KR101515131B1 - 적응적 전력 공급 시스템 및 그 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적응적 전력 공급 시스템 및 그 변압기에 관한 것으로, 본 발명의 적응적 전력 공급 시스템은 상용 전원으로부터 공급되는 전력을 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하에 공급하거나 차단하는 상시 전원용 차단기, 상용 전원으로부터 공급되는 전력을 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하에 공급하거나 차단하는 절전 전원용 차단기, 상시 전원용 차단기 또는 절전 전원용 차단기를 제어하여 부하로의 전력 공급을 허용하거나 차단하며, 절전이 필요한 절전 전원용 차단기를 우선적으로 제어하여 부하로의 전력 공급을 차단하는 변압기를 포함하며, 이를 통해 부하의 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하를 중심으로 절전을 수행할 수 있어, 사용자의 불편이나 절전에 따른 피해를 최소화함과 동시에 전력 소비를 줄일 수 있고, 블랙아웃 등의 비상 상황에 대비할 수 있다.

Description

적응적 전력 공급 시스템 및 그 변압기 {Adaptive power supply system and transformer thereof}

본 발명은 전력을 공급하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절전이 필요한 상황에서 부하의 전력 공급 우선순위에 따라 전력 공급을 적절히 제어할 수 있는 적응적 전력 공급 시스템 및 그 변압기에 관한 것이다.

경제 성장과 생활 수준의 향상에 따라 전력 소비가 지속적으로 증가하고 있으나, 전력 생산의 대부분은 그 자원이 한정되고 환경 오염의 문제를 내포하는 화석 연료나 원자력 에너지에 의존하고 있다.

그리고 전력 생산량은 한정되어 있는 반면 전력 소비는 여름철이나 겨울철에 급격히 증가하는 경향을 보이며, 국가에서는 전력 예비율에 따라 블랙 아웃을 방지하기 위한 강제 절전 조치를 시행하고 있다.

