KR101529476B1 - 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템 - Google Patents

태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템이 개시된다. 상기 태양광 모듈 스트링의 PV 전압을 각각 측정하는 전압 센서; 상기 태양광 모듈 스트링으로부터 실부하로 각각 연결되는 전력 선로와 접지 간에 발생하는 절연저항을 측정하기 위해 상기 전력 선로에 최대 전압 20 Vac 및 최대 전류 20 mA를 갖는 30 Hz의 정현파 캐리어를 발생하는 캐리어 발생기; 상기 태양광 모듈 스트링으로부터 실부하로 각각 연결되는 전력 선로와 접지 간에 발생하는 절연저항을 측정하는 절연저항 측정 센서; 상기 절연저항 측정 센서에서 측정된 절연저항을 표시하는 디스플레이; 상기 캐리어 발생기에 의해 정현파 캐리어가 발생하는 동안 상기 절연저항 측정 센서에서 측정된 절연저항을 분석하여 상기 디스플레이에 표시하는 채널 분석 제어기; 상기 절연저항 측정 센서를 채널 분석 제어기에 연결하는 계전기; 상기 캐리어 발생기가 소정 주기로 정현파 캐리어를 발생하도록 제어하고, 상기 캐리어 발생기가 정현파 캐리어를 발생하는 동안 상기 계전기가 상기 절연저항 측정 센서를 채널 분석 제어기에 연결하도록 제어하는 제어기를 구성한다.

Description

태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템{INSULATION RESISTANCE MONITORING SYSTEM OF SOLAR POWER MODULE STRING}
본 발명은 태양광 모듈에 관한 것으로서, 구체적으로는 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시에 관한 것이며, 좀 더 구체적으로는 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템에 관한 것이다.
태양광 모듈은 여러 개의 스트링(string)이 직렬 연결되어 구성한다. 예를 들어, 4개의 스트링이 하나의 태양광 모듈을 구성하며, 이들 각각은 독립적으로 태양광 발전 기능을 갖는다.
태양광 모듈 스트링은 부하까지 직접 전력 케이블이 연결되는데 종종 선로의 누전으로 인해 불필요한 전력 소모가 심각하게 누적되는 문제점이 있다.
케이블의 경우 피복이 벗겨지거나 오염에 의해 피복이 손상되는 경우가 비일비재하며 이로 인해 화재도 발생하는 예가 많이 있다.
그러나, 태양광 모듈은 그 특성상 태양광의 정상적인 발전 프로세스나 전력 선로의 누전 등의 상태를 실시간으로 모니터링하기가 쉽지 않다.
누전의 측정을 위해서는 절연저항을 측정하는 방식이 이용될 수 있는데, 태양광 발전이 진행되는 한 절연저항 측정을 통한 정확한 누전 여부는 알기 어렵다는 문제점이 있다.
언제 태양광 발전이 이루어질지 알 수 없기 때문에 절연저항을 통한 측정이 쉽지 않다. 즉, 스트링별로 태양광 발전 여부를 확인해야 절연저항 측정 타이밍을 정할 수 있기 때문에 누전 감시가 쉽지 않다.
기존에는 태양광 발전이 이루어지지 않는 야간에만 절연저항을 측정하여 누전을 확인하였으므로, 그 측정 시간대의 제한이 생기며, 실시간으로 누전을 감지하고 방지하기 어렵다는 문제가 있었다.
이에, 태양광 모듈 스트링의 출력 선로에서 누전이 되는지 여부를 정확하게 감지하기 위해서는 여러 가지 극복해야 할 사안들이 많다고 볼 수 있다.
대한민국 등록특허 제1225547호(2013.01.23.)
