KR101705965B1 - 이중 표시장치를 구비하는 전력 관리 보호 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 표시장치를 구비하는 디지털 전력관리 보호장치에 관한 것이다. 본 발명의 처리장치는, 전력선의 전류 및 전압을 저전압/소전류로 변환하는 아날로그 입력 처리부(100)와; 이를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 데이터를 프로그램에 의한 연산처리를 행하는 연산부(200)와; 상기 연산부(200)의 결과 및 각종 신호를 입력 받아 프로그램에 의한 제어 로직을 처리하고, 상위 컴퓨터와의 데이터 통신 및 디지털 전력 관리 보호 장치 간의 통신을 처리하는 메인 처리부(300)와; 차단기로부터의 차단기 온/오프 신호 및 수배전부/발전기 제어부의 각종 신호를 수신하여 상기 메인 처리부(300)에서 처리할 수 있도록 전달하는 디지털신호 입력부(400)와; 상기 메인 처리부(300)로부터 출력되는 제어 결과 및 각종 외부신호에 따라서 디지털 전력 관리 보호장치의 동작을 제어하는 디지털 신호를 출력하는 디지털 신호출력부(500)와; 그리고 인터페이스부(600)를 포함한다. 인터페이스부(600)는, 메인처리부(300)에서의 데이터를 디스플레이하기 위한 주 표시장치 및 보조표시장치, 사용자에 의한 입력신호를 받을 수 있는 입력수단, 상기 입력수단에 의한 입력에 기초하여 상기 보조표시장치에서 디스플레이하는 데이터를 제어하는 HMI CPU를 포함한다.

Description

이중 표시장치를 구비하는 전력 관리 보호 장치 {A PROTECTION RELAY WITH DUAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전력 관리 보호 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수배전반 및 발전기 제어반 등에 설치되는 전력 관리 보호 장치에서, 주 표시장치 이외에 전력계통의 계측값과 각종 동작상태 정보를 별도로 표시하는 보조 표시장치를 설치하여, 운용자가 원거리에서도 전력계통의 주요 동작상태의 정보를 정확하고도 즉각적으로 알 수 있도록 하고, 해당 정보에 따라 필요한 조치를 취할 수 있도록 하며, 별도의 동작상태 표시 패널 설치에 따른 불필요한 배선 등의 필요가 없는 전력 관리 보호 장치에 관한 것이다.

발전소에서 발전된 전기는 송전에 적합한 특성을 가진 상태로 바뀌어 송전되고, 송전된 전기는 다시 사용에 적합한 전압, 전류 특성을 가진 상태로 바뀌어 수용가로 공급된다. 수용가에 공급된 전기는 다시 변압을 통해 사용에 적합한 전압으로 변환되어 개별 시설 및 장치에 공급될 수도 있고, 변압을 거치지 않고 개별 부하별로 구분되어 공급될 수도 있다.

수용가에서 사용되는 전기 장치나 전기 설비와 관련하여 전기의 선로별 흐름이나 상태를 조절하거나 측정하고 확인하기 위해 선로 분기점에는 통상 수배전반이 설치되고 운용되고 있으며, 또한 선박 등에서 전력 공급원으로 운용되거나 정전 시 수용가로 전력을 중단없이 공급하기 위해서 운용되는 발전기에도 제어반이 설치되어 있는데, 이러한 수배전반 및 발전기 제어반 등에서 일어나는 각종 고장을 감지하여 보호기능을 수행하고 효율적인 전력 관리를 위해서는 전력 관리 보호장치가 필요하다.

종래의 전력 관리 보호 장치는 수배전반 및 발전기 제어반의 각종 전기량(전압, 전류, 영상전류, 영상전압, 주파수 등)을 감지하고 정상운전시의 값과 비교하여 양적으로나 전기량 상호 간의 위상관계에 대해 미리 설정해 놓은 기준치를 벗어난 경우에 해당 보호대상을 전력원에서 분리시키기 위해 각종 차단기나 개폐기를 동작시키고, 선박에서와 같이 여러 대의 발전기가 동작할 경우에는 각각의 발전기들의 시동(Start) 및 멈춤(Stop), 발전기의 병렬 운전 시 부하 분담, 발전기에 과부하가 걸릴 경우 부하 차단 등의 전력 관리를 위한 제어기능을 수행하는 장치로서, 안정된 전력공급을 위해 대규모 전력을 사용하는 대부분의 공장, 빌딩, 공공건물, 선박 등에는 전력 관리 보호 장치가 탑재된 수배전반 및 발전기 제어반이 설치된다.

