KR101609148B1

KR101609148B1 - 배전선로의 분산전원 제어장치

Info

Publication number: KR101609148B1
Application number: KR1020150162851A
Authority: KR
Inventors: 이상호
Original assignee: 주식회사 신광기술사
Priority date: 2015-11-19
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2016-04-05

Abstract

본 발명은 배전선로의 분산전원 제어장치에 관한 것으로, 저장부, 센싱부, 조류계산부, 분산전원 제어부를 가지는 분산전원 제어장치를 구비하여 분산전원의 출력을 적절히 제어하여, 배전선로의 전압을 규정전압 허용범위 내로 유지하며, 분산전원의 효율 및 전력계통의 효율을 증가시킬 수 있도록 함과 아울러 제1 차단수단 및 제2 차단수단을 구비하여 제어장치의 기능고장으로 인하여 멀티탭에 연결되어 있는 전기기기에 인가되는 전압이 규정전압보다 높게 되는 경우 멀티탭에 설치되어 있는 메인스위치 및 개별스위치를 강제로 「오프」시키고, 최종적으로는 멀티탭에 연결되어 있는 전기기기의 코드플럭을 강제로 분리시킴으로써 규정전압보다 높은 전압에 의한 전기기기의 고장 및 파손을 확실하게 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

배전선로의 분산전원 제어장치{Decentralized power control apparatus of distribution power line}

본 발명은 배전선로의 분산전원 제어장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 분산전원의 출력을 적절히 제어하여, 배전선로의 전압을 규정전압 허용범위 내로 유지하며, 분산전원의 효율 및 전력계통의 효율을 증가시킬 수 있도록 함과 아울러 제어장치의 기능고장으로 인하여 멀티탭에 연결되어 있는 전기기기에 인가되는 전압이 규정전압보다 높게 되는 경우 멀티탭에 설치되어 있는 메인스위치 및 개별스위치를 강제로 「오프」시키고, 최종적으로는 멀티탭에 연결되어 있는 전기기기의 코드플럭을 강제로 분리시킴으로써 규정전압보다 높은 전압에 의한 전기기기의 고장 및 파손을 확실하게 방지할 수 있도록 하는 배전선로의 분산전원 제어장치에 관한 것이다.

전력 수요가 급격히 증가하는 경우 기존의 수력, 화력, 원자력 발전과 같은 집중형 발전 시스템으로는 전력 수요에 빠르고 효율적으로 대처하기 어려울 뿐만 아니라 환경오염에 대한 문제가 있다.

따라서 최근에는 신재생에너지를 기반으로 하는 분산전원 시스템의 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 널리 보급 및 사용되고 있다.

배전계통의 분산전원은 에너지 실수요자 근처 혹은 건물 내부에 태양광발전, 연료전지발전, 풍력발전 등의 발전 설비를 설치하여 에너지 송신과 송배전 설비를 줄이기 위한 것이다.

또한 현재에는 통신기술의 발전에 따라 원격 자동운전 등을 통해 경제성이 있는 규모로도 분산전원이 구현되고 있다.

이러한 분산전원이 배전계통에 다수개 설치되어 분산전원 출력을 배전계통으로 송출하게 되면, 배전계통은 분산전원의 발전량에 따라 전압 등이 변동하게 된다. 특히 다수의 대용량 분산전원이 하나의 배전선로에 연계되어 운전되면, 배전선로의 전압이 배전선로의 규정운전전압의 범위를 벗어날 수 있으며, 이로 인하여 배전선로에서 전기를 공급받는 각 전력 수요자의 전기기기들의 파손을 초래할 염려가 있다.

종래 배전선로의 분산전원 제어장치와 관련한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1127672호(2012.03.09. 등록)(이하, '선행기술'이라 함)는 분산전원을 포함하는 특정 모선의 규정전압 및 규정전압 허용범위에 대한 정보를 저장하고 있는 저장부; 특정 모선의 전압, 분산전원의 배전계통에 대한 연계점 및 배전선로의 전압 및 전류를 센싱하는 센싱부; 특정 모선의 전압이 규정전압 허용범위를 벗어나는 경우, 센싱부에서 센싱된 전압 및 전류의 데이터를 바탕으로 특정 모선의 전압이 규정전압 허용범위 내로 유지되도록 하는, 특정 모선에 대한 분산전원의 출력한계값을 계산하는 조류계산부; 조류계산부에 의하여 계산된 출력한계값보다 분산전원의 출력값이 작아지도록 분산전원을 제어하는 분산전원 제어부를 포함하여, 분산전원 제어 장치는 분산전원의 출력을 적절히 제어하여, 배전선로의 전압을 규정전압 허용범위 내로 유지하며, 분산전원의 효율 및 전력계통의 효율을 증가시킨 분산전원 제어장치를 개시하고 있다.

한편, 각종 전기기기들을 사용함에 있어서는 건물의 벽면에 설치된 매설 콘센트에 코드플럭을 연결하여 전원을 인가받는 경우도 있으나 매설 콘센트의 개수가 사용하는 전기기기의 개수보다 적기 때문에 부득이 복수개의 코드플럭을 연결할 수 있는 멀티탭을 사용하게 된다.

