KR101319449B1

KR101319449B1 - 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치

Info

Publication number: KR101319449B1
Application number: KR1020130060212A
Authority: KR
Inventors: 권동명; 이동훈; 배명수; 강정석; 정상덕; 구자훈
Original assignee: (주) 에코센스
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2013-10-16

Abstract

본 발명은 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치에 관한 것으로서, 특히, 본 발명의 무정전 전력 측정장치는 서로 다른 규격을 갖는 전력공급선의 둘레에 각각 설치되어, 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류를 생성하는 분리형 자기장 감지센서로부터 유도전류의 전류값을 측정하는 전류 계측부와, 서로 다른 규격을 갖는 전력공급선이 설치된 전력량계의 공통 전압값을 측정하는 전압 계측부와, 전류 계측부에서 측정된 전류값을 디지털 전류데이터로 변환하고, 전압 계측부에서 측정된 전압값을 디지털 전압데이터로 변환하는 A/D변화부와, 전류 계측부에서 측정된 전류값의 오차를 보정하기 위한 보정값들이 저장된 저장부와, 전류 계측부를 통해 측정된 전류값에 대한 오차를 저장부에 저장된 보정값에 따라 보정하도록 전류 계측부를 제어하고, A/D변환부에서 출력되는 디지털 전류데이터 및 디지털 전압데이터를 이용하여 디지털 전력데이터를 연산하는 제어부와, 제어부에서 연산된 디지털 전력데이터를 외부의 서버로 전송하고, 다른 무정전 전력 측정장치로부터 전송되는 디지털 전력데이터를 수신하여 외부 서버로 전송하는 통신 모듈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 원거리나 통신 환경이 열악한 장소에 위치한 무정전 전력 측정장치에서 측정된 전력데이터가 누락되지 않고 서버로 전송되도록 할 수 있다.

Description

무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치{Power measurement apparatus to accomplish a wireless routing}

본 발명은 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력공급선을 절단시키지 않고, 측정된 전력을 무정전 전력 측정장치들 상호 간의 통신을 통해 서버로 전송할 수 있는 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치에 관한 것이다.

최근에는 온실가스를 저감하기 위한 노력의 일환으로 새로 지어지는 건물이나 공장 또는 아파트 등과 같은 공동주택 등에서 소비전력량이 적은 설비를 구비하여 온실가스 발생을 저감하고 이를 모니터링하는 추세이다. 온실가스 발생량을 저감하기 위해서는 지속적인 모니터링이 필요한데 온실가스가 발생되는 측정 대상 설비들이 대부분 가동 중인 공장이나 건물에 설치된 관계로 이러한 설비들에 소비전력 측정장치를 설치하기 위해서는 전력공급선을 절단한 후 측정장치를 연결 설치해야 함으로 인해, 정전에 따른 피해가 발생한다.

또한, 종래에는 전력사용량을 모니터링하기 위해 대부분 고정 주파수를 이용하여 데이터를 전송하였으나, 타 무선기기와의 주파수 간섭이나 충돌이 발생되어 안정적인 데이터 전송이 이뤄지지 않는 경우가 많다. 이와 같은 경우 측정된 데이터가 전송되지 않아 안정적인 모니터링과 통계가 나오지 않을 수도 있다.

그리고 측정장치가 설치되는 장소는 지하실이나 공조실 등의 배전반에 설치함으로 인해 무선 음영이 발생하는데 이와 같은 음영지역은 각 건물의 특성과 배전반의 위치에 따라 다르므로 고정 주파수 방식은 현장 여건에 맞지 않는 부분이 많다. 결국, 측정된 데이터가 제대로 서버로 전송되지 않게되어, 전력 소비설비에 대한 모니터링이 불안정하게 된다.

