KR101338889B1 - 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3상의 전원에 연결되는 단상 부하의 전류를 모니터하고 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 분배함으로써, 동일 시스템 내의 3상 부하를 포함하여 3상 전원의 불평형 상태를 최소화하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압을 각각 모니터하기 위한 전압 감지수단; n개의 단상 부하의 전류를 각각 모니터하기 위한 전류 감지수단; 상기 전압 감지수단과 전류 감지수단의 출력 신호를 제공받아 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하별 전류를 계측하는 제어부; 상기 3상 입력 전력선 R, S, T 라인을 입력으로 하여, 상기 제어부로부터 단상 부하별로 제공되는 제어신호에 의해 n개의 단상 부하별로 부하의 전원 라인을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인에 선택적으로 연결하는 스위칭부를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반과 그 구동 방법을 제공한다.

Description

평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반 및 그 구동 방법 {A switchgear distributing loads according to balance status, and the operating method therefor}
본 발명은 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3상의 전원에 연결되는 단상 부하의 전류를 모니터하고 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 분배함으로써, 동일 시스템 내의 3상 부하를 포함하여 3상 전원의 불평형 상태를 최소화하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
최근 전력시스템은 독립적으로 운용되는 시스템들이 지속적으로 증가되고 있으며, 이중 많은 수가 소규모의 분산전원 (distributed generation)에 해당한다. 따라서 분산전원을 포함하고 있는 소규모 배전시스템에 해당하는 분산 전원 계통에 대한 효율적인 운영 방안 수립은 효율적인 배전시스템 운용을 위해 중요하다.
3상 전원에 있어서 단상 비선형 부하 등의 사용으로 3상 불평형 상태가 될 때 중성선에는 영상전류가 흐르게 되며, 이는 중성선 전류에 따른 정격 상승 및 전력 품질에 나쁜 영향을 초래한다. 실제 배전시스템은 단상 및 2상 회로로 부분선로가 구성되거나 부하가 3상 불평형인 상태에서 운전될 수 있으며, 이러한 배전시스템에 대한 불평형 상태의 개선책으로 리액턴스를 가지는 더미(dummy) 부하를 이용하거나, 시스템의 설계 단계에서부터 부하를 고정 배분하는 기술이 사용되어 왔다.
본 발명에 대한 배경 기술로서 도면 제1도에 도시된 대한민국 등록특허 제10-1108629호의 3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압 결정방법 및 결정장치 기술이 있다.
이 기술은 3상 불평형 상태에 있는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 3상 불평형 배전시스템의 정상상태 운전점을 결정하는 3상 교류 조류계산과 입자 군집 최적화법을 이용하여 배전시스템의 소정의 운전 제약 조건을 만족하는 상기 분산전원의 정상 시퀀스 단자전압 운전점의 최적해를 산출하고, 상기 분산전원의 단자전압 결정을 위해 목적함수가 이용되되, 상기 목적함수는 상기 배전시스템의 유효전력의 계통손실, 모선 전압상하한 제약 위반량 최소화 조건을 만족하며, 상기 배전시스템의 운전 제약 조건은 상기 3상 교류 조류 계산에 근거한 회로방정식과, 분산전원의 무효전력 상하한 제약, 전압 상하한 제약을 포함하며, 분산전원의 정상 시퀀스 단자전압 상하한 제약 내에서 최적 운전점을 탐색하는 것을 특징으로 한다.
그러나 이 기술은 배전시스템의 유효전력의 계통손실, 모선 전압 상하한 제약 위반 (violation) 최소화 조건으로써 목적 함수를 구하도록 구성되어 계산이 복잡하고 시간에 따라 급변하는 비선형 시스템의 목적 함수를 실시간으로 계산하고 적용하기가 곤란한 제약을 가진다.
본 발명에 대한 다른 배경 기술로서 도면 제2도에 도시된 대한민국 등록특허 제10-0895018호의 계통전원의 불평형을 제거하는 영상 전류 제거 장치 기술이 있다. 이 기술은 비선형 부하 등에 의한 3상 불평형 조건에서 3상 4선식 전력공급 선로의 중선선에 흐르는 과도한 전류를 제한하는 계통전원의 상간 불평형을 제거하는 영상 분 제거 장치를 제공하기 위해, 3상 계통 전원과 부하 사이에 상 별로 병렬로 접속되는 3상 1차 권선과, 3상 계통의 영상 분 전류를 상쇄하여 제거하기 위해서 상기 3상 1차 권선에 흐르는 영상 전류를 유기하여 다시 상기 부하로 환류시키도록 중성선과 부하에 접속되는 2차 권선을 가지는 단상 변압기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그러나 이 기술은 중성선에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 것으로만 국한되어 있어, 3상의 전원에 다수의 비선형 부하 내지 단상 부하가 연결되어 발생되는 불평형 상태는 극복이 불가능한 한계를 가진다.
본 발명에 대한 또 다른 배경 기술로서 도면 제3도에 도시된 대한민국 등록특허 제10-0705246호의 영상변압기를 이용한 직렬 전압보상장치 기술이 있다. 이 기술은 지락 등의 사고에 의해 3상 전원이 불평형하게 된 경우, 불평형 3상 전원에 포함되는 영상(zero phase)성분을 제거하기 위해 영상변압기와 정상성분 및 역상성분을 보상하는 직렬변압기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
그러나 이 기술은 영상 변압기, 직렬변압기를 비롯하여 인버터 회로가 추가적으로 구비되어야 하고 상기 변압기와 인버터의 용량이 시스템 전체의 용량에 비례하여 증가되므로 경제성의 제약을 가진다.
KR 10-1108529 B1 KR 10-0895018 B1 KR 10-0705246 B1 US 7242110 B2
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3상의 전원에 연결되는 단상 부하의 전류를 모니터하고 동일 시스템 내의 3상 부하를 포함하여 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 분배함으로써 3상 전원의 불평형 상태를 최소화하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해,
3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압을 각각 모니터하기 위한 전압 감지수단; n개의 단상 부하의 전류를 각각 모니터하기 위한 전류 감지수단; 상기 전압 감지수단과 전류 감지수단의 출력 신호를 제공받아 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하별 전류를 계측하는 제어부; 상기 3상 입력 전력선 R, S, T 라인을 입력으로 하여, 상기 제어부로부터 단상 부하별로 제공되는 제어신호에 의해 n개의 단상 부하별로 부하의 전원 라인을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인에 선택적으로 연결하는 스위칭부를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반과 그 구동 방법을 과제의 해결 수단으로 제공한다.
본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반 및 그 구동 방법에 의하면, 3상의 전원에 연결되는 단상 부하의 전류를 모니터하고 동일 시스템 내의 3상 부하를 포함하여 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 분배함으로써 3상 전원의 불평형 상태를 최소화하는 기술적 효과를 제공한다.
제1도는 배경 기술로서 3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압 결정방법 및 결정장치의 구성
제2도는 다른 배경 기술로서 계통전원의 불평형을 제거하는 영상 전류 제거 장치의 구성
제3도는 또 다른 배경 기술로서 영상변압기를 이용한 직렬 전압보상장치의 구성
제4도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 전체 구성
제5도는 본 발명의 스위칭부의 구성과 작용 관계
제6도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서 제어부의 구성
제7도 및 제8도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서 임의의 단상 부하의 스위칭 파형의 일례
제9도 및 제10도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서 스위칭 잡음을 최소화한 단상 부하의 스위칭 파형의 일례
제11도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서, 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 전력에 따라 분배하기 위한 작용 관계의 실시예
제12도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 대한 전력에 따른 부하 분배 구동 방법의 흐름도
도면 제13도 및 제14도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 대한 전력에 따른 구동 방법에서 결선 결정 루틴의 흐름도
제15도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서, 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 전류에 따라 분배하기 위한 작용 관계의 실시예
제16도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 대한 전류에 따른 부하 분배 구동 방법의 흐름도
제17도 및 제18도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 대한 전류에 따른 구동 방법에서 결선 결정 루틴의 흐름도
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 이에 따라 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예 들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 제어부 내지 컨트롤러, 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블록을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 제어부 내지 컨트롤러에 의해 제공되는 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다. 또한, 제어부 내지 컨트롤러 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니 되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지 관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도면 제4도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 전체 구성을 도시한다. 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반은 3상 입력 전력선 R, S, T 라인에 대해 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)의 전류를 모니터하고 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 분배하기 위한 것이다. 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반은 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압을 각각 모니터하기 위한 전압 감지수단(110), (111), (112)과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)의 전류를 각각 모니터하기 위한 전류 감지수단(113-1), (113-2)...(113-n)을 구비한다. 상기 전압 감지수단(110), (111), (112)으로서는 변압기(PT)가 적용될 수 있고, 전류 감지수단(113-1), (113-2)...(113-n)으로서는 변류기(CT)를 적용할 수 있다. 상기 전압 감지수단(110), (111), (112)과 전류 감지수단(113-1), (113-2)...(113-n)의 출력 신호는 제어부(100)로 제공되어 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압 V1, V2, V3와 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 i1, i2 ... in을 계측한다. 또한 상기 3상 입력 전력선 R, S, T 라인은 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별로 스위칭 접속하기 위한 스위칭부(200)의 입력으로 연결되고 상기 스위칭부(200)는 제어부(100)로부터 단상 부하별로 제공되는 제어신호 S1, S2...Sn에 의해 각각 스위칭 되어 부하의 전원 라인을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인에 선택적으로 연결한다.
도면 제5도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서 스위칭부(200)의 구성과 작용 관계를 도시한다. 본 발명의 스위칭부(200)는, 제어부(100)로부터 단상 부하별로 제공되는 제어신호 S1, S2...Sn에 의해 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전원 라인을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인에 선택적으로 연결한다. 상기 스위칭부(200)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인을 입력으로 하며, 개별 스위칭부에 연결된 x번째 부하 Lx(300-x)의 전원 라인을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인들 중 하나를 선택하여 연결한다. 이때 상기 3상 입력 전력선 R, S, T 라인은 도면에서 접지로 표시된 중점 라인과 함께 스위칭부(200)로 제공되며, 상기 중점 라인은 Y 결선된 3상 입력의 중점이다. 또한 상기 스위칭부(200)의 입력 선택 단자는 3상 입력 전력선 R, S, T 라인과 함께 null 단자를 더 구비하여 개별 스위칭부에 연결된 x번째 부하 Lx(300-x)의 전원을 off 시키는 기능을 추가로 구비할 수도 있다.
