KR101376214B1 - 무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반) - Google Patents

무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반) Download PDF

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Abstract

본 발명은 무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반에 관한 것으로서, 수배전반에 설치되어 수요관리 및 부하제어 신호를 전송받아 비상용 발전기 구동, 상용전력과 비상용 전력의 동기화 조건 판단 및 운전조건에 따른 무정전절체스위치의 개폐명령을 수행하는 수요관리 전력컨트롤러; 수배전반 내부의 온도를 감지하고, 자외선 감지를 통해 아크를 감지하며, 3축 가속도를 측정하고, 활선상태에서 수배전반 도어(Door)개방 후 작업자의 접근을 감지하는 하이브리드 감시제어 시스템; 및 수배전반 내부 및 외부에 설치되어 있는 케이블을 정리하기 위하여, 취부되는 케이블 덕트; 를 포함한다.

Description

무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반){Cable-duct attaching type high-voltage switchgear, low-voltage switchgear, motor control center, distribution panel installed uninterrupted power peak-control system and hybrid monitoring-control system}
본 발명은 한국전력공사(이하, '한전')로부터 특고압(22.9kV) 전력을 수전받아 고압(6.6kV 또는 3.3kV) 및 저압(380/220V) 전력으로 변환하여 빌딩이나 공장과 같은 대용량 수용가 부하에 전력을 공급하는 수배전반에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수요관리 실행전 상위 모니터링 서버 또는 최대수요전력제어기로부터 준비신호(Ready Signal)를 입력받은 수요관리 전력컨트롤러에서 신호를 출력하여 전력수용가에 구비되어 있는 비상용 발전기를 미리 구동시켜 발전을 개시한 후 상용전력(한전)과 비상용전력(발전기)을 병렬운전하기 위한 동기화 조건(주파수, 전압차, 위상)을 확인하여 조건이 규정치 이내로 들어왔을 때 무정전절체스위치의 비상용전력측 접점을 투입하여 병렬운전을 실시하다가, 상용전력측 접점을 개방시켜 무정전 수요관리를 실시할 수 있는 시스템을 구축하여 전력수용가에 순간정전 없이 안정적인 상시전력을 공급하며, 온도감지센서, 아크감지센서, 가속도센서, 근접센서를 이용하여 종류별 위험경보발령, 차단기 트립 및 진단소프트웨어를 사용하여 분석, 진단, 예방조치를 수행할 수 있으며, 외함 내부에 케이블 덕트를 취부하여, 그 내부에 케이블들을 정리함으로써 감전에 의한 안전사고 발생을 줄일 수 있도록 구조를 개선한 기술에 관한 것이다.
저압 전력을 한전으로부터 직접 공급받는 일반 전력수용가와는 달리 특고압 전력을 수전받아 수용가에서 필요한 고압 및 저압 전력으로 변환하여 사용하는 대용량 전력수용가에는 수배전반이 설치되어지고, 전압 크기에 따라 고압배전반, 저압배전반으로 구분되어지고, 용도 및 장소에 따라 전동기제어반, 분전반으로도 구분되어지지만 수배전반으로 통칭되어진다.
한편, 지구 온난화 현상 및 냉난방기기의 보급확대로 인한 하계 및 동계피크시의 전력수요증가, 노후 발전설비의 잦은 고장, 원자력발전소 납품비리, 원자력발전소 비중축소로 인해 전력수급의 불안정한 상황은 해소되지 않고 매년 가중되고 현실화되고 있는 실정이다.
이에 대한 대책으로, 정부에서는 종전의 전력공급설비 확충에 중점을 두어온 공급측관리(SSM, Supply Side Management) 정책을 전환하여 최소의 비용으로 소비자의 전기에너지 서비스 욕구를 충족시키기 위하여 소비자의 전기사용 패턴을 합리적인 방향으로 유도하기 위한 수요관리(DSM, Demand Side Management)를 대안화 하여 전력수급 불안정을 해소하고자 부하관리사업, 고효율에너지기기, 심야전력과 같은 여러 정책을 실시하고 제6차 전력수급기본계획([표 1])을 수립하여 전력수용가의 자발적이고 적극적인 참여를 독려하고 있는 상황이다.
