KR101301976B1

KR101301976B1 - 독립된 상별 계측 구조를 갖는 3상 계측 그룹 장치

Info

Publication number: KR101301976B1
Application number: KR1020120033812A
Authority: KR
Inventors: 변영복; 조국춘; 문부기; 김용주
Original assignee: 주식회사 루텍
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2013-08-30

Abstract

본 발명에 따른 3상 계측 그룹 장치는, 제 1 상, 제 2 상 및 제 3 상을 포함하는 3상 3선에 대한 계측 결과를 생성하는 3상 계측 그룹 장치로서,
상기 제 1 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 1 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 1 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 1 전류 데이터를 생성하며, 적어도 상기 제 1 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송하는 비대표 싱글홀 계측 장치; 상기 제 2 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 2 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 2 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 2 전류 데이터를 생성하며, 상기 제 1 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송받은 후, 적어도 상기 제 1 전류 데이터 및 상기 제 2 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 상기 제 3 상의 전력 선로에 흐르는 전류에 대한 제 3 전류 데이터를 생성하는 대표 싱글홀 계측 장치;를 포함하며, 상기 대표 싱글홀 계측 장치 및 상기 비대표 싱글홀 계측 장치는 서로 독립하여 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다양한 정격의 MCCB(4)와 다양한 간격의 전력 선로에 모두 대응할 수 있는 계측 장치 및 계측 시스템을 제공할 수 있고 계측 시스템 구성의 유연성을 극대화할 수 있는 효과가 있으며, 3상을 구성하는 각 상에 대한 계측 결과뿐만 아니라 3상을 종합하는 계측 결과도 얻을 수 있고 주 장치(200)의 부담을 경감하며, 전체 전력 선로에 대하여 싱글홀 계측 장치를 모두 설치하지 않아도 3상 전력 선로에 대한 전기적 계측을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

독립된 상별 계측 구조를 갖는 3상 계측 그룹 장치{3 PHASE GROUP MEASURING DEVICE HAVING INDEPENDENT MEASURING STRUCTURE FOR EACH PHASE}

본 발명은 3상 전력 선로에 대한 전기적 계측을 수행하는 계측 장치에 관한 것으로서, 특히 각 전력 선로에 대한 계측 장치를 그룹으로 구성하여 계측하는 3상 계측 그룹 장치에 관한 것이다.

분전반 또는 제어반은 인입되는 주선을 각 지선으로 분기하는 동시에, 각 주선 및 지선에 대한 전기적 개폐를 담당하는 MCCB(Molded Case Circuit Braker)를 통상 구비하고 있다.

본 출원인에 의해 출원되고 출원일 현재 비공개된 2011년 특허출원 제54654호의 명세서에는, 이러한 MCCB에 대응하여 설치될 수 있는 관통형 계측 장치(8)를 개시하고 있다.

도 1은 본 출원인의 선출원에 의해 개시된 종래 기술에 따른 관통형 계측 장치(8)를 도시한 도면이다.

관통형 계측 장치(8)는, MCCB(4)와 결합하는 전력 선로(6A, 6B, 6C)가 각각 관통하는 관통홀(11A, 11B, 11C)을 가지며, 상기 3상의 전력 선로(6A, 6B, 6C)에 대한 전기적 계측을 수행한다.

그런데, MCCB(4)의 정격에 따라서 MCCB(4)의 크기는 매우 다양한 바, 예를 들면 정격에 따라 MCCB의 단자 거리(V)가 다양하며, 전력 선로의 폭(W) 및 전력 선로 사이의 간격(P)도 다양하다. 그리고 경우에 따라 전력 선로 사이의 전기적 안전성을 강화하기 위하여 전력 선로 사이의 간격(P)이 더욱 확대되는 수도 있다. 3상을 구성하는 전력 선로들 중 일부는 지그재그 형태로 꺾여서 결국 전력 선로 사이의 간격(P)이 더욱 확대되어 있는 경우도 있다.{본 발명의 실시예를 설명하는 도 2에서 주선용 전력 선로들(6A, 6B, 6C, 6N)이 이와 같다}

그런데, 이와 같이 다양한 정격의 MCCB(4)와 다양한 간격을 가질 수 있는 전력 선로에 모두 대응하도록, 많은 종류의 관통형 계측 장치(8)를 생산하는 것은 비효적인 문제점이 있다.

한편, 높은 전류가 흐르는 전력 선로의 전류를 계측하기 위하여, 통상 전력 선로에 직접 설치되는 외부 CT와 계측 장치에 내장되는 내부 CT를 2단으로 구성하는 경우가 많다. 예를 들면 표준 2차 출력전류가 5A 또는 1A인 외부 CT를 전력 선로에 장착하고, 이 전류를 받아들여서 계측을 하되, 받아들이는 전류 또한 5A/1A로서 높기 때문에 다시 한번 장치 내부에 추가적인 CT를 장착하여 전류를 더 작게 하여 센싱한다.

이러한 계측 장치들은 내부에 장착되어 있는 내부 CT의 오차에 대하여 캘리브레이션 과정을 통하여 보정할 수 있는데, 실제 어플리케이션에서는 외부 CT가 하나 더 연결되어 있기 때문에, 외부 CT의 오차에 의하여 정밀도가 떨어질 수밖에 없는 구조이다. 사용될 외부 CT의 메이커 및 모델 등은 확정되어 있지 않은 경우가 많기 때문에 외부 CT까지 포함하여 캘리브래이션하는 것은 힘들다. 또한 설사 그렇게 짝을 지어서 캘리브레이션한다고 해도 항상 하나의 제품처럼 짝을 지어서 생산단계에서 관리 유지되고 설치되어야만 하기 때문에 실용성이 낮다.

따라서, 큰 전류에 대해서도 하나만의 CT로 직접 계측하는 방식으로 접근하고, 이 CT를 계측 장치 내에서 내장하고 있으면, 위에서 언급한 문제들이 해결될 수 있을 것이다.

그런데, 전류가 크다 보니 전력 선로 사이의 거리에 있어서 변화가 크기 때문에, 3상을 하나의 장치로 만드는 것은 매우 부담스럽고 관리적인 문제가 발생한다.

상기한 종래 기술의 문제점 및 과제에 대한 인식은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이 아니므로 이러한 인식을 기반으로 선행기술들과 대비한 본 발명의 진보성을 판단하여서는 아니됨을 밝혀둔다.