상기 스위칭부(200)에 입력되는 3상 입력 전력선 R, S, T 라인과 null 단자, 중점 라인은, x번째 단상 부하 Lx(300-x)의 전원 라인 L과 N에 스위칭되는데, 이때 상기 스위칭부(200)에 입력되는 중점 라인과 x번째 단상 부하 Lx(300-x)의 전원 라인 N은 공통으로 연결된다. 따라서 상기 스위칭부(200)는 x번째 단상 부하 Lx(300-x)의 전원 라인 L을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 및 null 단자들 중 어느 하나로 선택적으로 연결시키도록 구성된다.
상기 스위칭부(200)를 구성하는 스위칭 소자는 솔리드 스테이트 릴레이(SSR: solid state relay), 또는 트라이액으로 구성될 수 있으며, 상기 스위칭부(200)는 제어부(100)로부터 제공되는 제어신호 Sx를 제공받아 R, S, T 라인 및 null 단자들 중 하나를 선택하기 위한 신호를 출력하는 디코더(210)와 상기 디코더(210)의 출력을 제공받아 스위칭 소자를 구동하는 구동 드라이버(220)를 구비한다.
도면 제6도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서 제어부(100)의 구성을 도시한다. 본 발명의 제어부(100)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압을 각각 모니터하기 위한 전압 감지수단(110), (111), (112)과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)의 전류를 각각 모니터하기 위한 전류 감지수단(113-1), (113-2)...(113-n)으로부터의 신호를 제공받아 선택적으로 A/D 변환부(255)에 연결하는 아날로그 멀티플렉서(250);와, 상기 아날로그 멀티플렉서(250)를 제어하여 R, S, T 라인별 전압 및 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)의 전류를 A/D 변환부(255)를 통해 데이터로 제공받는 콘트롤러(260); 상기 콘트롤러(260)가 제공받은 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터를 저장하고 연산하는 작업 메모리(265); 상기 작업 메모리(265) 내의 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터를 상기 콘트롤러(260)로부터 제공받아 전압 및 전류의 영교차점을 검출하는 제로 크로싱 검출부(270);를 구비한다.
본 발명의 콘트롤러(260)는, 상기 제로 크로싱 검출부(270)로부터 제공받는 영교차점을 기준으로 상기 작업 메모리(265) 내의 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터를 반파장 단위로 독출하여 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 연산하여 부하 데이터 DB(275)에 저장한다.
또한 본 발명의 제어부(100)는, 부하 데이터 DB(275)에 저장된 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력의 연산 결과에 따라 x번째 단상 부하 Lx(300-x)의 전원 라인 L을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 및 null 단자들 중 어느 하나로 스위칭부(200)에 의해 선택적으로 연결시키도록 하는 제어 신호를 출력하는 출력 포트(280);와 상기 출력 포트(280)로부터 출력되는 제어 신호 S1, S2....Sn을 전기적으로 절연시켜 스위칭부(200)에 전달하는 절연 구동부(285)를 구비한다.
본 발명의 콘트롤러(260)에는 디스플레이(290)가 연결되어, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류, 및 상기 콘트롤러(260)에 의해 연산된 단상 부하별 전력, n개의 단상 부하별 스위칭 정보를 표시하는 디스플레이(290);를 구비하고, 또한 상기 디스플레이(290)에 표시되는 정보를 외부 기기로 전송하는 통신수단으로서 LAN(295);을 구비한다.
따라서 본 발명의 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 작업 메모리(265)에 저장하고; 상기 작업 메모리(265)에 저장된 데이터를 제로 크로싱 검출부(270)에 제공하여 전압 및 전류 데이터의 영교차점을 검출하여 작업 메모리(265) 내의 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터의 반파장 단위로 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 연산하여 부하 데이터 DB(275)에 저장하고; 상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 참조하여 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 균등한 부하가 분배되어 연결되도록 제어 신호 S1, S2....Sn를 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공하여 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 달성하도록 구성된다.
3상 전원으로 구동되는 시스템에 있어서 통상의 단상 부하는, 연동되는 3상 부하에 비해 상대적으로 소전력인 경우가 많고, 전원 전압이 비교적 안정적이며 또한 리액턴스 소자를 단자간에 연결함으로써 역률을 개선하는 경우가 많다. 이 경우 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반은 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)의 전류 데이터만으로 구동될 수도 있다.
이러한 경우 본 발명의 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260)는, n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 작업 메모리(265)에 저장하고; 상기 작업 메모리(265)에 저장된 데이터를 제로 크로싱 검출부(270)에 제공하여 전류 데이터의 영교차점을 검출하여 작업 메모리(265) 내의 데이터를 반파장 단위로 하여 단상 부하별 전류로 연산하여 부하 데이터 DB(275)에 저장하고; 상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 단상 부하별 전류를 참조하여 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 균등한 부하가 분배되어 연결되도록 제어 신호 S1, S2....Sn를 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공하여 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 달성하도록 구성할 수도 있다.
도면 제7도 및 제8도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서 임의의 단상 부하의 스위칭 파형의 일례를 도시한다. 도면의 예는 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)들 중 x번째 단상 부하 Lx(300-x)의 전원 라인 L을 3상 입력 전력선 S 라인으로 스위칭하는 파형을 도시한다. 도면의 스위칭 파형은 전류 또는 전압이 될 수 있으며 이는 단상 부하의 특성에 따라 결정되고 해석될 수 있다.
도면 제4도 내지 제6도에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260)는, 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 참조하여 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 균등한 부하가 분배되어 연결되도록 제어 신호 S1, S2....Sn를 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공하여 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 달성하도록 구성된다.
이때 스위칭부(200)는 임의의 시점에서 on-off가 되므로 도면 제7도 및 제8도에 도시된 것과 같이 전력선 R, S, T 라인의 임의의 위상각에서 스위칭될 수 있다. 상기의 경우 연결되는 단상 부하에 따라 스위칭 잡음이 발생될 수 있으며 이를 제거하기 위한 스위칭 기술이 필요하다. 본 발명의 제어부(100)는 상기 스위칭 잡음을 최소화하기 위해 제로 전압 스위칭과 제로 전류 스위칭을 달성할 수 있다.
그 일실시예로서 본 발명의 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 작업 메모리(265)에 저장하고; 상기 작업 메모리(265)에 저장된 데이터를 제로 크로싱 검출부(270)에 제공하여 전압 및 전류 데이터의 영교차점을 검출하여 작업 메모리(265) 내의 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터의 반파장 단위로 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 연산하여 부하 데이터 DB(275)에 저장하고; 상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 참조하여 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 균등한 부하가 분배되어 연결되도록 제어 신호 S1, S2....Sn를 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공한다.
이때 상기 콘트롤러(260)는 제로 전압 스위칭 모드로서, A/D 변환부(255)를 통해 제공받는 R, S, T 라인별 전압을 참조하여 단상 부하가 연결되는 3상 입력 전력선의 전압에 대해 영교차점이 검출되는 시점에서 상기 제어 신호 S1, S2....Sn을 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공한다.
본 발명의 제로 전류 스위칭 모드의 일실시예로서 본 발명의 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 작업 메모리(265)에 저장하고; 상기 작업 메모리(265)에 저장된 데이터를 제로 크로싱 검출부(270)에 제공하여 전압 및 전류 데이터의 영교차점을 검출하여 작업 메모리(265) 내의 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터의 반파장 단위로 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 연산하여 부하 데이터 DB(275)에 저장하고; 상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 참조하여 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 균등한 부하가 분배되어 연결되도록 제어 신호 S1, S2....Sn를 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공한다.
이때 상기 콘트롤러(260)는 제로 전류 스위칭 모드로서, A/D 변환부(255)를 통해 제공받는 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 참조하여 개별 단상 부하의 전류값에 대해 영교차점이 검출되는 시점에서 상기 제어 신호 S1, S2....Sn을 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공한다.
도면 제9도 및 제10도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서 스위칭 잡음을 최소화한 단상 부하의 스위칭 파형의 일례를 도시한다. 도면의 예는 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)들 중 x번째 단상 부하 Lx(300-x)의 전원 라인 L을 3상 입력 전력선 S 라인으로 스위칭하는 파형을 도시한다. 도면의 스위칭 파형은 전류 또는 전압이 될 수 있으며 이는 단상 부하의 특성에 따라 결정되고 해석될 수 있다.
본 발명의 콘트롤러(260)는 제로 전류 스위칭 모드로서, A/D 변환부(255)를 통해 제공받는 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 참조하여; 단상 부하가 연결되는 3상 입력 전력선의 전압에 대해 영교차점이 검출되는 시점; 또는 개별 단상 부하의 전류값에 대해 영교차점이 검출되는 시점에서 상기 제어 신호 S1, S2....Sn을 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공함으로써 연결되는 단상 부하에 따라 스위칭 잡음을 극소화할 수 있다.
도면 제11도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서, 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 전력에 따라 분배하기 위한 작용 관계의 실시예를 도시한다.
도면 제6도에서 설명된 바와 같이 본 발명의 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 작업 메모리(265)에 저장하고; 상기 작업 메모리(265)에 저장된 데이터를 제로 크로싱 검출부(270)에 제공하여 전압 및 전류 데이터의 영교차점을 검출하여 작업 메모리(265) 내의 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터의 반파장 단위로 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 연산하여 부하 데이터 DB(275)에 저장하고; 상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 참조하여 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 균등한 부하가 분배되어 연결되도록 제어 신호 S1, S2....Sn를 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공하여 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 달성하도록 구성된다.
이때 상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 n개의 단상 부하별 전력을 각각 p1, p2, p3, p4.....pn이라 하면, 본 발명의 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260)는 상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 n개의 단상 부하별 전력을 크기순으로 소팅(sorting)한다. 상기 소팅의 예로서 도면 제11도에는 가장 큰 전력값으로 계측된 단상 부하 전력으로부터 감소하는 순으로 ps1, ps2, ps3, ps4.....psn으로 도시되어 있다.
도면의 (a)는 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력에 따라 가장 큰 전력값으로 계측된 단상 부하 전력으로부터 감소하는 순으로 단상 부하를 분배하는 것으로서 R-S-T-T-S-R-R-S-T-...의 순으로 지그재그 방식으로 분배하는 것을 도시한다. 이 분배 방식은 상기 n개의 단상 부하의 전력이 비교적 균일할 경우 내지는 단상 부하의 개수가 상대적으로 적은 경우에 적합하다.