본 발명의 목적은 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적에 따른 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템은, 태양광 모듈 스트링(sunlight module string)과 연결된 태양광 발전 접속반에 구비되는 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템에 있어서, 상기 태양광 모듈 스트링의 PV 전압을 상시 측정하는 전압 센서; 상기 태양광 모듈 스트링으로부터 실부하로 각각 연결되는 전력 선로(power line)와 접지(earthing) 간에 발생하는 절연저항(insulation resistance)을 측정하기 위해 상기 전력 선로(power line)에 최대 전압 20 Vac 및 최대 전류 20 mA를 갖는 30 Hz의 정현파 캐리어(carrier)를 발생하는 캐리어 발생기; 상기 태양광 모듈 스트링으로부터 실부하로 각각 연결되는 전력 선로(power line)와 접지(earthing) 간에 발생하는 절연저항(insulation resistance)을 측정하는 절연저항 측정 센서; 상기 절연저항 측정 센서에서 측정된 절연저항을 표시하는 디스플레이; 상기 캐리어 발생기에 의해 정현파 캐리어가 발생하는 동안 상기 절연저항 측정 센서에서 측정된 절연저항을 분석하여 상기 디스플레이에 표시하는 채널 분석 제어기; 상기 절연저항 측정 센서를 채널 분석 제어기에 연결하는 계전기(relay); 상기 캐리어 발생기가 소정 주기로 정현파 캐리어를 발생하도록 제어하고, 상기 캐리어 발생기가 정현파 캐리어를 발생하는 동안 상기 계전기가 상기 절연저항 측정 센서를 채널 분석 제어기에 연결하도록 제어하는 제어기를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제어기는, 상기 절연저항 측정 센서에서 1초 간격으로 측정된 절연저항을 분석하도록 상기 계전기를 제어하고, 상기 절연 저항 측정 센서의 측정이 완료되면 누전을 방지하기 위하여 상기 캐리어 발생기가 소정 임계치 이상의 임피던스(impedance)를 유지하도록 제어할 수 있으며, 상기 채널 분석 제어기는, 상기 절연저항 측정 센서에서 측정된 절연저항이 미리 정해진 임계 범위를 벗어나는 경우 상기 디스플레이에 알람(alarm)을 표시하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 채널 분석 제어기는, 상기 절연저항 측정 센서에서 측정된 절연저항을 모드버스(modbus) 프로토콜을 통해 상기 디스플레이로 전달하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 절연저항 측정 센서는, 상기 선로와 대지 접지와 연결된 상기 태양광 발전 접속반의 금속 케이스 간의 절연저항을 측정하도록 구성될 수 있다.
또한 상기 태양광 모듈 스트링으로부터 실부하로 각각 연결되는 전력 선로의 누설 전류를 상시 측정하는 전류 센서를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 채널 분석 제어기는, 상기 전류 센서에서 측정된 누설 전류가 미리 정해진 임계 범위를 벗어나는 경우 상기 디스플레이에 알람(alarm)을 표시하도록 구성될 수 있으며, 상기 제어기는, 상기 누설 전류 또는 절연저항의 값에 따라 상기 사용자 단말에 경보를 디스플레이하거나 또는 사이렌을 통해 경보를 출력하도록 구성될 수 있다.
상술한 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템에 의하면, 여러 스트링에 대해 계전기(relay)를 적용하여 PV 전압의 감지 여부를 확인하고 각각에 대해 절연저항의 측정 타이밍을 설정하도록 구성됨으로써, 절연저항을 보다 정확하고 효율적으로 측정하여 선로의 누전 여부를 정확하게 감지해낼 수 있는 효과가 있다.
특히, 야간 시간대에만 절연저항을 측정하는 것이 아니라 주간 시간대에도 절연저항을 측정하도록 구성됨으로써, 측정 시간 범위를 넓혀 누설 전류를 실시간으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 누설 전류는 상시 측정하도록 하여 측정 수단을 복합화하고 그 측정의 정확도를 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템의 절연저항 측정의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모드버스 프로토콜의 송수신 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템의 절연저항 측정의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템의 절연저항 측정과 누설 전류 감시에 대한 개념이 개략적으로 도시되어 있다.
먼저 태양광 모듈 스트링에서 발전된 전기는 선로를 따라 부하로 공급되는데, 이때, (+) 단자를 통해 흘러나간 전류 I1이 (-)단자로 오는 전류 I2와 그 크기가 동일해야 한다. 그러나 선로에 누설이 발생하는 경우에는 누설 전류 I3가 발생하여 I1과 I2가 달라지게 된다. 또한, 절연저항 측정센서에 의해 절연저항값이 측정되며, 이를 통해 선로의 손상, 전류 누설을 감지할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템의 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템의 회로도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템(이하, ‘절연저항 감시 시스템’이라 함)(100)은 전압 센서(110), 캐리어 발생기(120), 절연저항 측정 센서(130), 디스플레이(140), 채널 분석 제어기(150), 계전기(relay)(160), 제어기(170), 전류 센서(180)를 포함하도록 구성될 수 있다.
절연저항 감시 시스템(100)은 기본적으로 태양광 발전이 진행 중이지 않은 야간에는 물론 태양광 발전이 진행 중인 주간에도 선로의 절연저항을 측정하여 선로의 누설 전류를 확인하도록 구성된다. 기존의 측정 시간대의 한계를 극복할 수 있다.
