분함으로써 각 주기에서의 진폭(amplitude)을 검출할 수 있다.
이러한 누산부(130)는 적분기를 포함하는 구조로 이루어지며 도 3에서와 같이, 상용 전압의 절대값을 반 주기마다 적분하여 상용 전압의 진폭(amplitude)을 측정할 수 있다.
이득 조절부(140)는 누산부(130)에서 누적된 상용 전압의 절대값에 이득을 부가하여 상용 전압의 절대값 크기를 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 이득 조절부(140)는 전원 측과 부하 기기의 종류나 특성 등에 따라 적절한 이득이 부가된 상용 전압의 절대값을 출력할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시한 이득 조절부에서 출력되는 전압 파형도(C)로서, 도 4를 참조하면, 누산부(130)는 상용 전압의 반 주기(1/2 T)마다 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력하고, 이득 조절부(140)는 상용 전압의 절대값의 이득을 증가시켜 출력할 수 있다.
추출부(150)는 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 각 주기마다 샘플링(sampling)하는 수단으로서, 누산부(130)에서 누적되는 상용 전압의 절대값의 최대치인 상용 전압의 진폭을 각 주기마다 표본화하여 출력하는 동작을 수행한다.
여기서, 추출부(150)는 샘플 홀드 회로(Sample and Hold circuit(S/H), 152)로 이루어질 수 있는데, 샘플 홀드 회로(152)는 연속되는 입력 전압의 파형을 불연속 파형으로 변환시키는 동작 즉, 샘플링(표본화)와 그것을 어느 정도의 시간만큼 유지(홀드)하여 유지된 전압이 그대로 지속시킬 수 있도록 한다.
도 5는 도 1에 도시한 추출부에서 출력되는 전압 파형도(D)로서, 도 5에서와 같이, 샘플 홀드 회로(152)는 상용 전압의 반 주기(1/2 T)마다 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하고, 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치가 일정 시간동안 유지되게 할 수 있다.
판단부(160)는 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 이용하여 상용 전압의 품질을 판단하는 수단으로서, 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치와 미리 정해진 기준 전압을 비교하고, 상기 비교한 결과를 이용하여 상용 전압의 품질을 판단할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 판단부(160)는 제1 및 제2 판단기(162, 164)를 포함하여 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치와 미리 정해진 제1 및 제2 기준 전압(Vref1, Vref2)을 비교하고, 비교한 결과를 이용하여 상용 전압에 순간 전압 상승(voltage swell) 또는 순간 전압 저하(voltage sag)가 발생하는지 판단하는데, 제1 판단기(162)에서는 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치가 제1 기준 전압(Vref1)보다 크면, 순간 전압 상승(voltage swell)이 발생한 것으로 판단한다.
그리고, 제2 판단기(14)는 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치가 제2 기준 전압(Vref2)보다 작으면, 순간 전압 저하(voltage sag)가 발생한 것으로 판단한다.
제어부(170)는 인가되는 상용 전압을 모니터링하여 상용 전압이 미리 정해진 시점에 도달할 때마다 추출부(150)에서 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 제어한다.
그리고, 제어부(170)는 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 제어한 후, 누산부(130)에 누적되어 있는 상용 전압의 절대값이 초기화되도록 제어한다.
도 6은 도 1에 도시한 검출기에서 출력되는 전압 파형도(E) 및 도 7은 도 6의 Q 구간을 확대한 도면으로서, 도 1에 도시한 타이밍 제어기에서 출력되는 신호 파형도를 나타낸다.
도 6 및 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 제어부(170)는 검출기(172) 및 타이밍 제어기(174)를 포함하는데, 검출기(172)에서는 인가되는 상용 전압을 모니터링하여 상용 전압이 미리 정해진 시점에 도달하는지 검출한다. 즉, 검출기(172)는 도 6에서와 같이, 상용 전압이 제로 크로싱(zero crossing)하는 시점에 도달하는지 검출하여 이를 신호의 형태로 타이밍 제어기(174)에 전송할 수 있다.
타이밍 제어기(174)는 도 7에서와 같이, 검출기(172)에서 출력되는 신호에 대응하여 추출부(150) 및 누산부(130)로 제어 신호를 출력할 수 있으며, 카운터(counter)로 이루어질 수 있다.