이러한 수배전반 또는 발전기 제어반에 설치되는 전력 관리 보호 장치의 내부는 PCB(인쇄회로기판)의 형태로 이루어져 있으며, 이러한 인쇄회로기판에는 마이크로프로세서, ROM 및 RAM 등의 메모리장치, 조작버튼, LED 또는 LCD 등의 표시장치와 같은 많은 디지털 소자들이 장착된다. 수배전반 및 발전기 제어반에 설치하는 전력 관리 보호 장치의 운용자는 계측이나 조작을 위하여 전력 관리 보호 장치의 전면부의 조작 버튼을 통하여 설정 값을 입력하거나 표시장치를 통해 전력 관리 보호 장치에서 획득한 계측값이나 감시 결과 등을 전달 받아 각각의 상태를 표시하게 된다. 이러한 전력 관리 보호 장치는 별도의 신호 케이블 및 터미널을 이용하여 계측값이나 감시값을 전달하게 된다.

최근에는 제품들이 첨단화되면서 다양한 기능이 추가되고, 따라서 제품의 메뉴구성도 여러 단계를 거치고 복잡해지고 있으며 운용자가 원하는 정보를 찾기 위해서는 해당 메뉴들을 완벽히 인지하고 있어야 하며, 특정 동작 발생시에도 해당 메뉴로 찾아 들어가기 위해 여러 단계를 거쳐야 하는 불편함이 있다.

또한 표시 장치로 사용하고 있는 LCD도 대부분 소형의 텍스트 표시형이나 그래픽 표시형의 LCD를 주로 사용하기 때문에 운용자가 원하는 정보를 원거리에서 식별하기에는 많은 불편함이 있었다.

뿐만 아니라 최근에는 LCD 표시장치에 터치기능이 추가됨으로써 LCD표시장치를 운용자가 직접 조작함으로써 열악한 산업현장의 환경에서 LCD 표시장치에 많은 고장이 발생하여 제품을 운용할 수 없게 되거나, 운용중에 LCD 표시장치에 고장이 발생할 경우 전력계통에 이상이 발생하여도 어떤 문제인지 파악하는데 많은 어려움이 발생하고 있다.

이러한 문제점으로 인하여 전력계통에 이상이 발생할 때, 운용자가 이상상태를 인지하고 그에 따른 조치를 행하는데에 많은 시간이 소요될 수 있으며, 최악의 경우 전력계통에 정전과 같은 문제가 야기된다는 문제점을 가지고 있다.

한편, 이러한 불편함을 해소하기 위하여 종전에는 동작상태를 표시하는 패널을 별도로 두도록 함으로써 해당 패널에 별도의 표시장치를 설치하고 배선을 해야 하므로, 배선이 복잡해질 뿐만 아니라 설치 비용도 상승하는 문제점이 있다.

또한 해당 동작상태 표시 패널은 최초 설치시에 표시기능이 고정되거나 또는 한정되어 있어서 운용도중 변동사항이 발생하여도 표시기능의 변경에 막대한 비용과 시간이 투입되어 시스템 운용에 많은 불편을 야기하고 있었다