Figure 112013112743275-pat00001
[표 1] 제6차 전력수급기본계획
또한, 전력수용가의 수요관리 정책 참여를 유도하기 위하여, 전력수용가에 구비되어 있는 비상용 발전기를 전력수급 위기시간대에 가동시켜 수용가 부하에 자체적으로 전력공급을 실시하면 가동시간을 고려하여 보조금을 지급하는 방안도 시행하였으나, 전력산업기반기금 부족 및 상용전력에서 비상용전력으로 절체될 때 발생되는 순간정전에 따른 문제점으로 인해 주요 기반시설이나 생산설비를 갖춘 다수의 대용량 전력수용가는 참여를 하지 못하는 문제점이 발생하여 이를 해결할 수 있는 기술적인 방안이 필요한 실정이다.
한편, 대용량 전력수용가에 설치되어 부하에 전력을 공급하는 역할을 담당하는 수배전반의 기본 내구연한은 15년이지만 설치된 공간의 환경, 전력사용량 증가에 따른 과부하, 유지관리 미흡으로 인해 경년열화 현상이 가속화되고 있으며, 이로 인해 내부 전력기기들의 온도상승 및 아크발생으로 인한 전기화재 사고가 빈번하게 발생하고 있지만 전력수용가에 설치된 상태에서는 온도상승시험([표2], [표3], [표4])를 실시할 수 없고, 증가하는 전기설비에 의한 화재사고([표5])를 줄일 수 있는 현실적인 방안이 필요한 실정이다.
Figure 112013112743275-pat00002
[표 2] 온도상승한도(고압배전반)(한국전기공업협동조합규격 KEMC 2101)
Figure 112013112743275-pat00003
[표 3] 온도상승한도(저압배전반, 분전반)(한국전기공업협동조합규격 KEMC 2102)
Figure 112013112743275-pat00004
[표 4] 온도상승한도(전동기제어반)(한국전기공업협동조합규격 KEMC 1108)
Figure 112013112743275-pat00005
[표 5] 전기화재 발화형태별 현황(2010년 전기재해통계분석 - 한국전기안전공사)
또한, 최근 국내에서도 끊임없이 소형규모의 지진이 발생하고 있어 이에 따라 원자력발전소와 같은 주요 시설의 내진설계기준도 상향되어 설계에 반영되거나 보강공사를 실시하고 있다. 하지만, 기존의 건물이나 노후화된 건축물에는 내진설계가 반영되어 있지 않아 대지진이 아닌 중규모의 지진이 발생하더라도 건물의 붕괴가 일어날 수 있으며, 특히 건축물 내부 전기실에 설치되어 있는 수배전반은 내진설계가 의무사항이 아니기 때문에 지진강도([표6])에 따라 수배전반 전력설비 이상으로 인한 피해가 발생할 수 있고, 최근에는 지진발생시 건물의 붕괴로 인한 1차 피해보다 폭발, 화재, 감전으로 인한 2차 피해로 파급되는 경향이 있어 전력수용가에서는 2차 피해예방을 위한 효율적이고 실효성 있는 방안을 필요로 하게 되었다.
Figure 112013112743275-pat00006
[표 6] 진도계급별 지진가속도(수정 메르칼리 진도계급)
또한, 수배전반 점검 또는 작업시에는 활선상태임을 인지하지 못하고 작업을 실시하다 발생하는 감전사고([표7])가 매년 빈번하게 발생할 뿐만 아니라, 내부에 설치되어 있는 부스바, 전력기기 결선공사 후 하부 또는 외함 좌우측에 정리되지 않은 케이블로 인해 걸려 넘어지거나 감전되는 안전사고가 발생하여 공간이 협소하고 폐쇄된 내부공간에서 안전성, 작업성이 떨어져 이에 대한 효율적인 방안이 필요한 실정이다.
Figure 112013112743275-pat00007
[표 7] 행위별 감전사고 발생현황(2010년 전기재해통계분석 -한국전기안전공사)
한편, 종래의 수배전반에서의 전력수요관리, 이상상태 감시제어 및 안전에 따른 방안과 관련해서는, 한국등록특허 10-1223670호, 10-1264344호(이하, '선행문헌') 이외에 다수 출원 및 등록되어 있다.