본 발명의 목적은, 다양한 정격의 MCCB(4)와 다양한 간격의 전력 선로에 모두 대응할 수 있는 계측 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 대용량의 전력 선로에 대해서도 구성이 용이한 계측 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상에 따른 3상 계측 그룹 장치는, 제 1 상, 제 2 상 및 제 3 상을 포함하는 3상 3선에 대한 계측 결과를 생성하는 3상 계측 그룹 장치로서,

상기 제 1 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 1 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 1 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 1 전류 데이터를 생성하며, 적어도 상기 제 1 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송하는 비대표 싱글홀 계측 장치;

상기 제 2 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 2 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 2 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 2 전류 데이터를 생성하며, 상기 제 1 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송받은 후, 적어도 상기 제 1 전류 데이터 및 상기 제 2 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 상기 제 3 상의 전력 선로에 흐르는 전류에 대한 제 3 전류 데이터를 생성하는 대표 싱글홀 계측 장치;를 포함하며, 상기 대표 싱글홀 계측 장치 및 상기 비대표 싱글홀 계측 장치는 서로 독립하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따른 3상 계측 그룹 장치는, 제 1 상, 제 2 상, 제 3 상 및 N 상을 포함하는 3상 4선에 대한 계측 결과를 생성하는 3상 계측 그룹 장치로서,

상기 제 1 상, 제 2 상, 제 3 상 및 N 상의 전력 선로들 중 중 2개의 전력 선로가 관통되도록 상기 2개의 전력 선로에 각각 설치되며, 상기 2개의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 1 전류 데이터 및 제 2 전류 데이터를 각각 생성하며, 적어도 상기 제 1 전류 데이터 및 제 2 전류 데이터를 디지털 통신으로 각각 전송하는 2개의 비대표 싱글홀 계측 장치; 상기 2개의 전력 선로를 제외한 나머지 2개의 전력 선로 중 하나의 전력 선로가 관통되도록 상기 하나의 전력 선로에 설치되며, 상기 하나의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 3 전류 데이터를 생성하며, 상기 제 1 전류 데이터 및 제 2 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송받은 후, 적어도 상기 제 1 전류 데이터, 제 2 전류 데이터 및 상기 제 3 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 나머지 하나의 전력 선로에 흐르는 전류에 대한 제 4 전류 데이터를 생성하는 대표 싱글홀 계측 장치;를 포함하며, 상기 대표 싱글홀 계측 장치 및 상기 비대표 싱글홀 계측 장치는 서로 독립하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따른 3상 계측 그룹 장치는, 제 1 상, 제 2 상 및 제 3 상을 포함하는 3상에 대한 계측 결과를 생성하는 3상 계측 그룹 장치로서,

상기 제 1 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 1 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 1 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 1 전류 데이터를 생성하며, 적어도 상기 제 1 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송하는 제 1 비대표 싱글홀 계측 장치; 상기 제 3 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 3 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 3 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 3 전류 데이터를 생성하며, 적어도 상기 제 3 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송하는 제 2 비대표 싱글홀 계측 장치; 상기 제 2 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 2 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 2 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 2 전류 데이터를 생성하며, 적어도 상기 제 1 전류 데이터 및 상기 제 3 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송받은 후, 적어도 상기 제 1 전류 데이터, 상기 제 2 전류 데이터 및 상기 제 3 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써, 적어도 하나 이상의 3상을 종합하는 계측 값을 생성하는 대표 싱글홀 계측 장치;를 포함하며, 상기 대표 싱글홀 계측 장치, 상기 제 1 비대표 싱글홀 계측 장치 및 상기 제 2 비대표 싱글홀 계측 장치는 서로 독립하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따른 싱글홀 계측 장치는, 3상을 구성하는 전력 선로들 중 임의의 한 전력 선로(이하 '제 1 전력 선로'라 한다)에서 상기 제 1 전력 선로가 관통되도록 설치되며, 적어도 제 1 모드 또는 제 2 모드를 포함하는 복수의 모드에 따라 동작하는 싱글홀 계측 장치로서,

상기 관통되는 제 1 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하여 전류 신호를 생성하는 변류기; 상기 변류기에서 생성되는 전류 신호를 아날로그-디지털 변환하여 자체 전류 데이터를 생성하는 ADC; 제 1 모드에서는 적어도 3상을 구성하는 전력 선로들 중 상기 제 1 전력 선로 이외의 다른 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하여 아날로그-디지털 변환한 외부 전류 데이터를 전송받으며, 제 2 모드에서는 적어도 상기 자체 전류 데이터를 외부로 전송하는 디지털 통신부; 제 1 모드에서 적어도 상기 외부 전류 데이터 및 상기 자체 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 3상을 종합하는 계측 값을 생성하는 연산부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따른 싱글홀 계측 장치는, 3상을 구성하는 전력 선로들 중 임의의 한 전력 선로(이하 '제 1 전력 선로'라 한다)에서 상기 제 1 전력 선로가 관통되도록 설치되는 싱글홀 계측 장치로서,

상기 관통되는 제 1 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하여 전류 신호를 생성하는 변류기; 상기 변류기에서 생성되는 전류 신호를 아날로그-디지털 변환하여 자체 전류 데이터를 생성하는 ADC; 적어도 3상을 구성하는 전력 선로들 중 상기 제 1 전력 선로 이외의 다른 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하여 아날로그-디지털 변환한 외부 전류 데이터를 전송받는 디지털 통신부; 적어도 상기 외부 전류 데이터 및 상기 자체 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 3상을 종합하는 계측 값을 생성하는 연산부;를 포함하여, 상기 3상을 구성하는 전력 선로들에 대한 계측에 있어서 대표하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따른 분전반 설치 계측 시스템은, 인입되는 3상 주선을 적어도 하나 이상의 3상 지선으로 분기하는 분전반에 설치되어 전기적인 계측을 수행하는 분전반 설치 계측 시스템에 있어서,