도 6 및 도 7에서와 같이, 시간이 to인 Q 구간에서 상용 전압이 미리 정해진 시점에 도달한 것으로 검출한 후, a1 시간이 경과한 후, 타이밍 제어기(174)는 추출부(150)에서 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 추출부(150)로 추출 제어 신호(F-1)를 출력한다.
그리고, a4 시간이 경과하면, 타이밍 제어기(174)에서는 인가되는 클럭 신호(CLK)에 따라 누산부(130)에 누적되어 있는 상용 전압의 절대값이 초기화되도록 누산부(130)로 리셋 제어 신호(F-2)를 더 출력한다.
이러한 과정은 일정한 주기(즉, 반 주기)로 반복 동작할 수 있다.
한편, 도 2에서와 같이, 상용 전압이 제로 크로싱(zero crossing)하는 시점은 상용 전압의 반 주기마다 도달하기 때문에 전력 품질의 모니터링 장치(100)는 반주기마다 상용 전압의 진폭을 연산할 수 있으며, 이로 인해, 상용 전압의 진폭을 연산한 후, 반 주기가 지난 후에 상용 전압에 순간 전압 상승이나 순간 전압 저하가 발생하는지 검출할 수 있게 된다.
도 8은 순간 전압 상승이 발생하고, 이를 검출하기까지의 동작을 보여주는 파형도 및 도 9는 순간 전압 저하가 발생하고, 이를 검출하기까지의 동작을 보여주는 파형도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, S11 구간에서 순간 전압 상승이 발생한 후, 반 주기가 지난 후인 S12 구간 내에서 순간 전압 상승을 검출할 수 있으며, 도 9에서와 같이, S21 구간에서 순간 전압 저하가 발생한 후, 반 주기가 지난 후인 S22 구간 내에서 순간 전압 저하를 검출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 전력 품질의 모니터링 장치는 상용 전압의 진폭(amplitude)을 연산하는 방식을 통해 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag) 등과 같은 전력 품질을 고속으로 검출할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 의한 전력 품질의 모니터링 과정에 대하여 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 전력 품질의 모니터링 과정을 나타내는 동작 흐름도를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 인가되는 상용 전압의 절대값을 연산한다(S200). 즉, 상용 전압을 전파 정류하여 정현파 형태의 상용 전압이 모두 양(+)의 전압 파형을 가지도록 연산한다.
그리고, 일정한 주기마다 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력한다(S220). 즉, 상용 전압의 절대값을 누적하기 위해 상용 전압의 절대값을 계속하여 덧붙여 합산하는데, 상용 전압의 절대값을 일정한 주기마다 적분하여 각 주기에서의 상용 전압의 진폭(amplitude)을 검출할 수 있다.
그런 후, 추출 제어 신호가 출력될 때마다 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링한다(S240).
이를 위하여 인가되는 상용 전압을 모니터링하고, 상용 전압이 미리 정해진 시점에 도달할 때마다 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 추출 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에서와 같이, 추출 제어 신호가 출력되는 상용 전압의 반 주기마다 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하여 상용 전압의 절대값 누적 최대치가 반 주기마다 유지되게 제어할 수 있다.
그런 다음에, 누적되어 있는 상용 전압의 절대값이 초기화되도록 리셋 제어 신호를 출력하고, 리셋 제어 신호가 출력될 때마다 누적되어 있는 상용 전압의 절대값을 초기화하는 과정을 반복한다.
다음으로, 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 이용하여 상용 전압의 품질을 판단한다(S260).
즉, 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치와 미리 정해진 기준 전압을 비교하고, 상기 비교한 결과를 이용하여 상용 전압의 품질을 판단할 수 있는데, 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치와 미리 정해진 제1 및 제2 기준 전압을 비교하고, 비교한 결과를 이용하여 상용 전압에 순간 전압 상승(voltage swell) 또는 순간 전압 저하(voltage sag)가 발생하는지 판단한다.
예를 들어, 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치가 제1 기준 전압보다 크면, 순간 전압 상승(voltage swell)이 발생한 것으로 판단하고, 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치가 제2 기준 전압보다 작으면, 순간 전압 저하(voltage sag)가 발생한 것으로 판단한다.