그런데 전력을 소비하는 장치 중에는 그 사용을 제한하여도 사용자에게 큰 무리가 없는 장치가 있는 반면, 특정 장치는 그 사용을 제한하면 생활에 큰 불편을 초래하거나 심각한 경제적인 손실을 야기하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전력을 공급받는 부하를 전력 공급 우선순위에 따라 나누고, 우선순위가 상대적으로 낮은 부하로의 전력 공급을 상황에 따라 허용하거나 우선적으로 차단하여, 전력 소비량을 적절하게 조절할 수 있는 적응적 전력 공급 시스템 및 그 변압기를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적응적 전력 공급 시스템은, 상용 전원으로부터 공급되는 전력을 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하에 공급하거나 차단하는 상시 전원용 차단기, 상용 전원으로부터 공급되는 전력을 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하에 공급하거나 차단하는 절전 전원용 차단기, 및 상용 전원으로부터 전력을 공급받아 상기 상시 전원용 차단기 및 상기 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하고, 상기 상시 전원용 차단기 또는 상기 절전 전원용 차단기를 제어하여 부하로의 전력 공급을 허용하거나 차단하며, 절전이 필요한 경우 상기 절전 전원용 차단기를 우선적으로 제어하여 부하로의 전력 공급을 차단하는 변압기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적응적 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 변압기는, 상기 상시 전원용 차단기에 두 가닥의 전력 공급선을 이용해 전력을 공급하고, 상기 절전 전원용 차단기에 두 가닥의 전력 공급선을 이용해 전력을 공급하되, 상기 상시 전원용 차단기와 상기 절전 전원용 차단기가 한 가닥의 전력 공급선을 공유하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적응적 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 변압기가 상기 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하는 두 가닥의 전력 공급선 중 상기 상시 전원용 차단기와 공유하지 않는 전력 공급선에 설치되어, 사용자 동작에 따라 상기 절전 전원용 차단기의 전력 공급선을 온 또는 오프하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적응적 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 변압기는 상기 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하는 두 가닥의 전력 공급선 중 상기 상시 전원용 차단기와 공유하지 않는 전력 공급선에 설치되는 릴레이를 포함하고, 상기 변압기는 외부의 제어 신호에 따라 상기 릴레이를 온 또는 오프 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적응적 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 변압기는 상용 전원의 전력 수급 상황에 따라 예비 전력이 일정치 이하이거나 전력 예비율이 일정치 이하인 경우, 상기 절전 전원용 차단기의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적응적 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 변압기는 센서를 이용해 감지한 결과 사용자가 감지되지 않는 경우, 상기 절전 전원용 차단기의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적응적 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 변압기는 적외선 센서를 이용하여 실내에 사용자가 존재하는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적응적 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하는, 비상등, 변전실, 주차장, 엘리베이터 및 필수 생활 가전제품 중 하나 이상의 부하를 포함하고, 상기 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하는, 공기조화장치, 냉난방장치 및 실내 조명 중 하나 이상의 부하를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적응적 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 절전 전원용 차단기와 부하 사이에 위치하여, 각각의 부하로 전력을 공급하거나 차단하는 하나 이상의 서브 차단기를 더 포함하고, 상기 변압기는 상기 서브 차단기를 제어하여 상기 절전 전원용 차단기로부터 개별 부하로의 전력 공급을 허용하거나 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적응적 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 변압기는 절전이 필요한 경우 상기 절전 전원용 차단기와 부하 사이에 위치한 서브 차단기를 우선적으로 제어하여 개별 부하로의 전력 공급을 차단하고, 추가적인 절전이 필요한 경우 상기 절전 전원용 차단기를 제어하여 부하로의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변압기는, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하에 전력을 공급하거나 차단하는 상시 전원용 차단기로 전력을 전달하기 위한 두 가닥의 전력 공급선과, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하에 전력을 공급하거나 차단하는 절전 전원용 차단기로 전력을 전달하기 위한 두 가닥의 전력 공급선을 구비하되, 상기 상시 전원용 차단기와 상기 절전 전원용 차단기가 한 가닥의 전력 공급선을 공유하도록 형성된 전력 공급선부, 및 상용 전원으로부터 전력을 공급받아 상기 전력 공급선부를 통해 상기 상시 전원용 차단기 및 상기 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하고, 상기 상시 전원용 차단기 또는 상기 절전 전원용 차단기를 제어하여 부하로의 전력 공급을 허용하거나 차단하며, 절전이 필요한 경우 상기 절전 전원용 차단기를 우선적으로 제어하여 부하로의 전력 공급을 차단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변압기에 있어서, 정보 송수신을 위한 통신부, 및 상기 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하는 두 가닥의 전력 공급선 중 상기 상시 전원용 차단기와 공유하지 않는 전력 공급선에 설치되는 릴레이를 더 포함하고, 상기 제어부는 절전이 필요한 경우 상기 통신부를 통해 수신한 제어 신호에 따라 상기 릴레이를 온 또는 오프 제어하여 상기 절전 전원용 차단기를 통한 부하로의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변압기에 있어서, 상기 제어부는 상용 전원의 전력 수급 상황에 따라 예비 전력이 일정치 이하이거나 전력 예비율이 일정치 이하인 경우, 상기 절전 전원용 차단기의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변압기에 있어서, 실내의 사용자를 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 센서를 이용해 감지한 결과 사용자가 감지되지 않는 경우, 상기 절전 전원용 차단기의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변압기에 있어서, 상기 센서는 적외선 센서를 이용하여 실내에 사용자가 존재하는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변압기에 있어서, 상기 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하는, 비상등, 변전실, 주차장, 엘리베이터 및 필수 생활 가전제품 중 하나 이상의 부하를 포함하고, 상기 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하는, 공기조화장치, 냉난방장치 및 실내 조명 중 하나 이상의 부하를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적응적 전력 공급 시스템 및 그 변압기에 따르면 부하의 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하를 중심으로 절전을 수행할 수 있어, 사용자의 불편이나 절전에 따른 피해를 최소화함과 동시에 전력 소비를 줄일 수 있고, 블랙아웃 등의 비상 상황에 대비할 수 있다.

또한 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하와 낮은 부하 간에 전력 공급선을 별도로 마련하는 것이 아니라, 한 가닥의 전력 공급선을 공유하도록 하여 설치 비용을 최소화할 수 있다.