상기 3상 주선 또는 3상 지선을 구성하는 복수의 전력 선로에 각각 설치되는 복수의 싱글홀 계측 장치로 구성되는 3상 계측 그룹 장치; 상기 3상 주선 또는 상기 3상 지선에서 전압을 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 3상의 전압 데이터를 생성하며, 적어도 상기 3상 계측 그룹 장치와 디지털 통신으로 연결되어 상기 3상 계측 그룹 장치에 대하여 제어 명령을 내리고 상기 3상 계측 그룹 장치로부터 계측 결과를 전송받는 주 장치;를 포함하며, 상기 싱글홀 계측 장치는 단일의 전력 선로가 관통되도록 설치되며, 상기 단일의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 전류 데이터를 생성하며, 상기 3상 계측 그룹 장치를 구성하는 복수의 싱글홀 계측 장치는 서로 독립하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 3상 그룹 계측 장치를 구성하는 싱글홀 계측 장치가 각 전력 선로별로 독립하여 구성됨으로써, 다양한 정격의 MCCB(4)와 다양한 간격의 전력 선로에 모두 대응할 수 있는 계측 장치 및 계측 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있으며, 이에 따라 계측 시스템 구성의 유연성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 3상 그룹 계측 장치를 구성하는 각 싱글홀 계측 장치들 중에서 대표 싱글홀 계측 장치로 하여금 3상 계측을 대표하도록 함으로써, 3상을 구성하는 각 상에 대한 계측 결과뿐만 아니라 3상을 종합하는 계측 결과도 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 전기적인 계측 결과를 얻기 위하여 수행되는 연산을 주 장치(200)에 집중하지 않고 각 싱글홀 계측 장치(100), 특히 대표 싱글홀 계측 장치들에 분산함으로써, 주 장치(200)의 부담을 경감하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따른 부분 선로 계측 방식에 따르면, 전체 전력 선로에 대하여 싱글홀 계측 장치를 모두 설치하지 않아도 3상 전력 선로에 대한 전기적 계측을 수행할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, 3상 3선식에서는 싱글홀 계측 장치 2개를 설치하고, 3상 4선식에서는 싱글홀 계측 장치 3개를 설치하는 것으로써 3상 전력 선로에 대한 전기적 계측을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 출원인의 선출원에 의해 개시된 종래 기술에 따른 관통형 계측 장치(8)를 도시한 도면이다.
도 2는 분전반에 본 발명의 싱글홀 계측 장치(100)를 포함하는 분전반 설치 계측 시스템이 설치된 예를 도시한 사시도이다.
도 3은 분전반에 본 발명의 싱글홀 계측 장치(100)를 포함하는 분전반 설치 계측 시스템이 설치된 예의 전기 회로도이다
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주장치(200)의 기능 블록을 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글홀 계측 장치(100)의 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글홀 계측 장치에서, 이해의 편의상 하우징을 제거한 상태로 내부의 구성 부품을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글홀 계측 장치(100)의 전기적 블럭도를 도시한 도면이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 명칭 및 도면 부호를 사용한다.

도 2는 분전반에 본 발명의 싱글홀 계측 장치(100)를 포함하는 분전반 설치 계측 시스템이 설치된 예를 도시한 사시도이며, 도 3은 분전반에 본 발명의 싱글홀 계측 장치(100)를 포함하는 분전반 설치 계측 시스템이 설치된 예의 전기 회로도이다(도 2와 도 3은 지선의 갯수와 지선에 설치되는 MCCB 및 계측 장치에 있어서 약간의 차이가 있다).

분전반(9)에는 인입되는 3상 주선을 적어도 하나 이상의 3상 지선으로 분기하며, 인입되는 3상의 주선은 3상4선이거나 3상3선일 수 있다. 통상 분전반(9)은 도시된 바와 같이 주선을 각 지선으로 분기하기 위한 부스바(5)와, 주선 및 지선의 개폐를 위하여 MCCB(4) 등이 설치되어 있다.

본 발명에 따른 분전반 설치 계측 시스템은, 이러한 분전반(9)에 부가적으로 설치되어 전기적인 계측을 수행할 수 있으며, 주선뿐만 아니라 각 지선에 대해서도 효율적으로 전기적인 계측을 수행할 수 있다.

분전반 설치 계측 시스템은, 주 장치(200), 멀티홀 계측 장치(8), 싱글홀 계측 장치(100), 직렬 통신 회선(310) 및 전기선(320)을 포함하여 구성된다.

멀티홀 계측 장치(8)는 단상 또는 3상 전력 선로에 대하여 전기적인 계측을 수행하는 장치로서 종래 기술로 설명된 장치와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

주 장치(200)는, 적어도 3상 주선 또는 3상 지선에서 전압을 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 3상의 전압 데이터를 생성하는 기능과, 싱글홀 계측 장치(100) 및 멀티홀 계측 장치(8)와 디지털 통신으로 연결되어 싱글홀 계측 장치(100) 및 멀티홀 계측 장치(8)로 제어 명령 및 전압 제이터를 전송하며 이들로부터 계측 결과를 전송받는 기능을 구비한다.

주 장치(200)는 전기선(320)을 통하여 주선 또는 지선에 전기적으로 연결되어 주선 또는 지선의 전압을 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 전압 데이터를 생성한다. 주선은 지선으로 분기되므로 주선과 지선에 흐르는 전류는 서로 상이하지만 주선과 지선의 전압은 동일하다. 예를 들어 주선의 전력 선로(6)의 전압은 부스바(5)와 각 지선에서의 전압과 동일하다. 특정한 전력 선로(6)에서 계측을 위하여 필요한 전압 데이터는 상기 특정 전력 선로(6)와 동일 전위의 다른 전력선로들에서 센싱되어 이용되어도 된다.

주 장치(200), 싱글홀 계측 장치(100) 및 멀티홀 계측 장치(8)는, 6C 전화선과 같은 직렬 통신 회선(310)을 개재하여 서로 디지털 통신할 수 있으며, 예를 들어 RS485 프로토콜이 이러한 디지털 통신의 통신 방식으로 이용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주장치(200)의 기능 블록을 도시한 블럭도이다.

주장치(200)는, 전압 변성기(210), ADC(220), 제어연산부(230), 메모리부(240), 디스플레이부(250), 조작부(260), 이더넷 통신부(270) 및 직렬 통신부(280)를 포함하여 구성된다. 주 장치(100)를 구성하는 각 블럭은 반드시 도 4에 도시된 대로 실시되는 것이 아니라 적절한 임의의 형태로 통합되거나 분리되어 구성될 수 있음이 자명하다. 특히 주 장치(100)에서 전압 데이터를 생성하는 기능은 별개의 장치로서 분리되어 구성될 수도 있다.

전압 변성기(210)는 주선 또는 지선의 전력 선로에 대하여 직접 전기적인 접촉을 하여 전압을 센싱함으로써 전압 신호를 생성하며, 전압 변성기(210)는 주 장치(200)의 외부에 별도로 설치되거나 내·외부에 걸쳐서 설치될 수도 있다.

ADC(220)는 전압 신호를 아날로그-디지털 변환하여 디지털로 된 전압 데이터를 생성하며, 제어연산부(230)는 주 장치(200)를 구성하는 각 구성요소 및 데이터 흐름을 제어하는 기능과 각종 연산 기능을 수행한다.

디스플레이부(250)는 사용자에게 필요한 정보를 디스플레이하는 기능을 수행하며, 조작부(260)는 사용자로부터의 명령 및 정보를 입력받는 기능을 수행한다. 메모리부(240)는 주 장치(200)의 동작 수행에 필요한 프로그램, 정보 및 임시 데이터, 캘리브레이션 데이터 등을 저장하는 기능을 수행한다.