그러나 상기 선행기술은 분산전원 제어 장치는 분산전원의 출력을 적절히 제어하여, 배전선로의 전압을 규정전압 허용범위 내로 유지하며, 분산전원의 효율 및 전력계통의 효율을 증가시키도록 하고 있으나, 분산전원 제어장치의 기능고장으로 인하여 최종 전기기기에 인가되는 전압이 규정전압보다 높게 되는 경우 전기기기들의 고장 및 파손을 막을 방법이 없다는 문제점이 있다.

따라서 분산전원 제어장치의 기능고장으로 인하여 멀티탭에 연결되어 있는 최종 전기기기에 인가되는 전압이 규정전압보다 높게 되는 경우 멀티탭에 설치되어 있는 메인스위치 및 개별스위치를 강제로 「오프」시키고, 최종적으로는 멀티탭에 연결되어 있는 전기기기의 코드플럭을 강제로 분리시킴으로써 규정전압보다 높은 전압에 의한 전기기기의 고장 및 파손을 확실하게 방지할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1127672호(2012.03.09. 등록) "분산전원 제어장치 및 방법"

따라서 본 발명의 목적은 분산전원의 출력을 적절히 제어하여, 배전선로의 전압을 규정전압 허용범위 내로 유지하며, 분산전원의 효율 및 전력계통의 효율을 증가시킬 수 있도록 함과 아울러 제어장치의 기능고장으로 인하여 멀티탭에 연결되어 있는 전기기기에 인가되는 전압이 규정전압보다 높게 되는 경우 멀티탭에 설치되어 있는 메인스위치 및 개별스위치를 강제로 「오프」시키고, 최종적으로는 멀티탭에 연결되어 있는 전기기기의 코드플럭을 강제로 분리시킴으로써 규정전압보다 높은 전압에 의한 전기기기의 고장 및 파손을 확실하게 방지할 수 있도록 하는 배전선로의 분산전원 제어장치를 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 복수개의 분산전원 각각을 포함하는 복수개의 특정 모선의 규정전압 및 규정전압 허용범위에 대한 정보를 저장하고 있는 저장부; 상기 복수개의 특정 모선의 전압, 상기 복수개의 분산전원의 배전계통에 대한 연계점 및 상기 복수개의 분산전원이 연계된 배전선로의 전압 및 전류를 센싱하는 센싱부; 상기 특정 모선의 전압이 상기 규정전압 허용범위를 벗어나는 경우, 상기 센싱부에서 센싱된 전압 및 전류의 데이터를 바탕으로 상기 특정 모선의 전압이 상기 규정전압 허용범위 내로 유지되도록 하는 상기 특정 모선에 대한 상기 분산전원의 출력한계값을 계산하며, 상기 출력한계값을 상기 배전선로의 인입부의 전압값 및 상기 복수개의 특정 모선 각각의 전압값, 상기 배전선로의 인입부와 상기 복수개의 특정 모선 사이의 선로의 임피던스값, 상기 복수개의 특정 모선 각각의 소모 전력값, 상기 복수개의 분산전원 각각의 발생 전력값을 바탕으로 하고 계산하는 조류계산부; 상기 조류계산부에 의하여 계산된 상기 출력한계값보다 상기 분산전원의 출력값이 작아지도록 상기 분산전원을 제어하며, 상기 분산전원의 역률을 1로 하여 제어하는 분산전원 제어부를 포함하며, 상면에 형성되어 전기기기의 코드플럭의 코드플럭본체가 삽입되는 복수개의 플럭수납홈과 상기 복수개의 플럭수납홈의 바닥면에 형성되어 코드플럭의 플럭단자가 삽입되는 플럭단자 삽입공이 구비된 멀티탭 본체와, 배전선로에 연결되며 상기 멀티탭 본체의 후단을 통하여 멀티탭 본체의 내부로 삽입되는 입력코드와, 상기 멀티탭 본체 내에 설치되며 상기 입력코드에 전기적으로 연결되며 상기 플럭단자 삽입공의 하부 위치에 플럭단자가 접속되는 플럭단자 접속부를 가지는 한 쌍의 플럭접속단자를 포함하는 멀티탭을 배전선로에 연결하여 전기기기의 코드플럭을 멀티탭에 연결하고, 상기 멀티탭 본체 내부에 설치되어 상기 플럭접속단자와 상기 입력코드 사이에 접속되며 스위칭레버가 상기 멀티탭 본체의 상면을 관통하여 상부로 연장되는 스위치와, 상기 입력코드에 설치되어 입력되는 전압을 감지하는 전압감지센서와, 상기 멀티탭 본체의 상면에 설치되어 상기 스위칭레버에 연결되는 스위칭 작동봉가 구비된 스위칭 솔레노이드와, 상기 전압감지센서의 감지신호에 따라 상기 스위칭 솔레노이드를 제어하는 스위칭 제어부 및, 상기 전압감지센서, 스위칭 솔레노이드 및 스위칭 제어부에 전원을 공급하기 위한 배터리를 포함하는 제1 차단수단; 및 상기 복수개의 플럭수납홈의 바닥 중앙과 절연판에 형성된 관통공을 통해 승강 가능하게 설치되는 이젝팅핀과, 상기 이젝팅핀을 상단이 상기 관통공에 일치하는 위치로 하강시키는 복귀스프링과, 상기 이젝팅핀의 하부에 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며 후방이 낮고 전방이 높은 경사캠면과 상기 경사캠면의 후방에 연결 형성되는 하단수평면과 상기 경사캠면의 전방에 연결 형성되는 상단수평편을 가지는 이젝팅캠면이 구비된 이젝팅캠과, 상기 이젝팅캠의 후단면에 결합되는 이젝팅 작동봉이 구비되어 상기 이젝팅캠면을 전후방향으로 작동시키는 이젝팅 솔레노이드와, 상기 전압감지센서의 감지신호에 따라 상기 이젝팅 솔레노이드를 제어하는 이젝팅 제어부를 포함하는 제2 차단수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배전선로의 분산전원 제어장치를 제공한다.