도면의 (b)는 다른 분배 방법으로서, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력의 평균값 pa와 상기 단상 부하의 개수 n을 3으로 나눈 몫의 정수값 x = INT[n/3] 취하고, 가장 큰 단상 부하의 전력값에 대해 pa * x로 계산된 목표 전력값에 근사하도록 단상 부하의 전력값을 가장 작은 값으로부터 하나씩 더하는 방식이다. 이때 더해진 전력값이 pa * x로 계산된 목표 전력값에 근사하게 되면 상기 계산된 전력값들의 단상 부하들을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인들 중 어느 하나, 예로서 R 라인에 분배한다.
이어 분배된 단상 부하들을 제외한 단상 부하별 전력들 중 다시 최대 전력값을 추출하고 이에 pa * x로 계산된 목표 전력값에 근사하도록 남은 전력값들 중 가장 작은 단상 부하의 전력값으로부터 다시 하나씩 더하여 pa * x로 계산된 목표 전력값에 근사하게 되면 상기 계산된 전력값들의 단상 부하들을 나머지 3상 입력 전력선 R, S, T 라인들 중 다른 어느 하나, 예로서 S 라인에 분배한다.
그리고 나머지 단상 부하들은 모두 나머지 3상 입력 전력선, 예로서 T 라인에 분배한다.
이 방식에 의하면 상기 n개의 단상 부하의 개수가 상대적으로 많은 경우에 적합하며, 또한 n개의 단상 부하의 전력이 불균일할 경우에도 적용할 수 있다.
본 발명에서는 n개의 단상 부하의 개수가 적은 경우와 많은 경우의 개수의 경계를 설정하고 적은 경우에는 상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력에 따라 가장 큰 전력값으로 계측된 단상 부하 전력으로부터 감소하는 순으로 R-S-T-T-S-R-R-S-T-...의 순으로 지그재그 방식으로 분배하도록 하고, 그 이상의 경우에는 pa * x로 계산된 목표 전력값에 근사하도록 계산하는 방식을 사용한다.
도면 제12도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 대한 전력에 따른 부하 분배 구동 방법의 흐름도를 도시한다. 도면 제11도에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서, 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 전력에 따라 분배한다.
3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압을 각각 모니터하기 위한 전압 감지수단;과 n개의 단상 부하의 전류를 각각 모니터하기 위한 전류 감지수단;을 구비하고,
제어부(100); 및 상기 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260); 작업 메모리(265); 제로 크로싱 검출부(270); 부하 데이터 DB(275) 및 스위칭부(200), 디스플레이(290); LAN(295);으로 구성된 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법으로서,
- 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 동작이 개시(S1000);되면,
- 콘트롤러(260)는 작업 메모리(265)와 부하 데이터 DB(275)를 초기화하고, 부하 전력의 변동 허용값 Emax를 설정하며, 연속 동작 모드 또는 단일 동작 모드를 설정하는 초기화 단계(S1100);를 수행한다.
- 이어 콘트롤러(260)는 전압 감지수단으로부터 제공되는 전압과 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하고 전력으로 환산하여 작업 메모리(265)에 저장하는 초기 전력 계측 단계(S1200);를 수행한다. 상기 초기 전력 계측 단계(S1200)에서 계측된 n개의 단상 부하의 전력 데이터는 디스플레이(290) 및 LAN(295)으로 제공되어 출력되며, 부하 데이터 DB(275)에 단상 부하별로 저장된다.
- 상기 작업 메모리(265)에 저장된 n개의 단상 부하의 전력의 데이터에 대해콘트롤러(260)는 전체 평균 전력 pav을 연산하는 단계(S1300); 및 상기 n개의 단상 부하의 전력 데이터를 크기순으로 재배치하는 소팅 단계(S1400);를 수행하고,
- 단상 부하별로 3상 입력 전력선 R, S, T 라인으로 분배하기 위한 결선 결정 루틴 수행 단계(S1500);를 수행한다.
- 다음으로 상기 콘트롤러(260)는 상기 결선 결정 루틴 수행 단계(S1500)에서 도출된 결선 데이터를 부하 데이터 DB(275)에 저장하고, 스위칭부(200)에 제공하여 n개의 단상 부하를 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 분배 스위칭하고, 상기 결선 데이터를 디스플레이(290) 및 LAN(295)으로 출력하는 결선 데이터 출력 단계(S1600);를 수행한다.
- 이어 상기 콘트롤러(260)는, 다시 전압 감지수단으로부터 제공되는 전압과 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하고 전력으로 환산하여 작업 메모리(265)에 저장하는 운전 전력 계측 단계(S1700);를 수행하고,
- 상기 운전 전력 계측 단계(S1700)에서 계측된 n개의 단상 부하의 전력과 부하 데이터 DB(275)에 저장된 n개의 단상 부하의 전력을 각각 비교하여 각각의 오차값이 부하 전력의 변동 허용값 Emax 이상인지를 판단하는 변동값 판단 단계(S1800);를 수행한다.
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- 상기 변동값 판단 단계(S1800)에서, 각각의 오차값이 부하 전력의 변동 허용값 Emax 이내인 것으로 판단되면 상기 콘트롤러(260)는, 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반이 연속 동작 모드 또는 단일 동작 모드로 설정되었는지를 판단하는 연속 동작 판단 단계(S1900);를 거치며,
- 상기 연속 동작 판단 단계(S1900)에서 단일 동작 모드로 판단되면, 상기 콘트롤러(260)는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 동작을 종료(S2000);한다.
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- 상기 변동값 판단 단계(S1800)에서, 각각의 오차값이 부하 전력의 변동 허용값 Emax 이상인 것으로 판단되면 상기 콘트롤러(260)는, 상기 작업 메모리(265)에 저장된 n개의 단상 부하의 전력 데이터에 대해 전체 평균 전류 pav을 연산하는 단계(S1300);부터 수행을 반복한다.
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상기 연속 동작 판단 단계(S1900)에서 연속 동작 모드로 판단되면, 상기 콘트롤러(260)는 다시 전압 감지수단으로부터 제공되는 전압과 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하고 전력으로 계산하여 작업 메모리(265)에 저장하는 운전 전력 계측 단계(S1700);부터 반복 수행한다.
다음의 도면 제13도 및 제14도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 대한 전력에 따른 구동 방법에서 결선 결정 루틴의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 결선 결정 루틴은, n개의 단상 부하의 개수가 적은 경우와 많은 경우의 개수의 경계를 설정하고 적은 경우에는 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력에 따라 가장 큰 전력값으로 계측된 단상 부하 전력으로부터 감소하는 순으로 R-S-T-T-S-R-R-S-T-...의 순으로 지그재그 방식으로 분배하도록 하고, 그 이상의 경우에는 pav * x로 계산된 목표 전력값에 근사하도록 계산하는 방식을 사용한다. 도면 제13도 및 제14도는 n개의 단상 부하의 개수가 적은 경우와 많은 경우의 개수의 경계를 6개의 단상 부하의 개수로 한 실시예를 도시한다. 이하 도면을 인용하여 결선 결정 루틴 흐름도의 작용 관계를 설명한다.
- 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 결선 결정 루틴 동작이 개시(S1600);되면,
- 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 제1 라인으로서 W1=R 라인, 제2 라인으로서 W2=S 라인, 제3 라인으로서 W3=T 라인으로 결선 순서를 결정하는 결선 순서 결정 단계(S1602);를 수행한다.
- 이어 단상 부하의 개수 n이 6보다 큰지 작은지를 판단하는 단상 부하 개수 판단 단계(S1604);를 수행하고,
- 상기 단상 부하 개수 판단 단계(S1604)에서 단상 부하의 개수 n이 6보다 큰 경우, 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전력의 평균값 pa와 상기 단상 부하의 개수 n을 3으로 나눈 몫의 정수값 x = INT[n/3] 을 계산하는 단계(S1608);를 수행한다.
- 다음으로 콘트롤러(260)는, 단상 부하별 전력의 평균값 pa와 상기 단상 부하의 개수 n을 3으로 나눈 몫의 정수값 x을 곱하여 각 라인별 전력 분배의 기준값으로서 py를 계산하고, 소팅된 n개의 단상 부하별 전력으로부터 제1 최대 전력값 pmax1과 최소 전력값 pmin을 도출하는 최대 최소값 도출 단계(S1610);를 수행한다.
- 이어 콘트롤러(260)는, 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제1 최대 전력값 판단 단계(S1612);를 수행하고,
- 상기 제1 최대 전력값 판단 단계(S1612)에서 제1 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작거나 같은 값인 경우, 콘트롤러(260)를 통해 상기 최대 최소값 도출 단계(S1610)에서 도출된 제1 최대 전력값 pmax1과 최소 전력값 pmin을 더하여 새로운 제1 최대 전력값 pmax1을 구하고, 상기 최소 전력값 pmin을 배제한 단상 부하별 전력들 중 새로운 최소 전력값 pmin을 도출하는 제1 전력 합산 단계(S1614);를 수행한다.
- 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제1 전력 합산 단계(S1614)에서 구해진 새로운 제1 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제2 최대 전력값 판단 단계(S1616);를 수행하고,
- 상기 제2 최대 전력값 판단 단계(S1616)에서 제1 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작거나 같은 값인 경우, 상기 제1 전력 합산 단계(S1614)를 반복 수행하며,
- 상기 제2 최대 전력값 판단 단계(S1616)에서 제1 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제1 최대 전력값 pmax1을 계산하기 위해 이용된 전력값의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제1 라인으로서 W1=R 라인에 배정하는 제1 결선 결정 단계(S1618);를 수행한다.
- 이어 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전력값들 중에서 상기 제1 최대 전력값 pmax1을 계산하기 위해 이용된 전력값을 배제한 나머지 전력값으로부터 새로운 제2 최대 전력값 pmax2를 구하는 제2 최대 전력값 도출 단계(S1620);를 수행하고,
- 다음으로 상기 제2 최대 전력값 도출 단계(S1620)에서 구해진 제2 최대 전력값 pmax2값이, 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제3 최대 전력값 판단 단계(S1622);를 수행하며,
- 상기 제3 최대 전력값 판단 단계(S1622)에서 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작거나 같은 값인 경우, 콘트롤러(260)를 통해 상기 최대 최소값 도출 단계(S1610)에서 도출된 최소 전력값 pmin과 제2 최대 전력값 pmax2를 더하여 새로운 제2 최대 전력값 pmax2를 구하고, 상기 최소 전력값 pmin과 상기 제1 최대 전력값 pmax1을 계산하기 위해 이용된 전력값을 배제한 단상 부하별 전력들 중 새로운 최소 전력값 pmin을 도출하는 제2 전력 합산 단계(S1624);를 수행한다.