직렬 통신부(280)는 직렬 통신 회선(310)을 개재하여 싱글홀 계측 장치(100) 및 멀티홀 계측 장치(8)와 디지털 직렬 통신을 수행하며, 예를 들면 RS485 통신 방식을 사용한다.

그리고, 주 장치(200)가 전압 신호를 샘플링하는 시점, 각 싱글홀 계측 장치(100)가 전류 신호를 샘플링하는 시점, 및 각 멀티홀 계측 장치(8)가 전류 신호를 샘플링하는 시점을 동기화하기 위하여 주 장치(200)는 동기 신호를 공급할 수 있다. 동기 신호는 제어 연산부(230)에 의하여 생성되어 직렬 통신 회선(310)을 개재하여 싱글홀 계측 장치(100) 및 멀티홀 계측 장치(8)로 공급될 수 있다. 따라서 분전반(9)의 각 전력 선로에서 전류를 샘플링하는 시점은 서로 동기화된다.

주 장치(200)는, 전압 변성기(210) 및 ADC(220)를 이용하여 3상 주선 또는 3상 지선에서 전압을 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 전압 데이터를 생성하며, 직렬 통신부(280) 및 직렬 통신 회선(310)을 이용하여 싱글홀 계측 장치(100) 및 멀티홀 계측 장치(8)로 전압 데이터를 전송하고 싱글홀 계측 장치(100) 및 멀티홀 계측 장치(8)로부터 계측 결과를 전송받으며, 싱글홀 계측 장치(100) 및 멀티홀 계측 장치(8)로 제어 명령을 내린다.

도 2 및 도 3으로 돌아와, 싱글홀 계측 장치(100)는 관통공(도 5의 101)이 형성되며, 관통공에는 단일의 전력 선로가 관통되도록 설치된다. 싱글홀 계측 장치(100)는 3상 주선 또는 3상 지선을 구성하는 복수의 전력 선로에 각각 설치되며, 도 2 및 도 3에서는 3상 4선식의 주선에 3개의 싱글홀 계측 장치(100)가 설치되고 3상 3선식의 주선에 2개의 싱글홀 계측 장치(100)가 설치된 것을 예시하고 있다. 아울러 도 3에서는 주선뿐만 아니라 지선 2곳에도 싱글홀 계측 장치(100)가 각각 3개씩 설치된 것을 예시하고 있다.

3상 주선 또는 3상 지선을 구성하는 복수의 전력 선로에는 싱글홀 계측 장치(100)가 2개 내지 4개 설치될 수 있으며, 2개 내지 4개의 싱글홀 계측 장치(100)는 그룹을 형성하여 3상 계측 그룹 장치(400)가 된다.

3상 3선식 전력 선로 또는 3상 4선식 전력 선로에 싱글홀 계측 장치(100)를 설치하여 3상 계측 그룹 장치(400)를 구성함 있어서, 전력 선로의 모두에 싱글홀 계측 장치(100)를 각각 설치하여 계측하는 방식(이하 '전체 선로 계측 방식'라 한다)과, 전력 선로의 일부에 계측 장치(100)를 설치하여 계측하는 방식(이하 '부분 선로 계측 방식'이라 한다)이 있다.

먼저, 부분 선로 계측 방식에서, 3상 3선식 전력 선로들에는 싱글홀 계측 장치(100)가 2개 설치되며(치환도 A 및 치환도 B 참조), 3상 계측 그룹 장치(400)를 구성하는 2개의 싱글홀 계측 장치 중 하나는 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))이 되고 다른 하나는 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))가 된다. 대표 싱글홀 계측 장치(100(R)) 및 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))는 서로 독립하여 설치된다. 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))는, 3상을 구성하는 전력 선로들에 대한 계측에 있어서 3상 그룹 계측 장치를 대표한다.

비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))은, 3상 3선의 전력 선로 중 하나의 전력 선로, 예를 들면 C상의 전력 선로(6C)가 관통되도록 C상의 전력 선로에 설치되며, C상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 C상의 전류 데이터를 생성하며, 적어도 C상의 전류 데이터를 디지털 통신으로 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))로 전송한다.

그리고 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))는, 3상 3선의 전력 선로 중 상기 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))가 설치된 전력 선로를 제외한 나머지 2개의 전력 선로중 하나에 설치되며, 예를 들어 A상의 전력 선로(6A)가 관통되도록 A상의 전력 선로에 설치되며, A상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 A상의 전류 데이터를 생성하며, 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))로부터 C상의 데이터를 디지털 통신으로 전송받은 후, 적어도 A상의 전류 데이터 및 C상의 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 B 상의 전력 선로에 흐르는 전류에 대한 전류 데이터를 생성한다.

그리고, 부분 선로 계측 방식에서, 3상 4선식 전력 선로에는 싱글홀 계측 장치(100)가 3개 설치되며, 3상 계측 그룹 장치(400)를 구성하는 3개의 싱글홀 계측 장치 중 하나는 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))가 되고 나머지 2개는 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))가 된다. 대표 싱글홀 계측 장치(100(R)) 및 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))는 서로 독립하여 설치된다. 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))는, 3상 4선의 전력 선로 중 2개의 전력 선로, 예를 들면 B상 및 C상의 전력 선로(6B, 6C)가 관통되도록 B상 및 C상의 전력 선로에 각각 설치되며, B상 및 C상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 B상 및 C상의 전류 데이터를 각각 생성하며, 적어도 B상 및 C상의 전류 데이터를 디지털 통신으로 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))로 전송한다. 그리고 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))는, 3상 4선의 전력 선로 중 상기 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))가 설치된 전력 선로를 제외한 나머지 2개의 전력 선로중 하나에 설치되며, 예를 들어 A상의 전력 선로(6A)가 관통되도록 A상의 전력 선로에 설치되며, A상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 A상의 전류 데이터를 생성하며, 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))로부터 B상 및 C상의 데이터를 디지털 통신으로 전송받은 후, 적어도 A상의 전류 데이터, B상의 전류 데이터 및 C상의 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 N상의 전력 선로에 흐르는 전류에 대한 N상의 전류 데이터를 생성한다.

한편, 전체 선로 계측 방식에서, 3상 3선식의 전력 선로인 경우 3개의 전력선로 모두에 싱글홀 계측 장치(100)를 설치하며, 3상 4선식의 전력 선로인 경우 4개의 전력 선로 모두에 싱글홀 계측 장치(100)를 설치한다. 모든 전력 선로의 전류 데이터는 연산으로 얻지 않고 직접 각 싱글홀 계측 장치(100)에서 센싱으로 얻을 수 있다. 그리고 한 개의 싱글홀 계측 장치(100)는 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))이 되며, 나머지는 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))가 된다.