본 발명의 배전선로의 분산전원 제어장치에 의하면 분산전원이 배전계통에 다수개 연계되어 있을 때, 분산전원의 출력을 적절히 제어하여, 배전선로의 전압을 규정전압 허용범위 내로 유지할 수 있고, 배전선로에서 전기를 공급받는 각 세대의 전기기기들의 파손 위험성이 줄어든다.

또한 본 발명의 배전선로의 분산전원 제어장치에 의하면 배전계통에 연계된 일부 분산전원의 정지 없이, 배전선로의 전압을 규정전압 허용범위 내로 유지할 수 있다. 따라서 배전선로의 안정적인 전압을 보장하면서, 하나의 배전계통에 연계된 다수개의 분산전원이 지속적으로 출력 가능하여, 전체적인 분산전원의 효율이 좋아진다.

또한 본 발명의 배전선로의 분산전원 제어장치에 의하면 일부 접점에서의 배전선로 상황을 고려하여 분산전원을 제어하는 것이 아니라 배전선로 전체의 상태를 고려하여 분산전원을 제어하여, 전체적인 전력계통의 효율을 증가시킬 수 있다.

또한 본 발명의 배전선로의 분산전원 제어장치에 의하면 분산전원 제어장치에 의하여 분산전원을 제어하였음에도 불구하고, 배전선로에 연결된 입력코드를 통해 입력되는 전압이 규정전압 허용범위를 벗어나서 과전압이 걸리는 경우, 멀티탭에 설치된 스위치를 「오프」시킴으로써 입력전류를 차단함으로써 멀티탭에 연결된 전기기기에 과전압이 걸리는 일이 없게 되어 전기기기를 보호할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 배전선로의 분산전원 제어장치에 의하면 상술한 분산전원 제어장치에 의하여 분산전원을 제어하였음에도 불구하고, 배전선로에 연결된 입력코드를 통해 입력되는 전압이 규정전압 허용범위를 벗어나서 과전압이 걸리는 경우, 멀티탭에 연결된 전기기기의 코드플럭을 분리함으로써 전기기기에 과전압이 걸리는 일이 없게 되어 전기기기를 보호할 수 있게 된다.

결국, 분산전원 시스템을 보다 안전하게 제어하여 전기기기의 파손을 2중 3중으로 확실하게 방지할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 7은 본 발명에 의한 배전선로의 분산전원 제어장치의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 본 발명에 의한 배전선로의 분산전원 제어장치가 적용된 배전계통을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 의한 배전선로의 분산전원 제어장치의 출력한계값을 도출하는 방법에 대한 설명을 위한 도면,
도 3은 본 발명에 의한 배전선로의 분산전원 제어장치를 설명하기 위한 흐름도,
도 4는 배전선로에 전기기기를 연결하기 위한 멀티탭을 보인 사시도,
도 5는 멀티탭과 제1 차단수단 및 제2 차단수단을 보인 분해 사시도,
도 6은 제1 차단수단의 기능블록도,
도 7은 제2 차단수단의 기능블록도이다.

이하, 본 발명에 의한 배전선로의 분산전원 제어장치를 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

이하의 설명에서 각 구성요소간의 결합, 장착 등은 나사체결방식으로 이루어질 수 있는바, 이에 대한 도시 및 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 분산전원 제어 장치가 적용된 배선계통을 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명에 따른 분산전원 제어 장치의 출력한계값을 도출하는 방법에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 배전선로의 분산전원 제어장치(100)는 저장부(110), 센싱부(120), 조류계산부(130) 및 분산전원 제어부(140)를 포함한다.

상기 분산전원 제어장치(100)는 복수개의 분산전원이 하나의 배전계통에 연계되어 있을 때 복수개의 분산전원을 제어할 수 있도록 구성된다.

이하에서는 변전소(11), 차단기(12), 제1 개폐기(13), 제2 개폐기(14), 제3 개폐기(15), 제4 개폐기(16) 및 제5 개폐기(17)를 포함하여 구성되는 배전계통(10)에 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)이 연계된 구성에 대한 본 발명의 배전선로의 분산전원 제어장치(100)의 동작 및 구성에 대하여 설명한다.