- 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제2 전력 합산 단계(S1624)에서 구해진 새로운 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제3 최대 전력값 판단 단계(S1626);를 수행하고,
- 상기 제3 최대 전력값 판단 단계(S1626)에서 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작거나 같은 값인 경우, 상기 제2 전력 합산 단계(S1624)를 반복 수행하며,
- 상기 제3 최대 전력값 판단 단계(S1626)에서 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제2 최대 전력값 pmax2를 계산하기 위해 이용된 전력값의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제2 결선 결정 단계(S1628);를 수행한다.
- 상기 제2 결선 결정 단계(S1628)에 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력값들 중에서 제1 최대 전력값 pmax1과 제2 최대 전력값 pmax2를 계산하기 위해 이용된 전력값을 배제한 나머지 전력값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제3 결선 결정 단계(S1630);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S1632);한다.
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- 단상 부하의 개수 n이 6보다 큰지 작은지를 판단하는 상기 단상 부하 개수 판단 단계(S1604)에서, 단상 부하의 개수 n이 6보다 작거나 같은 경우 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력에 따라 가장 큰 전력값으로 계측된 단상 부하 전력으로부터 감소하는 순으로 R-S-T-T-S-R-R-S-T-...의 순으로 지그재그 방식으로 분배하는 지그재그 분배 단계(S1606);를 수행하고,
- 결선 결정 루틴을 종료(S1632);한다.
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- 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 상기 제1 최대 전력값 판단 단계(S1612)에서, 상기 제1 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 큰 값인 경우 콘트롤러(260)는, 상기 제1 최대 전력값 pmax1의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제1 라인으로서 W1=R 라인에 배정하는 제4 결선 결정 단계(S1634);를 수행한다.
- 상기 제4 결선 결정 단계(S1634)에 이어 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전력값들 중에서 상기 제1 최대 전력값 pmax1을 배제한 나머지 전력값으로부터 새로운 제2 최대 전력값 pmax2를 구하는 제3 최대 전력값 도출 단계(S1636);를 수행하며,
- 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제3 최대 전력값 도출 단계(S1636)로부터 구해진 새로운 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제4 최대 전력값 판단 단계(S1638);를 수행하고,
- 상기 제4 최대 전력값 판단 단계(S1638)에서 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제2 최대 전력값 pmax2의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제5 결선 결정 단계(S1640);를 수행한다.
- 상기 제5 결선 결정 단계(S1640)에 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력값들 중에서 제1 최대 전력값 pmax1과 제2 최대 전력값 pmax2의 전력값을 배제한 나머지 전력값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제6 결선 결정 단계(S1642);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S1632);한다.
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- 상기 제3 최대 전력값 도출 단계(S1636)로부터 구해진 새로운 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 상기 제4 최대 전력값 판단 단계(S1638)에서, 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작거나 같은 값인 경우 콘트롤러(260)는, 상기 최대 최소값 도출 단계(S1610)에서 도출된 최소 전력값 pmin과 제2 최대 전력값 pmax2를 더하여 새로운 제2 최대 전력값 pmax2를 구하고, 상기 최소 전력값 pmin과 상기 제1 최대 전력값 pmax1의 전력값을 배제한 단상 부하별 전력들 중 새로운 최소 전력값 pmin을 도출하는 제2 전력 합산 단계(S1624);로부터 수행한다.
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- 상기 제3 최대 전력값 판단 단계(S1622)에서, 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 큰 값인 경우 콘트롤러(260)는, 상기 제2 최대 전력값 pmax2의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제7 결선 결정 단계(S1640);를 수행하고,
- 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력값들 중에서 제1 최대 전력값 pmax1과 제2 최대 전력값 pmax2를 계산하기 위해 이용된 전력값을 배제한 나머지 전력값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제3 결선 결정 단계(S1630);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S1632);한다.
도면 제15도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서, 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 전류에 따라 분배하기 위한 작용 관계의 실시예를 도시한다.
전술한 바와 같이 3상 전원으로 구동되는 시스템에 있어서 통상의 단상 부하는, 연동되는 3상 부하에 비해 상대적으로 소전력인 경우가 많고, 전원 전압이 비교적 안정적이며 또한 리액턴스 소자를 단자간에 연결함으로써 역률을 개선하는 경우가 많다. 이 경우에는 단상 부하를 전류에 따라 분배할 수 있다.
도면 제6도에서 설명된 바와 같이 본 발명의 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 작업 메모리(265)에 저장하고; 상기 작업 메모리(265)에 저장된 데이터를 제로 크로싱 검출부(270)에 제공하여 전압 및 전류 데이터의 영교차점을 검출하여 작업 메모리(265) 내의 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터의 반파장 단위로 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 연산하여 부하 데이터 DB(275)에 저장하고; 상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 참조하여 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 균등한 부하가 분배되어 연결되도록 제어 신호 S1, S2....Sn를 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공하여 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 달성하도록 구성된다.
이때 상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 n개의 단상 부하별 전류를 각각 i1, i2, i3, i4.....in이라 하면, 본 발명의 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260)는 상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 n개의 단상 부하별 전류를 크기순으로 소팅(sorting)한다. 상기 소팅의 예로서 도면 제12도에는 가장 큰 전류값으로 계측된 단상 부하 전력으로부터 감소하는 순으로 is1, is2, is3, is4.....isn으로 도시되어 있다.
도면의 (a)는 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력에 따라 가장 큰 전류값으로 계측된 단상 부하 전류로부터 감소하는 순으로 단상 부하를 분배하는 것으로서 R-S-T-T-S-R-R-S-T-...의 순으로 지그재그 방식으로 분배하는 것을 도시한다. 이 분배 방식은 상기 n개의 단상 부하의 전류가 비교적 균일할 경우 내지는 단상 부하의 개수가 상대적으로 적은 경우에 적합하다.
도면의 (b)는 다른 분배 방법으로서, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류의 평균값 iav와 상기 단상 부하의 개수 n을 3으로 나눈 몫의 정수값 x = INT[n/3] 취하고, 가장 큰 단상 부하의 전류값에 대해 iav * x로 계산된 목표 전류값에 근사하도록 단상 부하의 전류값을 가장 작은 값부터 하나씩 더하는 방식이다. 이때 더해진 전류값이 iav * x로 계산된 목표 전류값에 근사하게 되면 상기 계산된 전류값들의 단상 부하들을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인들 중 어느 하나, 예로서 R 라인에 분배한다.
이어 분배된 단상 부하들을 제외한 단상 부하별 전류들 중 다시 최대 전류값을 추출하고 이에 남은 전류값들 중 가장 작은 단상 부하의 전류값으로부터 다시 하나씩 더하여 iav * x로 계산된 목표 전류값에 근사하게 되면 상기 계산된 전류값들의 단상 부하들을 나머지 3상 입력 전력선들 중 어느 하나, 예로서 S 라인에 분배한다.
그리고 나머지 단상 부하들은 모두 나머지 3상 입력 전력선, 예로서 T 라인에 분배한다.
이 방식에 의하면 상기 n개의 단상 부하의 개수가 상대적으로 많은 경우에 적합하며, 또한 n개의 단상 부하의 전류값이 불균일할 경우에도 적용할 수 있다.
본 발명에서는 n개의 단상 부하의 개수가 적은 경우와 많은 경우의 개수의 경계를 설정하고 적은 경우에는 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류에 따라 가장 큰 전류값으로 계측된 단상 부하 전류로부터 감소하는 순으로 R-S-T-T-S-R-R-S-T-...의 순으로 지그재그 방식으로 분배하도록 하고, 그 이상의 경우에는 iav * x로 계산된 목표 전류값에 근사하도록 계산하는 방식을 사용한다.
도면 제16도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 대한 전류에 따른 부하 분배 구동 방법의 흐름도를 도시한다. 도면 제11도에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서, 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 전류에 따라 분배한다.
3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압을 각각 모니터하기 위한 전압 감지수단;과 n개의 단상 부하의 전류를 각각 모니터하기 위한 전류 감지수단;을 구비하고,
제어부(100); 및 상기 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260); 작업 메모리(265); 제로 크로싱 검출부(270); 부하 데이터 DB(275) 및 스위칭부(200), 디스플레이(290); LAN(295);으로 구성된 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법으로서,
- 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 동작이 개시(S3000);되면,
- 콘트롤러(260)는 작업 메모리(265)와 부하 데이터 DB(275)를 초기화하고, 부하 전류의 변동 허용값 Emax를 설정하며, 연속 동작 모드 또는 단일 동작 모드를 설정하는 초기화 단계(S3100);를 수행한다.
- 이어 콘트롤러(260)는 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하고 작업 메모리(265)에 저장하는 초기 전류 계측 단계(S3200);를 수행한다. 상기 초기 전류 계측 단계(S3200)에서 계측된 n개의 단상 부하의 전류 데이터는 디스플레이(290) 및 LAN(295)으로 제공되어 출력되며, 부하 데이터 DB(275)에 단상 부하별로 저장된다.
- 상기 작업 메모리(265)에 저장된 n개의 단상 부하의 전류의 데이터에 대해콘트롤러(260)는 전체 평균 전류 iav을 연산하는 단계(S3300); 및 상기 n개의 단상 부하의 전류 데이터를 크기순으로 재배치하는 소팅 단계(S3400);를 수행하고,
- 단상 부하별로 3상 입력 전력선 R, S, T 라인으로 분배하기 위한 결선 결정 루틴 수행 단계(S3500);를 수행한다.
- 다음으로 상기 콘트롤러(260)는 상기 결선 결정 루틴 수행 단계(S3500)에서 도출된 결선 데이터를 부하 데이터 DB(275)에 저장하고, 스위칭부(200)에 제공하여 n개의 단상 부하를 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 분배 스위칭하고, 상기 결선 데이터를 디스플레이(290) 및 LAN(295)으로 출력하는 결선 데이터 출력 단계(S3600);를 수행한다.
- 이어 상기 콘트롤러(260)는, 다시 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하여 작업 메모리(265)에 저장하는 운전 전류 계측 단계(S3700);를 수행하고,
- 상기 운전 전류 계측 단계(S3700)에서 계측된 n개의 단상 부하의 전류와 부하 데이터 DB(275)에 저장된 n개의 단상 부하의 전류를 각각 비교하여 각각의 오차값이 부하 전류의 변동 허용값 Emax 이상인지를 판단하는 변동값 판단 단계(S3800);를 수행한다.