예를 들면, 3상 3선식에서 B상 및 C상의 전력 선로에 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))가 설치되고, A상의 전력 선로에는 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))가 설칠될 수 있다. 또한, 3상 4선식에서 A상, B상 및 C상의 전력 선로에 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))가 설치되고, N상의 전력 선로에는 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))가 설치될 수 있다. 대표 싱글 홀 계측 장치(100(R))는 3상 3선식 또는 3상 4선식의 전력 선로에서 임의의 한 전력 선로에 설치되며, 비대표 싱글 홀 계측 장치(100(N))는 나머지 전력 선로의 모두에 설치된다.

그리고 각 비대표 싱글 홀 계측 장치(100(N))는, 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 전류 데이터를 생성하며, 생성된 전류 데이터를 디지털 통신으로 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))로 전송하며, 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))는 비대표 싱글 홀 계측 장치(100(N))로부터 상기 전류 데이터를 전송받아 이용한다.

이하 부분 선로 계측 방식 및 전체 선로 계측 방식 모두에 적용되는 사항을 설명한다.

각 싱글홀 계측 장치(100)는, 서로 독립하여 설치되며, 주 장치(100)로부터 동기 신호를 공급받아 주 장치(100)가 전압을 샘플링하는 시점과 동기하여 전류를 샘플링하며, 나아가 싱글홀 계측 장치(100) 사이에도 전류의 샘플링 시점이 동기화된다.

그리고, 각 싱글홀 계측 장치(100)는 주 장치(200)로부터 디지털 통신으로 전압 데이터를 전송받는 바, 전압 데이터는 싱글홀 계측 장치(100)가 설치된 3상의 전력 선로들 또는 상기 3상의 전력 선로들과 동일 전위의 다른 전력선로들에서 전압을 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 생성된 것이다.

따라서 대표 싱글홀 계측 장치(100(R)) 및 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))는, 모두 자신이 설치된 전력 선로의 전류 데이터는 자신이 직접 센싱하여 얻고 전압 데이터는 디지털 통신으로 전송받아 얻을 수 있다. 대표 싱글홀 계측 장치(100(R)) 및 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))는 전압 데이터는 디지털 통신으로 전송받아 얻는 것으로서, 전력 선로의 전압을 센싱하기 위하여 전력 선력에 직접 접촉하지 않아도 된다. 즉, 싱글홀 계측 장치(100)는 관통홀에 전력 선로가 관통될 뿐 전력 선로에 전기적 접촉을 하지는 않는다.

대표 싱글홀 계측 장치(100(R))는, 비대표 싱글홀 계측 장치(100((N))들로부터 전송받은 전류 데이터, 주장치(200)로부터 전송받은 전압 데이터, 및 자신이 생성한 전류 데이터를 이용하여 여러 가지 계측 값을 생성할 수 있으며, 전압, 전류, 전력, 위상차, 역률, 주파수, 중성선 전류, 전력량, THD 및 TDD와 같은 고조파 분석값, 불평형 지수와 같은 전력 품질 지수 등의 계측 값을 생성할 수 있다.

특히, 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))는, 3상을 종합하는 계측 값을 생성할 수 있으며, 예를 들면, 상간 위상차 및 불평형 지수와 같은 계측 값을 생성할 수 있다.

각 싱글홀 계측 장치(100)에는 자신의 고유한 크기 오차 및 지연 시간 오차가 저장되어 있으며, 예를 들면, 상기 크기 오차 및 지연 오차는 싱글홀 계측 장치가 생산되는 과정 중에 해당 싱글홀 계측 장치의 내부에 저장되도록 한다. 그리고, 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))에 저장된 크기 오차 및 지연 시간 오차는 디지털 통신으로 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))로 전송되어, 계측 값을 생성함에 있어서, 특히 3상을 종합하는 계측 값을 생성함에 있어서 이용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글홀 계측 장치(100)의 사시도이며, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글홀 계측 장치에서, 이해의 편의상 하우징을 제거한 상태로 내부의 구성 부품을 도시한 도면이다.

전력 선로는 관통공(101)을 통하여 관통되며, 통신 포트(17-3A, 17-3B)를 통하여 3상 그룹 계측 장치(400)를 구성하는 다른 싱글홀 계측 장치(100) 및 주 장치(200)와 통신한다.

싱글홀 계측 장치(100)는 상부 모듈(10) 및 하부 모듈(20)을 포함한다. 상부 모듈(10)은, 상부 하우징(11, 미도시), 상부 코어(12), 상부 보빈(13), 상부 코일(14), 상부 포고핀(15), 상부 배선 기판(16) 및 전자 회로 모듈(17)을 포함하여 구성된다. 하부 모듈(20)은, 하부 하우징(21, 미도시), 하부 코어(22), 하부 보빈(23), 하부 코일(24), 하부 포고핀(25) 및 하부 배선 기판(26)을 포함하여 구성된다. 그리고 상부 코어(12) 및 하부 코어(22)로써 코어부를 구성한다. 상부 모듈(10) 및 하부 모듈(20)은 서로 탈착 가능한 바, 상부 모듈(10) 및 하부 모듈(20)이 결합되는 경우 상부 코어(12) 및 하부 코어(22)는 폐경로를 구성하며, 상부 모듈(10) 및 하부 모듈(20)이 분리되는 경우 상부 코어(12) 및 하부 코어(22)의 폐경로가 개방된다. 상부 코어(12)에는 상부 보빈(13)을 개재하여 상부 코일(14)이 권취되고, 하부 코어(22)에는 하부 보빈(23)을 개재하여 하부 코일(24)이 권취된다. 따라서 상부 코어(12) 및 하부 코어(22)의 모두에 각각 코일이 권취된다.

상부 코어(12), 상부 보빈(13), 상부 코일(14), 하부 코어(22), 하부 보빈(23) 및 하부 코일(24)을 포함하여 변류기를 구성하며, 변류기는 관통되는 전력 선로에 대하여 전류를 센싱하여 전류 신호를 생성하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글홀 계측 장치(100)는 코어부의 상부 및 하부 양쪽 모두에 코일이 있다.

상부 코일(14)의 양단은 제 1 접속핀(18)을 통하여 상부 배선 기판(16)에 접속하며, 하부 코일(24)의 양단은 제 2 접속핀(28)을 통하여 하부 배선 기판(26)에 접속하며, 상부 배선 기판(16)은 제 3 접속핀(19)를 통하여 전자 회로 모듈(17)과 연결된다. 그리고, 상부 모듈(10)에는 상부 포고핀(15)을 구비하며, 하부 모듈(20)에는 하부 포고핀(25)을 구비하는 바, 상부 포고핀(15) 및 하부 포고핀(25)은 하부 모듈(20)의 하부 코일(24)을 전기적으로 상부 모듈(10) 측으로 연결한다.

