KR101388899B1 - 전압 불균형 검출 장치 및 방법, 그를 이용한 전자식 전력량계 - Google Patents

전압 불균형 검출 장치 및 방법, 그를 이용한 전자식 전력량계 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전압 불균형 검출 장치 및 방법, 그를 이용한 전자식 전력량계 에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 전압 불균형 검출 장치는 불균형 검출부 및 제어부를 포함한다. 상기 불균형 검출부는 입력 전압에 포함된 복수의 상 전압 중 어느 하나를 입력받고 상기 상 전압이 불균형하면 인터럽트 신호를 출력하는 불균형 검출기를 복수개 포함한다. 상기 제어부는 상기 복수의 불균형 검출기로부터 각각 출력된 상기 복수의 상 전압에 대한 복수의 누적 전압 정보를 이용하여, 인터럽트가 발생한 상을 판단한다.

Description

전압 불균형 검출 장치 및 방법, 그를 이용한 전자식 전력량계 {APPARATU AND METHOD FOR DETECTION UNSYMMETRICAL VOLTAGE, AND POWER METER USING THE SAME}
본 발명은 전압 불균형 검출 장치 및 방법, 그를 이용한 전자식 전력량계에 관한 것이다.
전력 사용량의 증가 추세에 따라, 안정적인 전압 공급은 중요한 문제가 되고 있다. 또한, 이러한 안정적인 전압 공급의 기반 기술로서, 전압의 불균형을 검출하는 기술이 대두되고 있다.
이러한 전압 불균형은, 입력 전압이 순간적으로 강하하거나 순간적으로 상승하여 발생하는 것으로, 이러한 전압 불균형은 전자 기기의 오동작을 유발하는 등의 악영향을 미치게 된다.
또한, 이러한 전압 불균형은 발전소로부터 공급되는 전력의 품질을 측정하는 기준 중에 하나로서 사용되고 있으며, 이러한 전압 불균형을 감지하는 것은 전력 관리 기술에 있어서 중요한 요소가 된다.
게다가, 다수의 국가에서는 전력량계의 표준으로서 전압 불균형의 발생 정보를 기록하는 기능을 요구하고 있으므로, 이러한 전압 불균형을 검출하는 기술은 전력 관리의 필수적 기반 기술이라 할 수 있다.
종래의 전압 불균형 검출 기술은, 전압을 개별적으로 측정하여 전압 불균형이 검출되면 이를 기록하는 방식을 이용하였다. 따라서, 이러한 방법을, 일반적으로 복수의 상 전압을 입력받는 전력량계에 적용하는 경우, 전력량계의 MCU(Micro Controller Unit) 또는 인터럽트 컨트롤러는 복수의 상 전압의 수에 해당하는 복수의 배선이 요구되는 한계가 있다.
따라서, 이로 인하여, 전력량계 내부의 배선 구조가 복잡해지거나, 또는 MCU(Micro Controller Unit) 또는 인터럽트 컨트롤러의 입력 배선의 수를 증가시켜야 하는 등의 문제점이 발생한다.
하기의 특허문헌 1은 고조파 및 순간전압변동 분석기능을 갖는 전자식 전력량계측기에 관한 것이고, 특허문헌 2는 이동 평균을 이용한 새그 및 스웰의 검출 방법에 관한 것이나, 이러한 선행기술문헌들은 상술한 문제점에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
한국 공개특허공보 제2007-0094161호 한국 공개특허공보 제2005-0041791호
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 인터럽트 신호와 누적 전압 정보를 이용하여, 입력 전압에 발생한 인터럽트를 빠르고 간단한 구성으로 검출할 수 있는 전압 불균형 검출 장치 및 방법, 그를 이용한 전자식 전력량계를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 기술적인 측면은 전압 불균형 검출 장치를 제안한다. 상기 전압 불균형 검출 장치는 불균형 검출부 및 제어부를 포함한다. 상기 불균형 검출부는 입력 전압에 포함된 복수의 상 전압 중 어느 하나를 입력받고 상기 상 전압이 불균형하면 인터럽트 신호를 출력하는 불균형 검출기를 복수개 포함한다. 상기 제어부는 상기 복수의 불균형 검출기로부터 각각 출력된 상기 복수의 상 전압에 대한 복수의 누적 전압 정보를 이용하여, 인터럽트가 발생한 상을 판단한다.
