KR101386414B1 - 부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법 - Google Patents

부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법에 관한 것으로, 특히 부하전류에 따라 포화되는 온도를 분석하여 최대 허용전류를 예측하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법은, 전력설비에 인가되는 부하전류를 복수의 값으로 변화시키면서 상기 인가된 부하전류에 따른 전력설비의 온도를 측정하는 단계; 상기 복수의 부하전류와 이에 따른 전력설비의 온도에 관한 측정결과 데이터로부터 상기 전력설비의 기 설정된 포화온도가 속하는 온도범위 내에서 부하전류와 온도 사이의 관계식을 구하는 단계; 및 상기 관계식을 이용하여 상기 전력설비에 대한 기 설정된 포화온도로부터 최대 허용전류를 구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전력설비, 부하전류, 온도, 포화온도

Description

부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법{Method for predicting maximum tolerance current using load current and the temperature of power facility}
본 발명의 일 측면은 부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법에 관한 것으로, 특히 부하전류에 따라 포화되는 온도를 분석하여 최대 허용전류를 예측하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 부하에 전력을 공급하는 전력설비 구성도의 일 실시예이다. 도 1을 참조하면, 전원(100)으로부터 전압을 공급받아 인버터(200)를 거쳐 제어회로(300)에서 3상(A, B, C) 전력을 제어하는 과정을 통하여 부하(400)에 전력을 공급하게 됨을 알 수 있다.
상기와 같이 전력을 공급하는 과정에서, 부하의 조건에 따른 최대 허용전류를 계산하는 방법은 아직까지 없다. 최대 허용전류를 간접적으로 예측하는 방법은 실험실 수준에서 설비에 대한 시뮬레이터를 만들고 현장의 설치 조건에 맞게 주위 의 온도 등을 조절한 후, 부하전류를 가변하면서 전력설비의 온도를 측정하여 관계식을 구하는 방법이 있다.
그러나, 최대 허용전류를 간접적으로 예측하는 방법은 전력설비에 따른 모든 종류의 시뮬레이터를 갖추어야만 하고, 실제 현장상황을 그대로 모사한 시뮬레이터 설계의 어려움이 있을 뿐만 아니라 제작 비용도 많이 들게 된다.
본 발명의 일 측면은 전력설비에 흐르는 부하전류와 그에 따른 포화온도를 측정함으로써 현장조건에 적합한 부하전류와 온도와의 상관관계를 파악하여 최대 허용전류를 예측하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 전력설비에 인가되는 부하전류를 복수의 값으로 변화시키면서 상기 인가된 부하전류에 따른 전력설비의 온도를 측정하는 단계; 상기 복수의 부하전류와 이에 따른 전력설비의 온도에 관한 측정결과 데이터로부터 상기 전력설비의 기 설정된 포화온도가 속하는 온도범위 내에서 부하전류와 온도 사이의 관계식을 구하는 단계; 및 상기 관계식을 이용하여 상기 전력설비에 대한 기 설정된 포화온도로부터 최대 허용전류를 구하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법을 제시한다.
본 발명의 다른 측면은, 상기 부하전류와 온도의 관계식은,
선형함수
Figure 112007091961849-pat00001
여기서, x = 전력설비의 온도
f(x) = 전력설비의 온도에 대응하는 부하전류
x0 = 전력설비의 제1온도
f(x0) = 전력설비의 제1온도에 대응하는 부하전류
x1 = 전력설비의 제2온도
f(x1) = 전력설비의 제2온도에 대응하는 부하전류
인 것을 특징으로 하는 부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전력설비의 최대 허용전류를 비교적 정확하게 계산할 수 있게 됨으로써, 전력설비를 안정적으로 운용하는 동시에 최대의 생산성을 기할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 최대 허용전류 이상으로 전력설비를 운용하지 않게 됨으로써 전력설비의 사고 방지 및 수명 연장을 기할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법의 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 부하전류에 따른 인버터 온도 측정 그래프의 일 실시예이다.