또한, 선로에 전류 센서를 직접 설치하여 실부하(20)를 거쳐 회귀하는 전류의 양이 동일한지 확인함으로써, 누설 전류의 양을 감지하도록 구성된다. 이때, 영상 변류기를 이용하여 직류 전력의 누설 측정의 정확도를 높일 수 있다.
이에, 매우 정확하고 복합적인 누전 측정을 수행하여 화재의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
먼저 절연저항 감시 시스템(100)은 태양광 발전 접속반에 구비될 수 있다.
태양광 발전 접속반은 태양광 발전 모듈에 인접하여 구비되는 단자함이다.
한편, 태양광 모듈 스트링(10)은 복수개가 직렬로 연결되어 하나의 태양광 발전 모듈을 구성한다.
전압 센서(110)는 태양광 모듈 스트링(10)의 PV 전압을 측정하도록 구성될 수 있다.
태양광 모듈 스트링(10)의 개수가 N개인 경우, 전압 센서(110)의 개수 역시 N개인 것이 바람직하다.
전압 센서(110)에서 PV 전압이 측정되는 경우 태양광 모듈 스트링(10)에서는 태양광 발전이 이루어진다.
캐리어 발생기(120)는 태양광 모듈 스트링(10)으로부터 실부하(20)로 각각 연결되는 전력 선로(power line)와 접지(earthing) 간에 발생하는 절연저항(insulation resistance)을 측정하기 위해 전력 선로에 최대 전압 20 Vac 및 최대 전류 20 mA를 갖는 30 Hz의 정현파 캐리어(carrier)를 발생하도록 구성될 수 있다.
이러한 특정 주파수를 갖는 정현파 캐리어에 의해 절연저항은 해당 주파수에 따른 특정 절연저항 범위를 갖게 되는데, 그러한 절연저항 범위를 벗어나게 되면 전류 누설의 가능성이 매우 높아지게 된다. 기존에는 태양광 발전이 되지 않는 야간 시간대에만 절연저항을 측정하였지만, 본 발명에서는 특정 주파수를 갖는 정현파 캐리어를 통해 절연저항의 범위를 측정하도록 구성됨으로써, 태양광 발전이 이루어지는 주간 시간대에도 절연저항 측정에 의한 누설 전류 측정이 가능하다는 특징이 있다.
절연저항 측정 센서(130)는 태양광 모듈 스트링(10)으로부터 실부하(20)로 각각 연결되는 전력 선로(power line)와 접지(earthing) 간에 발생하는 절연저항(insulation resistance)을 측정하도록 구성될 수 있다.
한편, 절연저항 측정 센서(130)는 선로와 대지 접지와 연결된 태양광 발전 접속반의 금속 케이스 간의 절연저항을 측정하도록 구성되는 것이 바람직하다.
디스플레이(140)는 절연저항 측정 센서(130)에서 측정된 절연저항을 표시하도록 구성될 수 있다. 이러한 기능은 채널 분석 제어기(150)에 의해 수행될 수 있다.
채널 분석 제어기(150)는 캐리어 발생기(120)에 의해 정현파 캐리어가 발생하는 동안, 즉 측정 시간 동안 절연저항 측정 센서(130)에서 측정된 절연저항을 분석하여 디스플레이(140)에 표시하도록 구성될 수 있다.
채널 분석 제어기(150)는 전압 센서(110)에서 측정된 PV 전압과 캐리어 발생기(120)에서 발생된 전압치나 주파수 등을 이용하여 정상적인 범위의 절연저항 범위를 설정할 수 있다. 이에, 정상적인 범위의 주파수나 전압 범위를 벗어나는 절연저항이 측정되면 누설 전류가 있는 것으로 판단할 수 있다.
계전기(160)는 절연저항 측정 센서(130)를 채널 분석 제어기(150)에 연결하도록 구성될 수 있다. 이러한 계전기(160)의 연결 동작은 제어기(170)의 제어하에 수행될 수 있다.
제어기(170)는 캐리어 발생기(120)가 소정 주기로 정현파 캐리어를 발생하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 1초 또는 3초마다 발생하도록 제어할 수 있다.
제어기(170)는 캐리어 발생기(120)가 정현파 캐리어를 발생하는 동안 계전기(160)가 절연저항 측정 센서(130)를 채널 분석 제어기(150)에 연결하도록 제어할 수 있다. 즉, 절연저항 측정 센서(130)는 해당 정현파 캐리어가 발생하는 동안 절연저항을 측정하도록 동기화될 수 있다.