1. 대한민국 등록특허공보 10-1007629호(2011년01월05일) 2. 대한민국 등록특허공보 10-1136537호(2012년04월06일) 3. 대한민국 등록특허공보 10-1140282호(2012년04월19일)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전력공급을 중단시키지 않고 전력공급선을 절단할 필요 없이 전력을 측정할 수 있으며, 측정된 전력 데이터를 무선을 통해 서버에 전송할 때, 데이터가 누락되지 않고 서버로 전송되도록 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치는 서로 다른 규격을 갖는 전력공급선의 둘레에 각각 설치되어, 상기 서로 다른 규격을 갖는 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류를 생성하는 분리형 자기장 감지센서로부터 유도전류의 전류값을 측정하는 전류 계측부와, 상기 서로 다른 규격을 갖는 전력공급선이 설치된 전력량계의 공통 전압값을 측정하는 전압 계측부와, 상기 전류 계측부에서 측정된 전류값을 디지털 전류데이터로 변환하고, 상기 전압 계측부에서 측정된 전압값을 디지털 전압데이터로 변환하는 A/D변환부와, 상기 전류 계측부에서 측정된 전류값의 오차를 보정하기 위한 보정값들이 저장된 저장부와, 상기 전류 계측부를 통해 측정된 전류값에 대한 오차를 상기 저장부에 저장된 보정값에 따라 보정하도록 상기 전류 계측부를 제어하고, 상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 전류데이터 및 디지털 전압데이터를 이용하여 디지털 전력데이터를 연산하는 제어부와, 상기 제어부에서 연산된 디지털 전력데이터를 외부 서버로 전송하고, 다른 무정전 전력 측정장치로부터 전송되는 디지털 전력데이터를 수신하여 상기 외부 서버로 전송하는 무선 모듈이 장착되는 슬롯이 포함되어 있으며, 통신환경에 대응되는 통신 방식을 수행하는 무선 모듈이 상기 슬롯에 장착되도록 구성된 통신 모듈부를 포함한다.

여기서, 상기 통신 모듈부는 상기 슬롯에 지그비, RF, WIFI, 및 블루투스 중 어느 하나의 통신 방식을 수행하는 무선 모듈이 장착되어, 상기 디지털 전력데이터를 상기 외부 서버로 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치는 전원 ON/OFF 여부, 전류 및 전압을 측정 중인지 여부, 및 다른 무정전 전력 측정장치로부터 전력데이터를 수신하여 상기 외부 서버로 전송하는 중인지 여부를 나타내는 표시부를 더 포함하는 것이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

전력 공급을 중단시키지 않고 전력공급선을 절단할 필요없이 전력을 측정할 수 있으며, 원거리나 통신 환경이 열악한 장소에 위치한 무정전 전력 측정장치에서 측정된 전력데이터가 누락되지 않고 서버로 전송되도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 무정전 전력 측정장치를 포함하는 전력 측정시스템을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 무정전 전력 측정장치의 동작을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명의 무정전 전력 측정장치의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 무정전 전력 측정장치를 포함하는 전력 측정시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전력 측정시스템은 복수의 무정전 전력 측정장치(100-1,100-2,...,100-n,200), 수신장치(300), 및 서버(400)를 포함한다.

복수의 무정전 전력 측정장치(100-1,100-2,...,100-n,200)는 각각의 전력량계에 설치되어 전력량계의 전력을 측정하여 지그비(Zigbee), RF, WIFI, 및 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 통신을 통해 서버(400)로 전송한다. 무정전 전력 측정장치(100-1,100-2,...,100-n,200)의 동작 및 구성에 대해서는 도 2 및 도 3을 통해 상세하게 후술하기로 한다.

여기서, 수신장치(300)로부터 가까운 거리에 위치한 제1 내지 제N 무정전 전력 측정장치(100-1,100-2,...,100-n)는 수신장치(300)로 전력데이터를 바로 전송할 수 있다. 수신장치(300)로부터 원거리에 위치한 원거리 무정전 전력 측정장치(200)는 가장 인접한 제2 무정전 전력 측정장치(100-2)를 통해 전력데이터를 수신장치(300)로 전송한다.