상부 배선 기판(16)에는 상부 포고핀(15)의 일단이 안착되어 상부 포고핀(15)의 일단을 지지하며, 상부 배선 기판(16)에는 상부 포고핀(15)의 상기 일단과 접촉하는 도전성 패턴(16-1)이 형성되어 있다. 그리고 하부 배선 기판(26)에는 하부 포고핀(25)의 일단이 안착되어 하부 포고핀(25)의 일단을 지지하며, 하부 배선 기판(26)에는 하부 포고핀(25)의 상기 일단과 접촉하는 도전성 패턴(26-1)이 형성되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상부 포고핀(15) 및/또는 하부 포고핀(25)을 이용함으로써, 상부 모듈(10) 및 하부 모듈(20) 사이의 체결에 따라 자연스럽게 상부 모듈(10) 및 하부 모듈(20) 사이의 전기적 경로를 형성한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글홀 계측 장치(100)의 전기적 블럭도를 도시한 도면이다.

싱글홀 계측 장치(100)는, 대표 싱글홀 계측 장치(100(R)) 및 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))을 별개로 하여 각각 생산할 수 있으나, 생산 과정 중의 셋팅 또는 사용 과정 중의 설정 등에 의해, 모드가 설정되도록 함으로써 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))가 되도록 하거나(이하 '대표 모드'라 한다), 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))가 되도록 할 수 있다(이하 '비대표 모드'라 한다). 이하, 모드 설정이 가능한 싱글홀 계측 장치(100)에 대하여 설명하며, 대표 싱글홀 계측 장치(100(R)) 및 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))를 각각 별개의 구조로 하는 경우는 각 모드에 대한 설명을 참조하여도 용이하게 실시할 수 있을 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

싱글홀 계측 장치(100)는, 변류기(101), ADC(102), 캘리브레이션부(103), 연산부(104), 제어부(105), 디스플레이부(106), 조작부(107), 직렬 통신부(108) 및 메모리(109)를 포함하여 구성되며, 변류기를 제외한 각 블럭은 도 6에서 설명된 전자 회로 모듈(17)에 포함되어 구성될 수 있고, 각 블럭은 이해의 편의를 위하여 구분되는 것일 뿐이므로, 서로 통합되거나 분리되거나 동일한 하드웨어로 구현될 수도 있음은 물론이다.

변류기(101)는, 관통되는 단일의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하여 전류 신호를 생성하는 것으로서, 예를 들면, 도 6에서 설명한 바와 같이, 상부 코어(12), 상부 보빈(13), 상부 코일(14), 하부 코어(22), 하부 보빈(23) 및 하부 코일(24)을 포함하여 구성될 수 있다.

ADC(102)는, 변류기(101)에서 생성되는 전류 신호를 아날로그-디지털 변환하여 전류 데이터를 생성하며, 캘리브레이션부(103)는, 싱글홀 계측 장치(100)에 저장된 크기 오차 및 지연 시간 오차를 이용하여 전류 데이터에 대하여 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

그리고, 직렬 통신부(108)는, 비대표 모드에서는 적어도 상기 생성한 전류 데이터를 외부로 전송하며, 특히 동일한 3상 전력 선로에 위치하는 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))로 전송되도록 하며, 대표 모드에서는 적어도 동일 3상 전력 선로의 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))로부터의 전류 데이터를 전송받는다.

메모리(109)는 싱글홀 계측 장치(100)의 동작 수행에 필요한 프로그램, 정보 및 임시 데이터, 싱글홀 계측 장치(100)의 ID 등을 저장하는 기능을 수행한다. 특히 메모리(109)는 변류기(101)의 개별적인 특성에 부응하도록 설정되는 크기 오차 및 시간 지연 오차와 같은 캘리브레이션 데이터를 저장할 수 있다.

제어부(105)는 싱글홀 계측 장치(100)를 구성하는 각 구성요소 및 데이터 흐름을 제어하는 기능을 수행하며, 디스플레이부(106)는 사용자에게 필요한 정보를 디스플레이하는 기능을 수행하며, 특히 싱글홀 계측 장치의 ID를 표시할 수 있으며, 조작부(107)는 사용자로부터의 명령 및 정보를 입력하는 기능을 수행한다.

그리고, 연산부(104)는, 대표 모드에서, 비대표 싱글홀 계측 장치(100((N))로부터 전송받은 전류 데이터, 주장치(200)로부터 전송받은 전압 데이터, 및 자신이 생성한 전류 데이터를 이용하여 여러 가지 계측 값을 생성할 수 있으며, 전압, 전류, 전력, 위상차, 역률, 주파수, 중성선 전류, 전력량, THD 및 TDD와 같은 고조파 분석값, 불평형 지수와 같은 전력 품질 지수 등의 계측 값을 생성할 수 있다.

특히, 연산부(104)는, 대표 모드에서, 3상을 종합하는 계측 값을 생성할 수 있으며, 예를 들면, 상간 위상차 및 불평형 지수와 같은 계측 값을 생성할 수 있다.

한편, 연산부(104)는, 비대표 모드에서, 주장치(200)로부터 전송받은 전압 데이터, 및 자신이 생성한 전류 데이터를 이용하여, 자신을 관통하는 하나의 전력 선로에 대한 여러 가지 계측 값을 생성할 수 있으며, 이는 해당 전력 선로의 전류, 전력, 전압 및 전류 사이의 위상차, 역률, 주파수 등의 계측 값일 수 있다.

그리고 대표 모드 및 비대표 모드에서, 생성된 계측 값은 디스플레이부(106)를 통하여 표시되게 할 수 있으며, 직렬 통신부(108)를 통하여 주장치(200)로 전송된다.

상기한 설명으로 싱글홀 계측 장치(100) 및 주장치(200)를 포함하는 계측 시스템의 동작을 잘 이해할 수 있을 것이나, 이하 정리하여 간략히 설명한다.

먼저, 주장치(200)는 각 싱글홀 계측 장치(100)로 동기 신호를 공급한다{이하, 멀티홀 계측 장치(8)에 대한 설명은 생략한다}. 각 싱글홀 계측 장치(100)는 동기 신호를 기준으로 전류에 대한 샘플링을 시작하며, 주장치(200)도 전압에 대한 샘플링을 시작한다. 샘플링은, 예를 들어, 동기 신호로부터 특정한 대기 시간을 대기한 다음 시작하여 전력의 한 사이클당 N개의 샘플을 샘플링하되 M사이클 동안 샘플링함으로써, 총 N×M개를 샘플링하도록 사전 약속되어 있을 수 있다. 따라서 각 싱글홀 계측 장치(100)는 N×M개의 샘플을 포함하는 전류 데이터를 생성하며, 주 장치는(200) N×M개의 샘플을 포함하는 3상의 전압 데이터를 생성한다.