한편, 제어기(170)는 절연저항 측정 센서(130)의 측정이 완료되면 누전을 방지하기 위하여 캐리어 발생기(120)가 소정 임계치 이상의 임피던스(impedance)를 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다. 이는 캐리어 발생기(120)를 통해 누전 전류가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
채널 분석 제어기(150)는 해당 절연저항 측정 센서(130)에서 측정된 절연저항을 분석하여 디스플레이(140)에 알람 표시하도록 제어할 수 있다.
즉, 절연저항에 따라 절연성 여부와 그 정도를 사용자가 확인할 수 있도록 디스플레이(140)에 표시한다.
이때, 채널 분석 제어기(150)는 절연저항 측정 센서(130)에서 측정된 절연저항을 모드버스(modbus) 프로토콜을 통해 디스플레이(140)로 전달하도록 구성될 수 있다. 이때, RS-485 케이블에 구현될 수 있다.
채널 분석 제어기(150)는 모드버스-RTU(MODBUS-RTU) 프로토콜에 따라 절연저항 측정값을 송신하도록 구성될 수 있으며, 통신버스는 RS-485 멀티-드랍(MULTI-DROP)과 하프-듀플렉스(HALF-DULEX) 방식의 통신버스가 이용될 수 있다.
잠시 도 4를 참조하면, 모드버스 프로토콜의 송수신 시퀀스가 도시되어 있다.
요구 텔레그램과 응답 텔레그램에 시간에 따라 교변하여 송수신되도록 구성되며, 여기서, T1은 캐릭터 간 지연 시간이며, T2는 요구 텔레그램과 응답 텔레그램 간의 지연 시간이며, T3는 송수신한 프레임 완료 후 다음 프레임 시작 간의 지연 시간을 나타낸다.
모드버스 프로토콜의 프로토콜 포맷은 다음 표 1과 같다.
Figure 112015009407932-pat00001
여기서, 표 1의 스타팅 어드레스(starting address)에 따라 다음 표 2와 같은 누설 전류나 절연저항의 데이터가 출력될 수 있다.
Figure 112015009407932-pat00002
또한 표 1의 데이터 밸류(data value)에 따라서 다음 표 3과 같은 순서로 최근 10개의 데이터가 출력될 수 있다.
Figure 112015009407932-pat00003
데이터의 속성과 그 범위는 다음 표 4와 같이 정해질 수 있다.
Figure 112015009407932-pat00004
또한, 절연저항의 요구(Request) 텔레그램과 응답(Response) 텔레그램의 주소 번지는 다음과 같이 정해질 수 있다.
Figure 112015009407932-pat00005
다시 도 2 및 도 3을 참조한다.
채널 분석 제어기(150)는 절연저항 측정 센서(130)에서 측정된 절연저항이 소정 임계 범위를 벗어나는 경우 디스플레이(140)에 알람(alarm)을 표시하도록 구성될 수 있다.
이때, 채널 분석 제어기(150)는 누설 전류 또는 절연저항의 값에 따라 디스플레이(140)에 경보를 표시하거나 또는 사이렌을 통해 경보를 출력하도록 구성될 수 있다. 누설 전류가 심하거나 절연성이 심하게 파괴된 경우에는 사이렌을 통해 경보를 출력하도록 구성되는 것이 바람직하다.
전류 센서(180)는 태양광 모듈 스트링(10)으로부터 실부하(20)로 각각 연결되는 전력 선로의 누설 전류를 상시 측정하도록 구성될 수 있다.
전류 센서(180)는 전력 선로에 직접 연결되며, 태양광 모듈 스트링(10)으로부터 실부하(20)를 거쳐 태양광 모듈 스트링(10)으로 돌아오는 전류의 양을 대비하여 누전 여부를 감지하도록 구성된다.
채널 분석 제어기(150)는 전류 센서(180)에서 측정된 누설 전류가 미리 정해진 임계 범위를 벗어나는 경우 디스플레이(140)에 알람(alarm)을 표시하도록 구성될 수 있다.
또한, 제어기(170)는 누설 전류 또는 절연저항의 값에 따라 사용자 단말(미도시)에 경보를 표시하거나 또는 사이렌을 통해 경보를 출력하도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 모듈 스트링(10) 및 선로의 절연저항 감시 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 전류 센서(180)가 선로의 누설 전류를 상시 측정한다(S101).
여기서, 채널 분석 제어기(150)가 누설 여부를 판단한다(S102).
누설이 발생한 경우에는 채널 분석 제어기(150)가 디스플레이(140)에 누설 알람을 디스플레이한다(S109).
한편, 전압 센서(110)는 태양광 모듈 스트링(10)의 PV 전압을 상시 측정한다(S103).