도 2는 도 1의 배전계통(10) 및 제 1 내지 제 4 분산전원(21, 22, 23, 24)을 배전선로 인입부 측의 모선(bus0), 제 1 분산 전원(21) 및 특정 제 1 부하(31)를 포함하는 제 1 모선(bus1), 제 2 분산 전원(22) 및 특정 제 2 부하(32)를 포함하는 제2 모선(bus2), 제 3 분산 전원(23) 및 특정 제 3 부하(33)를 포함하는 제 3 모선(bus3), 제 4 분산 전원(24) 및 특정 제 4 부하(34)를 포함하는 제 4 모선(bus4)으로 정의하여 재구성한 도면이다.

상기 저장부(110)는 각각 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)을 포함하는 제1 내지 제4 모선(bus1, bus2, bus3, bus4)의 각각의 규정전압 및 규정전압 허용범위에 대한정보를 저장하고 있다.

여기서 규정전압 허용범위는 규정전압의 0.95 배 내지 1.05 배일 수 있다.

상기 센싱부(120)는 배전선로 인입부측 모선(bus0)의 전압(V0) 및 제1 내지 제4 모선(bus1, bus2, bus3, bus4)의 전압(V1, V2, V3, V4)을 센싱한다. 그리고 센싱부(120)는 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)의 배전계통에 대한 연계점 및 배전선로의 전압 및 전류를 센싱한다. 또한 센싱부(120)는 센싱된 전압 및 전류의 정보와 시스템상 기 입력되어 있는 선종과 긍장의 정보를 이용하여 배전계통의 각 구간 즉, 제1 내지 제4 선로(31, 42, 43, 44)의 임피던스(R1+jX1, R2+jX2, R3+jX3, R4+jX4) 및 제1 내지 제4 모선(bus1, bus2, bus3, bus4)의 전압(V1, V2, V3, V4)을 도출할 수 있다.

상기 조류계산부(130)는 제1 내지 제4 모선(bus1, bus2, bus3, bus4)의 전압(V1, V2, V3, V4) 중 적어도 한 전압이 저장부(110)의 규정전압 허용범위를 벗어난 경우, 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)의 출력한계값을 계산한다.

이러한 출력한계값은 센싱부(120)에서 센싱된 전압 및 전류의 데이터를 바탕으로 제1 내지 제4 모선(bus1, bus2, bus3, bus4)의 전압(V1, V2, V3, V4)이 규정전압 허용범위 내로 유지되도록 하는 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)의 출력값이다.

또한 상기 조류계산부(130)는 배전선로 인입부의 전압(V0), 제1 내지 제4 모선(bus1, bus2, bus3, bus4)의 전압(V1, V2, V3, V4), 제1 내지 제4 선로(31, 42, 43, 44)의 임피던스(R1+jX1, R2+jX2, R3+jX3, R4+jX4), 제1 내지 제4 부하(31, 32, 33, 34)에 의한 제1 내지 제4 모선(bus1, bus2, bus3, bus4)의 소모 전력(PL1+jQL1, PL2+jQL2, PL3+jQL3, PL4+jQL4), 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)의 발생 전력(Pg1+Qg1, Pg2+Qg2, Pg3+Qg3, Pg4+Qg4)을 바탕으로 출력한계값을 계산한다.

이러한 출력한계값을 도출하는 구체적인 방법은 다음과 같다. 먼저, 제1 모선(bus1)의 전압(V1)을 배전선로 인입부 모선(bus0)의 전압(V0), 제1 선로(31)의 임피던스(R1+jX1), 제1 모선(bus1)의 소모 전력(PL1+jQL1) 및 제1 모선(bus1)의 발생 전력(Pg1+Qg1)으로 다음의 수학식1과 같이 표현된다.

수학식 1

이는 다음의 수학식 2의 수학식 3으로의 변환 정리를 통해 도출된다.

수학식 2

수학식 3

여기서, 제1 분산전원(21)이 발생시키는 유효 전력(Pg1)을 제1 분산전원(21)의 정격 출력(Pr)에 대한 식으로 나타내면 다음의 수학식 4와 같다.

수학식 4

또한 수학식 1에서 배전선로 입입부 모선(bus0) 및 제1 모선(bus1)의 전압을 p.u.(per unit)으로 나타내고 제1 모선(bus1)의 전압(V0)을 1로 두면, 다음 수학식 5와 같이 정리된다.

수학식 5

상기 수학식 5와 같이 배전선로 말단 즉, 제4 모선(bus4)에서의 전압(V4)을 표현하면 다음의 수학식 6과 같다.

수학식 6

이때, 수학식 6에서 V4의 전압은 규정전압 허용범위가 규정전압의 0.95 배 내지 1.05 배인 것을 고려하고, 여유율로서 1%를 잡아,

로 정의하여 α값을 계산할 수 있다. 그리고 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)의 역률을 1로 제어한다면, 무효전력을 0으로 두고, 다음 수학식 7과 같이 식을 정리하여 최적의

값을 계산할 수 있다.

수학식 7

출력한계값은 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)의 정격출력에 상기의 식을 통해 구한 α값을 곱한 값이 된다.

분산전원 제어부(140)는 조류계산부(130)에 의하여 계산된 출력한계값보다 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)의 출력값이 작아지도록 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)을 제어한다. 또한 분산전원 제어부(140)는 제1 내지 제4 분산전원(21, 22, 23, 24)의 역률을 1로 제어할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 배전선로의 분산전원 제어장치에 의한 제어 과정에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 배전선로의 분산전원 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 의한 배전선로의 분산전원 제어장치에 의하여 분산전원을 제어함에 있어서는 먼저, 분산전원을 포함하는 특정 모선의 규정전압 및 규정전압 허용범위에 대한 정보를 저장한다.