그러나, 상기 선행문헌을 포함한 종래에는, 통합적인 측면에서 전력수요관리, 수배전반 내부 이상상태 감시 및 제어, 케이블 정리를 통한 안전성 향상을 수행할 수 있는 통합기능 부재로 전력수용가에 주는 문제점이 내재되어 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 하계 또는 동계피크시 전력사용량의 급증으로 인해 전력거래소 수요관리 목적으로 전력수용가에 비상용 발전기 구동 및 부하제어가 요청되어 개폐기 절체 및 부하제어 실행시 발생되는 순간정전을 방지하기 위하여,
수요관리 실행전 전력수용가에 구비되어 있는 비상용 발전기를 미리 구동시켜 발전을 개시한 후, 상용전력과 비상용전력을 무정전절체스위치를 이용하여 무정전 수요관리를 실시할 수 있는 전력공급 시스템을 구축하여 전력수용가에 순간정전 없이 안정적인 전력을 상시 공급되도록 함에 있다.
또한 본 발명의 제 2 목적은, 수배전반 내부에 설치되어 운용되는 전력기기들의 열화, 과부하, 절연파괴, 접촉불량 등으로 인해 부스바, 케이블 접속부 온도상승에 의한 과열 및 아크발생에 의한 전기화재와 지진재난 발생시 파급되는 건축물 붕괴, 전기화재, 폭발, 감전사고 및 점검 또는 작업중 활선상태임을 간과하여 발생되는 작업자의 안전사고를 방지하기 위하여,
센서를 이용하여 종류별 위험경보발령, 차단기 트립, 진단소프트웨어를 사용하여 분석, 진단, 예방조치를 수행할 수 있는 하이브리드 감시제어 시스템을 구축하여 전력설비를 안정적으로 운용할 수 있도록 함에 있다.
그리고 본 발명의 제 3 목적은, 부스바, 전력기기에 결선공사 후 수배전반 내/외부에서 어지럽게 널려져 있던 케이블들을 정리하고, 안전사고 예방을 위하여,
외함 내부에 케이블 덕트를 취부하여 케이블 덕트 내부에 케이블들을 정리함으로써 감전에 의한 안전사고 발생을 줄일 수 있도록 구조개선을 실시함에 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반에 관한 것으로서, 수배전반에 설치되어 수요관리 및 부하제어 신호를 전송받아 비상용 발전기 구동, 상용전력과 비상용 전력의 동기화 조건 판단 및 운전조건에 따른 무정전절체스위치의 개폐명령을 수행하는 수요관리 전력컨트롤러; 수배전반 내부의 온도를 감지하고, 자외선 감지를 통해 아크를 감지하며, 3축 가속도를 측정하고, 활선상태에서 수배전반 도어(Door)개방 후 작업자의 접근을 감지하는 하이브리드 감시제어 시스템; 및 수배전반 내부 및 외부에 설치되어 있는 케이블을 정리하기 위하여, 취부되는 케이블 덕트; 를 포함한다.
또한 상기 수요관리 전력컨트롤러는, 전력수요 증가로 인하여 모니터링 서버로부터 수요관리 신호를 입력받거나, 최대수요전력제어기로부터 피크경보 신호를 입력받을 경우, 비상용 발전기에 구동신호를 출력하여 비상용 발전기를 예열시킨 후 비상용 발전기로부터 출력전압이 인가되어지면, 인가된 전압과 상용전력으로부터 인가된 전압에 관한 동기화 조건을 충족하는지 확인하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수요관리 전력컨트롤러는, 충족할 경우, 무정전절체스위치의 비상용 발전기측 접점을 투입하여 전동기제어반과 분전반에 상용전력과 비상용전력을 일정시간 동안 병렬로 공급하다가, 상용전력측 접점을 개방시켜 비상용전력만으로 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 동기화 조건은, 공칭전압의 10% 이내의 크기, 0.2Hz 이내의 주파수, 10도 이내의 위상인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 하이브리드 감시제어 시스템은, 수배전반 내부에서 온도상승이 가장 많이 발생하는 부스바와, 부스바 간의 케이블 접속부위, 케이블 외피에 부착되어, 상시 온도감지를 실시하여 정상상태와 이상상태시 온도상승에 따른 아날로그 데이터를 하이브리드 컨트롤러로 전송하는 온도감지센서; 수배전반 내부에 설치되어, 아크발생시에 발생하는 자외선 감지를 통해 아크를 감지하고, 아크상태가 부하개폐기, 기중차단기, 배선용차단기의 정상동작 상태시 발생하는 아크가 아닌, 이상상태로 인한 아크발생으로 확인시 출력접점을 통해 하이브리드 컨트롤러로 전송하는 아크감지센서; 수배전반 외함 내부에 설치되어, 