그리고 상용 전원의 전력 수급 상황이나 실내에 사용자가 존재하는지 여부 등에 따라 상황에 맞게 전력을 공급하거나 차단할 수 있어 적응적인 전력 공급 조절이 가능하다.

더하여 사용자의 스위칭 동작에 따라 절전을 수행할 수 있음은 물론, 외부의 제어 신호에 따라 강제적으로 절전을 수행할 수도 있어, 효율적인 절전 제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 구성을 나타낸 블록도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 전력 수용가에서의 소비 전력을 조절하는 기술과 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시예의 전력 공급 시스템(100)은 변압기(10), 상시 전원용 차단기(20) 및 절전 전원용 차단기(30)를 포함하여 구성된다.

변압기(10)는 상시 전원용 차단기(20) 및 절전 전원용 차단기(30)를 포함한 전력 공급 시스템(100)의 동작을 전반적으로 제어하는 역할을 한다.

변압기(10)는 상용 전원(1)으로부터 1차측(11)으로 전력을 공급받아 변압된 전력을 2차측(12)을 통해 상시 전원용 차단기(20) 및 절전 전원용 차단기(30)로 공급하여, 부하(2, 3)에 전력이 전달되도록 한다.

상시 전원용 차단기(20)는 변압기(10)로부터 공급되는 전력을, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하(2)에 공급하거나 차단하는 역할을 한다. 이때, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하(2)는, 해당 부하(2)에 전력 공급이 차단되면 회복할 수 없는 손해가 발생하는지 여부에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어 비상등, 변전실, 주차장, 엘리베이터나, 냉장고나 밥통 등의 필수 생활 가전제품은, 전력 공급이 차단되는 경우 안전 사고를 야기하거나 생활에 큰 불편을 초래할 수 있으므로, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하(2)로 정해질 수 있다.

절전 전원용 차단기(30)는 변압기(10)로부터 공급되는 전력을, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하(3)에 공급하거나 차단하는 역할을 한다. 이때, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하(3)는, 해당 부하에 전력 공급이 차단되어도 다소간의 불편이 있을 뿐 큰 손해가 발생하지는 않는 부하(3)로 결정될 수 있다. 예를 들어 공기조화장치나 냉난방장치, 실내 조명 등은 전력 공급이 차단되어도 다른 부하에 비해 손해가 적으므로, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하(3)로 정해질 수 있다.

상시 전원용 차단기(20) 및 절전 전원용 차단기(30)는 산업용 분전함이나 가정용 분전함에 설치된 배선용 차단기 또는 누전 차단기의 기능을 포함할 수 있으며, 변압기(10)로부터 무선 통신이나 유선 통신을 통해 제어 신호를 수신하여 부하(2, 3)로의 전력 공급을 허용하거나 차단한다. 이를 위해 변압기(10), 상시 전원용 차단기(20) 및 절전 전원용 차단기(30)는 근거리 무선 통신 모듈, IP 기반의 무선 통신 모듈, RF(Radio Frequency) 통신 모듈, 이동통신망을 이용한 무선 통신 모듈, 적외선 통신 모듈, IP 기반의 유선 통신 모듈, 시리얼 통신 등의 직렬 통신 모듈, 전력선 통신 (PLC: Power Line Communication) 모듈 등을 구비할 수 있다.

본 실시예에서 변압기(10)는 두 가닥의 전력 공급선(6, 7)을 통해 상시 전원용 차단기(20)로 전력을 공급하고, 두 가닥의 전력 공급선(7, 8)을 통해 절전 전원용 차단기(30)로 전력을 공급한다. 이때, 변압기(10)로부터 전력을 공급받는 상시 전원용 차단기(20)와 절전 전원용 차단기(30)는 한 가닥의 전력 공급선(7)을 공유하게 되며, 이를 통해 전력 공급선을 별도로 구비함에 따른 설치 비용을 절감할 수 있다.

본 실시예에서 변압기(10)는 소비 전력량의 절감이 필요한 경우, 상시 전원용 차단기(20)보다 절전 전원용 차단기(30)를 우선적으로 제어하여 전력 공급 우선순위가 낮은 부하(3)로의 전력 공급을 먼저 차단할 수 있다.