수신장치(300)는 복수의 무정전 전력 측정장치(100-1,100-2,...,100-n,200)로부터 전송되는 전력데이터를 수신하여, 이더넷(Ethernet)이나 RS485 통신을 통해 연결된 서버(400)로 전송한다.

도 2는 본 발명의 무정전 전력 측정장치의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 무정전 전력 측정장치의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 2에는 제1 무정전 전력 측정장치(100-1)를 예로 들었으며, 다른 무정전 전력 측정창치(100-2,...,100-n,200)의 동작 및 구성은 동일하다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 무정전 전력 측정장치(100-1)는 서로 다른 규격을 갖는 전력공급선의 전력을 측정하여 무선 통신을 통해 서버(400)로 전송한다. 즉, 분리형 자기장 감지센서(210,230,250)가 각 전력공급선의 둘레에 각각 설치되며, 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류를 생성하여 출력하고, 무정전 전력 측정장치(100-1)는 전류값을 측정한다. 여기서 사용되는 자기장 감지센서(210,230,250)는 각 전력 공급선의 규격에 적합한 턴비(Turns Ratio)로 형성된다.

그리고 무정전 전력 측정장치(100-1)에는 서로 다른 규격을 갖는 전력공급선이 설치된 전력량계의 R.S.T.N. 3상 4선식 전선이 접속되어 전압이 측정된다. 무정전 전력 측정장치(100-1)는 이렇게 측정된 전류값과 전압값으로부터 전력 데이터를 연산하여 서버(400)로 전송한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 무정전 전력 측정장치(100-1,100-2,...,100-n,200)는 전류 계측부(110), 전압 계측부(120), A/D변환부(130), 저장부(140), 표시부(150), 통신 모듈부(160), 및 제어부(170)를 포함한다.

전류 계측부(110)는 분리형 자기장 감지센서(210,230,250)에서 생성되는 유도전류의 전류값을 측정하여 출력한다. 즉, 전류 계측부(110)에는 분리형 자기장 감지센서(210,230,250)가 하나 이상 연결되는 것이 가능하며, 각각의 분리형 자기장 감지센서(210,230,250)에서 발생된 유도전류의 전류값을 측정하여 출력한다.

전압 계측부(120)는 서로 다른 규격을 갖는 전력공급선이 설치된 전력량계의 공통 전압값을 측정한다. 즉, 전압 계측부(120)에는 전력량계의 R.S.T.N. 3상 4선식 전선이 연결되어 공통 전압값이 측정된다.

A/D변환부(130)는 전류 계측부(110)에서 측정된 전류값을 디지털 전류데이터로 변환하고, 전압 계측부(120)에서 측정된 전압값을 디지털 전압데이터로 변환하여 출력한다.

저장부(140)에는 전류 계측부(110)에서 측정된 전류값의 오차를 보정하기 위한 보정값들이 저장된다. 즉, 분리형 자기장 감지센서(210,230,250)에서 발생되는 오차 및 전류 계측부(110)의 저항이나 커패시터 등에 의한 오차를 보정하기 위한 보정 데이터가 저장된다.

표시부(150)에는 무정전 전력 측정장치(100-1,100-2,...,100-n,200)의 동작 상태가 표시된다. 즉, 무정전 전력 측정장치(100-1,100-2,...,100-n,200)의 전원 ON/OFF 여부, 전류 및 전압을 측정 중인지 여부, 및 다른 무정전 전력 측정장치(200)로부터 전력데이터를 수신하여 외부 서버(400)로 전송하는 중인지 여부를 나타낸다.

표시부(150)에 3개의 LED가 설치되어 있는 경우를 예를 들면, 전원이 ON 상태이면 제1LED가 켜지고, 전류 및 전압을 측정 중이면 제2LED가 켜진다. 반대로 전원이 OFF상태이면 제1LED가 꺼지고, 전류 및 전압을 측정 중이 아니면 제2LED가 꺼진다. 그리고 전력데이터를 수신장치(300)로 바로 전송하는 경우 제3LED가 켜지고, 전력데이터를 다른 무정전 전력 측정장치(100-1,100-2,...,100-n)로 전송하는 경우 제3LED가 깜빡거린다.