3축(X,Y,Z) 가속도를 측정한 후, 측정된 가속도 데이터를 하이브리드 컨트롤러로 전송하는 가속도 센서; 수배전반 외함 내부에 설치되어, 활선상태에서 도어가 개방되면 도어에 설치된 리미트스위치(Limit Switch)로부터 1차 도어개방 신호를 입력받은 후, 2차로 작업자의 접근이 감지되면 하이브리드 컨트롤러로 접근신호를 전송하는 근접센서; 및 상기 온도감지센서, 아크감지센서, 가속도센서, 근접센서로부터 전송되는 신호를 후면에 있는 단자대로 입력받아, 내부연산을 거친 후 전면에 있는 LCD와 LED로 디스플레이하며, 규정치 이상의 온도상승, 가속도가 계측되거나 아크 및 근접신호가 입력될 경우, 내부에 있는 릴레이를 구동하여 후면 단자대로 출력하여 부저, 위험램프를 동작시키는 하이브리드 컨트롤러; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 하이브리드 컨트롤러는, 원방에 있는 모니터링 서버로 감지데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 케이블 덕트는, 고압배전반의 인입부를 통해 내부로 들어오는 특고압 케이블을 내장시키며, 저압배전반에 설치된 배선용 차단기에서 전동기제어반, 분전반으로 분기되는 케이블을 내부로 내장시키며, 전동기제어반에서 각 전동기 부하로 분기되는 케이블을 내장시키며, 분전반에서 각 층의 부하로 분기되는 케이블을 내장시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전력수용가에서는 전력부족으로 인한 블랙아웃(Black-out)을 막기 위한 수요관리 요청시, 무정전 피크제어 시스템을 이용하여 순간 정전없이 상용부하에 안정적으로 전력을 공급함으로써 안정적인 시설 관리 및 생산성을 유지할 수 있으며, 전력거래소에서는 수요관리를 통해 안정적인 전력예비율을 확보하여 대규모 정전사태를 적기에 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 하이브리드 감시제어 시스템 및 케이블 덕트를 구비하여 온도감시, 아크감시, 가속도감시, 접근감시를 실시간으로 실시하고 케이블덕트 내부에 케이블을 정리함으로써 전기화재 및 감전사고 예방과 지진발생시 피해를 최소화할 수 있는 효과도 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 수배전 시스템에 관한 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 무정전 피크제어 시스템에 관한 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 하이브리드 감시제어 시스템의 구성 제품에 관한 일예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 하이브리드 컨트롤러 내부의 온도측정 회로도.
도 5 내지 도 8 은 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반에 적용되는 본 발명에 따른 도 3 의 하이브리드 감시제어 시스템에 관한 구성도.
도 9 내지 도 12 는 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반에 적용된 본 발명에 따른 케이블 덕트를 보이는 일예시도.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반)에 관하여 도 1 내지 도 12 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 수배전 시스템에 관한 구성도이다.
대용량 전력수용가에 설치되는 수배전 시스템은 한전으로부터 특고압 전력을 수전받아 부스바, 케이블, 부하개폐기, 전력용 퓨우즈, 계기용 변성기, 최대수요전력제어기(11) 및 변압기가 내장된 고압배전반(10)과, 변압기를 거쳐 저압으로 변환된 전력을 배전받는 기중차단기, 배선용차단기, 수요관리 컨트롤러(21), 무정전절체스위치(22)가 내장된 저압배전반(20)과, 저압배전반(20)으로부터 받은 전력을 전동기 부하에 공급하는 전동기제어반(30)과, 각 층별로 조명, 냉난방 기기에 전력을 공급하는 분전반(40)으로 구성된다. 또한, 전력수용가에는 비상용 발전기(50)가 구비되어 상용전력 공급중지시에 구동되어질 수 있도록 구성되어 있다.