이때, 변압기(10)는 예를 들어, 상용 전원(1)의 전력 수급 상황에 따라 예비 전력이 일정치 이하이거나 전력 예비율이 일정치 이하인 경우, 절전 전원용 차단기(30)를 제어하여 부하(3)로의 전력 공급을 차단할 수 있다.

예비 전력이란 안정적인 전력 공급을 위한 전력 유지 관리 기준으로, 전력이 가장 많이 사용되는 피크타임에 최대 전력 공급량에서 수요를 채우고 남은 전력량을 말한다. 통상 예비 전력이 500만 kW 이상일 때 전력수급이 안정적이라고 여겨지는데, 500만 kW 이하가 되면 비상발령을 내린다. 현재 전력수급 단계는 400만~500만 kW까지 '준비', 300만~400만 kW까지 '관심', 200만~300만 kW까지 '주의', 100만~200만 kW까지 '경계', 100만 kW 미만을 '심각'으로 구분되고 있다. 이에 따라 변압기(10)는 전력 수급 단계가 '준비', '관심' 또는 '주의' 단계인 경우 절전 전원용 차단기(30)를 제어하여 부하(3)의 전력 공급을 차단할 수 있고, 전력 수급 단계가 '심각' 단계인 경우 상시 전원용 차단기(20) 및 절전 전원용 차단기(30)를 모두 제어하여 부하(2, 3)로의 전력 공급을 모두 차단할 수 있다.

전력 예비율이란 전력이 가장 많이 사용되는 피크타임에 수요를 채우고 남은 여분의 전력상태를 말하는 것으로 예비 전력을 최대 전력 수요로 나눠 산출한다. 통상 적정 수준의 전력 예비율은 15%로 판단되므로, 변압기(10)는 전력 예비율이 15% 이하인 경우 절전 전원용 차단기(30)를 제어하여 부하(3)의 전력 공급을 차단할 수 있다.

또한 변압기(10)는 센서를 이용해 감지한 결과 사용자가 감지되지 않는 경우 절전 전원용 차단기(30)를 제어하여 부하(3)로의 전력 공급을 차단할 수 있다. 예를 들어 인체는 약 10μm 파장의 적외선을 방출하는데, 변압기(10)는 실내에 설치된 적외선 센서를 이용하여 해당 파장의 광이 검출되는지 확인함으로써 사용자가 실내에 존재하는지 여부를 감지할 수 있다. 만일 사용자가 모두 외출하여 실내에서 인체가 감지되지 않는 경우, 변압기(10)는 절전 전원용 차단기(30)를 제어하여 부하(3)로의 전력 공급을 차단할 수 있으며, 이에 따라 사용자가 없는 경우 동작이 필요치 않은 공기조화장치나 냉난방장치, 실내 조명 등의 소비 전력을 절감할 수 있다.

이러한 방식으로 본 실시예의 전력 공급 시스템(100)은, 전력 공급이 중단되면 큰 손해가 발생할 수 있는 전력 공급 우선순위가 높은 부하(2)에 대해서는 전력 공급을 지속하면서, 전력 공급 우선순위가 낮은 부하(3)로의 전력 공급을 우선적으로 차단하여 전체 전력 소비량을 절감할 수 있다.

본 실시예에서 전력 공급 시스템(100)은, 변압기(10)가 절전 전원용 차단기(30)로 전력을 공급하는데 이용하는 두 가닥의 전력 공급선(7, 8) 중, 상시 전원용 차단기(20)와 공유하지 않는 전력 공급선(8) 상에 스위치(4)를 구비한다.

스위치(4)는 실내의 내벽 등에 설치되며, 사용자의 손동작 등에 따라 전력 공급선(8)을 온(on) 또는 오프(off)함으로서 부하(3)로의 전력 공급을 허용하거나 차단할 수 있다.

또한 본 실시예의 변압기(10)는, 절전 전원용 차단기(30)로 전력을 공급하는데 이용하는 두 가닥의 전력 공급선(7, 8) 중, 상시 전원용 차단기(20)와 공유하지 않는 전력 공급선(8) 상에 릴레이(5)를 구비한다.