이때, 규정전압 허용범위는 규정전압의 0.95 배 내지 1.05 배일 수 있다. 그리고 하나의 배전계통에 있어서 배전소 및 분산전원이 전력 공급을 시작하게 된다(S110).

또한 상기 특정 모선의 전압, 상기 분산전원의 배전계통에 대한 연계점 및 배전선로의 전압 및 전류를 센싱한다(S120).

또한 상기 특정 모선의 전압이 규정전압 허용범위 내에 속하는지를 판단한다(S130). 즉, 특정 모선의 전압(Vi)이 정격전압(Vr)의 0.95 배 내지 1.05 배에 해당하는지를 판단한다.

단계(S130)의 판단 결과, 특정 모선의 전압이 규정전압 허용범위 내에 속하는 것으로 판단하면, 특별히 출력한계값에 대한 계산 없이 배전선로를 그대로 유지한다.

반면, 단계(S130)의 판단 결과, 특정 모선의 전압이 규정전압 허용범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우, 단계(S120)를 통해 센싱된 전압 및 전류의 데이터를 바탕으로 상기 특정 모선의 전압이 규정전압 허용범위 내로 유지되도록 하는 출력한계값을 조류계산한다(S140).

여기서 조류계산은 배전선로의 인입부의 전압값 및 특정 모선의 전압값, 배전선로 인입부의 특정 모선 사이의 선로의 임피던스값, 특정 모선의 소모 전력값, 분산전원의 발생 전력값을 바탕으로 계산될 수 있다.

이때 특정 모선의 전압이 규정전압의 0.96 배 내지 1.04 배의 범위에서 유지되도록 출력한계값을 계산할 수 있다.

단계(S130)를 통해 계산된 출력한계값을 토대로 분산전원의 출력값을 조정한다(S150). 즉, 분산전원의 출력값을 출력한계값 이하가 되도록 분산전원을 제어한다. 이때 분산전원의 역률이 1이 되게 제어될 수 있다.

또한 단계(S130)에서 전력이 계속 공급되는지를 판단하여 본 발명의 배전선로의 분산전원 제어장치에 의한 분산전원의 제어를 계속할지를 결정한다(S160). 단계(S160)를 통해 분산전원에서 전력의 공급이 없는 것으로 판단되는 경우, 분산전원 제어를 종료한다. 반면, 단계(S160)를 통해 분산전원에서 전력이 계속 공급되는 것으로 판단되는 경우 단계(S120)로 돌아가서 배전선로 및 분산전원을 계속적으로 감시하게 된다.

한편, 본 발명에 의한 배전선로의 분산전원 제어장치는 상술한 제어에 의하여 해결되지 않은 위험성을 해소하기 위하여 제1 차단수단(400) 및 제2 차단수단(500)을 더 포함한다.

상기 제1 차단수단(400)과 제2 차단수단(500)은 전기기기의 코드플럭(300)이 연결되는 멀티탭(200)에 구비하는 것이다.

먼저, 멀티탭(200)에 대하여 설명한다.

상면에 형성되어 전기기기의 코드플럭(300)의 코드플럭본체(310)가 삽입되는 복수개의 플럭수납홈(211)과 상기 복수개의 플럭수납홈(211)의 바닥면에 형성되어 코드플럭(300)의 플럭단자(320)가 삽입되는 플럭단자 삽입공(212)이 구비된 멀티탭 본체(210)와, 배전선로에 연결되며 상기 멀티탭 본체(210)의 후단을 통하여 멀티탭 본체(210)의 내부로 삽입되는 입력코드(220)와, 상기 멀티탭 본체(210) 내에 설치되며 상기 입력코드(220)에 전기적으로 연결되며 상기 플럭단자 삽입공(212)의 하부 위치에 플럭단자(320)가 접속되는 플럭단자 접속부(231)를 가지는 한 쌍의 플럭접속단자(230)를 포함하여 구성된다.

상기 멀티탭 본체(210)는 하면이 개방된 상부본체(210A)와 상면이 개방된 하부본체(210B)에 의하여 내부에 공간부가 형성되는 형태로 구성된다.

상기 상부본체(210A)와 하부본체(210B)는 스크루 결합방식 또는 어느 한 쪽에 형성되는 결합핀과 다른 쪽에 형성되는 결합보스의 결합방식에 의하여 결합될 수 있다.

상기 입력코드(220)는 두개의 전선(221, 222)을 가지는 피복전선이 사용되며, 상부본체(210A)와 하부본체(210B)의 후단부에 형성된 코드부싱부(213, 214)에 의하여 지지되도록 설치된다.

상기 플럭접속단자(230)는 절연판(240)을 통하여 상기 플럭수납홈(211)의 하면에 설치되며, 일측 단자(230A)의 후단은 상기 입력코드(220)의 일측 전선(221)에 접속되고, 타측 단자(230A)의 후단은 후술하는 스위치(410)를 통해 입력코드(220)의 타측 전선(222)에 접속된다.