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그의 목적은 수배전반 및 발전기 제어반에 설치하는 전력 관리 보호 장치에 주 표시장치 이외에 추가로 보조 표시장치를 설치하여 전력계통의 계측값과 각종 동작상태 정보를 별도로 표시하도록 함으로써, 원거리에서도 전력계통의 주요정보를 정확하고 즉각적으로 알 수 있도록 하여 운용자가 해당 동작상태 정보에 따라 필요한 조치를 취할 수 있도록 하여 동작상태 표시 패널 설치에 따른 불필요한 배선을 없애고 추가비용이 필요없는 이중 표시장치를 구비하는 전력 관리 보호 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 주 표시장치가 고장이 나서 동작하지 않더라도 보조 표시장치에 표시되는 정보에 따라 운용자가 상황에 맞는 동작을 취할 수 있도록 함으로써 운영 신뢰성을 높일 수 있는 이중 표시장치를 구비하는 전력 관리 보호 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 보조표시 장치에 표시하고 싶은 정보를 사용자가 직접 선택과 변경이 가능하도록 함으로써 사용자 시스템의 특성에 맞는 정보를 직접 선택하고 표시하여 전력계통의 기본적인 계측정보 뿐 아니라 상황에 맞는 동작 상태 등의 즉각적인 표시가 가능하고, 또한 운용중에 추가로 표시내용을 변경하고 싶을 경우에도 자유롭게 변경이 가능하도록 하여 전력계통 시스템의 운영 효율성을 높일 수 있도록 하는 이중 표시장치를 구비하는 전력 관리 보호 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 디지털 전력 관리 보호 장치는, 전력선에 인가되는 전압이 인가되고, 상기 전력선에 흐르는 전류를 검출하고, 저전압/소전류로 변환하는 아날로그 입력 처리부와; 상기 아날로그 입력처리부에서 입력되는 전압/전류 신호를 필터링하여 아날로그 데이터를 디지털데이터로 변환하고, 변환된 디지털 데이터를 프로그램에 의한 연산처리를 행하는 연산부와; 상기 연산부에서 입력된 연산결과와 차단기 온/오프 신호 및 수배전부/발전기 제어부의 각종 신호를 입력 받아 프로그램에 의한 제어 로직을 처리하고, 상위 컴퓨터와의 데이터 통신 및 디지털 전력 관리 보호 장치 간의 통신을 처리하는 메인 처리부와; 차단기로부터의 차단기 온/오프 신호 및 수배전부/발전기 제어부의 각종 신호를 수신하여 상기 메인 처리부에서 처리할 수 있도록 전달하는 디지털신호 입력부와; 상기 메인 처리부로부터 출력되는 제어 결과 및 각종 외부신호에 따라서 디지털 전력 관리 보호장치의 동작을 제어하는 디지털 신호를 출력하는 디지털 신호출력부와; 상기 메인처리부에서의 데이터를 디스플레이하기 위한 주 표시장치 및 보조표시장치, 사용자에 의한 입력신호를 받을 수 있는 입력수단, 상기 입력수단에 의한 입력에 기초하여 상기 보조표시수단에서 디스플레이하는 데이터를 제어하는 HMI CPU를 포함하는 인터페이스부; 그리고 디지털 전력 관리 보호 장치의 동작을 위한 전원이 공급되는 전원부를 포함하고 있다. 본 발명에 의하면, 상기 보조표시장치에서 표시되는 데이터는 상기 입력수단에 의하여 선택될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 연산부는: 상기 아날로그 입력 처리부에서 입력된 아날로그 전압/전류 중의 고주파 성분을 차단하고, 저주파 성분만을 통과시키는 LPF와; 상기 LPF에서 필터링된 전압/전류를 각 상(相)별로 순차적으로 출력하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서에서 출력되는 아날로그 전압 및 아날로그 전류를 디지털 전압 및 디지털 전류로 변환하는 A/D변환기; 그리고 상기 A/D변환기에서 출력되는 디지털 데이터를 받아서 실행프로그램에 따라 연산처리하여 저장함과 동시에, 메인 CPU로 출력하는 연산 CPU를 포함하고 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 메인 처리부는: 상기 연산부에서 입력된 연산 처리 결과와 디지털 신호 입력부로부터 수신되는 차단기 온/오프 신호 및 수배전부/발전기 제어부의 각종 신호를 받아 실행프로그램에 따라 제어 로직을 처리하여 디지털 출력부로 출력하는 메인 CPU와; 운용 프로그램의 저장 및 수행에 사용되며, 알고리즘과 로직 프로그램을 저장하는 ROM과; 각종 데이터의 저장에 사용되는 RAM; 그리고 상위 컴퓨터와의 데이터 통신을 위한 RS485/422 포트와 이더넷(Ethernet)포트 및 디지털 전력 관리 보호 장치 간의 통신을 위한 CAN 포트를 포함하고 있다.