일 실시예에서, 상기 불균형 검출기는, 입력받은 상기 상 전압에 대하여, 기 설정된 시간 간격마다 누적 전압 정보를 생성하여 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전압 불균형 검출 장치는, 상기 복수의 불균형 검출기로부터 출력된 복수의 인터럽트 신호를 입력받고, 상기 복수의 인터럽트 신호 중 적어도 하나의 값이 참이면, 상기 제어부에 인터럽트 발생 신호를 제공하는 인터럽트 관리부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인터럽트 관리부는, 상기 복수의 불균형 검출기로부터 출력된 상기 복수의 인터럽트 신호를 입력받고, 상기 복수의 인터럽트 신호를 논리 합 연산하여 상기 인터럽트 관리부에 제공하는 OR 게이트를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 불균형 검출기는, 입력받은 상기 상 전압이 기 설정된 표준 범위에 속하지 않으면 상기 인터럽트 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전압 불균형 검출 장치는, 상기 복수의 불균형 검출기로부터 상기 복수의 누적 전압 정보를 입력받고, 상기 누적 전압 정보의 현재 값과 이전 값을 비교하여 해당 상 전압에 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생하였는지 판단하여 불균형 판단 신호를 출력하는 누적치 비교부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 인터럽트 관리부로부터 상기 인터럽트 발생 신호를 입력받고, 상기 누적치 비교부로부터 제1 상 전압에 대한 상기 불균형 판단 신호를 입력받으면, 상기 제1 상 전압에 대한 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생한 것으로 저장하는 전압 불균형 검출 장치.
본 발명의 제2 기술적인 측면은 전자식 전력량계를 제안한다. 상기 전자식 전력량계는 불균형 검출부, 인터럽트 관리부 및 누적치 비교부를 포함한다. 상기 불균형 검출부는 계통 전압을 구성하는 복수의 상 전압을 입력받고, 상기 복수의 상 전압 각각에 대하여 불균형이 발생하는지 판단하여 불균형이 발생하면 해당 상 전압에 대한 인터럽트 신호를 출력하고, 기 설정된 시간 간격마다 상기 복수의 상 전압 각각에 대한 누적 전압 정보를 출력한다. 상기 인터럽트 관리부는 상기 불균형 검출부로부터 출력된 상기 인터럽트 신호를 논리 합하여 인터럽트 발생 신호를 출력한다. 상기 누적치 비교부는 상기 불균형 검출부로부터 출력된 상기 누적 전압 정보를 이용하여 상기 복수의 상 전압에 대하여 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생하였는지 판단하여 불균형 판단 신호를 출력한다.
일 실시예에서, 상기 불균형 검출부는, 상기 복수의 상 전압 중 어느 하나를 입력받고, 입력받은 상기 어느 하나의 상 전압에 대한 상기 인터럽트 신호 및 상기 누적 전압 정보를 출력하는 불균형 검출기를 복수 개 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인터럽트 관리부는, 상기 복수의 불균형 검출기와 각각 전기적으로 연결되어 상기 복수의 인터럽트 신호를 입력받아 논리 합 연산하여 출력하는 OR 게이트를 더 포함하고, 상기 인터럽트 신호 및 상기 인터럽트 발생 신호는 상기 상 전압에 대한 식별 정보를 포함하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 누적치 비교부는, 상기 복수의 상 전압 각각에 대하여, 상기 누적 전압 정보의 현재 값과 이전 값을 비교하여 해당 상 전압에 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생하였는지 판단하여 불균형 판단 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전자식 전력량계는, 상기 인터럽트 발생 신호가 참이면, 상기 불균형 판단 신호를 이용하여 상기 새그(SAG) 또는 상기 스웰(SWELL)에 대한 정보를 저장하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 기술적인 측면은 전압 불균형 검출 장치에서 수행되는 전압 불균형 검출 방법을 제안한다. 상기 전압 불균형 검출 방법은, 기 설정된 시간 간격 단위로, 입력 전압에 포함된 복수의 상 전압 각각에 대하여 누적 전압 정보를 각각 생성하는 단계 및 상기 누적 전압 정보를 이용하여, 상기 복수의 상 전압 각각에 대하여 전압 불균형이 발생하였는지 판단하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전압 불균형이 발생하였는지 판단하는 단계는, 이전 시간 간격의 제1 누적 전압 정보와 현재 시간 간격의 제2 누적 전압 정보를 비교하여, 상기 전압 불균형이 발생하였는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전압 불균형이 발생하였는지 판단하는 단계는, 상기 복수의 상 전압의 종류와 무관하게 하나의 인터럽트 발생 신호를 생성하는 단계 및 상기 인터럽트 발생 신호가 생성되면, 이전 시간 간격의 제1 누적 전압 정보와 현재 시간 간격의 제2 누적 전압 정보를 비교하여, 상기 전압 불균형이 발생한 상 전압을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전압 불균형이 발생하였는지 판단하는 단계는, 이전 시간 간격의 제1 누적 전압 정보와 현재 시간 간격의 제2 누적 전압 정보를 비교하여, 상기 전압 불균형의 종류를 판단하는 단계 및 상기 전압 불균형이 발생한 상 전압 및 상기 전압 불균형의 종류를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 인터럽트 신호와 누적 전압 정보를 이용하여, 입력 전압에 발생한 인터럽트를 빠르고 간단한 구성으로 검출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 전압 불균형 검출 장치의 일 예를 설명하는 개략적인 구성도이다.