플럭접속단자(230)는 동판을 프레스 가공에 의하여 절취 및 절곡하는 것에 의하여 상기 플럭단자 접속부(231)가 형성되도록 제작할 수 있다.

상기 절연판(240)은 상기 플럭접속단자(230)가 멀티탭 본체(210)에 직접 접촉하는 것을 방지하여 감전을 방지하기 위한 것이다.

상기 코드플럭(300)은 코드전선(330)이 구비되어 배전선로에 연결된다. 상기 코드전선(330)은 배전선로에 직접 접속될 수 있으며, 또는 코드전선(330)에 플럭(미도시)을 연결하고 배전선로에 콘센트 또는 멀티탭(미도시)을 설치하여 플럭을 콘센트 또는 멀티탭에 연결할 수 있다.

상기 제1 차단수단(400)은 상기 멀티탭 본체(210) 내부에 설치되어 상기 플럭접속단자(230)와 상기 입력코드(220) 사이에 접속되며 스위칭레버(411)가 상기 멀티탭 본체(210)의 상면을 관통하여 상부로 연장되는 스위치(410)와, 상기 입력코드(220)에 설치되어 입력되는 전압을 감지하는 전압감지센서(420)와, 상기 멀티탭 본체(210)의 상면에 설치되어 상기 스위칭레버(411)에 연결되는 스위칭 작동봉(431)이 구비된 스위칭 솔레노이드(430)와, 상기 전압감지센서(420)의 감지신호에 따라 상기 스위칭 솔레노이드(430)를 제어하는 스위칭 제어부(440) 및, 상기 전압감지센서(420), 스위칭 솔레노이드(430) 및 스위칭 제어부(440)에 전원을 공급하기 위한 배터리(BAT)를 포함하여 구성된다.

상기 스위치(410)는 통상적인 슬라이드 스위치 또는 토글스위치 등을 사용할 수 있으며, 상기 한 쌍의 플럭접속단자(230)에 각각 연결되는 전원단자(412, 413)와 스위칭 동작을 위한 스위칭단자(414)가 구비된다.

상기 전압감지센서(420)는 상기 입력코드(220)를 통해 입력되는 전압을 감지하는 것이다.

상기 스위칭 솔레노이드(430)는 전원이 인가되지 않은 상태에서는 자체 내장된 스프링(미도시)에 의하여 작동봉(431)이 상기 스위치(410)가 「온」 상태로 되도록 하는 방향으로 후퇴하며, 전원이 인가된 상태에서는 자체 내장된 코일과 가동자(미도시)의 작용에 의하여 스위칭 작동봉(431)이 상기 스위치(410)가 「오프」 상태로 되도록 하는 방향으로 전진하도록 구성된 것을 사용한다.

상기 스위칭 솔레노이드(430)의 스위칭 작동봉(431)은 연결레버(432)를 통하여 상기 스위치(410)의 스위칭레버(411)에 연결된다.

상기 스위칭 제어부(440)는 상기 전압감지센서(420)의 감지신호에 따라 입력코드(220)를 통해 입력되는 전압이 상술한 허용범위 중 상한범위보다 높을 경우 스위칭 솔레노이드(430)가 스위치(410)의 「오프」 방향으로 작동하도록 제어하고, 입력코드(220)를 통해 입력되는 전압이 상술한 허용범위 내에 있을 경우에는 스위칭 솔레노이드(430)가 스위치(410)의 「온」 방향으로 작동하도록 제어한다.

따라서 상술한 분산전원 제어장치(100)에 의하여 분산전원을 제어하였음에도 불구하고, 배전선로에 연결된 입력코드(220)를 통해 입력되는 전압이 규정전압 허용범위를 벗어나서 과전압이 걸리는 경우, 멀티탭(200)에 설치된 스위치(410)를 「오프」시킴으로써 입력전류를 차단함으로써 멀티탭(200)에 연결된 전기기기에 과전압이 걸리는 일이 없게 되어 전기기기를 보호할 수 있게 된다.

상기 스위칭 솔레노이드(430), 스위칭 제어부(440), 이젝팅 제어부(550) 및 배터리(BAT)는 상기 멀티탭 본체(310)의 상면에 착탈 가능하게 결합되는 보조커버(CVR)에 의하여 보호될 수 있다.

상기 제2 차단수단(500)은 상기 복수개의 플럭수납홈(211)의 바닥 중앙과 절연판(240)에 형성된 관통공(511, 512)을 통해 승강 가능하게 설치되는 이젝팅핀(510)과, 상기 이젝팅핀(510)을 상단이 상기 관통공(511)에 일치하는 위치로 하강시키는 복귀스프링(520)과, 상기 이젝팅핀(510)의 하부에 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며 후방이 낮고 전방이 높은 경사캠면(532)과 상기 경사캠면(532)의 후방에 연결 형성되는 하단수평면(533)과 상기 경사캠면(532)의 전방에 연결 형성되는 상단수평면(534)을 가지는 이젝팅캠면(531)이 구비된 이젝팅캠(530)과, 상기 이젝팅캠(530)의 후단면에 결합되는 이젝팅 작동봉(541)이 구비되어 상기 이젝팅캠면(531)을 전후방향으로 작동시키는 이젝팅 솔레노이드(540)와, 상기 전압감지센서(420)의 감지신호에 따라 상기 이젝팅 솔레노이드(540)를 제어하는 이젝팅 제어부(550)를 포함하여 구성된다.