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- 상기 변동값 판단 단계(S3800)에서, 각각의 오차값이 부하 전류의 변동 허용값 Emax 이내인 것으로 판단되면 상기 콘트롤러(260)는, 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반이 연속 동작 모드 또는 단일 동작 모드로 설정되었는지를 판단하는 연속 동작 판단 단계(S3900);를 거치며,
- 상기 연속 동작 판단 단계(S3900)에서 단일 동작 모드로 판단되면, 상기 콘트롤러(260)는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 동작을 종료(S4000);한다.
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- 상기 변동값 판단 단계(S3800)에서, 각각의 오차값이 부하 전류의 변동 허용값 Emax 이상인 것으로 판단되면 상기 콘트롤러(260)는, 상기 작업 메모리(265)에 저장된 n개의 단상 부하의 전류 데이터에 대해 전체 평균 전류 iav을 연산하는 단계(S3300);부터 수행을 반복한다.
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상기 연속 동작 판단 단계(S3900)에서 연속 동작 모드로 판단되면, 상기 콘트롤러(260)는 다시 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하여 작업 메모리(265)에 저장하는 운전 전력 계측 단계(S3700);부터 반복 수행한다.
다음의 도면 제17도 및 제18도는 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 대한 전류에 따른 구동 방법에서 결선 결정 루틴의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 결선 결정 루틴은, n개의 단상 부하의 개수가 적은 경우와 많은 경우의 개수의 경계를 설정하고 적은 경우에는 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류에 따라 가장 큰 전류값으로 계측된 단상 부하 전류로부터 감소하는 순으로 R-S-T-T-S-R-R-S-T-...의 순으로 지그재그 방식으로 분배하도록 하고, 그 이상의 경우에는 iav * x로 계산된 목표 전류값에 근사하도록 계산하는 방식을 사용한다. 도면 제17도 및 제18도는 n개의 단상 부하의 개수가 적은 경우와 많은 경우의 개수의 경계를 6개의 단상 부하의 개수로 한 실시예를 도시한다. 이하 도면을 인용하여 결선 결정 루틴 흐름도의 작용 관계를 설명한다.
- 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 결선 결정 루틴 동작이 개시(S3600);되면,
- 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 제1 라인으로서 W1=R 라인, 제2 라인으로서 W2=S 라인, 제3 라인으로서 W3=T 라인으로 결선 순서를 결정하는 결선 순서 결정 단계(S3602);를 수행한다.
- 이어 단상 부하의 개수 n이 6보다 큰지 작은지를 판단하는 단상 부하 개수 판단 단계(S3604);를 수행하고,
- 상기 단상 부하 개수 판단 단계(S3604)에서 단상 부하의 개수 n이 6보다 큰 경우, 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전류의 평균값 ia와 상기 단상 부하의 개수 n을 3으로 나눈 몫의 정수값 x = INT[n/3] 을 계산하는 단계(S3608);를 수행한다.
- 다음으로 콘트롤러(260)는, 단상 부하별 전류의 평균값 ia와 상기 단상 부하의 개수 n을 3으로 나눈 몫의 정수값 x을 곱하여 각 라인별 전력 분배의 기준값으로서 iy를 계산하고, 소팅된 n개의 단상 부하별 전류로부터 제1 최대 전류값 imax1과 최소 전류값 imin을 도출하는 최대 최소값 도출 단계(S3610);를 수행한다.
- 이어 콘트롤러(260)는, 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제1 최대 전류값 판단 단계(S3612);를 수행하고,
- 상기 제1 최대 전류값 판단 단계(S3612)에서 제1 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작거나 같은 값인 경우, 콘트롤러(260)를 통해 상기 최대 최소값 도출 단계(S3610)에서 도출된 제1 최대 전류값 imax1과 최소 전류값 imin을 더하여 새로운 제1 최대 전류값 imax1을 구하고, 상기 최소 전류값 imin을 배제한 단상 부하별 전류들 중 새로운 최소 전류값 imin을 도출하는 제1 전류 합산 단계(S3614);를 수행한다.
- 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제1 전류 합산 단계(S3614)에서 구해진 새로운 제1 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제2 최대 전류값 판단 단계(S3616);를 수행하고,
- 상기 제2 최대 전류값 판단 단계(S3616)에서 제1 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 iy보다 작거나 같은 값인 경우, 상기 제1 전류 합산 단계(S3614)를 반복 수행하며,
- 상기 제2 최대 전류값 판단 단계(S3616)에서 제1 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제1 최대 전류값 imax1을 계산하기 위해 이용된 전류값의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제1 라인으로서 W1=R 라인에 배정하는 제1 결선 결정 단계(S3618);를 수행한다.
- 이어 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전류값들 중에서 상기 제1 최대 전류값 imax1을 계산하기 위해 이용된 전류값을 배제한 나머지 전류값으로부터 새로운 제2 최대 전류값 imax2를 구하는 제2 최대 전류값 도출 단계(S3620);를 수행하고,
- 다음으로 상기 제2 최대 전류값 도출 단계(S3620)에서 구해진 제2 최대 전류값 imax2값이, 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제3 최대 전류값 판단 단계(S3622);를 수행하며,
- 상기 제3 최대 전류값 판단 단계(S3622)에서 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작거나 같은 값인 경우, 콘트롤러(260)를 통해 상기 최대 최소값 도출 단계(S3610)에서 도출된 최소 전류값 imin과 제2 최대 전류값 imax2를 더하여 새로운 제2 최대 전류값 imax2를 구하고, 상기 최소 전류값 imin과 상기 제1 최대 전류값 imax1을 계산하기 위해 이용된 전류값을 배제한 단상 부하별 전류들 중 새로운 최소 전류값 imin을 도출하는 제2 전류 합산 단계(S3624);를 수행한다.
- 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제2 전류 합산 단계(S3624)에서 구해진 새로운 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제3 최대 전류값 판단 단계(S3626);를 수행하고,
- 상기 제3 최대 전류값 판단 단계(S3626)에서 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작거나 같은 값인 경우, 상기 제2 전류 합산 단계(S3624)를 반복 수행하며,
- 상기 제3 최대 전류값 판단 단계(S3626)에서 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제2 최대 전류값 imax2를 계산하기 위해 이용된 전류값의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제2 결선 결정 단계(S3628);를 수행한다.
- 상기 제2 결선 결정 단계(S3628)에 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류값들 중에서 제1 최대 전류값 imax1과 제2 최대 전류값 imax2를 계산하기 위해 이용된 전류값을 배제한 나머지 전류값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제3 결선 결정 단계(S3630);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S3632);한다.
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- 단상 부하의 개수 n이 6보다 큰지 작은지를 판단하는 상기 단상 부하 개수 판단 단계(S3604)에서, 단상 부하의 개수 n이 6보다 작거나 같은 경우 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류에 따라 가장 큰 전류값으로 계측된 단상 부하 전류로부터 감소하는 순으로 R-S-T-T-S-R-R-S-T-...의 순으로 지그재그 방식으로 분배하는 지그재그 분배 단계(S3606);를 수행하고,
- 결선 결정 루틴을 종료(S3632);한다.
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- 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 상기 제1 최대 전류값 판단 단계(S3612)에서, 상기 제1 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 큰 값인 경우 콘트롤러(260)는, 상기 제1 최대 전류값 imax1의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제1 라인으로서 W1=R 라인에 배정하는 제4 결선 결정 단계(S3636);를 수행한다.
- 상기 제4 결선 결정 단계(S3636)에 이어 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전류값들 중에서 상기 제1 최대 전류값 imax1을 배제한 나머지 전류값으로부터 새로운 제2 최대 전류값 imax2를 구하는 제3 최대 전류값 도출 단계(S3636);를 수행하며,
- 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제3 최대 전류값 도출 단계(S3636)로부터 구해진 새로운 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제4 최대 전류값 판단 단계(S3638);를 수행하고,
- 상기 제4 최대 전류값 판단 단계(S3638)에서 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제2 최대 전류값 imax2의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제5 결선 결정 단계(S3640);를 수행한다.
- 상기 제5 결선 결정 단계(S3640)에 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류값들 중에서 제1 최대 전류값 imax1과 제2 최대 전류값 imax2의 전류값을 배제한 나머지 전류값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제6 결선 결정 단계(S3642);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S3632);한다.
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- 상기 제3 최대 전류값 도출 단계(S3636)로부터 구해진 새로운 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 상기 제4 최대 전류값 판단 단계(S3638)에서, 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작거나 같은 값인 경우 콘트롤러(260)는, 상기 최대 최소값 도출 단계(S3610)에서 도출된 최소 전류값 imin과 제2 최대 전류값 imax2를 더하여 새로운 제2 최대 전류값 imax2를 구하고, 상기 최소 전류값 imin과 상기 제1 최대 전류값 imax1의 전류값을 배제한 단상 부하별 전류들 중 새로운 최소 전류값 imin을 도출하는 제2 전류 합산 단계(S3624);로부터 수행한다.
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- 상기 제3 최대 전류값 판단 단계(S3622)에서, 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 큰 값인 경우 콘트롤러(260)는, 상기 제2 최대 전류값 imax2의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제7 결선 결정 단계(S3640);를 수행하고,
- 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류값들 중에서 제1 최대 전류값 imax1과 제2 최대 전류값 imax2를 계산하기 위해 이용된 전류값을 배제한 나머지 전류값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제3 결선 결정 단계(S3630);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S3632);한다.
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이상과 같이 설명된 본 발명의 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반 및 그 구동 방법에 의하면, 3상의 전원에 연결되는 단상 부하의 전류를 모니터하고 동일 시스템 내의 3상 부하를 포함하여 최적의 평형 상태를 유지하도록 단상 부하를 분배함으로써 3상 전원의 불평형 상태를 최소화할 수 있다.