도 2는 다상 전압을 입력받는 전압 불균형 검출 장치의 일 예를 설명하는 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전압 불균형 검출 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3의 전압 불균형 검출 장치의 일 예에 따른 신호를 도시하는 참고도이다.
도 5은 본 발명에 따른 전압 불균형 검출 장치의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전압 불균형 검출 장치에서 출력되는 인터럽트 신호를 도시하는 참고도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전압 불균형 검출 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 전압 불균형 검출 장치의 일 예를 설명하는 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전압 불균형 검출 장치는 불균형 검출부(110), 인터럽트 관리부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
불균형 검출부(110)는 입력받은 전압(A)가 불균형한지 확인하고, 만약 불균형하면 인터럽트 신호를 출력한다. 또한, 불균형 검출부(110)는 입력받은 전압(A)가 불균형하면, 전압 (A)에 대한 전압 정보를 제어부(130)에 제공한다.
여기에서, 전압 정보는 전압 (A)의 전압 불균형에 대한 정보이다. 예를 들어, 전압 (A)의 전?값이 표준 범위에 미달하거나, 표준 범위를 초과하는 경우 그 전압값, 전압 불균형이 발생한 시간 등을 포함할 수 있다.
인터럽트 관리부(120)는 인터럽트 신호를 입력받아 제어부(130)에 제공할 수 있다. 인터럽트 관리부(120)는 불균형 검출부(110) 외에도, 도시되지 않은 전압 불균형 검출 장치의 다른 구성요소로부터 인터럽트 신호를 입력받을 수 있다.
제어부(130)는 전압 불균형 검출 장치의 다른 구성요소들을 제어한다.
제어부(130)는 인터럽트 관리부(120)에서 제공되는 정보 및 불균형 검출부(110)로부터 제공된 전압 정보를 이용하여, 전압 불균형의 발생을 판단할 수 있다. 제어부(130)는 전압 불균형이 발생한 것으로 판단되면, 해당 전압 불균형에 대한 기록을 생성 또는 저장할 수 있다.
예를 들어, 제어부(130)는 인터럽트 관리부(120)로부터 인터럽트가 발생했다는 신호를 입력받으면, 불균형 검출부(110)로부터 제공된 전압 정보를 이용하여 전압 불균형의 종류, 발생 시각 등을 판단하여 이를 저장할 수 있다.
도 2는 다상 전압을 입력받는 전압 불균형 검출 장치의 일 예를 설명하는 개략적인 구성도이다. 즉, 도 2에 도시된 전압 불균형 검출 장치는, 입력 전압이 복수개(예컨대, 복수의 상 전압을 포함하는 입력 전압 등)인 경우에 적용 가능한 일 예를 도시하고 있다.
불균형 검출부(210)는 복수의 불균형 검출기(211,212,213)를 포함할 수 있다. 여기에서, 불균형 검출기(211,212,213)는 도 1의 불균형 검출부(110)에서 설명한 바와 같이, 입력받은 전압(제1 내지 제3 전압)이 불균형한지 확인하고, 만약 불균형하면 인터럽트 신호를 출력한다.
여기에서, 제1 내지 제3 전압은, 입력 전압(예컨대, 상용 전압)에 포함된 복수의 상 전압(A상 내지 C상 전압)일 수 있다.
인터럽트 관리부(220)는 제1 내지 제3 불균형 검출기(211,212,213)로부터 출력된 제1 내지 제3 인터럽트 신호를 입력받을 수 있다. 인터럽트 관리부(220)는 입력되는 인터럽트 신호가 있으면, 전압 불균형에 대한 인터럽트가 발생하였음을 알리는 신호를 제어부(230)에 제공할 수 있다.