이와 같이, 순간 전압 상승 및 저하(voltage swell/sag)을 검출하는 시간을 상용 전압의 반 주기 이하로 감소시킬 수 있기 때문에 보다 빠르게 전력의 품질을 모니터링할 수 있는 장점이 있으며, 상용 전압의 진폭(amplitude)을 연산하는 방식을 통해 연산의 복잡도를 최소화시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시 예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100. 전력 품질의 모니터링 장치
110. 노이즈 제거부 120. 연산부
130. 누산부 140. 이득 조절부
150. 추출부 160. 판단부
170. 제어부 172. 검출기
174. 타이밍 제어기

Claims (22)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 인가되는 상용 전압의 절대값을 연산하는 연산부;
    일정한 주기마다 상기 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력하는 누산부;
    상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 각 주기마다 샘플링(sampling)하는 추출부;
    상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 이용하여 상기 상용 전압의 품질을 판단하는 판단부; 및
    상기 인가되는 상용 전압을 모니터링하여, 상기 상용 전압이 미리 정해진 시점에 도달할 때마다, 상기 추출부가 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 제어한 후, 상기 누산부에 누적되어 있는 상용 전압의 절대값이 초기화되도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는
    전력 품질의 모니터링 장치.
  4. 인가되는 상용 전압의 절대값을 연산하는 연산부;
    일정한 주기마다 상기 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력하는 누산부;
    상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 각 주기마다 샘플링(sampling)하는 추출부;
    상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 이용하여 상기 상용 전압의 품질을 판단하는 판단부; 및
    상기 인가되는 상용 전압을 모니터링하여, 상기 상용 전압이 제로 크로싱(zero crossing)하는 시점에 도달할 때마다, 상기 추출부가 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는
    전력 품질의 모니터링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상용 전압이 제로 크로싱하는 시점은,
    상기 상용 전압의 반주기마다 도달하는 전력 품질의 모니터링 장치.
  6. 인가되는 상용 전압의 절대값을 연산하는 연산부;
    일정한 주기마다 상기 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력하는 누산부;
    상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 각 주기마다 샘플링(sampling)하는 추출부;
    상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 이용하여 상기 상용 전압의 품질을 판단하는 판단부; 및
    상기 인가되는 상용 전압을 모니터링하여, 상기 상용 전압이 미리 정해진 시점에 도달할 때마다, 상기 추출부가 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하되, 상기 제어부는,
    상기 인가되는 상용 전압을 모니터링하여 상기 상용 전압이 상기 미리 정해진 시점에 도달하는지 검출하는 검출기; 및
    상기 상용 전압이 상기 미리 정해진 시점에 도달하면, 상기 추출부에서 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 상기 추출부로 추출 제어 신호를 출력하는 타이밍 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전력 품질의 모니터링 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어기는,
    상기 추출부로 추출 제어 신호를 출력한 후, 상기 누산부에 누적되어 있는 상기 상용 전압의 절대값이 초기화되도록 상기 누산부로 리셋 제어 신호를 더 출력하는 전력 품질의 모니터링 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 추출부는,
    샘플 홀드 회로(sample and hold circuit)인 전력 품질의 모니터링 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 출력된 상용 전압의 절대값의 이득을 조절하는 이득 조절부를 더 포함하는 전력 품질의 모니터링 장치.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치와 미리 정해진 기준 전압을 비교하고, 상기 비교한 결과를 이용하여 상기 상용 전압의 품질을 판단하는 전력 품질의 모니터링 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치와 미리 정해진 제1 및 제2 기준 전압을 비교하고, 상기 비교한 결과를 이용하여 상기 상용 전압에 순간 전압 상승(voltage swell) 또는 순간 전압 저하(voltage sag)가 발생하는지 판단하는 전력 품질의 모니터링 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치가 상기 제1 기준 전압보다 크면, 순간 전압 상승이 발생한 것으로 판단하는 제1 판단기를 포함하는 전력 품질의 모니터링 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치가 상기 제2 기준 전압보다 작으면, 순간 전압 저하가 발생한 것으로 판단하는 제2 판단기를 포함하는 전력 품질의 모니터링 장치.