이때, 고압배전반(10), 저압배전반(20), 전동기제어반(30), 분전반(40) 내부에는, 하이브리드 감시제어시스템을 구성하는 하이브리드 컨트롤러(100a, 100b, 100c, 100d: 100), 온도감지센서(110a, 110b, 110c, 110d: 110), 아크감지센서(120a, 120b, 120c, 120d, 120d: 120), 가속도센서(130a, 130b, 130c, 130d: 130), 근접센서(140a, 140b, 140c, 140d: 140), 및 케이블 덕트(200a, 200b, 200c, 200d: 200)가 설치, 구성되어져 있다.
또한, 수배전 시스템은, 고압배전반(10), 저압배전반(20), 전동기제어반(30), 분전반(40), 비상용 발전기(50)에 설치되어 있는 전력기기들과 통신하여, 모니터링 진단 소프트웨어(61)를 바탕으로 원격감시 및 제어를 실시간으로 수행하는 모니터링 서버(60)를 포함한다.
도 2 는 본 발명에 따른 무정전 피크제어 시스템에 관한 구성도이다.
도시된 바와 같이, 저압배전반(20)에 설치되어진 수요관리 전력컨트롤러(21)는 전력수요 증가로 인하여 모니터링 서버(60)로부터 수요관리 신호를 입력받거나, 최대수요전력제어기(11)로부터 피크경보 신호를 입력받을 경우, 비상용 발전기(50)에 구동신호를 출력하여 비상용 발전기(50)를 예열시킨 후 비상용 발전기(50)로부터 출력전압이 인가되어지면, 인가된 전압과 상용전력으로부터 인가된 전압의 크기, 주파수, 위상을 확인하여 규정된 동기화 조건(예를 들면, 전압의 크기 : 공칭전압의 10% 이내, 주파수 : 0.2Hz 이내, 위상 : 10도 이내)을 충족하는지 확인한다.
충족할 경우, 무정전절체스위치(22)의 비상용 발전기(50)측 접점을 투입하여 전동기제어반(30)과 분전반(40)에 상용전력과 비상용전력을 일정시간 동안 병렬로 공급하다가, 상용전력측 접점을 개방시켜 비상용전력만으로 전력을 공급한다. 즉, 무정전으로 수요관리 및 피크제어를 실시함으로써 전력수용가에 순간정전없이 안정적인 상시전력을 공급하고, 계통안정화 효과를 거둘 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 하이브리드 감시제어 시스템의 구성 제품에 관한 일예시도로서, 도시된 바와 같이 하이브리드 컨트롤러(100), 온도감지센서(110), 아크감지센서(120), 가속도센서(130) 및 근접센서(140)를 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 온도감지센서(110)는 고압배전반(10), 저압배전반(20), 전동기제어반(30), 분전반(40) 내부에서 온도상승이 가장 많이 발생하는 부스바와, 부스바 간의 케이블 접속부위, 케이블 외피에 부착되어 상시 온도감지를 실시하여 정상상태와 이상상태시 온도상승에 따른 아날로그 데이터를 하이브리드 컨트롤러(100)로 전송한다.
아크감지센서(120)는 고압배전반(10), 저압배전반(20), 전동기제어반(30), 분전반(40) 내부에 설치되어, 기기열화, 불량 및 이상상태로 인한 아크발생시에 발생하는 자외선 감지를 통해 아크를 감지하고, 아크상태가 부하개폐기, 기중차단기, 배선용차단기의 정상동작 상태시 발생하는 아크가 아닌, 이상상태로 인한 아크발생으로 확인시 출력접점을 통해 하이브리드 컨트롤러(100)로 전송한다.
가속도 센서(130)는 고압배전반(10), 저압배전반(20), 전동기제어반(30), 분전반(40) 외함 내부에 설치되어, 3축(X,Y,Z) 가속도를 측정한 후, 측정된 가속도 데이터를 하이브리드 컨트롤러(100)로 전송한다.
근접센서(140)는 고압배전반(10), 저압배전반(20), 전동기제어반(30), 분전반(40) 외함 내부에 설치되어, 활선상태에서 도어가 개방되면 도어에 설치된 리미트스위치(Limit Switch)로부터 1차 도어개방 신호를 입력받은 후, 2차로 작업자의 접근이 감지되면 하이브리드 컨트롤러(100)로 접근신호를 전송한다.
