KR101473668B1 - 축전지 전원을 이용한 uvr 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3상전원단(11)과 단상전원단(21)을 지닌 파워시스템의 UVR 장치에 있어서: 상기 3상전원단(11)에 다수의 모터(15)를 연결하여 구성된 부하부(10); 상기 단상전원단(21)의 일측에 정전감지릴레이(22)와 UPS(25)를 연결하여 구성된 감지부(20); 및 상기 단상전원단(21)의 타측에 정전감지릴레이(22)의 접점(22a)과 기동차단릴레이(32)를 연결하여 구성되고, 상기 부하부(10)에 기동차단릴레이(32)의 접점(32a)을 구비하여 모터(15)의 전원을 단속하는 작동부(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 실제적인 파워시스템 정전상태가 발생한 경우에 한하여 UVR 기능을 정지시켜 정전복구 시 파워시스템의 저전압이나 2차적 정전현상을 방지하여 시스템의 안정도를 높이는 효과가 있다.

Description

축전지 전원을 이용한 UVR 장치{UVR apparatus using battery power}

본 발명은 축전지 전원을 이용한 UVR 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 실제적인 파워시스템 정전상태가 발생한 경우에 한하여 UVR 기능을 정지시켜 정전복구 시 파워시스템의 저전압이나 2차적 정전현상을 방지하여 시스템의 안정도를 높이기 위한 축전지 전원을 이용한 UVR 장치에 관한 것이다.

통상적으로 UVR(Under voltage release)는 부족전압해제 장치로서 전압강하(Voltage drop) 이후 전압이 회복될 경우 기동회로가 정상 작동되어 부하 모터가 자동적으로 재운전 될 수 있도록 하는 용도로 활용될 수 있다.

선박 분야의 일예로서, 구조 작전시 파도와 조류, 바람의 영향으로부터 함정의 위치를 자동으로 보정해주는 자동함위유지장치(DPS, Dynamic Positioning System)을 채택하여 안정적으로 구조임무를 수행한다.

이와 같은 DPS에서 시스템의 전압 강하로 인한 영향에도 DP 성능을 유지하기 위해 시동기에 UVR 기능이 추가된다. 그러나 시스템 에러가 아닌 실제적인 정전(Black out)상태에서는 UVR 기능이 정지되어야 하나 계속적으로 유지되어 정전복구 시 저전압 또는 2차 정전의 위험이 있다.

이는 종래의 UVR에 래치 스위치(latch switch)를 이용하여 정전 복구 시에 DP용 다수의 부하용 모터가 자동으로 시동됨에 기인한다.

이러한 단점을 보완하기 위하여 참조할 수 있는 선행문헌으로 한국 등록실용신안공보 제0321210호 등이 알려져 있다.

상기 선행문헌에 의하면, 원형 권철심형 철심을 이용한 단권코일형 변압기에 있어서, 원형권철심에 부하전류가 통과하는 주권선과, 직렬로 여자전류가 통과하는 2개의 여자권선과, 전원 입력측에 여자권선의 조합과 결선을 위한 다수의 리레이 접점을 가지며, 입력전압을 감지하여 이들 리레이 접점을 제어하는 저전압 계전기와, 출력측에 전기부하의 역율을 개선하기 위한 콘덴서를 포함한다. 이에 따라, 입력전압이 변동하여도 출력전압이 안정되므로 전기제품에 손상이 없고 전기 에너지를 절약하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 비교적 경부하의 기동에 적용하는 것이 합당하며, 선박의 자동함위유지장치 등에 설치된 다수의 모터를 기동함에 시스템 불안정을 초래한다.