그리고, 주 장치(200)는 생성된 전압 데이터를 직렬 통신 회선(310)을 개재하여 각 싱글홀 계측 장치(100)로 브로드캐스팅하며, 각 싱글홀 계측 장치(100)는 이를 수신한다.

그리고, 3상 그룹 장치(400)를 구성하는 복수의 싱글홀 계측 장치(100) 중에서 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))는, 생성된 전류 데이터를 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))로 전송하며, 이때 주장치(200)의 명령에 따라 혹은 미리 지정된 타임 슬롯에 따라 이를 전송할 수 있다. 이와 함께 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))는, 주 장치(200)로부터 전송받은 전압 데이터와 자체 생성한 전류 데이터를 이용하여, 해당 전력 선로에 관한 전류, 전력, 전압 및 전류 사이의 위상차, 역률, 주파수 등의 계측 값을 생성할 수 있다.

그리고 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))는, 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))로부터 전류 데이터를 전송받고, 자체 생성한 전류 데이터, 주장치(200)로부터 전송받은 전압 데이터, 및 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))의 전류 데이터를 이용하여, 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))와 같이 해당하는 하나의 전력 선로에 대한 계측 값을 생성함과 아울러, 3상 전력 선로 전체에 대한 계측값을 생성할 수 있다. 즉, 3상 전력 선로 전체에 대한 전압, 전류, 전력, 위상차, 역률, 주파수, 중성선 전류, 전력량, THD 및 TDD와 같은 고조파 분석값, 불평형 지수와 같은 전력 품질 지수 등의 계측 값을 생성할 수 있다. 특히, 대표 싱글홀 계측 장치(100(R))는, 3상을 종합하는 계측 값을 생성할 수 있다.

그리고, 대표 싱글홀 계측 장치(100(R)) 및 비대표 싱글홀 계측 장치(100(N))는, 주장치(200)의 명령에 따라 혹은 미리 지정된 타임 슬롯에서 주 장치(200)로 생성된 계측 값을 전송하며, 주장치(200)는 이를 메모리부(240)에 저장하는 한편, 이더넷(330)을 통하여 원격의 서버(미도시)로 보고할 수도 있다.

이하, 본 발명의 효과에 대하여 구체적으로 살펴본다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 독립되어 설치되는 각 싱글홀 계측 장치에 있어서 샘플링의 시점을 동기화하는 동기 신호를 전송받도록 함으로써, 전기적 계측의 정확성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 각 싱글홀 계측 장치마다 고유한 크기 오차 및 지연 시간 오차를 저장하고 계측 과정에 이용되도록 함으로써, 전기적 계측의 정확성을 향상시키는 효과가 있다.

4 : MCCB 6A, 6B, 6C, 6N : 전력 선로
8 : 멀티홀 계측 장치 100 : 싱글홀 계측 장치
200 : 주장치 310 : 직렬 통신 회선
320 : 전기선 400 : 3상 계측 그룹 장치