릴레이(5)는 전기 전자 제품을 작동시키고 신호를 전달하는 기능을 가진 전자 부품으로서 계전기 스위치라고도 불린다. 릴레이(5)는 스위치(4)와 달리 전자석에 의해 동작하며, 변압기(10)는 외부의 제어 신호에 따라 릴레이(5)를 온 또는 오프한다. 즉, 사용자가 제어 패널, 리모콘 등을 통해 제어 신호를 입력하거나, 원격지에서 전력 소비량 조절을 위해 제어 신호를 전송하면, 릴레이(5)는 해당 제어 신호를 수신한 변압기(10)의 제어에 따라 전력 공급선(8)을 온 또는 오프하여 부하(3)로의 전력 공급을 허용하거나 차단하게 된다.

부하(2, 3)의 전력 소비량을 조절하는 전력 공급 시스템의 다른 일 예에 대해서는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하여 설명하는 실시예는, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 실시예와 그 구성 및 동작이 유사하므로 이하에서는 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상시 전원용 차단기(20)와 개별 부하(2)사이에는, 개별 부하(2)에서 전력을 공급하거나 차단하는 서브 차단기(21, 22)가 위치한다. 이때 부하(2)는 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하(2)를 의미한다.

또한 절전 전원용 차단기(30)와 개별 부하(3)사이에는, 개별 부하(3)에서 전력을 공급하거나 차단하는 서브 차단기(31, 32)가 위치한다. 이때 부하(3)는 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하(3)를 의미한다.

이 경우 변압기(10)는 각 서브 차단기(21, 22, 31, 32)를 제어하여 개별 부하(2, 3)로의 전력 공급을 허용하거나 차단할 수 있다.

예를 들어 절전이 필요한 경우 변압기(10)는, 절전 전원용 차단기(30)와 부하(3) 사이에 위치한 서브 차단기(31, 32)를 우선적으로 제어하여 개별 부하(3)로의 전력 공급을 차단하고, 향후 전력 소비량을 더 줄일 필요가 있는 경우 차선적으로 절전 전원용 차단기(30)를 제어하여 부하(3)로의 전력 공급을 차단할 수 있다.

본 실시예에서는 이러한 방식으로 필요 절전량에 따라 적절하게, 전력 소비를 줄일 수 있어, 절전에 따른 사용자의 불편을 최소화할 수 있다.

부하의 전력 소비량을 조절하는 전력 공급 시스템의 또 다른 일 예에 대해서는 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다.

도 4을 참조하여 설명하는 실시예는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 실시예와 그 구성 및 동작이 유사하므로 이하에서는 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 도 4에 도시된 전력 공급 시스템은 변압기(10)가 복수의 세대 등에 전력을 공급하는 실시예를 나타내며, 전력 공급선(6, 7, 8)은 특정 세대의 전력 공급선(6-1, 7-1, 8-1) 및 다른 세대의 전력 공급선(6-2, 7-2, 8-2)로 분기된다.

특정 세대에 위치한 상시 전원용 차단기(20-1) 및 절전 전원용 차단기(30-1)는 변압기(10)로부터 전력 공급선(6-1, 7-1, 8-1)을 통해 전력을 공급받아 해당 특정 세대의 부하(2-1, 3-1)에 전력을 공급한다. 이때 상시 전원용 차단기(20-1)는 변압기(10)로부터 공급되는 전력을, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하(2-1)에 공급하거나 차단하는 역할을 하고, 절전 전원용 차단기(30-1)는 변압기(10)로부터 공급되는 전력을, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하(3-1)에 공급하거나 차단하는 역할을 한다. 그리고 전력 공급선(8) 상에는 사용자의 손동작 등에 따라 온 또는 오프되어 전절 전원용 차단기(30-1)로의 전력 공급을 허용하거나 차단하는 스위치(4-1)가 위치한다.