다음으로, 캐리어 발생기(120)가 전력 선로(power line)에 최대 전압 20 Vac 및 최대 전류 20 mA를 갖는 30 Hz의 정현파 캐리어(carrier)를 발생한다(S104).
이때, 제어기(170)는 캐리어 발생기(120)가 정현파 캐리어를 발생하는 동안 계전기(160)가 절연저항 측정 센서(130)를 채널 분석 제어기(150)에 연결하도록 제어한다(S105).
다음으로, 절연저항 측정 센서(130)는 전력 선로(power line)와 접지(earthing) 간에 발생하는 절연저항(insulation resistance)을 측정한다(S106).
다음으로, 채널 분석 제어기(150)가 절연저항 측정 센서(130)에서 측정된 절연저항을 디스플레이(140)에 표시한다(S107).
이때, 채널 분석 제어기(150)가 전압 센서(110)의 전압이나 정현파의 전압, 주파수 등을 고려하여 절연저항의 정상 임계 범위를 판단하고, 앞서 측정된 절연저항이 정상 임계 범위를 벗어나는지 판단한다(S108).
이때, 정상 임계 범위를 벗어나는 경우, 채널 분석 제어기(150)는 디스플레이(140)에 알람을 표시한다(S109).
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 태양광 모듈 스트링
20: 실부하
110: 전압 센서
120: 캐리어 발생기
130: 절연저항 측정 센서
140: 디스플레이
150: 채널 분석 제어기
160: 계전기
170: 제어기
180 : 전류 센서

Claims (6)

  1. 태양광 모듈 스트링(sunlight module string)과 연결된 태양광 발전 접속반에 구비되는 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템에 있어서,
    상기 태양광 모듈 스트링의 PV 전압을 상시 측정하는 전압 센서;
    상기 태양광 모듈 스트링으로부터 실부하로 각각 연결되는 전력 선로(power line)와 접지(earthing) 간에 발생하는 절연저항(insulation resistance)을 측정하기 위해 상기 전력 선로에 최대 전압 20 Vac 및 최대 전류 20 mA를 갖는 30 Hz의 정현파 캐리어(carrier)를 발생하는 캐리어 발생기;
    상기 태양광 모듈 스트링으로부터 실부하로 각각 연결되는 전력 선로(power line)와 접지(earthing) 간에 발생하는 절연저항(insulation resistance)을 측정하는 절연저항 측정 센서;
    상기 절연저항 측정 센서에서 측정된 절연저항을 표시하는 디스플레이;
    상기 캐리어 발생기에 의해 정현파 캐리어가 발생하는 동안 상기 절연저항 측정 센서에서 측정된 절연저항을 분석하여 상기 디스플레이에 표시하는 채널 분석 제어기;
    상기 절연저항 측정 센서를 채널 분석 제어기에 연결하는 계전기(relay);
    상기 캐리어 발생기가 소정 주기로 정현파 캐리어를 발생하도록 제어하고, 상기 캐리어 발생기가 정현파 캐리어를 발생하는 동안 상기 계전기가 상기 절연저항 측정 센서를 채널 분석 제어기에 연결하도록 제어하는 제어기를 포함하는 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 절연저항 측정 센서에서 1초 간격으로 측정된 절연저항을 분석하도록 상기 계전기를 제어하고, 상기 절연 저항 측정 센서의 측정이 완료되면 누전을 방지하기 위하여 상기 캐리어 발생기가 소정 임계치 이상의 임피던스(impedance)를 유지하도록 제어하며,
    상기 채널 분석 제어기는,
    상기 절연저항 측정 센서에서 측정된 절연저항이 미리 정해진 임계 범위를 벗어나는 경우 상기 디스플레이에 알람(alarm)을 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 채널 분석 제어기는,
    상기 절연저항 측정 센서에서 측정된 절연저항을 모드버스(modbus) 프로토콜을 통해 상기 디스플레이로 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 절연저항 측정 센서는,
    상기 선로와 대지 접지 간 연결된 상기 태양광 발전 접속반의 금속 케이스 간의 절연저항을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 태양광 모듈 스트링으로부터 실부하로 각각 연결되는 전력 선로의 누설 전류를 상시 측정하는 전류 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 채널 분석 제어기는,
    상기 전류 센서에서 측정된 누설 전류가 미리 정해진 임계 범위를 벗어나는 경우 상기 디스플레이에 알람(alarm)을 표시하도록 구성되며,
    상기 제어기는,
    상기 누설 전류 또는 절연저항의 값에 따라 사용자 단말에 경보를 디스플레이하거나 또는 사이렌을 통해 경보를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 스트링의 절연저항 감시 시스템.
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