제어부(230)는, 인터럽트 관리부(220)로부터 상술한 인터럽트가 발생하였음을 알리는 신호를 입력받으면, 제1 내지 제3 불균형 검출부(211,212,213)로부터 입력된 제1 내지 제3 전압 정보를 이용하여, 인터럽트가 발생한 상 전압이 제1 내지 제3 전압 중 어느 것인지 판단할 수 있다.
도 2에 도시된 전압 불균형 검출 장치의 일 예에서, 인터럽트 관리부(220)는 복수의 불균형 검출기(211,212,213)로부터 각각 인터럽트 신호를 입력받게 되므로, 전압 불균형 검출을 위하여 복수개의 입력 회선을 할당하여야만 한다(도시된 예에서는 3개). 일반적으로, 인터럽트 관리부(220)는 외부 인터럽트, 각종 통신용 인터럽트, 도시되지 않은 전압 불균형 검출 장치의 다른 구성요소로부터 제공되는 인터럽트 등을 입력받아야 하므로, 그 입력 회선의 효율적인 할당이 요구되게 된다. 그러나, 도 2에 도시된 예에서, 인터럽트 관리부(220)는 입력 전압의 불균형 검출을 위해서 복수 개의 입력 회선을 할당하여야만 하므로, 인터럽트 관리부(220)의 물리적 회선의 증가가 요구되고, 그로 인하여 전압 불균형 검출 장치의 구조상의 복잡성이 증가되고 크기가 커지는 등의 문제가 존재할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전압 불균형 검출 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 4는 도 3의 전압 불균형 검출 장치의 일 예에 따른 신호를 도시하는 참고도이다.
도 3에 도시된 전압 불균형 검출 장치의 일 실시예에 대한 설명 중, 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 내용과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는, 이하에서 중복적으로 설명하지 아니한다.
도 3을 참조하면, 전압 불균형 검출 장치는 불균형 검출부(310), OR 게이트(321), 인터럽트 관리부(320) 및 제어부(330)를 포함할 수 있다.
불균형 검출부(310)는 계통 전압을 구성하는 복수의 상 전압을 입력받고, 복수의 상 전압 각각에 대하여 불균형이 발생하는지 판단하여 불균형이 발생하면 해당 상 전압에 대한 인터럽트 신호를 출력할 수 있다. 또한 불균형 검출부(310)는 기 설정된 시간 간격마다 복수의 상 전압 각각에 대한 누적 전압 정보를 출력할 수 있다.
불균형 검출부(310)는 복수의 불균형 검출기(311,312,313)를 포함할 수 있다.
불균형 검출기(311,312,313)는 입력 전압에 포함된 복수의 상 전압 중 어느 하나를 입력받고 상 전압이 불균형하면 인터럽트 신호를 출력한다. 또한, 불균형 검출기(311,312,313)는 입력받은 상 전압에 대하여, 기 설정된 시간 간격마다 누적 전압 정보를 생성하여 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 전압 정보는 누적 전압 정보일 수 있다. 도 4를 참조하여 더 상세히 설명하면, 불균형 검출기(311,312,313)에 입력되는 전압 A는 일정한 크기를 가지는 사인 파형을 이루며 입력된다. 여기에서, 전압 A의 크기가 기 설정된 표준 범위에 속하지 않으면, 불균형 전압이 된다. 예를 들어, 기 설정된 표준 범위 미만의 값으로 전압 A가 입력되는 구간은, 새그(SAG)가 발생한 것이 되고 이는 도 4에 도시된 바와 같다. 다른 예를 들어, 기 설정된 표준 범위를 초과하는 값으로 전압 A가 입력되는 구간은 스웰(SWELL)이 발생한 것이 된다(미도시). 불균형 검출기(311,312,313)는 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생한 구간을 식별할 수 있도록 누적 전압 정보를 생성할 수 있다. 즉, 불균형 검출기(311,312,313)는 입력되는 전압 A에 대하여 반주기 마다 절대값 B를 계산하고, 산출된 절대값 B를 반주기마다 누적하여 반주기 누적값 C를 계산할 수 있다. 이후, 반주기 내에서 누적값 C의 최고값 D를 선별하여 누적 전압 정보에 포함시킬 수 있다. 따라서, 반주기 동안 누적된 전압값의 최고값 D의 값이 기 표준 범위에 해당하는 최고값에 미달하면 새그(SAG)가, 또는 이를 초과하면 스웰(SWELL)이 발생한 것이 되고, 이러한 전압값의 최고값 D는, 후술할 제어부(330) 또는 누적치 비교부(540)에 의하여 전압 불균형(새그(SAG) 또는 스웰(SWELL))의 발생을 판단하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 불균형 검출기(311,312,313)는 상 전압이 기 설정된 표준 범위에 속하지 않으면 상기 인터럽트 신호를 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이, 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생한 것으로 판단되면, 불균형 검출기(311,312,313)는 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생한 반주기가 종료되면 인터럽트 신호(도시된 SAG 인터럽트)를 인터럽트 관리부(320)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 불균형 검출기(311,312,313)는 자신에게 입력되는 상 전압에 대한 식별자, 상술한 반주기 동안의 누적값 C, C의 최고값 D 중 적어도 하나를 포함하여 누적 전압 정보를 생성할 수 있다.