상기 이젝팅핀(510)은 상기 플럭접속단자(230)를 구성하는 양측 단자(230A, 230B) 사이에서 승강 작동하는 것으로 플럭접속단자(230)와 직접 접촉하지 않게 되므로 금속재질로 구성할 수도 있으나, 혹시나 발생할 수 있는 누전 및 감전을 방지하기 위하여 합성수지 등의 절연재질로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 복귀스프링(520)은 압축코일스프링이 사용된다. 상기 복귀스프링(520)이 위치이탈하지 않도록 하기 위하여 상기 절연판(240)의 하면에는 상기 관통공(512)과 동심을 이루는 스프링하우징(521)을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 복귀스프링(520)은 상단이 상기 절연판(240)의 하면에 걸리고 하단이 상기 이젝팅핀(510)의 중단부에 형성된 스프링받이(513)에 걸리도록 설치된다.

상기 이젝팅캠(530)의 양측에는 이젝팅핀(510)이 좌우로 이탈하는 것을 방지하기 위한 가아드판(535)이 형성된다.

상기 이젝팅캠(530)도 금속재질로 구성할 수 있으나 혹시 발생할 수도 있는 감전사고를 방지하기 위하여 합성수지 등의 절연재질로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 이젝팅 솔레노이드(540)는 전원이 인가되지 않은 상태에서는 이젝팅 작동봉(541)이 자체 내장된 스프링(미도시)에 의하여 전진하여 이젝팅 작동봉(541)이 이젝팅캠(535)의 하단수평면(533)이 이젝팅핀(510)의 직하방에 위치하게 하여 이젝팅핀(510)이 복귀스프링(520)에 의하여 하강한 상태를 유지할 수 있도록 하고, 전원이 인가된 상태에서는 자체 내장된 코일과 가동자(미도시)의 작용에 의하여 후퇴하여 이젝팅 작동봉(541)이 상단수평면(534)이 후퇴하여 이젝팅핀(510)의 직하방에 위치하게 하도록 작동하는 것을 사용한다.

상기 제2 차단수단(500)은 입력코드(220)를 통해 입력되는 전압을 감지하는 전압감지센서(420)와 전원을 공급하기 위한 배터리(BAT)를 상기 제1 차단수단(400)과 공유할 수 있도록 구성된다.

상기 이젝팅 제어부(550)는 상기 전압감지센서(420)의 감지신호에 따라 입력코드(220)를 통해 입력되는 전압이 상술한 허용범위 중 상한범위보다 높을 경우 이젝팅 솔레노이드(540)에 전원을 인가하여 이젝팅 작동봉(541)이 후퇴하도록 제어하고, 입력코드(220)를 통해 입력되는 전압이 상술한 허용범위 내에 있을 경우에는 이젝팅 솔레노이드(540)에 대한 전원을 차단하여 이젝팅 작동봉(541)이 전진하도록 제어한다.

이젝팅 제어부(550)에 의하여 이젝팅 솔레노이드(540)의 이젝팅 작동봉(541)이 후퇴하면, 이젝팅캠(530)이 후퇴하게 되고, 하단수평면(533)에 접촉하고 있던 이젝팅핀(510)의 하단이 경사캠면(532)의 캠작용에 의하여 밀려올라가게 되고, 상단이 플럭수납홈(211)에 수납되어 있는 코드플럭(300)의 하면을 밀어올리게 되어 코드플럭 본체(310)가 플럭수납홈(211)에서 방출됨과 동시에 플럭단자(320)가 플럭접속단자(230)에서 이탈됨과 아울러 플럭단자 삽입공(212)에서 방출되어 전기기기에 대한 전원공급을 물리적으로 완전히 차단하게 된다.

따라서 상술한 분산전원 제어장치(100)에 의하여 분산전원을 제어하였음에도 불구하고, 배전선로에 연결된 입력코드(220)를 통해 입력되는 전압이 규정전압 허용범위를 벗어나서 과전압이 걸리는 경우, 멀티탭(200)에 연결된 전기기기의 코드플럭(300)을 분리함으로써 전기기기에 과전압이 걸리는 일이 없게 되어 전기기기를 보호할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100; 분산전원 제어 장치
110; 저장부 120; 센싱부
130; 조류계산부 140; 분산전원 제어부
10; 배전계통 11; 배전소
12; 차단기 13; 제 1 개폐기
14; 제 2 개폐기 15; 제 3 개폐기
16; 제 4 개폐기 17; 제 5 개폐기
21; 제 1 분산전원 22; 제 2 분산전원
23; 제 3 분산전원 24; 제 4 분산전원
31; 제 1 부하 32; 제 2 부하
33; 제 3 부하 34; 제 4 부하
41; 제 1 선로 42; 제 2 선로
43; 제 3 선로 44; 제 4 선로
200 : 멀티탭 300 : 코드플럭
400 : 제1 차단수단 410 : 스위치
420 : 전압감지센서 430 : 스위칭 솔레노이드
440 : 스위칭 제어부 BAT : 배터리
500 : 제2 차단수단 510 : 이젝팅핀
520 : 복귀스프링 530 : 이젝팅캠
540 : 이젝팅 솔레노이드 550 : 이젝팅 제어부