또한 다른 세대에 위치한 상시 전원용 차단기(20-2) 및 절전 전원용 차단기(30-2)는 변압기(10)로부터 전력 공급선(6-2, 7-2, 8-2)을 통해 전력을 공급받아 해당 특정 세대의 부하(2-2, 3-2)에 전력을 공급하며, 전절 전원용 차단기(30-2)로의 전력 공급을 허용하거나 차단하는 스위치(4-2)가 위치한다. 해당 다른 세대에 위치한 상시 전원용 차단기(20-2), 절전 전원용 차단기(30-2), 부하(2-2, 3-2), 스위치(4-2)의 특성은, 상기한 특정 세대에 위치한 상시 전원용 차단기(20-1), 절전 전원용 차단기(30-1), 부하(2-1, 3-1), 스위치(4-1)의 특성에 대응된다.

본 실시예에서 변압기(10)는, 절전 전원용 차단기(30-1)로 전력을 공급하는데 이용하는 전력 공급선(8-1) 상에 릴레이(5-1)를 구비하고, 해당 릴레이(5-1)는 외부로부터 제어 신호를 수신한 변압기(10)의 제어에 따라 전력 공급선(8-1)을 온 또는 오프하여 부하(3-1)로의 전력 공급을 허용하거나 차단한다. 또한 변압기(10)는, 절전 전원용 차단기(30-2)로 전력을 공급하는데 이용하는 전력 공급선(8-2) 상에 릴레이(5-2)를 구비하고, 해당 릴레이(5-2)는 외부로부터 제어 신호를 수신한 변압기(10)의 제어에 따라 전력 공급선(8-2)을 온 또는 오프하여 부하(3-2)로의 전력 공급을 허용하거나 차단한다. 본 실시예에서는 이러한 방식으로 각 세대별 전력 소비를 개별적으로 허용하거나 차단할 수 있다.

또한 본 실시예에서 변압기(10)는, 2차측(12)과 전력 공급선(8-1, 8-2)로 분기되는 지점 사이의 전력 공급선(8)에 릴레이(5)를 구비하며, 해당 릴레이(5)는 외부로부터 제어 신호를 수신한 변압기(10)의 제어에 따라 전력 공급선(8)을 온 또는 오프하여 부하(3-1, 3-2)로의 전력 공급을 허용하거나 차단한다. 본 실시예에서는 이러한 방식으로 복수의 세대의 전력 소비를 통합하여 허용하거나 차단할 수 있다.

본 발명에 따른 변압기(10)의 구성 및 기능에 대해서는 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 도 5에 도시된 변압기(10)는 릴레이(5), 전력 공급선부(9), 통신부(13), 센서(14) 및 제어부(15)를 포함한다.

통신부(13)는 정보 송수신을 위한 위한 구성으로서, 각종 무선 통신 또는 무선 통신을 통해 데이터를 송수신하기 위한 인터페이스를 구비한다.

전력 공급선부(9)는 변압기(10)가 상시 전원용 차단기나 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하는 데 이용하는 복수의 전력 공급선을 포함한다. 이때, 상시 전원용 차단기는 두 가닥의 전력 공급선을 이용하여 전력을 공급받고, 절전 전원용 차단기 또한 두 가닥의 전력 공급선을 이용하여 전력을 공급받게 되는데, 이 경우 상시 전원용 차단기와 절전 전원용 차단기는 한 가닥의 전력 공급선을 공유하도록 형성된다.

릴레이(5)는 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하는 두 가닥의 전력 공급선 중 상시 전원용 차단기와 공유하지 않는 전력 공급선에 설치되며, 해당 전력 공급선을 온 또는 오프하여 전력 공급을 허용하거나 차단하는 역할을 한다.

센서(14)는 사용자의 존재 유무를 감지하는 역할을 하며, 예를 들어 사용자의 체온에 따른 파장의 광을 감지하는 적외선 센서를 포함하여, 실내에 사용자가 존재하는지 여부를 감지한다.

제어부(15)는 릴레이(5), 전력 공급선부(9), 통신부(13) 및 센서(14)를 포함한 변압기(10)의 동작을 전반적으로 제어하는 역할을 하며, 이를 위한 연산 유닛, 메모리 및 응용 프로그램 저장소 등을 포함한다.