OR 게이트(321)는 불균형 검출부(310)와 인터럽트 관리부(320)를 연결할 수 있다. 구체적으로, OR 게이트(321)는 복수의 불균형 검출기(311,312,313)로부터 출력된 복수의 인터럽트 신호(제1 내지 제3 인터럽트 신호)를 입력받고, 이를 논리 합 연산하여 인터럽트 관리부(320)로 출력할 수 있다.
여기에서, 불균형 검출기(311,312,313)에서 출력되는 인터럽트 신호는, 불균형 검출기(311,312,313)에 대한 식별 정보를 포함하지 않으므로, OR 게이트(321)는 입력된 복수의 인터럽트 신호를 논리합 하여 출력할 수 있다.
인터럽트 관리부(320)는 복수의 불균형 검출기(311,312,313)로부터 출력된 복수의 인터럽트 신호를 입력받고, 복수의 인터럽트 신호 중 적어도 하나의 값이 참이면, 제어부(330)에 전압 불균형에 대한 인터럽트가 발생하였음을 알리는 신호(이하, 인터럽트 발생 신호)를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 불균형 검출기(311,312,313)에서 출력되는 인터럽트 신호 및 인터럽트 관리부(320)에서 출력되는 인터럽트 발생 신호는 전압에 대한 식별 정보를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, A상 전압에 대하여 인터럽트가 발생하는 경우, 그에 대한 인터럽트 신호 및 인터럽트 발생 신호는 도 4에 도시된 바와 같이, A상에 대한 식별 정보를 포함하지 않고, 참 또는 거짓을 값을 가지는 신호일 수 있다. 이는, 인터럽트가 발생한 A상은 후술할 제어부(330) 또는 누적치 비교부(540)에서 식별할 수 있기 때문이다.
일 실시예에서, 인터럽트 관리부(320)는 OR 게이트(321)로부터 출력된 하나의 인터럽트 신호를 입력받고, 이를 기초로 인터럽트 발생 신호를 제어부(330)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 인터럽트 관리부(320)는 인터럽트 발생 신호에, 전압 불균형에 대한 인터럽트 임을 식별할 수 있는 정보를 포함하여 생성할 수 있다. 즉, 인터럽트 관리부(320)는 인터럽트의 종류에 대한 정보를 포함하여 인터럽트 발생 신호를 생성하여, 제어부(330)에 제공할 수 있다.
제어부(330)는 복수의 불균형 검출기(311,312,313)로부터 각각 출력된, 복수의 상 전압에 대한 복수의 누적 전압 정보를 이용하여, 인터럽트가 발생한 상을 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(330)는 불균형 검출기(311,312,313)로부터 반주기 동안 누적된 전압값의 최고값 D를 이용하여, 인터럽트가 발생한 상을 판단할 수 있다. 도 4를 참조하여 더 상세히 설명하면, 인터럽트 관리부(320)로부터 인터럽트 발생 신호를 수신하면, 제어부(330)는 인터럽트 발생 신호가 생성된 주기의 직전 반주기의, 누적된 전?값의 최고값 D를 이용하여 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생하였는지 판단할 수 있다. 즉, 제어부(330)는 기 설정된 표준 범위에 해당하는 표준 전압의 누적치에 대한 최고값의 범위 D0을, 인터럽트가 발생된 시점의 누적된 전?값의 최고값 D와 비교하여, 인터럽트가 발생된 시점의 누적된 전?값의 최고값 D가 표준 전압의 누적치에 대한 최고값의 범위 D0보다 작으면 새그(SAG)가, 또는 그보다 크면 스웰(SWELL)이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 누적 전압 정보에는, 입력 전압(제1 내지 제3 전압 중 어느 하나)에 대한 식별 정보가 포함될 수 있고, 제어부(330)는 이러한 식별 정보를 이용하여 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생한 입력 전압을 판단할 수 있다.