그리고 본 발명에서, 상기 주 표시장치는 LCD를 포함하여 구성되고, 보조 표시장치는 FND로 구성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성에 따르면, 본 발명은 수배전반 및 발전기 제어반에 설치되는 전력 관리 보호 장치에 주 표시장치 이외에 추가로 보조 표시장치를 설치하여 전력계통의 계측값과 각종 동작상태 정보를 별도로 표시하도록 하였기 때문에, 원거리에서도 전력계통의 주요정보를 정확하고 즉각적으로 알 수 있어서 운용자가 해당 동작상태 정보에 따라 필요한 조치를 취할 수 있으며, 동작상태 표시 패널 설치에 따른 불필요한 배선을 없애고 추가비용을 없앨 수 있다.

또한 주 표시장치가 고장에 의하여 동작하지 않더라도 보조 표시장치에 표시되는 정보에 따라 운용자가 상황에 맞는 동작을 취할 수 있도록 함으로써 운영 신뢰성을 높일 수 있다.

더우기, 보조 표시장치에 표시하고 싶은 정보를 사용자가 직접 선택과 변경이 가능하도록 함으로써 사용자 시스템의 특성에 맞는 정보를 직접 선택하고 표시하여 전력계통의 기본적인 계측정보 뿐 아니라 상황에 맞는 동작상태 등이 즉각적으로 표시가 가능하고, 또한 운용중에 추가로 표시내용을 변경하고 싶을 경우에도 자유롭게 변경이 가능하도록 하여 전력계통 시스템의 운영 효율성을 높일 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 보호 장치의 동작상태를 각각 표시하는 정면도 예시도이다.

도 4는 본 발명을 적용한 디지털 전력 관리 보호 장치의 내부 구성도를 나타내는 회로블록도이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 보호 장치의 동작상태를 각각 표시하는 정면도 예시도이다.
도 4는 본 발명을 적용한 디지털 전력 관리 보호 장치의 내부 구성도를 나타내는 회로블록도이다.

본 발명의 수배전반 및 발전기 제어반에 설치하는 전력 관리 보호 장치에 있어서는, 주 표시장치 이외에 추가로 보조 표시 장치를 설치함으로써 전력계통의 계측값과 각종 동작상태 정보를 별도로 표시하도록 하며, 또한 보조 표시장치에 표시하고 싶은 정보를 사용자가 직접 선택이 가능하고 또한 변경도 가능하도록 프로그램을 구성하여 사용자 시스템의 특성에 맞는 정보를 직접 선택하고 표시하도록 한다. 이러한 보조 표시장치는 주 표시장치와 함께 프린트 회로 기판(PCB)에 장착되며, 보조 표시장치는 전력계통의 계측값과 각종 동작상태 정보를 별도로 표시하도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 디지털 전력 관리 보호 장치의 구성 및 작용에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명을 적용한 전력 관리 보호 장치의 내부 구성을 나타내는 회로 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 전력 관리 보호 장치는, 전력선과 연결되어 전력선의 전류 및 전압을 후술하는 바와 같이 처리 가능한 저전압 및 소전류로의 변환을 수행하는 아날로그 입력처리부(100)와; 상기 아날로그 입력처리부(100)에서 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 연산처리를 행하는 연산부(200); 상기 연산부(200)에서 출력되는 연산 결과를 받고, 차단기 온/오프신호 및 수배전부/발전기 제어부의 각종 신호를 받아서 ROM(302)에 저장된 프로그램에 의한 제어 로직 처리를 행하며, 상위 컴퓨터와의 데이터 통신 및 디지털 전력관리 보호 장치 간의 통신을 처리하는 메인 처리부(300)와; 차단기 온/오프 신호 및 수배전부/발전기 제어부의 각종 신호를 입력받아 메인처리부(300)의 메인CPU(304)에서 처리할 수 있도록 전달하는 디지털 신호 입력부(400); 상기 메인처리부(300)의 메인 CPU(304)에서 출력되는 제어신호를 받아서 차단기의 온/오프, 과전류 온/오프, 지락 과전류 온/오프 및 과전압(OVR) 온/오프, 발전기 시동/멈춤 등을 제어하도록 디지털 신호를 출력하는 디지털 신호 출력부(500)와, 상기 메인처리부(300)에서 출력되는 데이터를 수신하여 표시함으로써 운용자가 사고 내용을 용이하게 알 수 있도록 표시하는 인터페이스부(600), 그리고 전원부(700)를 포함하고 있다.