통신 모듈부(160)는 지그비, RF, WIFI, 및 블루투스와 같은 무선 통신을 통해 전력데이터를 외부로 전송한다. 통신 모듈부(160)에는 지그비, RF, WIFI, 및 블루투스와 같은 동작을 수행하는 각각의 무선 모듈(미도시)이 장착되어 무선 통신을 수행한다. 즉, 통신 모듈부(160)에는 무선 모듈이 장착되는 슬롯(미도시)이 포함되어 있으며, 통신 환경에 따라 적합한 무선 모듈이 슬롯에 장착된다. 이때, 수신장치(300)도 통신 모듈부(160)와 동일한 방식의 통신을 수행한다.

제어부(170)는 전류 계측부(110)를 통해 측정된 전류값에 대한 오차를 보정하도록 전류 계측부(110)를 제어하고, A/D변환부(130)에서 출력되는 디지털 전류데이터 및 디지털 전압데이터를 이용하여 디지털 전력데이터를 연산한다. 그리고, 제어부(170)는 전력데이터를 수신장치(300)로 전송하도록 통신 모듈부(160)를 제어한다.

이상과 같이 구성된 무정전 전력 측정장치(100-1,100-2,...,100-n,200)에 의해 원거리나 통신 환경이 열악한 장소에서 측정된 전력데이터가 누락되지 않고 서버(400)에 전달될 수 있다.

이상 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100-1,100-2,...,100-n : 제1 내지 제N 무정전 전력 측정장치
200 : 원거리 무정전 전력 측정장치 300 : 수신장치
210,230,250 : 분리형 자기장 감지센서 400 : 서버
110 : 전류 계측부 120 : 전압 계측부
130 : A/D변환부 140 : 저장부
150 : 표시부 160 : 통신 모듈부
170 : 제어부

Claims

서로 다른 규격을 갖는 전력공급선의 둘레에 각각 설치되어, 상기 서로 다르 규격을 갖는 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류를 생성하는 분리형 자기장 감지센서로부터 유도전류의 전류값을 측정하는 전류 계측부와;
상기 서로 다른 규격을 갖는 전력공급선이 설치된 전력량계의 공통 전압값을 측정하는 전압 계측부와;
상기 전류 계측부에서 측정된 전류값을 디지털 전류데이터로 변환하고, 상기 전압 계측부에서 측정된 전압값을 디지털 전압데이터로 변환하는 A/D변환부와;
상기 전류 계측부에서 측정된 전류값의 오차를 보정하기 위한 보정값들이 저장된 저장부와;
상기 전류 계측부를 통해 측정된 전류값에 대한 오차를 상기 저장부에 저장된 보정값에 따라 보정하도록 상기 전류 계측부를 제어하고, 상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 전류데이터 및 디지털 전압데이터를 이용하여 디지털 전력데이터를 연산하는 제어부와;
상기 제어부에서 연산된 디지털 전력데이터를 외부 서버로 전송하고, 다른 무정전 전력 측정장치로부터 전송되는 디지털 전력데이터를 수신하여 상기 외부 서버로 전송하는 무선 모듈이 장착되는 슬롯이 포함되어 있으며, 통신환경에 대응되는 통신 방식을 수행하는 무선 모듈이 상기 슬롯에 장착되도록 구성된 통신 모듈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 통신 모듈부는,
상기 슬롯에 지그비, RF, WIFI, 및 블루투스 중 어느 하나의 통신 방식을 수행하는 무선 모듈이 장착되어, 상기 디지털 전력데이터를 상기 외부 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치.
제1항에 있어서,
전원 ON/OFF 여부, 전류 및 전압을 측정 중인지 여부, 및 다른 무정전 전력 측정장치로부터 전력데이터를 수신하여 상기 외부 서버로 전송하는 중인지 여부를 나타내는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 라우팅 역할을 수행하는 무정전 전력 측정장치.