제어부(130)는 전압 불균형이 발생한 것으로 판단되면, 해당 전압 불균형에 대한 기록을 생성 또는 저장할 수 있다. 예컨대, 전압 불균형이 발생한 입력 전압, 전압 불균형의 종류, 발생 시각 등을 생성하여 저장할 수 있다.
도 5은 본 발명에 따른 전압 불균형 검출 장치의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 5에 도시된 전압 불균형 검출 장치의 다른 일 실시예는, 도 4에 도시된 전압 불균형 검출 장치의 일 실시예에 누적치 비교부(540)가 추가된 실시예이다. 따라서, 도 5의 불균형 검출부(510), OR 게이트(521) 및 인터럽트 관리부(520)는 도 4를 참조하여 전술한 설명과 동일 또는 그에 상응하므로, 이하에서 중복하여 설명하지 아니한다.
누적치 비교부(540)는 불균형 검출부(510)에 포함된 복수의 불균형 검출기(511,512,513)으로부터 각각 누적 전압 정보를 입력받을 수 있다.
누적치 비교부(540)는 복수의 불균형 검출기(311,312,313)로부터 복수의 누적 전압 정보를 입력받고, 누적 전압 정보의 현재 값과 이전 값을 비교하여 해당 상 전압에 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생하였는지 판단하여 불균형 판단 신호를 출력할 수 있다. 즉, 도 4의 일 실시예에서는, 전압 불균형- 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)-이 발생하였는지 제어부(330)가 판단하였으나, 도 5의 다른 일 실시예에서는 누적치 비교부(540)가 이러한 판단을 수행하며, 따라서, 도 4에서 제어부(330)의 전압 불균형을 판단하는 내용이 누적치 비교부(540)에 대해서도 적용될 수 있음은 자명하다.
제어부(530)는 불균형 전압이 발생되었으면, 해당 전압 불균형에 대한 기록을 생성 또는 저장할 수 있다. 예컨대, 전압 불균형이 발생한 입력 전압, 전압 불균형의 종류, 발생 시각 등을 생성하여 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(530)는 인터럽트 관리부(520)로부터 인터럽트 발생 신호를 입력받고, 누적치 비교부(540)로부터 특정 전압에 대한 불균형 판단 신호를 입력받으면, 제1 전압에 대한 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생한 것으로 저장할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 전압 불균형 검출 장치에서 출력되는 인터럽트 신호를 도시하는 참고도이다.
도 6에는, 입력 전압을 구성하는 복수의 전압(도시된 예에서는, A상 내지 C상 전압) 각각에 대하여, 전압 입력 파형과 그에 따른 인터럽트 신호(ST1, ST2, ST3) 및 누적 전압 정보(SC1, SC2, SC3)가 도시되어 있다.
상 전압이 표준 범위에 속하지 않는 경우, 즉, 도시된 예에서는, SAG 임계값 이하의 값을 가지는 경우, 해당 상의 불균형 검출기는 전압 불균형(SAG)의 발생 여부를 판별하여 인터럽트 신호(ST1, ST2, ST3)의 값을 참으로 설정함을 알 수 있다.
누적 전압 정보(SC1, SC2, SC3)에는, 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 누적된 전압값을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 각 상 전압들은 서로 120도의 위상차를 가지고 있으므로, 인터럽트가 발생하는 시점(인터럽트 신호의 값이 참인 시점)이 서로 상이함을 알 수 있다.
인터럽트 신호(ST1, ST2, ST3)를 OR하는 경우, 어느 상에서 인터럽트가 발생하였는지, OR 연산된 인터럽트 신호 자체로부터 확인할 수 없다. 따라서, 도 5에서 이미 상술한 바와 같이, 누적치 비교부를 이용함으로써 인터럽트가 발생한 상을 판별할 수 있는 것이다.