상기 아날로그 입력 처리부(100)는, 입력단자부(101)를 통하여 전력선에 인가된 전압을 받음과 동시에, 상기 전력선에 흐르는 전류를 검출하고, 입력변환부(102)를 통하여 후술하는 연산부에서 처리 가능하도록 저전압/소전류로 변환하여 연산부(200)로 출력한다.

상기 연산부(200)는, 상기 아날로그 입력 처리부(100)에서 입력된 전압/전류중의 고주파 성분을 차단하고, 저주파 성분만을 통과시키는 로우패스필터(이하 "LPF"라고 칭함)(201)와, 상기 LPF(201)에서 필터링된 전압/전류를 각 상(相)별로 순차적으로 출력하는 멀티플렉서(이하 MUX라 함)(202)와, 상기 MUX(202)에서 출력되는 아날로그 전압 및 아날로그 전류를 디지털 전압 및 디지털 전류로 변환하는 A/D변환기(203), 그리고 내부 실행프로그램에 따라 연산처리를 수행하고 연산 결과를 메인 처리부(300)로 출력하는 연산 CPU(204)로 구성되어 있다.

그리고 메인 처리부(300)는, 마이크로프로세서의 동작을 감시하면서, 이상이 발생할 때 디지털 전력 관리 보호 장치를 초기화하는 워치독 타이머(WDT:301)를 구비하고 있다. 상기 메인처리부(300)는, 연산부(200)로부터 입력받은 연산 결과와 디지털 신호 입력부(400)로부터 수신되는 차단기 온/오프 신호 및 수배전부/ 발전기 제어부의 각종 신호를 받아 실행 프로그램에 따라 제어 로직을 처리하여 디지털 출력부(500)로 출력함과 동시에, 임시로 저장하는 메인 CPU(304)와, 디지털 전력 관리 보호 장치의 운용을 위한 내부 프로그램인 펌웨어의 저장 및 수행에 사용되며, 알고리즘과 로직 프로그램을 저장하는 ROM(302)과, 각종 데이터(연산결과 및 임시 데이터, 디지털 입력/디지털 출력의 상태, 각종 동작 상태, 내부 제어 로직 등)의 저장에 사용되는 RAM(303)을 포함하고 있다. 또한 상위 컴퓨터와의 데이터 통신을 위한 RS4485/422 포트와 이더넷(Ethernet) 포트, 그리고 디지털 전력 관리 보호 장치 간의 통신을 위한 CAN 포트로 구성된 통신부(305)를 포함한다.

본 발명의 인터페이스부(600)는, 사용자 조작을 위한 키(Key) 입력부(601)와, 사용자 조작을 위한 터치(Touch) 입력부(606)와, 각종 정보를 표시하기 위한 LCD(602) 및 LED(603) 등으로 구성되는 주 표시장치를 구비한다. 그리고 본 발명의 인터페이스부(600)는, 상기 주 표시장치(602)와 키 입력부(601)를 제어함으로써 사용자가 보조 표시장치에 표시되길 원하는 정보를 선택할수 있도록 하는 HMI CPU(604), 그리고 주 표시장치외에 별도로 설치되어 전력계통의 계측값과 각종 동작 상태 정보를 별도로 표시하는 FND 표시장치로서의 보조 표시장치(605)를 포함한다.

상기 주표시장치 중에서 LCD(602)는, 메인처리부(300)의 메인 CPU(304)에서 출력되는 데이터를 받아서 다양한 데이터를 그래픽으로 처리하여 운용자가 디지털 전력 관리 보호 장치의 작동상황을 용이하게 알 수 있도록 표시하는 장치이고, 다수개의 LED(603)들은, 예를 들면, 부족전압, 역상 과전류, 역상 과전압, 과전류, 지락과전류, 지락 과전압, 선택지락 과전류, 또는 방향성 지락 과전류 등의 발생을 표시하기 위한 것이다.

본 발명에 의한 보조 표시장치(605)는 예를 들면 FND(Flexible Numeric Display)로 구성되는 것이 바람직하고, 상술한 주 표시장치의 하나인 LCD(602) 외에 별도로 설치되며, 운용자가 상대적으로 원거리에서도 전력계통의 기본적인 계측정보 및 상황에 맞는 주요 동작상태 정보에 따라 필요한 조치를 취할 수 있으며, 주 표시장치인 LCD(602)가 고장에 의하여 동작하지 않더라도 보조 표시장치(605)에 표시되는 정보에 따라 운용자가 상황에 맞는 동작을 취할 수 있도록 한다.