본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 제어부 110,111,112 : 전압 감지수단
113-1~3 : 전류 감지수단 200 : 스위칭부
210 : 디코더 220 : 구동 드라이버
250 : 아날로그 멀티플렉서 255 : A/D 변환부
260 : 콘트롤러 265 : 작업 메모리
270 : 제로 크로싱 검출부 275 : 부하 데이터 DB
280 : 출력 포트 285 : 절연 구동부
290 : 디스플레이 295 : LAN
300-1 ~ n : 단상 부하 300-x : x번째 부하

Claims (26)

  1. 시스템 내의 3상 부하를 포함하여 3상 전원의 불평형 상태를 최소화하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반에 있어서,
    3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압을 각각 모니터하기 위한 전압 감지수단(110), (111), (112);
    n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)의 전류를 각각 모니터하기 위한 전류 감지수단(113-1), (113-2)...(113-n);
    상기 전압 감지수단(110), (111), (112)과 전류 감지수단(113-1), (113-2)...(113-n)의 출력 신호를 제공받아 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압 V1, V2, V3와 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 i1, i2 ... in을 계측하는 제어부(100);
    상기 3상 입력 전력선 R, S, T 라인을 입력으로 하여, 상기 제어부(100)로부터 단상 부하별로 제공되는 제어신호 S1, S2...Sn에 의해 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별로 부하의 전원 라인을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인에 선택적으로 연결하는 스위칭부(200);
    를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반
  2. 청구항 제1항에 있어서 상기 스위칭부(200)는,
    3상 입력 전력선 R, S, T 라인 및 Y 결선된 3상 입력의 중점 라인을 입력으로 하며, 개별 스위칭부에 연결된 x번째 부하 Lx(300-x)의 전원 라인을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인들 중 하나를 선택하여 연결하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반
  3. 청구항 제2항에 있어서 상기 스위칭부(200)는,
    3상 입력 전력선 R, S, T 라인과 함께 null 단자를 입력 선택 단자로 더 구비하여 개별 스위칭부에 연결된 x번째 부하 Lx(300-x)의 전원을 off 시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반
  4. 청구항 제1항에 있어서 상기 스위칭부(200)는,
    3상 입력 전력선 R, S, T 라인과 null 단자는 x번째 단상 부하 Lx(300-x)의 전원 라인 L과 N에 스위칭되고,
    상기 스위칭부(200)에 입력되는 중점 라인과 x번째 단상 부하 Lx(300-x)의 전원 라인 N은 공통으로 연결되며,
    상기 스위칭부(200)는 x번째 단상 부하 Lx(300-x)의 전원 라인 L을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 및 null 단자들 중 어느 하나로 선택적으로 연결시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반
  5. 청구항 제1항에 있어서 상기 스위칭부(200)는,
    제어부(100)로부터 제공되는 제어신호 Sx를 제공받아 R, S, T 라인 및 null 단자들 중 하나를 선택하기 위한 신호를 출력하는 디코더(210);와
    상기 디코더(210)의 출력을 제공받아 스위칭 소자를 구동하는 구동 드라이버(220);를 구비하여,
    스위칭 소자를 구동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반
  6. 청구항 제1항에 있어서 상기 제어부(100)는,
    3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압을 각각 모니터하기 위한 전압 감지수단(110), (111), (112)과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)의 전류를 각각 모니터하기 위한 전류 감지수단(113-1), (113-2)...(113-n)으로부터의 신호를 제공받아 선택적으로 A/D 변환부(255)에 연결하는 아날로그 멀티플렉서(250);와,
    상기 아날로그 멀티플렉서(250)를 제어하여 R, S, T 라인별 전압 및 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)의 전류를 A/D 변환부(255)를 통해 데이터로 제공받는 콘트롤러(260);
    상기 콘트롤러(260)가 제공받은 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터를 저장하고 연산하는 작업 메모리(265);
    상기 작업 메모리(265) 내의 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터를 상기 콘트롤러(260)로부터 제공받아 전압 및 전류의 영교차점을 검출하는 제로 크로싱 검출부(270);
    상기 제로 크로싱 검출부(270)로부터 제공받는 영교차점을 기준으로 상기 작업 메모리(265) 내의 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터를 반파장 단위로 독출하여 콘트롤러(260)에 의해 연산된 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력을 저장하는 부하 데이터 DB(275);
    제어부(100)는, 부하 데이터 DB(275)에 저장된 라인별 전압, 단상 부하별 전류 및 전력의 연산 결과에 따라 x번째 단상 부하 Lx(300-x)의 전원 라인 L을 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 및 null 단자들 중 어느 하나로 선택적으로 연결시키도록 하는 제어 신호를 출력하는 출력 포트(280);와
    상기 출력 포트(280)로부터 출력되는 제어 신호 S1, S2....Sn을 전기적으로 절연시켜 스위칭부(200)에 전달하는 절연 구동부(285);
    콘트롤러(260)에 연결되어, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류, 및 상기 콘트롤러(260)에 의해 연산된 단상 부하별 전력, n개의 단상 부하별 스위칭 정보를 표시하는 디스플레이(290);
    상기 디스플레이(290)에 표시되는 정보를 외부 기기로 전송하는 통신수단으로서 LAN(295);
    을 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반
  7. 청구항 제6항에 있어서 상기 콘트롤러(260)는,
    3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 작업 메모리(265)에 저장하고;
    상기 작업 메모리(265)에 저장된 데이터를 제로 크로싱 검출부(270)에 제공하여 전압 및 전류 데이터의 영교차점을 검출하여 작업 메모리(265) 내의 라인별 전압 및 단상 부하의 전류 데이터의 반파장 단위로 단상 부하별 전력을 연산하여 부하 데이터 DB(275)에 저장하며;
    상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 단상 부하별 전력을 참조하여 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 균등한 부하가 분배되어 연결되도록 제어 신호 S1, S2....Sn를 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공하여 평형 상태에 따른 부하를 분배하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반
  8. 청구항 제6항에 있어서 상기 콘트롤러(260)는,
    3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압과 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 작업 메모리(265)에 저장하고;
    상기 작업 메모리(265)에 저장된 데이터를 제로 크로싱 검출부(270)에 제공하여 전류 데이터의 영교차점을 검출하여 작업 메모리(265) 내의 단상 부하의 전류 데이터의 반파장 단위로 단상 부하별 전류를 연산하여 부하 데이터 DB(275)에 저장하며;
    상기 부하 데이터 DB(275)에 저장된 단상 부하별 전류를 참조하여 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 균등한 부하가 분배되어 연결되도록 제어 신호 S1, S2....Sn를 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공하여 평형 상태에 따른 부하를 분배하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반
  9. 청구항 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서 상기 콘트롤러(260)는,
    제로 전압 스위칭 모드로서, A/D 변환부(255)를 통해 제공받는 R, S, T 라인별 전압을 참조하여 단상 부하가 연결되는 3상 입력 전력선의 전압에 대해 영교차점이 검출되는 시점에서 상기 제어 신호 S1, S2....Sn을 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반
  10. 청구항 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서 상기 콘트롤러(260)는,
    제로 전류 스위칭 모드로서, A/D 변환부(255)를 통해 제공받는 n개의 단상 부하 L1(300-1), L2(300-2)... LN(300-n)별 전류 데이터를 참조하여 개별 단상 부하의 전류값에 대해 영교차점이 검출되는 시점에서 상기 제어 신호 S1, S2....Sn을 출력 포트(280)와 절연 구동부(285)를 통해 스위칭부(200)에 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반
  11. 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압을 각각 모니터하기 위한 전압 감지수단;과 n개의 단상 부하의 전류를 각각 모니터하기 위한 전류 감지수단;을 구비하고, 제어부(100); 및 상기 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260); 작업 메모리(265); 제로 크로싱 검출부(270); 부하 데이터 DB(275) 및 스위칭부(200), 디스플레이(290); LAN(295);으로 구성된 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법으로서,
    - 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 동작이 개시되는 단계(1000);
    - 콘트롤러(260)에 의해 작업 메모리(265)와 부하 데이터 DB(275)를 초기화하고, 부하 전력의 변동 허용값 Emax를 설정하며, 연속 동작 모드 또는 단일 동작 모드를 설정하는 초기화 단계(S1100);
    - 이어 콘트롤러(260)를 통해 전압 감지수단으로부터 제공되는 전압과 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하고 전력으로 환산하여 작업 메모리(265)에 저장하며, 계측된 n개의 단상 부하의 전력 데이터를 디스플레이(290) 및 LAN(295)으로 제공되어 출력하고, 부하 데이터 DB(275)에 단상 부하별로 저장하는 초기 전력 계측 단계(S1200);
    - 상기 작업 메모리(265)에 저장된 n개의 단상 부하의 전력의 데이터에 대해콘트롤러(260)가 전체 평균 전력 pav을 연산하는 단계(S1300);
    - 상기 n개의 단상 부하의 전력 데이터를 크기순으로 재배치하는 소팅 단계(S1400);
    - 단상 부하별로 3상 입력 전력선 R, S, T 라인으로 분배하기 위한 결선 결정 루틴 수행 단계(S1500);
    - 상기 결선 결정 루틴 수행 단계(S1500)에서 도출된 결선 데이터를 콘트롤러(260)를 통해 부하 데이터 DB(275)에 저장하고, 스위칭부(200)에 제공하여 n개의 단상 부하를 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 분배 스위칭하고, 상기 결선 데이터를 디스플레이(290) 및 LAN(295)으로 출력하는 결선 데이터 출력 단계(S1600);
    - 이어 상기 콘트롤러(260)는, 다시 전압 감지수단으로부터 제공되는 전압과 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하고 전력으로 환산하여 작업 메모리(265)에 저장하는 운전 전력 계측 단계(S1700);를 수행하고,
    - 상기 운전 전력 계측 단계(S1700)에서 계측된 n개의 단상 부하의 전력과 부하 데이터 DB(275)에 저장된 n개의 단상 부하의 전력을 각각 비교하여 각각의 오차값이 부하 전력의 변동 허용값 Emax 이상인지를 판단하는 변동값 판단 단계(S1800);를 수행하며,
    - 상기 변동값 판단 단계(S1800)에서, 각각의 오차값이 부하 전력의 변동 허용값 Emax 이내인 것으로 판단되면 상기 콘트롤러(260)는, 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반이 연속 동작 모드 또는 단일 동작 모드로 설정되었는지를 판단하는 연속 동작 판단 단계(S1900);를 거치며,
    - 상기 연속 동작 판단 단계(S1900)에서 단일 동작 모드로 판단되면, 상기 콘트롤러(260)는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 동작을 종료(S2000);