도 3 내지 도 6을 참조하여 상술한 설명은, 전압 불균형 검출 장치에 관한 것이다. 일 예로서, 이러한 전압 불균형 검출 장치는 전자식 전력량계로서 구현될 수 있다. 이러한 예의 경우, 제어부(330,530)는 전자식 전령량계의 MCU(Micro Control Unit)에 상응할 수 있고, 따라서, 본 발명에서 구체적으로 개시하지 않았으나 전자식 전력량계의 MCU에 대한 기능을 가질 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 전압 불균형 검출 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
이하에서 설명할 전압 불균형 검출 방법의 일 실시예는, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상술한 전압 불균형 검출 장치에서 수행된다. 따라서, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상술한 내용과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 이하에서 중복적으로 설명하지 아니한다.
전압 불균형 검출 장치는 기 설정된 시간 간격 단위로, 입력 전압에 포함된 복수의 상 전압 각각에 대하여 누적 전압 정보를 각각 생성한다. 이후, 누적 전압 정보를 이용하여 복수의 상 전압 각각에 대하여 전압 불균형이 발생하였는지 판단할 수 있다.
더 상세히 설명하면, 전압 불균형 검출 장치는 전압 불균형이 발생하면 (S710), 복수의 상 각각에 대하여 현재 주기의 전압 누적 정보와 이전 주기의 전압 누적 정보를 비교할 수 있다(S720). 현재 주기의 전압 누적 정보와 이전 주기의 전압 누적 정보가 서로 상이한 제1 상이 검출되면(S730), 전압 불균형 검출 장치는 제1 상에 인터럽트가 발생한 것으로 판단할 수 있다(S740).
일 실시예에서, 전압 불균형 검출 장치는, 복수의 상 전압의 종류와 무관하게 하나의 인터럽트 발생 신호를 생성하고, 만일 인터럽트 발생 신호가 생성되면, 이전 시간 간격의 제1 누적 전압 정보와 현재 시간 간격의 제2 누적 전압 정보를 비교하여, 전압 불균형이 발생한 상 전압을 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 전압 불균형 검출 장치는, 이전 시간 간격의 제1 누적 전압 정보와 현재 시간 간격의 제2 누적 전압 정보를 비교하여, 상기 전압 불균형의 종류를 판단할 수 있다. 이후 전압 불균형 검출 장치는 전압 불균형이 발생한 상 전압 및 전압 불균형의 종류를 저장할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
110, 210, 310, 510 : 불균형 검출부
211, 311, 511 : 제1 불균형 검출기
212, 312, 512 : 제2 불균형 검출기
213, 313, 513 : 제3 불균형 검출기
120, 220, 320, 520 : 인터럽트 관리부
321, 521 : OR 게이트
130, 230, 330, 530 : 제어부

Claims (16)

  1. 입력 전압에 포함된 복수의 상 전압 중 어느 하나를 입력받고 상기 상 전압이 불균형하면 인터럽트 신호를 출력하는 불균형 검출기를 복수개 포함하는 불균형 검출부; 및
    상기 복수의 불균형 검출기로부터 각각 출력된 상기 복수의 상 전압에 대한 복수의 누적 전압 정보를 이용하여, 인터럽트가 발생한 상을 판단하는 제어부; 를 포함하는 전압 불균형 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 불균형 검출기는
    입력받은 상기 상 전압에 대하여, 기 설정된 시간 간격마다 누적 전압 정보를 생성하여 출력하는 전압 불균형 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전압 불균형 검출 장치는
    상기 복수의 불균형 검출기로부터 출력된 복수의 인터럽트 신호를 입력받고, 상기 복수의 인터럽트 신호 중 적어도 하나의 값이 참이면, 상기 제어부에 인터럽트 발생 신호를 제공하는 인터럽트 관리부; 를 더 포함하는 전압 불균형 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전압 불균형 검출 장치는
    상기 복수의 불균형 검출기로부터 출력된 상기 복수의 인터럽트 신호를 입력받고, 상기 복수의 인터럽트 신호를 논리 합 연산하여 상기 인터럽트 관리부에 제공하는 OR 게이트; 를 더 포함하는 전압 불균형 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 불균형 검출기는
    입력받은 상기 상 전압이 기 설정된 표준 범위에 속하지 않으면 상기 인터럽트 신호를 출력하는 전압 불균형 검출 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 전압 불균형 검출 장치는
    상기 복수의 불균형 검출기로부터 상기 복수의 누적 전압 정보를 입력받고, 상기 누적 전압 정보의 현재 값과 이전 값을 비교하여 해당 상 전압에 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생하였는지 판단하여 불균형 판단 신호를 출력하는 누적치 비교부; 를 더 포함하는 전압 불균형 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 인터럽트 관리부로부터 상기 인터럽트 발생 신호를 입력받고, 상기 누적치 비교부로부터 제1 상 전압에 대한 상기 불균형 판단 신호를 입력받으면, 상기 제1 상 전압에 대한 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생한 것으로 저장하는 전압 불균형 검출 장치.