그리고 본 발명에 의하면, 보조 표시장치(605)에 표시하고 싶은 정보를 운용자가 직접 선택과 변경이 가능하도록 함으로써 사용자 시스템의 특성에 맞는 정보를 직접 선택하고 표시할 수 있고, 운용중에 추가로 표시내용을 변경하고 싶을 경우에도 자유롭게 변경이 가능하도록 하는 것이다. 즉, 상술한 바와 같이, 상기 키입력부(601)와 터치입력부(606)을 통하여 사용자가 입력하는 신호에 기초하여, 상기 HMI CPU(604)는 보조 표시장치(605)에 디스플레이되는 내용을 선택할 수 있는 것이다.

즉, 상기 보조표시장치(605)는, 메인처리부(300)의 메인 CPU(304)에서 출력되는 데이터 중에서 사용자가 디스플레이되기를 원하는 정보가 디스플레이되도록 하는 것이라고 할 수 있다. 이 때 사용자는 상술한 키입력부(601) 및 터치입력부(606)를 통하여, 보조 표시장치(605)에 디스플레이하고자 하는 정보 또는 데이터를 선택할 수 있고, HMI CPU(604)는 이러한 입력 신호에 따라서 요구되는 데이터를 상기 보조 표시장치(605)에서 디스플레이 하도록 제어한다.

상기 키 입력부(601)는 자동모드 및 수동모드를 선택하거나, 차단기의 온/오프를 제어하는 키, 발전기의 시동/멈춤을 제어하는 키, 그리고 상위메뉴 또는 하위 메뉴로의 이동 및 조건을 선택하거나, 각각의 조건 설정 화면에서 메뉴항목을 상부 또는 하부로 이동시키는 업/다운/MENU 키 등으로 구성된다.

상기 터치 입력부(606)는 주 표시장치인 LCD(602)에 부착되어 특정 위치를 터치함으로써 상위메뉴 또는 하위 메뉴로의 이동 및 조건을 선택하거나, 각각의 조건 설정 화면에서 메뉴항목을 상부 또는 하부로 이동하거나, 세팅 화면에서 직접 값을 입력해서 변경되는 세팅 값을 입력받도록 하게 된다.

다음으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 디지털 전력 관리 보호장치의 작용 및 효과에 대하여 디지털 전력 관리 보호 장치의 동작상태를 각각 표시하는 정면도인 도 1 내지 도 3를 참고로 하여 설명한다.

상기 도면에 나타낸 바와 같이, 디지털 전력 관리 보호 장치의 전면판에는, 주 표시장치로서의 LCD(602)와, 부족전압, 역상 과전류, 역상 과전압, 과전류, 지락 과전류, 지락 과전압, 선택지락 과전류, 또는 방향성 지락 과전류 등의 발생시에 발광되거나 상태를 표시하는 LED(603), 제어용 키입력부, 기능선택 키입력부(601)와 터치입력부 등으로 구성된다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 전력 관리 보호 장치의 배면에 설치되어 있는 단자에 전원부(700)로부터의 전원이 입력되면, LED(603)가 발광하여 전원이 인가되고 있을 표시함과 동시에, 본 발명의 디지털 전력 관리 보호 장치가 동작 중임을 표시한다. 그리고 주 표시장치 LCD(602)에 초기화면이 표시되고, 초기화 조건, 예를 들면 메인 보드 테스트, 연산부 테스트, 전원부 테스트 및 데이터 로딩상태 등에 대한 테스트가 끝나면 이상 없음을 표시한다.

초기화면에서 일체의 테스트 항목이 완료되면, LCD(602)에는 메인 메뉴로서, 예를 들면 측정값, 보호 계전기 세트, 전력 관리 세트, 디지털 입력/디지털출력 로직세트, 각종 시스템 파라미터 세트 등의 메뉴가 표시된다. LCD(602)에 표시된 메인 메뉴 상에서 터치부의 특정 위치를 직접 터치하거나, 업/다운/메뉴(MENU) 키등의 기능선택 키를 사용하여 해당 메뉴로 이동시킨 다음, 엔터(ENT)키를 사용하여 상위 메뉴로의 이동 및 조건, 예를 들면 측정치를 선택하면, 예를 들어 전압 및 전류 측정치, 전력, 벡터 다이어 그램이 상기 LCD(602)에 표시된다.