    하는 단계별 수순으로 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  12. 청구항 제11항에 있어서 상기 변동값 판단 단계(S1800)는,
    각각의 오차값이 부하 전력의 변동 허용값 Emax 이상인 것으로 판단되면 상기 콘트롤러(260)가,
    상기 작업 메모리(265)에 저장된 n개의 단상 부하의 전력 데이터에 대해 전체 평균 전류 pav을 연산하는 단계(S1300);부터 수행을 반복하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  13. 청구항 제11항에 있어서 상기 연속 동작 판단 단계(S1900)는,
    연속 동작 모드로 판단되면, 상기 콘트롤러(260)는 다시 전압 감지수단으로부터 제공되는 전압과 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하고 전력으로 계산하여 작업 메모리(265)에 저장하는 운전 전력 계측 단계(S1700);부터 반복 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  14. 청구항 제11항에 있어서,
    상기 결선 결정 루틴 수행 단계는;
    - 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 결선 결정 루틴 동작이 개시(S1600);되면,
    - 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 제1 라인으로서 W1=R 라인, 제2 라인으로서 W2=S 라인, 제3 라인으로서 W3=T 라인으로 결선 순서를 결정하는 결선 순서 결정 단계(S1602);를 수행하고,
    - 이어 단상 부하의 개수 n이 6보다 큰지 작은지를 판단하는 단상 부하 개수 판단 단계(S1604);를 수행하며,
    - 상기 단상 부하 개수 판단 단계(S1604)에서 단상 부하의 개수 n이 6보다 큰 경우, 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전력의 평균값 pa와 상기 단상 부하의 개수 n을 3으로 나눈 몫의 정수값 x = INT[n/3] 을 계산하는 단계(S1608);
    - 다음으로 콘트롤러(260)는, 단상 부하별 전력의 평균값 pa와 상기 단상 부하의 개수 n을 3으로 나눈 몫의 정수값 x을 곱하여 각 라인별 전력 분배의 기준값으로서 py를 계산하고, 소팅된 n개의 단상 부하별 전력으로부터 제1 최대 전력값 pmax1과 최소 전력값 pmin을 도출하는 최대 최소값 도출 단계(S1610);를 수행하고,
    - 이어 콘트롤러(260)는, 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제1 최대 전력값 판단 단계(S1612);를 수행하여,
    - 상기 제1 최대 전력값 판단 단계(S1612)에서 제1 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작거나 같은 값인 경우, 콘트롤러(260)를 통해 상기 최대 최소값 도출 단계(S1610)에서 도출된 제1 최대 전력값 pmax1과 최소 전력값 pmin을 더하여 새로운 제1 최대 전력값 pmax1을 구하고, 상기 최소 전력값 pmin을 배제한 단상 부하별 전력들 중 새로운 최소 전력값 pmin을 도출하는 제1 전력 합산 단계(S1614);를 수행하고,
    - 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제1 전력 합산 단계(S1614)에서 구해진 새로운 제1 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제2 최대 전력값 판단 단계(S1616);를 수행하며,
    - 상기 제2 최대 전력값 판단 단계(S1616)에서 제1 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작거나 같은 값인 경우, 상기 제1 전력 합산 단계(S1614)를 반복 수행하고,
    - 상기 제2 최대 전력값 판단 단계(S1616)에서 제1 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제1 최대 전력값 pmax1을 계산하기 위해 이용된 전력값의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제1 라인으로서 W1=R 라인에 배정하는 제1 결선 결정 단계(S1618);를 수행하고,
    - 이어 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전력값들 중에서 상기 제1 최대 전력값 pmax1을 계산하기 위해 이용된 전력값을 배제한 나머지 전력값으로부터 새로운 제2 최대 전력값 pmax2를 구하는 제2 최대 전력값 도출 단계(S1620);를 수행하고,
    - 다음으로 상기 제2 최대 전력값 도출 단계(S1620)에서 구해진 제2 최대 전력값 pmax2값이, 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제3 최대 전력값 판단 단계(S1622);를 수행하며,
    - 상기 제3 최대 전력값 판단 단계(S1622)에서 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작거나 같은 값인 경우, 콘트롤러(260)를 통해 상기 최대 최소값 도출 단계(S1610)에서 도출된 최소 전력값 pmin과 제2 최대 전력값 pmax2를 더하여 새로운 제2 최대 전력값 pmax2를 구하고, 상기 최소 전력값 pmin과 상기 제1 최대 전력값 pmax1을 계산하기 위해 이용된 전력값을 배제한 단상 부하별 전력들 중 새로운 최소 전력값 pmin을 도출하는 제2 전력 합산 단계(S1624);를 수행하고,
    - 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제2 전력 합산 단계(S1624)에서 구해진 새로운 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제3 최대 전력값 판단 단계(S1626);를 수행하며,
    - 상기 제3 최대 전력값 판단 단계(S1626)에서 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작거나 같은 값인 경우, 상기 제2 전력 합산 단계(S1624)를 반복 수행하며,
    - 상기 제3 최대 전력값 판단 단계(S1626)에서 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제2 최대 전력값 pmax2를 계산하기 위해 이용된 전력값의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제2 결선 결정 단계(S1628);를 수행하고,
    - 상기 제2 결선 결정 단계(S1628)에 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력값들 중에서 제1 최대 전력값 pmax1과 제2 최대 전력값 pmax2를 계산하기 위해 이용된 전력값을 배제한 나머지 전력값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제3 결선 결정 단계(S1630);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S1632);
    하는 결선 결정 루틴 수행 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  15. 청구항 제14항에 있어서,
    단상 부하의 개수 n이 6보다 큰지 작은지를 판단하는 단상 부하 개수 판단 단계(S1604)에서,
    단상 부하의 개수 n이 6보다 작거나 같은 경우 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력에 따라 가장 큰 전력값으로 계측된 단상 부하 전력으로부터 감소하는 순으로 R-S-T-T-S-R-R-S-T-...의 순으로 지그재그 방식으로 분배하는 지그재그 분배 단계(S1606);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S1632);
    하는 결선 결정 루틴 수행 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  16. 청구항 제14항에 있어서,
    최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제1 최대 전력값 판단 단계(S1612)에서,
    - 상기 제1 최대 전력값 pmax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 큰 값인 경우 콘트롤러(260)는, 상기 제1 최대 전력값 pmax1의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제1 라인으로서 W1=R 라인에 배정하는 제4 결선 결정 단계(S1634);를 수행하고,
    - 상기 제4 결선 결정 단계(S1634)에 이어 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전력값들 중에서 상기 제1 최대 전력값 pmax1을 배제한 나머지 전력값으로부터 새로운 제2 최대 전력값 pmax2를 구하는 제3 최대 전력값 도출 단계(S1636);를 수행하며,
    - 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제3 최대 전력값 도출 단계(S1636)로부터 구해진 새로운 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제4 최대 전력값 판단 단계(S1638);를 수행하고,
    - 상기 제4 최대 전력값 판단 단계(S1638)에서 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제2 최대 전력값 pmax2의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제5 결선 결정 단계(S1640);를 수행하며,
    - 상기 제5 결선 결정 단계(S1640)에 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력값들 중에서 제1 최대 전력값 pmax1과 제2 최대 전력값 pmax2의 전력값을 배제한 나머지 전력값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제6 결선 결정 단계(S1642);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S1632);
    하는 결선 결정 루틴 수행 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  17. 청구항 제16항에 있어서,
    상기 제3 최대 전력값 도출 단계(S1636)로부터 구해진 새로운 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작은지를 판단하는 제4 최대 전력값 판단 단계(S1638)에서,
    제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 작거나 같은 값인 경우 콘트롤러(260)는, 상기 최대 최소값 도출 단계(S1610)에서 도출된 최소 전력값 pmin과 제2 최대 전력값 pmax2를 더하여 새로운 제2 최대 전력값 pmax2를 구하고, 상기 최소 전력값 pmin과 상기 제1 최대 전력값 pmax1의 전력값을 배제한 단상 부하별 전력들 중 새로운 최소 전력값 pmin을 도출하는 제2 전력 합산 단계(S1624);를
    수행하는 결선 결정 루틴 수행 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  18. 청구항 제14항에 있어서,
    상기 제3 최대 전력값 판단 단계(S1622)에서,
    - 제2 최대 전력값 pmax2가 각 라인별 전력 분배의 기준값 py보다 큰 값인 경우 콘트롤러(260)는, 상기 제2 최대 전력값 pmax2의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제7 결선 결정 단계(S1640);를 수행하고,
    - 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전력값들 중에서 제1 최대 전력값 pmax1과 제2 최대 전력값 pmax2를 계산하기 위해 이용된 전력값을 배제한 나머지 전력값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제3 결선 결정 단계(S1630);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S1632);
    하는 결선 결정 루틴 수행 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  19. 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별 전압을 각각 모니터하기 위한 전압 감지수단;과 n개의 단상 부하의 전류를 각각 모니터하기 위한 전류 감지수단;을 구비하고, 제어부(100); 및 상기 제어부(100)에 구비된 콘트롤러(260); 작업 메모리(265); 제로 크로싱 검출부(270); 부하 데이터 DB(275) 및 스위칭부(200), 디스플레이(290); LAN(295);으로 구성된 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법으로서,
    - 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 동작이 개시(S3000);되면,
    - 콘트롤러(260)는 작업 메모리(265)와 부하 데이터 DB(275)를 초기화하고, 부하 전류의 변동 허용값 Emax를 설정하며, 연속 동작 모드 또는 단일 동작 모드를 설정하는 초기화 단계(S3100);를 수행하고,
    - 이어 콘트롤러(260)는 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하고 작업 메모리(265)에 저장하고, 디스플레이(290) 및 LAN(295)으로 제공되어 출력되며, 부하 데이터 DB(275)에 단상 부하별로 저장되는 초기 전류 계측 단계(S3200);를 수행하며,
    - 상기 작업 메모리(265)에 저장된 n개의 단상 부하의 전류의 데이터에 대해 콘트롤러(260)는 전체 평균 전류 iav을 연산하는 단계(S3300); 및 상기 n개의 단상 부하의 전류 데이터를 크기순으로 재배치하는 소팅 단계(S3400);를 수행하고,