  8. 계통 전압을 구성하는 복수의 상 전압을 입력받고, 상기 복수의 상 전압 각각에 대하여 불균형이 발생하는지 판단하여 불균형이 발생하면 해당 상 전압에 대한 인터럽트 신호를 출력하고, 기 설정된 시간 간격마다 상기 복수의 상 전압 각각에 대한 누적 전압 정보를 출력하는 불균형 검출부;
    상기 불균형 검출부로부터 출력된 상기 인터럽트 신호를 논리 합하여 인터럽트 발생 신호를 출력하는 인터럽트 관리부; 및
    상기 불균형 검출부로부터 출력된 상기 누적 전압 정보를 이용하여 상기 복수의 상 전압에 대하여 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생하였는지 판단하여 불균형 판단 신호를 출력하는 누적치 비교부; 를 포함하는 전자식 전력량계.
  9. 제8항에 있어서, 상기 불균형 검출부는
    상기 복수의 상 전압 중 어느 하나를 입력받고, 입력받은 상기 어느 하나의 상 전압에 대한 상기 인터럽트 신호 및 상기 누적 전압 정보를 출력하는 불균형 검출기; 를 복수 개 포함하는 전자식 전력량계.
  10. 제9항에 있어서, 상기 인터럽트 관리부는
    상기 복수의 불균형 검출기와 각각 전기적으로 연결되어 상기 복수의 인터럽트 신호를 입력받아 논리 합 연산하여 출력하는 OR 게이트; 를 더 포함하고,
    상기 인터럽트 신호 및 상기 인터럽트 발생 신호는 상기 상 전압에 대한 식별 정보를 포함하지 않는 전자식 전력량계.
  11. 제8항에 있어서, 상기 누적치 비교부는
    상기 복수의 상 전압 각각에 대하여, 상기 누적 전압 정보의 현재 값과 이전 값을 비교하여 해당 상 전압에 새그(SAG) 또는 스웰(SWELL)이 발생하였는지 판단하여 불균형 판단 신호를 출력하는 전자식 전력량계.
  12. 제8항에 있어서, 상기 전자식 전력량계는
    상기 인터럽트 발생 신호가 참이면, 상기 불균형 판단 신호를 이용하여 상기 새그(SAG) 또는 상기 스웰(SWELL)에 대한 정보를 저장하는 제어부; 를 더 포함하는 전자식 전력량계.
  13. 전압 불균형 검출 장치에서 수행되는 전압 불균형 검출 방법에 있어서,
    기 설정된 시간 간격 단위로, 입력 전압에 포함된 복수의 상 전압 각각에 대하여 누적 전압 정보를 각각 생성하는 단계; 및
    상기 누적 전압 정보를 이용하여, 상기 복수의 상 전압 각각에 대하여 전압 불균형이 발생하였는지 판단하는 단계; 를 포함하는 전압 불균형 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전압 불균형이 발생하였는지 판단하는 단계는
    이전 시간 간격의 제1 누적 전압 정보와 현재 시간 간격의 제2 누적 전압 정보를 비교하여, 상기 전압 불균형이 발생하였는지 판단하는 단계; 를 포함하는 전압 불균형 검출 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 전압 불균형이 발생하였는지 판단하는 단계는
    상기 복수의 상 전압의 종류와 무관하게 하나의 인터럽트 발생 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 인터럽트 발생 신호가 생성되면, 이전 시간 간격의 제1 누적 전압 정보와 현재 시간 간격의 제2 누적 전압 정보를 비교하여, 상기 전압 불균형이 발생한 상 전압을 판단하는 단계; 를 포함하는 전압 불균형 검출 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 전압 불균형이 발생하였는지 판단하는 단계는
    이전 시간 간격의 제1 누적 전압 정보와 현재 시간 간격의 제2 누적 전압 정보를 비교하여, 상기 전압 불균형의 종류를 판단하는 단계; 및
    상기 전압 불균형이 발생한 상 전압 및 상기 전압 불균형의 종류를 저장하는 단계; 를 포함하는 전압 불균형 검출 방법.
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