제어부(15)는 상용 전원으로부터 전력을 공급받아 전력 공급선부(9)를 통해 상시 전원용 차단기 및 절전 전원용 차단기로 전력을 공급한다. 이때, 상시 전원용 차단기는 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하에 전력을 공급하거나 차단하는 역할을 하고, 절전 전원용 차단기는 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하에 전력을 공급하거나 차단하는 역할을 한다. 이 경우 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하는, 비상등, 변전실, 주차장, 엘리베이터 및 필수 생활 가전제품 등을 포함하고, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하는, 공기조화장치, 냉난방장치 및 실내 조명 등을 포함한다.

그리고 제어부(15)는 상시 전원용 차단기 또는 절전 전원용 차단기를 제어하여 부하로의 전력 공급을 허용하거나 차단하는 역할을 하며, 절전이 필요한 경우 절전 전원용 차단기를 우선적으로 제어하여 부하로의 전력 공급을 차단한다.

본 실시예에서 제어부(15)는 절전이 필요한 경우 통신부(13)를 통해 수신한 제어 신호에 따라 릴레이(5)를 온 또는 오프 제어하여 절전 전원용 차단기를 통한 부하로의 전력 공급을 차단할 수 있다.

또한 본 실시예의 변압기(10)는 상용 전원의 전력을 변압하여 상시 전원용 차단기나 절전 전원용 차단기 측으로 제공하는데, 이때 제어부(15)는 상용 전원의 전력 수급 상황에 따라 예비 전력이 일정치 이하이거나 전력 예비율이 일정치 이하인 경우, 절전 전원용 차단기의 전력 공급을 차단할 수 있다.

한편 제어부(15)는, 센서(14)를 이용해 감지한 결과 실내에 사용자가 감지되지 않는 경우, 절전 전원용 차단기의 전력 공급을 차단하여 전력 소비를 절감할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

1: 상용 전원 2, 2-1, 2-2, 3, 3-1, 3-2:부하
4, 4-1, 4-2: 스위치 5, 5-1, 5-2: 릴레이
6, 6-1, 6-2, 7, 7-1, 7-2, 8, 8-1, 8-2: 전력 공급선
9: 전력 공급선부 10: 변압기
11: 1차측 12: 2차측
13: 통신부 14: 센서
15: 제어부 20: 상시 전원용 차단기
21, 22, 31, 32: 서브 차단기 30: 절전 전원용 차단기
100: 전력 공급 시스템

Claims (16)