1. 한국 등록실용신안공보 제0321210호 "무정전 전압자동조절 및 잉여전력차단 절전기"(공개일자 : 2003. 7. 23.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 실제적인 파워시스템 정전상태가 발생한 경우에 한하여 UVR 기능을 정지시켜 정전복구 시 파워시스템의 저전압이나 2차적 정전현상을 방지하여 시스템의 안정도를 높이기 위한 축전지 전원을 이용한 UVR 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 3상전원단과 단상전원단을 지닌 파워시스템의 UVR 장치에 있어서: 상기 3상전원단에 다수의 모터를 연결하여 구성된 부하부; 상기 단상전원단의 일측에 정전감지릴레이와 UPS를 연결하여 구성된 감지부; 및 상기 단상전원단의 타측에 정전감지릴레이의 접점과 기동차단릴레이를 연결하여 구성되고, 상기 부하부에 기동차단릴레이의 접점을 구비하여 모터의 전원을 단속하는 작동부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 감지부는 UPS의 배터리 전원을 이용하여 제어용 전원을 유지하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 작동부는 기동차단릴레이의 접점으로 자기유지회로를 구성한 기동개시스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 작동부는 기동개시스위치와 직렬로 기동정지스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 실제적인 파워시스템 정전상태가 발생한 경우에 한하여 UVR 기능을 정지시켜 정전복구 시 파워시스템의 저전압이나 2차적 정전현상을 방지하여 시스템의 안정도를 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 UVR 장치에 의한 모터 작동 상태를 나타내는 주요 회로의 블록도
도 2는 본 발명에 따른 UVR 장치에 의한 모터 정지 상태를 나타내는 주요 회로의 블록도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 3상전원단(11)과 단상전원단(21)을 지닌 파워시스템의 UVR 장치에 관련된다. 본 발명은 함정의 위치를 자동으로 보정해주는 자동함위유지장치(DPS, Dynamic Positioning System)를 예로 들어 설명하지만 반드시 이에 국한되는 것이 아니고 다양한 분야에 적용 가능하다. 3상전원단(11)은 440V 3상의 메인전원으로 설정하고, 단상전원단(21)은 3상전원단(11)에서 변압기를 통하여 분기되는 220V 단상의 보조전원으로 설정한다.

본 발명에 따르면 부하부(10)가 상기 3상전원단(11)에 다수의 모터(15)를 연결하여 구성된다. 자동함위유지장치에 사용되는 다수의 모터(15)는 부하부(10)의 일부를 구성하는 것으로서 파워시스템의 블랙아웃 이후 복구 순간에 기동전류의 과다로 인한 시스템 불안정 문제점을 해소하기 위해 동시 기동을 피해야 한다. 즉, 파워시스템이 정상 상태에 이른 후에 자동함위유지장치가 가동되도록 한다.

한편, 3상전원단(11)과 모터(15) 사이에는 MCCB(Molded case circuit breaker)(12)가 개재된다. MCCB(12)는 차단기 회로 내부에 영상전류 검출기를 탑재하여 누전을 감지하여 차단하는 기능 및 과전류차단 기능을 수행한다.

또, 본 발명에 따르면 감지부(20)가 상기 단상전원단(21)의 일측에 정전감지릴레이(22)와 UPS(25)를 연결하여 구성된다. 정전감지릴레이(22)는 전자석의 형태로 구성되며 후술하는 UPS(25)의 입력전원인 220V 1상의 단상전원단(21)에서 전원을 받아 작동하여 A-접점인 접점(22a)을 클로스(Close) 상태로 유지한다. 실제적인 정전 상황(정격 전압의 70% 이하, 2초 이상 유지 시)에서 정전감지릴레이(22)는 작동하지 않아 접점(22a)을 오픈(Open) 상태로 유지하여 모터(15)에 전원이 차단되고 기동이 되지 않는다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 감지부(20)는 UPS(25)의 배터리 전원을 이용하여 제어용 전원을 유지하는 것을 특징으로 한다. UPS(25)는 인버터(Inverter), 컨버터(Converter), 배터리 등으로 구성되며, 정전이 아닌 시스템 불안정시 내부의 배터리로 전원을 공급하여 후술하는 기동차단릴레이(32)를 정상작동 상태로 유지하는 기능을 수행한다. 시스템 불안정은 단락, 파워시스템의 에러 발생 등의 사태를 의미한다.