  17. 삭제
  18. 인가되는 상용 전압의 절대값을 연산하는 단계;
    일정한 주기마다 상기 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력하는 단계;
    상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 각 주기마다 샘플링(sampling)하는 단계; 및
    상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 이용하여 상기 상용 전압의 품질을 판단하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하는 단계 이전에,
    상기 인가되는 상용 전압을 모니터링하는 단계; 및
    상기 상용 전압이 미리 정해진 시점에 도달할 때마다 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하도록 추출 제어 신호를 출력하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하는 단계는,
    상기 추출 제어 신호가 출력될 때마다 상기 상용 전압의 절대값 누적 최대치를 샘플링하는 것을 특징으로 하는
    전력 품질의 모니터링 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 추출 제어 신호를 출력하는 단계 이후에,
    상기 누적되어 있는 상기 상용 전압의 절대값이 초기화되도록 리셋 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하고,
    상기 상용 전압의 절대값을 누적하여 출력하는 단계는,
    상기 리셋 제어 신호가 출력될 때마다 상기 누적되어 있는 상용 전압의 절대값을 초기화하는 전력 품질의 모니터링 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 시점은,
    상기 상용 전압이 제로 크로싱(zero crossing)하는 시점인 전력 품질의 모니터링 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 상용 전압이 제로 크로싱하는 시점은,
    상기 상용 전압의 반주기마다 도달하는 전력 품질의 모니터링 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 상용 전압의 품질을 판단하는 단계는,
    상기 샘플링된 상용 전압의 절대값 누적 최대치와 미리 정해진 제1 및 제2 기준 전압을 비교하고, 상기 비교한 결과를 이용하여 상기 상용 전압에 순간 전압 상승(swell) 또는 순간 전압 저하(sag)가 발생하는지 판단하는 전력 품질의 모니터링 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014198802A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Koninklijke Philips N.V. Disaggregation apparatus for being used in a multi-group electrical network

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6176855B2 (ja) * 2014-05-29 2017-08-09 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置
FR3026489B1 (fr) 2014-09-29 2016-12-09 Schneider Electric Ind Sas Procede d'estimation d'une tension et dispositif permettant une telle estimation
JP2018033279A (ja) * 2016-08-26 2018-03-01 シャープ株式会社 電源装置およびテレビジョン装置
US11460493B2 (en) 2020-12-23 2022-10-04 Honeywell International Inc. Electric energy meter with on-board power quality analytics

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11237413A (ja) * 1998-02-19 1999-08-31 Chuo Electronics Co Ltd 瞬時電圧低下検出回路
JP2001084042A (ja) 1999-09-13 2001-03-30 Toshiba Corp 電力変換装置
JP2004096871A (ja) 2002-08-30 2004-03-25 Hitachi Ltd 分散型電源設備の連系保護システム
KR100915401B1 (ko) 2009-03-31 2009-09-03 (주)시그너스시스템 자가 진단이 가능한 지능형 배전반

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003153433A (ja) 2001-11-08 2003-05-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電力系統の瞬時電圧低下検出装置
US8190381B2 (en) * 2005-01-27 2012-05-29 Electro Industries/Gauge Tech Intelligent electronic device with enhanced power quality monitoring and communications capabilities
CN101344550B (zh) * 2007-07-11 2011-12-14 西门子公司 电能质量指示装置及电力监控设备
KR101098505B1 (ko) 2009-09-29 2011-12-26 한국전력공사 전력품질 모니터링 시스템 및 전력품질측정 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11237413A (ja) * 1998-02-19 1999-08-31 Chuo Electronics Co Ltd 瞬時電圧低下検出回路
JP2001084042A (ja) 1999-09-13 2001-03-30 Toshiba Corp 電力変換装置
JP2004096871A (ja) 2002-08-30 2004-03-25 Hitachi Ltd 分散型電源設備の連系保護システム
KR100915401B1 (ko) 2009-03-31 2009-09-03 (주)시그너스시스템 자가 진단이 가능한 지능형 배전반

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014198802A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Koninklijke Philips N.V. Disaggregation apparatus for being used in a multi-group electrical network
CN105308827A (zh) * 2013-06-14 2016-02-03 皇家飞利浦有限公司 用于在多组电网中使用的解聚装置
CN105308827B (zh) * 2013-06-14 2018-11-20 飞利浦灯具控股公司 用于在多组电网中使用的解聚装置

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