1. 상용 전원으로부터 공급되는 전력을 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하에 공급하거나 차단하는 상시 전원용 차단기;
   상용 전원으로부터 공급되는 전력을 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하에 공급하거나 차단하는 절전 전원용 차단기; 및
   상용 전원으로부터 전력을 공급받아 상기 상시 전원용 차단기 및 상기 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하고, 상기 상시 전원용 차단기 또는 상기 절전 전원용 차단기를 제어하여 부하로의 전력 공급을 허용하거나 차단하며, 절전이 필요한 경우 상기 절전 전원용 차단기를 우선적으로 제어하여 부하로의 전력 공급을 차단하는 변압기;
   를 포함하고,
   상기 변압기는,
   상기 상시 전원용 차단기에 두 가닥의 전력 공급선을 이용해 전력을 공급하고, 상기 절전 전원용 차단기에 두 가닥의 전력 공급선을 이용해 전력을 공급하되, 상기 상시 전원용 차단기와 상기 절전 전원용 차단기가 한 가닥의 전력 공급선을 공유하도록 하는 것을 특징으로 하는 적응적 전력 공급 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 변압기가 상기 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하는 두 가닥의 전력 공급선 중 상기 상시 전원용 차단기와 공유하지 않는 전력 공급선에 설치되어, 사용자 동작에 따라 상기 절전 전원용 차단기의 전력 공급선을 온 또는 오프하는 스위치;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 전력 공급 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 변압기는 상기 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하는 두 가닥의 전력 공급선 중 상기 상시 전원용 차단기와 공유하지 않는 전력 공급선에 설치되는 릴레이;를 포함하고,
   상기 변압기는 외부의 제어 신호에 따라 상기 릴레이를 온 또는 오프 제어하는 것을 특징으로 하는 적응적 전력 공급 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 변압기는
   상용 전원의 전력 수급 상황에 따라 예비 전력이 일정치 이하이거나 전력 예비율이 일정치 이하인 경우, 상기 절전 전원용 차단기의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 적응적 전력 공급 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 변압기는
   센서를 이용해 감지한 결과 사용자가 감지되지 않는 경우, 상기 절전 전원용 차단기의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 적응적 전력 공급 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 변압기는
   적외선 센서를 이용하여 실내에 사용자가 존재하는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 적응적 전력 공급 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하는, 비상등, 변전실, 주차장, 엘리베이터 및 필수 생활 가전제품 중 하나 이상의 부하를 포함하고,
   상기 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하는, 공기조화장치, 냉난방장치 및 실내 조명 중 하나 이상의 부하를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 전력 공급 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 절전 전원용 차단기와 부하 사이에 위치하여, 각각의 부하로 전력을 공급하거나 차단하는 하나 이상의 서브 차단기;를 더 포함하고,
   상기 변압기는 상기 서브 차단기를 제어하여 상기 절전 전원용 차단기로부터 개별 부하로의 전력 공급을 허용하거나 차단하는 것을 특징으로 하는 적응적 전력 공급 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 변압기는
    절전이 필요한 경우 상기 절전 전원용 차단기와 부하 사이에 위치한 서브 차단기를 우선적으로 제어하여 개별 부하로의 전력 공급을 차단하고, 추가적인 절전이 필요한 경우 상기 절전 전원용 차단기를 제어하여 부하로의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 적응적 전력 공급 시스템.
11. 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하에 전력을 공급하거나 차단하는 상시 전원용 차단기로 전력을 전달하기 위한 두 가닥의 전력 공급선과, 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하에 전력을 공급하거나 차단하는 절전 전원용 차단기로 전력을 전달하기 위한 두 가닥의 전력 공급선을 구비하되, 상기 상시 전원용 차단기와 상기 절전 전원용 차단기가 한 가닥의 전력 공급선을 공유하도록 형성된 전력 공급선부; 및
    상용 전원으로부터 전력을 공급받아 상기 전력 공급선부를 통해 상기 상시 전원용 차단기 및 상기 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하고, 상기 상시 전원용 차단기 또는 상기 절전 전원용 차단기를 제어하여 부하로의 전력 공급을 허용하거나 차단하며, 절전이 필요한 경우 상기 절전 전원용 차단기를 우선적으로 제어하여 부하로의 전력 공급을 차단하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기.
12. 제11항에 있어서,
    정보 송수신을 위한 통신부; 및
    상기 절전 전원용 차단기로 전력을 공급하는 두 가닥의 전력 공급선 중 상기 상시 전원용 차단기와 공유하지 않는 전력 공급선에 설치되는 릴레이;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 절전이 필요한 경우 상기 통신부를 통해 수신한 제어 신호에 따라 상기 릴레이를 온 또는 오프 제어하여 상기 절전 전원용 차단기를 통한 부하로의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 변압기.
13. 제11항에 있어서, 상기 제어부는
    상용 전원의 전력 수급 상황에 따라 예비 전력이 일정치 이하이거나 전력 예비율이 일정치 이하인 경우, 상기 절전 전원용 차단기의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 변압기.
14. 제11항에 있어서,
    실내의 사용자를 감지하는 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 센서를 이용해 감지한 결과 사용자가 감지되지 않는 경우, 상기 절전 전원용 차단기의 전력 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 변압기.
15. 제14항에 있어서, 상기 센서는
    적외선 센서를 이용하여 실내에 사용자가 존재하는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 변압기.
16. 제11항에 있어서,
    상기 전력 공급 우선순위가 상대적으로 높은 부하는, 비상등, 변전실, 주차장, 엘리베이터 및 필수 생활 가전제품 중 하나 이상의 부하를 포함하고,
    상기 전력 공급 우선순위가 상대적으로 낮은 부하는, 공기조화장치, 냉난방장치 및 실내 조명 중 하나 이상의 부하를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기.

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