또, 본 발명에 따르면 작동부(30)가 상기 단상전원단(21)의 타측에 정전감지릴레이(22)의 접점(22a)과 기동차단릴레이(32)를 연결하여 구성되고, 상기 부하부(10)에 기동차단릴레이(32)의 접점(32a)을 구비하여 모터(15)의 전원을 단속한다. 정전감지릴레이(22)의 접점(22a)은 감지부(20)에서 전원이 없을 경우 오픈 상태를 유지하다 전원이 복구되면 클로스 되어 부하부(10)의 MCCB(12)에 전원을 인가하여 시동 준비상태를 만들어 준다. 기동차단릴레이(32)는 전자석의 형태로 구성되어 UPS(25)로부터 전원을 받아 작동한다. 기동차단릴레이(32)의 접점(32a)은 부하부(10)의 3상에 연결되는 동시에 후술하는 것처럼 작동부(30)에 연결된다. 이에 따라, 접점(32a)은 작동부(30)에 전원이 없을 경우 오픈 상태를 유지하다 전원이 복구되는 경우 클로스 되어 모터(15)를 기동시켜 운전상태를 유지시킨다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 작동부(30)는 기동차단릴레이(32)의 접점(32a)으로 자기유지회로를 구성한 기동개시스위치(35)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 작동부(30)에서 정전감지릴레이(22)의 접점(22a), 기동차단릴레이(32), 기동개시스위치(35)는 직렬 회로로 구성되고, 기동개시스위치(35)는 기동차단릴레이(32)의 접점(32a)을 병렬 회로로 연결하여 자기유지 기능을 수행한다. 기동개시스위치(35)는 푸시버튼형으로서 한 번 누르는 동작에 의하여 기동차단릴레이(32)의 접점(32a)을 클로스 상태로 유지하게 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 작동부(30)는 기동개시스위치(35)와 직렬로 기동정지스위치(38)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 기동정지스위치(38)는 기동개시스위치(35), 정전감지릴레이(22)의 접점(22a)과 함께 직렬 회로로 연결된다. 기동정지스위치(38)를 누르면 기동차단릴레이(32)가 오프되어 접점(32a)이 오픈되므로 모터(15)는 즉시 정지한다. 기동정지스위치(38)는 푸시버튼형으로서 자동함위유지장치를 비롯한 각종 시스템 이상시 비상정지 기능을 수행할 수 있으며, 시스템이 정상으로 복구된 상태를 확인하고 기동개시스위치(35)를 눌러 접점(22a)을 클로스 시켜야 모터(15)의 기동도 가능하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 부하부 11: 3상전원단
12: MCCB 15: 모터
20: 감지부 21: 단상전원단
22: 정전감지릴레이 22a: 접점
25: UPS 30: 작동부
32: 기동차단릴레이 32a: 접점
35: 기동개시스위치 38: 기동정지스위치

Claims (4)

1. 3상전원단(11)과 단상전원단(21)을 지닌 파워시스템의 UVR 장치에 있어서:
   상기 3상전원단(11)에 다수의 모터(15)를 연결하여 구성된 부하부(10);
   상기 단상전원단(21)의 일측에 정전감지릴레이(22)와 UPS(25)를 연결하여 구성된 감지부(20); 및
   상기 단상전원단(21)의 타측에 정전감지릴레이(22)의 접점(22a)과 기동차단릴레이(32)를 연결하여 구성되고, 상기 부하부(10)에 기동차단릴레이(32)의 접점(32a)을 구비하여 모터(15)의 전원을 단속하는 작동부(30);를 포함하여 이루어지고,
   상기 작동부(30)는 기동차단릴레이(32)의 접점(32a)으로 자기유지회로를 구성한 기동개시스위치(35)를 구비하며,
   상기 작동부(30)는 기동개시스위치(35)와 직렬로 기동정지스위치(38)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 축전지 전원을 이용한 UVR 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 감지부(20)는 UPS(25)의 배터리 전원을 이용하여 제어용 전원을 유지하는 것을 특징으로 하는 축전지 전원을 이용한 UVR 장치.
3. 삭제
4. 삭제

Images