    - 단상 부하별로 3상 입력 전력선 R, S, T 라인으로 분배하기 위한 결선 결정 루틴 수행 단계(S3500);를 수행하며,
    - 다음으로 상기 콘트롤러(260)는 상기 결선 결정 루틴 수행 단계(S3500)에서 도출된 결선 데이터를 부하 데이터 DB(275)에 저장하고, 스위칭부(200)에 제공하여 n개의 단상 부하를 3상 입력 전력선 R, S, T 라인별로 분배 스위칭하고, 상기 결선 데이터를 디스플레이(290) 및 LAN(295)으로 출력하는 결선 데이터 출력 단계(S3600);를 수행하고,
    - 이어 상기 콘트롤러(260)는, 다시 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하여 작업 메모리(265)에 저장하는 운전 전류 계측 단계(S3700);를 수행하며,
    - 상기 운전 전류 계측 단계(S3700)에서 계측된 n개의 단상 부하의 전류와 부하 데이터 DB(275)에 저장된 n개의 단상 부하의 전류를 각각 비교하여 각각의 오차값이 부하 전류의 변동 허용값 Emax 이상인지를 판단하는 변동값 판단 단계(S3800);를 수행하고,
    - 상기 변동값 판단 단계(S3800)에서, 각각의 오차값이 부하 전류의 변동 허용값 Emax 이내인 것으로 판단되면 상기 콘트롤러(260)는, 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반이 연속 동작 모드 또는 단일 동작 모드로 설정되었는지를 판단하는 연속 동작 판단 단계(S3900);를 거치며,
    - 상기 연속 동작 판단 단계(S3900)에서 단일 동작 모드로 판단되면, 상기 콘트롤러(260)는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 동작을 종료(S4000);
    하는 단계별 수순으로 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  20. 청구항 제19항에 있어서,
    상기 변동값 판단 단계(S3800)에서,
    각각의 오차값이 부하 전류의 변동 허용값 Emax 이상인 것으로 판단되면
    상기 콘트롤러(260)는, 상기 작업 메모리(265)에 저장된 n개의 단상 부하의 전류 데이터에 대해 전체 평균 전류 iav을 연산하는 단계(S3300);부터 수행을 반복하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  21. 청구항 제19항에 있어서,
    상기 연속 동작 판단 단계(S3900)에서,
    연속 동작 모드로 판단되면
    상기 콘트롤러(260)는 다시 전류 감지수단으로부터 제공되는 n개의 단상 부하의 전류를 A/D 변환하여 작업 메모리(265)에 저장하는 운전 전력 계측 단계(S3700)부터 반복 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  22. 청구항 제19항에 있어서,
    상기 결선 결정 루틴 수행 단계는;
    - 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 결선 결정 루틴 동작이 개시(S3600);되면,
    - 콘트롤러(260)는, 3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 제1 라인으로서 W1=R 라인, 제2 라인으로서 W2=S 라인, 제3 라인으로서 W3=T 라인으로 결선 순서를 결정하는 결선 순서 결정 단계(S3602);를 수행하고,
    - 이어 단상 부하의 개수 n이 6보다 큰지 작은지를 판단하는 단상 부하 개수 판단 단계(S3604);를 수행하며,
    - 상기 단상 부하 개수 판단 단계(S3604)에서 단상 부하의 개수 n이 6보다 큰 경우, 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전류의 평균값 ia와 상기 단상 부하의 개수 n을 3으로 나눈 몫의 정수값 x = INT[n/3] 을 계산하는 단계(S3608);를 수행하고,
    - 다음으로 콘트롤러(260)는, 단상 부하별 전류의 평균값 ia와 상기 단상 부하의 개수 n을 3으로 나눈 몫의 정수값 x을 곱하여 각 라인별 전력 분배의 기준값으로서 iy를 계산하고, 소팅된 n개의 단상 부하별 전류로부터 제1 최대 전류값 imax1과 최소 전류값 imin을 도출하는 최대 최소값 도출 단계(S3610);를 수행하며,
    - 이어 콘트롤러(260)는, 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제1 최대 전류값 판단 단계(S3612);를 수행하고,
    - 상기 제1 최대 전류값 판단 단계(S3612)에서 제1 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작거나 같은 값인 경우, 콘트롤러(260)를 통해 상기 최대 최소값 도출 단계(S3610)에서 도출된 제1 최대 전류값 imax1과 최소 전류값 imin을 더하여 새로운 제1 최대 전류값 imax1을 구하고, 상기 최소 전류값 imin을 배제한 단상 부하별 전류들 중 새로운 최소 전류값 imin을 도출하는 제1 전류 합산 단계(S3614);를 수행하며,
    - 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제1 전류 합산 단계(S3614)에서 구해진 새로운 제1 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제2 최대 전류값 판단 단계(S3616);를 수행하고,
    - 상기 제2 최대 전류값 판단 단계(S3616)에서 제1 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전력 분배의 기준값 iy보다 작거나 같은 값인 경우, 상기 제1 전류 합산 단계(S3614)를 반복 수행하며,
    - 상기 제2 최대 전류값 판단 단계(S3616)에서 제1 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제1 최대 전류값 imax1을 계산하기 위해 이용된 전류값의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제1 라인으로서 W1=R 라인에 배정하는 제1 결선 결정 단계(S3618);를 수행하고,
    - 이어 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전류값들 중에서 상기 제1 최대 전류값 imax1을 계산하기 위해 이용된 전류값을 배제한 나머지 전류값으로부터 새로운 제2 최대 전류값 imax2를 구하는 제2 최대 전류값 도출 단계(S3620);를 수행하고,
    - 다음으로 상기 제2 최대 전류값 도출 단계(S3620)에서 구해진 제2 최대 전류값 imax2값이, 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제3 최대 전류값 판단 단계(S3622);를 수행하며,
    - 상기 제3 최대 전류값 판단 단계(S3622)에서 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작거나 같은 값인 경우, 콘트롤러(260)를 통해 상기 최대 최소값 도출 단계(S3610)에서 도출된 최소 전류값 imin과 제2 최대 전류값 imax2를 더하여 새로운 제2 최대 전류값 imax2를 구하고, 상기 최소 전류값 imin과 상기 제1 최대 전류값 imax1을 계산하기 위해 이용된 전류값을 배제한 단상 부하별 전류들 중 새로운 최소 전류값 imin을 도출하는 제2 전류 합산 단계(S3624);를 수행하며,
    - 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제2 전류 합산 단계(S3624)에서 구해진 새로운 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제3 최대 전류값 판단 단계(S3626);를 수행하고,
    - 상기 제3 최대 전류값 판단 단계(S3626)에서 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작거나 같은 값인 경우, 상기 제2 전류 합산 단계(S3624)를 반복 수행하며,
    - 상기 제3 최대 전류값 판단 단계(S3626)에서 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제2 최대 전류값 imax2를 계산하기 위해 이용된 전류값의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제2 결선 결정 단계(S3628);를 수행하고,
    - 상기 제2 결선 결정 단계(S3628)에 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류값들 중에서 제1 최대 전류값 imax1과 제2 최대 전류값 imax2를 계산하기 위해 이용된 전류값을 배제한 나머지 전류값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제3 결선 결정 단계(S3630);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S3632);
    하는 결선 결정 루틴 수행 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  23. 청구항 제22항에 있어서,
    단상 부하의 개수 n이 6보다 큰지 작은지를 판단하는 단상 부하 개수 판단 단계(S3604)에서,
    단상 부하의 개수 n이 6보다 작거나 같은 경우 콘트롤러(260)는,
    3상 입력 전력선 R, S, T 라인 각각에 대해 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류에 따라 가장 큰 전류값으로 계측된 단상 부하 전류로부터 감소하는 순으로 R-S-T-T-S-R-R-S-T-...의 순으로 지그재그 방식으로 분배하는 지그재그 분배 단계(S3606);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S3632);
    하는 결선 결정 루틴 수행 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  24. 청구항 제22항에 있어서,
    최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 상기 제1 최대 전류값 판단 단계(S3612)에서,
    상기 제1 최대 전류값 imax1이 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 큰 값인 경우 콘트롤러(260)는,
    - 상기 제1 최대 전류값 imax1의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제1 라인으로서 W1=R 라인에 배정하는 제4 결선 결정 단계(S3636);를 수행하고,
    - 상기 제4 결선 결정 단계(S3636)에 이어 콘트롤러(260)는, 소팅된 n개의 단상 부하별 전류값들 중에서 상기 제1 최대 전류값 imax1을 배제한 나머지 전류값으로부터 새로운 제2 최대 전류값 imax2를 구하는 제3 최대 전류값 도출 단계(S3636);를 수행하며,
    - 다음으로 콘트롤러(260)는, 상기 제3 최대 전류값 도출 단계(S3636)로부터 구해진 새로운 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제4 최대 전류값 판단 단계(S3638);를 수행하고,
    - 상기 제4 최대 전류값 판단 단계(S3638)에서 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 큰 값인 경우, 콘트롤러(260)는 상기 제2 최대 전류값 imax2의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제5 결선 결정 단계(S3640);를 수행하며,
    - 상기 제5 결선 결정 단계(S3640)에 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류값들 중에서 제1 최대 전류값 imax1과 제2 최대 전류값 imax2의 전류값을 배제한 나머지 전류값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제6 결선 결정 단계(S3642);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S3632);
    하는 결선 결정 루틴 수행 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  25. 청구항 제24항에 있어서,
    상기 제3 최대 전류값 도출 단계(S3636)로부터 구해진 새로운 제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작은지를 판단하는 제4 최대 전류값 판단 단계(S3638)에서,
    제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 작거나 같은 값인 경우 콘트롤러(260)는,
    상기 최대 최소값 도출 단계(S3610)에서 도출된 최소 전류값 imin과 제2 최대 전류값 imax2를 더하여 새로운 제2 최대 전류값 imax2를 구하고, 상기 최소 전류값 imin과 상기 제1 최대 전류값 imax1의 전류값을 배제한 단상 부하별 전류들 중 새로운 최소 전류값 imin을 도출하는 제2 전류 합산 단계(S3624);
    부터 수행하는 결선 결정 루틴 수행 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 평형 상태에 따른 부하 분배 기능을 내장한 수배전반의 구동 방법
  26. 청구항 제22항의 상기 제3 최대 전류값 판단 단계(S3622)에서,
    제2 최대 전류값 imax2가 각 라인별 전류 분배의 기준값 iy보다 큰 값인 경우 콘트롤러(260)는,
    - 상기 제2 최대 전류값 imax2의 단상 부하를 결선 순서에 따라 제2 라인으로서 W2=S 라인에 배정하는 제7 결선 결정 단계(S3640);를 수행하고,
    - 이어 콘트롤러(260)는, 상기 소팅된 n개의 단상 부하별 전류값들 중에서 제1 최대 전류값 imax1과 제2 최대 전류값 imax2를 계산하기 위해 이용된 전류값을 배제한 나머지 전류값들의 단상 부하들을 결선 순서에 따라 제3 라인으로서 W3=T 라인에 배정하는 제3 결선 결정 단계(S3630);를 수행하고, 결선 결정 루틴을 종료(S3632);
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