Claims

복수개의 분산전원 각각을 포함하는 복수개의 특정 모선의 규정전압 및 규정전압 허용범위에 대한 정보를 저장하고 있는 저장부; 상기 복수개의 특정 모선의 전압, 상기 복수개의 분산전원의 배전계통에 대한 연계점 및 상기 복수개의 분산전원이 연계된 배전선로의 전압 및 전류를 센싱하는 센싱부; 상기 특정 모선의 전압이 상기 규정전압 허용범위를 벗어나는 경우, 상기 센싱부에서 센싱된 전압 및 전류의 데이터를 바탕으로 상기 특정 모선의 전압이 상기 규정전압 허용범위 내로 유지되도록 하는 상기 특정 모선에 대한 상기 분산전원의 출력한계값을 계산하며, 상기 출력한계값을 상기 배전선로의 인입부의 전압값 및 상기 복수개의 특정 모선 각각의 전압값, 상기 배전선로의 인입부와 상기 복수개의 특정 모선 사이의 선로의 임피던스값, 상기 복수개의 특정 모선 각각의 소모 전력값, 상기 복수개의 분산전원 각각의 발생 전력값을 바탕으로 하고 계산하는 조류계산부; 상기 조류계산부에 의하여 계산된 상기 출력한계값보다 상기 분산전원의 출력값이 작아지도록 상기 분산전원을 제어하며, 상기 분산전원의 역률을 1로 하여 제어하는 분산전원 제어부를 포함하며,
상면에 형성되어 전기기기의 코드플럭(300)의 코드플럭본체(310)가 삽입되는 복수개의 플럭수납홈(211)과 상기 복수개의 플럭수납홈(211)의 바닥면에 형성되어 코드플럭의 플럭단자(320)가 삽입되는 플럭단자 삽입공(212)이 구비된 멀티탭 본체(210)와, 배전선로에 연결되며 상기 멀티탭 본체(210)의 후단을 통하여 멀티탭 본체의 내부로 삽입되는 입력코드(220)와, 상기 멀티탭 본체(210) 내에서 상기 플럭수납홈(211)의 하면에 절연판(240)을 통하여 설치되며 상기 입력코드에 전기적으로 연결되며 상기 플럭단자 삽입공의 하부 위치에 플럭단자가 접속되는 플럭단자 접속부(231)를 가지는 한 쌍의 플럭접속단자(230)를 포함하는 멀티탭(200)을 배전선로에 연결하여 전기기기의 코드플럭을 멀티탭에 연결하고,
상기 멀티탭 본체(210) 내부에 설치되어 상기 플럭접속단자(230)와 상기 입력코드(220) 사이에 접속되며 스위칭레버(411)가 상기 멀티탭 본체(210)의 상면을 관통하여 상부로 연장되는 스위치(410)와, 상기 입력코드(220)에 설치되어 입력되는 전압을 감지하는 전압감지센서(420)와, 상기 멀티탭 본체(210)의 상면에 설치되어 상기 스위칭레버(411)에 연결되는 스위칭 작동봉(431)이 구비된 스위칭 솔레노이드(430)와, 상기 전압감지센서(420)의 감지신호에 따라 상기 스위칭 솔레노이드(430)를 제어하는 스위칭 제어부(440) 및, 상기 전압감지센서, 스위칭 솔레노이드 및 스위칭 제어부에 전원을 공급하기 위한 배터리(BAT)를 포함하는 제1 차단수단(400); 및
상기 복수개의 플럭수납홈(211)의 바닥 중앙에 형성된 관통공(511)과 절연판(240)에 형성된 관통공(512)을 통해 승강 가능하게 설치되는 이젝팅핀(510)과, 상기 절연판(240)의 하면에 상기 관통공(512)과 동심을 이루도록 형성되는 스프링하우징(521) 내에 위치이탈하지 않도록 설치되어 상기 이젝팅핀(510)을 상단이 상기 관통공(511, 512)에 일치하는 위치로 하강시키는 복귀스프링(520)과, 상기 이젝팅핀(510)의 하부에 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며 후방이 낮고 전방이 높은 경사캠면(532)과 상기 경사캠면(532)의 후방에 연결 형성되는 하단수평면(533)과 상기 경사캠면(532)의 전방에 연결 형성되는 상단수평면(534)을 가지는 복수개의 이젝팅캠면(531) 및, 상기 이젝팅핀(510)이 좌우로 이탈하는 것을 방지하기 위한 가아드판(535)이 구비된 이젝팅캠(530)과, 상기 이젝팅캠(530)의 후단면에 결합되는 이젝팅 작동봉(541)이 구비되어 상기 이젝팅캠(530)을 전후방향으로 작동시키는 이젝팅 솔레노이드(540)와, 상기 전압감지센서(420)의 감지신호에 따라 상기 이젝팅 솔레노이드(540)를 제어하는 이젝팅 제어부(550)를 포함하는 제2 차단수단(500)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배전선로의 분산전원 제어장치.