하이브리드 컨트롤러(100)는 온도감지센서(110), 아크감지센서(120), 가속도센서(130), 근접센서(140)로부터 전송되는 신호를 후면에 있는 단자대로 입력받아, 내부연산을 거친 후 전면에 있는 LCD와 LED로 디스플레이하며, 규정치 이상의 온도상승, 가속도가 계측되거나 아크 및 근접신호가 입력될 경우, 내부에 있는 릴레이를 구동하여 후면 단자대로 출력하여 부저, 위험램프를 동작시킨다. 또한, 하이브리드 컨트롤러(100)는 원방에 있는 모니터링 서버(60)로 감지데이터를 전송한다.
도 4 는 본 발명에 따른 하이브리드 컨트롤러(100) 내부의 온도측정 회로도이다. 온도감지센서(110)는 측온저항체로 되어있다. 이러한 저항체에 온도변화가 발생하면, 저항값의 변화로 인하여 전류값이 변동되어 센서 케이블을 통하여 하이브리드 컨트롤러(100)의 후면 단자대로 입력된다.
이에 따라, 온도감지센서(110)로부터 센서 케이블을 통해 입력부(101)로 입력되는 전류는 저항(R), 커패시터(C), 반도체소자(IC)로 구성되어진 증폭부(102)를 거쳐 신호처리를 할 수 있는 값으로 변환된 후, MCU(Micro Control Unit)(103)와의 인터페이스(Interface)를 통하여 연산, 처리된다.
도 5 내지 도 8 은 수배전반(고압배전반(10), 저압배전반(20), 전동기제어반(30), 분전반(40))에 적용되는 본 발명에 따른 도 3 의 하이브리드 감시제어 시스템에 관한 구성도이다.
도시된 바와 같이, 각 외함 내부에는 하이브리드 컨트롤러(100a, 100b, 100c, 100d: 100), 온도감지센서(110a, 110b, 110c, 110d: 110), 아크감지센서(120a, 120b, 120c, 120d, 120d: 120), 가속도센서(130a, 130b, 130c, 130d: 130) 및 근접센서(140a, 140b, 140c, 140d: 140)가 구성되며, 하이브리드 컨트롤러(100a, 100b, 100c, 100d: 100)는 각 센서를 통해 감지된 데이터를 처리하여 경보 및 감시제어를 수행한다.
도 9 내지 도 12 는 수배전반(고압배전반(10), 저압배전반(20), 전동기제어반(30), 분전반(40)에 적용된 본 발명에 따른 케이블 덕트를 보이는 일예시도이다.
도시된 바와 같이, 각 외함 내부에는 케이블 덕트(200a, 200b, 200c, 200d: 200)가 구성된다. 고압배전반(10)의 인입부를 통해 내부로 들어오는 특고압 케이블을 케이블 덕트(200a) 안으로 내장시킨다. 또한, 저압배전반(20)에 설치된 배선용 차단기에서 전동기제어반(30), 분전반(40)으로 분기되는 케이블을 케이블 덕트(200b) 안으로 내장시킨다. 또한, 전동기제어반(30)에서 각 전동기 부하로 분기되는 케이블을 케이블 덕트(200c) 안으로 내장시킨다. 그리고, 분전반(40)에서 각 층의 부하로 분기되는 케이블을 케이블 덕트(200d) 안으로 내장시킨다.