Claims

제 1 상, 제 2 상 및 제 3 상을 포함하는 3상 3선에 대한 계측 결과를 생성하는 3상 계측 그룹 장치로서,
상기 제 1 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 1 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 1 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 1 전류 데이터를 생성하며, 적어도 상기 제 1 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송하는 비대표 싱글홀 계측 장치;
상기 제 2 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 2 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 2 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 2 전류 데이터를 생성하며, 상기 제 1 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송받은 후, 적어도 상기 제 1 전류 데이터 및 상기 제 2 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 상기 제 3 상의 전력 선로에 흐르는 전류에 대한 제 3 전류 데이터를 생성하는 대표 싱글홀 계측 장치;를 포함하며,
상기 대표 싱글홀 계측 장치 및 상기 비대표 싱글홀 계측 장치는 서로 독립하여 설치되는 것을 특징으로 하는 3상 계측 그룹 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 대표 싱글홀 계측 장치는,
적어도 상기 제 1 전류 데이터, 상기 제 2 전류 데이터 및 상기 제 3 전류 데이터를 이용하여, 적어도 하나 이상의 3상을 종합하는 계측 값을 더 생성하는 것을 특징으로 하는 3상 계측 그룹 장치.
제 1 상, 제 2 상, 제 3 상 및 N 상을 포함하는 3상 4선에 대한 계측 결과를 생성하는 3상 계측 그룹 장치로서,
상기 제 1 상, 제 2 상, 제 3 상 및 N 상의 전력 선로들 중 2개의 전력 선로가 관통되도록 상기 2개의 전력 선로에 각각 설치되며, 상기 2개의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 1 전류 데이터 및 제 2 전류 데이터를 각각 생성하며, 적어도 상기 제 1 전류 데이터 및 제 2 전류 데이터를 디지털 통신으로 각각 전송하는 2개의 비대표 싱글홀 계측 장치;
상기 2개의 전력 선로를 제외한 나머지 2개의 전력 선로 중 하나의 전력 선로가 관통되도록 상기 하나의 전력 선로에 설치되며, 상기 하나의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 3 전류 데이터를 생성하며, 상기 제 1 전류 데이터 및 제 2 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송받은 후, 적어도 상기 제 1 전류 데이터, 제 2 전류 데이터 및 상기 제 3 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 나머지 하나의 전력 선로에 흐르는 전류에 대한 제 4 전류 데이터를 생성하는 대표 싱글홀 계측 장치;를 포함하며,
상기 대표 싱글홀 계측 장치 및 상기 비대표 싱글홀 계측 장치는 서로 독립하여 설치되는 것을 특징으로 하는 3상 계측 그룹 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 대표 싱글홀 계측 장치는,
적어도 상기 제 1 전류 데이터, 상기 제 2 전류 데이터, 상기 제 3 전류 데이터 및 제 4 전류 데이터를 이용하여, 적어도 하나 이상의 3상을 종합하는 계측 값을 더 생성하는 것을 특징으로 하는 3상 계측 그룹 장치.
제 1 상, 제 2 상 및 제 3 상을 포함하는 3상에 대한 계측 결과를 생성하는 3상 계측 그룹 장치로서,
상기 제 1 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 1 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 1 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 1 전류 데이터를 생성하며, 적어도 상기 제 1 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송하는 제 1 비대표 싱글홀 계측 장치;
상기 제 3 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 3 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 3 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 3 전류 데이터를 생성하며, 적어도 상기 제 3 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송하는 제 2 비대표 싱글홀 계측 장치;
상기 제 2 상의 전력 선로가 관통되도록 상기 제 2 상의 전력 선로에 설치되며, 상기 제 2 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 제 2 전류 데이터를 생성하며, 적어도 상기 제 1 전류 데이터 및 상기 제 3 전류 데이터를 디지털 통신으로 전송받은 후, 적어도 상기 제 1 전류 데이터, 상기 제 2 전류 데이터 및 상기 제 3 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써, 적어도 하나 이상의 3상을 종합하는 계측 값을 생성하는 대표 싱글홀 계측 장치;를 포함하며,
상기 대표 싱글홀 계측 장치, 상기 제 1 비대표 싱글홀 계측 장치 및 상기 제 2 비대표 싱글홀 계측 장치는 서로 독립하여 설치되는 것을 특징으로 하는 3상 계측 그룹 장치.
청구항 2, 청구항 4, 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대표 싱글홀 계측 장치는,
상기 3상의 전력 선로들에서 또는 상기 3상의 전력 선로들과 동일 전위의 다른 전력선로들에서 전압을 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 생성된 전압 데이터들을 더 전송받으며, 상기 3상을 종합하는 계측 값을 생성함에 있어서 상기 전압 데이터들을 이용하는 것을 특징으로 하는 3상 계측 그룹 장치.
청구항 1, 청구항 3, 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 상기 제 1 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 샘플링하는 시점과 상기 제 2 상의 전력 선로에 흐르는 전류를 샘플링하는 시점은 서로 동기화되는 것을 특징으로 하는 3상 계측 그룹 장치.
청구항 2, 청구항 4, 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비대표 싱글홀 계측 장치에는 자신의 고유한 크기 오차 및 지연 시간 오차가 저장되어 있으며,
상기 크기 오차 및 지연 시간 오차는 디지털 통신으로 상기 대표 싱글홀 계측 장치로 전송되어, 상기 3상을 종합하는 계측 값을 생성함에 있어서 이용되는 것을 특징으로 하는 3상 계측 그룹 장치.
청구항 2, 청구항 4, 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 3상을 종합하는 계측 값은, 상간 위상차 또는 불평형 지수인 것을 특징으로 하는 3상 계측 그룹 장치.
3상을 구성하는 전력 선로들 중 임의의 한 전력 선로(이하 '제 1 전력 선로'라 한다)에서 상기 제 1 전력 선로가 관통되도록 설치되며, 적어도 제 1 모드 또는 제 2 모드를 포함하는 복수의 모드에 따라 동작하는 싱글홀 계측 장치로서,
상기 관통되는 제 1 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하여 전류 신호를 생성하는 변류기;
상기 변류기에서 생성되는 전류 신호를 아날로그-디지털 변환하여 자체 전류 데이터를 생성하는 ADC;
제 1 모드에서는 적어도 3상을 구성하는 전력 선로들 중 상기 제 1 전력 선로 이외의 다른 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하여 아날로그-디지털 변환한 외부 전류 데이터를 전송받으며, 제 2 모드에서는 적어도 상기 자체 전류 데이터를 외부로 전송하는 디지털 통신부;
제 1 모드에서 적어도 상기 외부 전류 데이터 및 상기 자체 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 3상을 종합하는 계측 값을 생성하는 연산부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 싱글홀 계측 장치.
3상을 구성하는 전력 선로들 중 임의의 한 전력 선로(이하 '제 1 전력 선로'라 한다)에서 상기 제 1 전력 선로가 관통되도록 설치되는 싱글홀 계측 장치로서,
상기 관통되는 제 1 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하여 전류 신호를 생성하는 변류기;
상기 변류기에서 생성되는 전류 신호를 아날로그-디지털 변환하여 자체 전류 데이터를 생성하는 ADC;
적어도 3상을 구성하는 전력 선로들 중 상기 제 1 전력 선로 이외의 다른 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하여 아날로그-디지털 변환한 외부 전류 데이터를 전송받는 디지털 통신부;
적어도 상기 외부 전류 데이터 및 상기 자체 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 3상을 종합하는 계측 값을 생성하는 연산부;를 포함하여,
상기 3상을 구성하는 전력 선로들에 대한 계측에 있어서 대표하는 것을 특징으로 하는 싱글홀 계측 장치.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 3상을 구성하는 전력 선로들에서 또는 상기 3상을 구성하는 전력 선로들과 동일 전위의 다른 전력선로들에서 전압을 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 생성된 전압 데이터들을 더 전송받으며, 상기 3상을 종합하는 계측 값을 생성함에 있어서 상기 전압 데이터들을 이용하는 것을 특징으로 하는 싱글홀 계측 장치.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 3상을 종합하는 계측 값은, 상간 위상차 또는 불평형 지수인 것을 특징으로 하는 싱글홀 계측 장치.
인입되는 3상 주선을 적어도 하나 이상의 3상 지선으로 분기하는 분전반에 설치되어 전기적인 계측을 수행하는 분전반 설치 계측 시스템에 있어서,
상기 3상 주선 또는 3상 지선을 구성하는 복수의 전력 선로에 각각 설치되는 복수의 싱글홀 계측 장치로 구성되는 3상 계측 그룹 장치;
상기 3상 주선 또는 상기 3상 지선에서 전압을 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 3상의 전압 데이터를 생성하며, 적어도 상기 3상 계측 그룹 장치와 디지털 통신으로 연결되어 상기 3상 계측 그룹 장치에 대하여 제어 명령을 내리고 상기 3상 계측 그룹 장치로부터 계측 결과를 전송받는 주 장치;를 포함하며,
상기 싱글홀 계측 장치는 단일의 전력 선로가 관통되도록 설치되며, 상기 단일의 전력 선로에 흐르는 전류를 센싱하고 아날로그-디지털 변환하여 전류 데이터를 생성하며, 상기 3상 계측 그룹 장치를 구성하는 복수의 싱글홀 계측 장치는 서로 독립하여 설치되는 것을 특징으로 하는 분전반 설치 계측 시스템.
청구항 14에 있어서,
상기 복수의 싱글홀 계측 장치 중에서 어느 한 싱글홀 계측 장치는 다른 싱글홀 계측 장치로부터 생성된 전류 데이터를 전송받으며, 전송받은 전류 데이터와 자체 생성한 전류 데이터를 이용하여 연산함으로써 계측 결과를 생성하는 것을 특징으로 하는 분전반 설치 계측 시스템.
청구항 14에 있어서,
상기 주장치는 상기 3상 계측 그룹 장치를 구성하는 복수의 싱글홀 계측 장치에 대하여 샘플링의 시점을 동기화시키기 위한 동기 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 분전반 설치 계측 시스템.