전력설비에 부하전류를 흘려주고 전력설비의 온도를 측정함에 있어서 도 1과 같이 부하에 전력을 공급하는 전력설비를 예로 들어 설명해보자. 인버터 외의 다른 전력설비로도 본 발명의 부하전류에 따른 온도 측정이 가능하다.
온도 측정의 대상이 되는 전력설비로 인버터를 예로 든다면, 전원으로부터 부하에 전력을 공급하는 과정에서 인버터에 부하전류가 흐르게 된다. 인버터에 부하전류가 흐르게 되면 온도가 증가하게 되는데, 이때 인버터의 온도를 측정할 수 있다.
먼저, 전력설비에 인가되는 부하전류를 복수의 값으로 변화시키면서 인가된 부하전류에 따른 전력설비의 온도를 측정한다(S100). 도 3에서는 인버터에 인가되는 부하전류를 변화시키면서 온도를 측정한 결과를 나타내었다. 0[A]로부터 기 설정된 간격인 2[A] 간격으로 부하전류를 증가시켜 26[A]까지 온도를 측정하였다.
이후, 복수의 부하전류와 이에 따른 전력설비의 온도에 관한 측정결과 데이터로부터 전력설비의 기 설정된 포화온도가 속하는 온도범위 내에서 부하전류와 온도 사이의 관계식을 구한다(S200). 기 설정된 포화온도가 속하는 온도범위는 짧기 때문에, 부하전류와 온도가 선형함수 관계로 볼 수 있으므로 오차가 상당히 작은 부하전류를 예측할 수 있다.
인버터의 기 설정된 포화온도가 98℃라 하면, 98℃는 95℃와 100℃ 사이에 속한다. 그리고, 95℃ 및 100℃에서의 부하전류는 각각 24A, 26A이다. 여기서, 수학식 1에 x0= 95, x1 =100, f(x0)=24, f(x1)=26를 대입하면, 온도와 구하고자 하는 부하전류와의 관계식을 구할 수 있다.
Figure 112007091961849-pat00002
여기서, x = 전력설비의 온도
f(x) = 전력설비의 온도에 대응하는 부하전류
x0 = 전력설비의 제1온도
f(x0) = 전력설비의 제1온도에 대응하는 부하전류
x1 = 전력설비의 제2온도
f(x1) = 전력설비의 제2온도에 대응하는 부하전류
이후, 수학식 1을 이용하여 전력설비에 대한 기 설정된 포화온도로부터 최대 허용전류를 구한다(S300). 수학식 1에 기 설정된 포화온도가 속하는 범위의 온도와 부하전류를 대입하면, 기 설정된 포화온도와 포화온도에 대응하는 부하전류만이 변수이기 때문에, 기 설정된 포화온도를 대입하면 구하고자 하는 최대 허용전류인 부하전류를 구할 수 있다.
예를 들어, 인버터의 기 설정된 포화온도가 98℃이므로, 수학식 2와 같이 x에 98℃를 대입하면, 인버터에 흘려줄 수 있는 최대 허용전류인 부하전류 f(x)= 25.2[A]를 구할 수 있다.
Figure 112007091961849-pat00003
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 1은 종래의 부하에 전력을 공급하는 전력설비 구성도의 일 실시예이다.
도 2는 본 발명의 부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 부하전류에 따른 인버터 온도 측정 그래프의 일 실시예이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 전원 200 : 인버터
300 : 제어회로 400 : 부하

Claims (2)

  1. 전력설비에 인가되는 부하전류를 복수의 값으로 변화시키면서 인가된 부하전류에 따른 전력설비의 온도를 측정하는 단계;
    상기 복수의 부하전류와 이에 따른 전력설비의 온도에 관한 측정결과 데이터로부터 상기 전력설비의 기 설정된 포화온도가 속하는 온도범위 내에서 부하전류와 온도 사이의 관계식을 구하는 단계; 및
    상기 관계식을 이용하여 상기 전력설비에 대한 기 설정된 포화온도로부터 최대 허용전류를 구하는 단계를 포함하는 것으로서,
    상기 부하전류와 온도의 관계식은,
    선형함수
    Figure 112013114713588-pat00008
    여기서, x = 전력설비의 온도
    f(x) = 전력설비의 온도에 대응하는 부하전류
    x0 = 전력설비의 제1온도
    f(x0) = 전력설비의 제1온도에 대응하는 부하전류
    x1 = 전력설비의 제2온도
    f(x1) = 전력설비의 제2온도에 대응하는 부하전류
    인 것을 특징으로 하는 부하전류와 전력설비 온도를 통한 최대 허용전류 예측방법.
  2. 삭제
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