즉, 케이블을 케이블 덕트 내부로 정리함으로써, 케이블로 인하여 발생하였던 안전사고 및 감전사고를 감소시킬 수 있다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10: 고압배전반
20: 저압배전반
30: 전동기제어반
40: 분전반
50: 비상용 발전기
60: 모니터링 서버
61: 모니터링 진단 소프트웨어
100a, 100b, 100c, 100d(100): 하이브리드 컨트롤러
110: 온도감지센서(110a, 110b, 110c, 110d)
120: 아크감지센서(120a, 120b, 120c, 120d)
130: 가속도센서(130a, 130b, 130c, 130d)
140: 근접센서(140a, 140b, 140c, 140d)
200: 케이블 덕트(200a, 200b, 200c, 200d)
11: 최대수요전력제어기
21: 수요관리 전력컨트롤러
22: 무정전절체스위치
101: 입력부
102: 증폭부
103: MCU

Claims (7)

  1. 수배전반에 설치되어 수요관리 및 부하제어 신호를 전송받아 비상용 발전기 구동, 상용전력과 비상용 전력의 동기화 조건 판단 및 운전조건에 따른 무정전절체스위치의 개폐명령을 수행하는 수요관리 전력컨트롤러;
    수배전반 내부의 온도를 감지하고, 자외선 감지를 통해 아크를 감지하며, 3축 가속도를 측정하고, 활선상태에서 수배전반 도어(Door)개방 후 작업자의 접근을 감지하는 하이브리드 감시제어 시스템; 및
    수배전반 내부 및 외부에 설치되어 있는 케이블을 정리하기 위하여, 취부되는 케이블 덕트; 를 포함하되,
    상기 수요관리 전력컨트롤러는,
    전력수요 증가로 인하여 모니터링 서버로부터 수요관리 신호를 입력받거나, 최대수요전력제어기로부터 피크경보 신호를 입력받을 경우, 비상용 발전기에 구동신호를 출력하여 비상용 발전기를 예열시킨 후 비상용 발전기로부터 출력전압이 인가되어지면, 인가된 전압과 상용전력으로부터 인가된 전압에 관한 동기화 조건을 충족하는지 확인하는 것을 특징으로 하는 무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수요관리 전력컨트롤러는,
    충족할 경우, 무정전절체스위치의 비상용 발전기측 접점을 투입하여 전동기제어반과 분전반에 상용전력과 비상용전력을 일정시간 동안 병렬로 공급하다가, 상용전력측 접점을 개방시켜 비상용전력만으로 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 동기화 조건은,
    공칭전압의 10% 이내의 크기, 0.2Hz 이내의 주파수, 10도 이내의 위상인 것을 특징으로 하는 무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이브리드 감시제어 시스템은,
    수배전반 내부에서 온도상승이 가장 많이 발생하는 부스바와, 부스바 간의 케이블 접속부위, 케이블 외피에 부착되어, 상시 온도감지를 실시하여 정상상태와 이상상태시 온도상승에 따른 아날로그 데이터를 하이브리드 컨트롤러로 전송하는 온도감지센서;
    수배전반 내부에 설치되어, 아크발생시에 발생하는 자외선 감지를 통해 아크를 감지하고, 아크상태가 부하개폐기, 기중차단기, 배선용차단기의 정상동작 상태시 발생하는 아크가 아닌, 이상상태로 인한 아크발생으로 확인시 출력접점을 통해 하이브리드 컨트롤러로 전송하는 아크감지센서;
    수배전반 외함 내부에 설치되어, 3축(X,Y,Z) 가속도를 측정한 후, 측정된 가속도 데이터를 하이브리드 컨트롤러로 전송하는 가속도 센서;
    수배전반 외함 내부에 설치되어, 활선상태에서 도어가 개방되면 도어에 설치된 리미트스위치(Limit Switch)로부터 1차 도어개방 신호를 입력받은 후, 2차로 작업자의 접근이 감지되면 하이브리드 컨트롤러로 접근신호를 전송하는 근접센서; 및
    상기 온도감지센서, 아크감지센서, 가속도센서, 근접센서로부터 전송되는 신호를 후면에 있는 단자대로 입력받아, 내부연산을 거친 후 전면에 있는 LCD와 LED로 디스플레이하며, 규정치 이상의 온도상승, 가속도가 계측되거나 아크 및 근접신호가 입력될 경우, 내부에 있는 릴레이를 구동하여 후면 단자대로 출력하여 부저, 위험램프를 동작시키는 하이브리드 컨트롤러; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하이브리드 컨트롤러는,
    원방에 있는 모니터링 서버로 감지데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블 덕트는,
    고압배전반의 인입부를 통해 내부로 들어오는 특고압 케이블을 내장시키며,
    저압배전반에 설치된 배선용 차단기에서 전동기제어반, 분전반으로 분기되는 케이블을 내부로 내장시키며,
    전동기제어반에서 각 전동기 부하로 분기되는 케이블을 내장시키며,
    분전반에서 각 층의 부하로 분기되는 케이블을 내장시키는 것을 특징으로 하는 무정전 피크제어 시스템 및 하이브리드 감시제어 시스템이 설치된 케이블 덕트 취부형 수배전반.
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