다음에, 상기 LCD(602)에 표시된 메인 메뉴 상에서 마찬가지로 터치부의 특정 위치를 직접 터치하거나, 업/다운/메뉴(MENU) 키를 사용하여 해당 메뉴로 이동시킨 다음, 엔터(ENT)키를 사용하여 상위메뉴로의 이동 및 조건, 예를 들면 보호 계전기를 선택하면, 각종 전력 계통 보호 관련 세팅 항목이 LCD(602)에 표출된다.

그리고 LCD(602)에 표시된 메인 메뉴 상에서 마찬가지로 터치부의 특정 위치를 직접 터치하거나, 업/다운/메뉴(MENU) 키를 사용하여 해당 메뉴로 이동시킨 다음, 엔터(ENT) 키를 사용하여 상위메뉴로의 이동 및 조건, 예를 들면 전력 관리 세트를 선택하면, 전력관리, 정전시 제어, 발전기 병렬 운전, 발전기 과부하시 부하차단 등의 각종 세팅 항목이 LCD(602)에 표출된다.

상기 LCD(602)에 표시된 메인 메뉴 상에서 터치부의 특정 위치를 직접 터치하거나, 업/다운/메뉴(MENU) 키를 사용하여 해당 메뉴로 이동시킨 다음, 엔터(ENT)키를 사용하여 상위메뉴로의 이동 및 조건, 예를 들면 디지털 입력/디지털 출력 로직 제어를 선택하면, 디지털 입력의 모니터링, 디지털 출력의 모니터링 및 디지털 입력/디지털 출력의 로직을 입력하는 화면을 LCD(602)에 표시하게 된다. 여기서 키 입력이 잘못된 경우에는 터치부의 특정 위치를 직접 터치하거나 ESC 키를 눌러 바로 직전 표시화면으로 되돌아 가게 된다.

운용중에는, 전력선에 인가되는 전압과 전류는 입력 변환부(102)를 통하여 연산부(200)로 출력된다. 연산부(200)로 입력된 전압과 전류는 LPF(201)에서 필터링하여 고주파 성분을 차단하고, 저주파 성분만을 통과시킨다. 상기 LPF(201)에서 필터링되어 출력되는 저주파 성분의 전압 및 전류는 멀티플렉서(202)에 의해 각 상별로 순차적으로 A/D변환기(203)에 출력하며, 상기 A/D변환기(203)에서는 이들 아날로그 전압 및 전류를 디지털 전압 및 전류로 변환한다. 연산 CPU(204)에서는 A/D변환기(203)에서 출력되는 디지털 데이터를 수신하여 내부에 저장되어 있는 실행프로그램에 따라 연산처리하여 메인 CPU(304)에 출력하며, 또한 연산 CPU(204)에서는 내부에 저장되어 있는 과전압값 및 과전류값을 설정값과 비교하여 과전압 또는 과전류가 발생하였을 경우에는 해당 정보를 메인 CPU(304)로 출력하게 된다.

메인 CPU(304)에서는 상기 연산부(200)의 연산 처리 결과와 디지털 신호 입력부(400)를 통해 입력되는 차단기 온/오프 신호 및 수배전부/발전기 제어부의 각종 신호를 받아서 ROM(302)에 자장되어 있는 실행프로그램에 따라 제어 로직을 처리하여 상기 디지털 신호 출력부(500)로 출력하여 차단기 온, 차단기 오프, 과전류 온/오프, 지락 과전류 온/오프, 과전압 온/오프, 발전기 시동/멈춤, 발전기 병렬 운전시 부하 분담, 발전기에 과부하가 걸릴 경우 부하 차단 등을 제어함과 동시에, RAM(303)에 데이터를 저장한다.

운용중, 과전류, 부족전압, 역상 과전류, 역상 과전압, 과전압, 과전류, 지락 과전류, 과전압 지락 과전압, 선택 지락 및 방향성 지락 과전류 등이 발생해서 이상 상태가 되면 메인 처리부(300)의 메인 CPU(304)에서 출력되어 제어신호에 의하여 표시수단인 LED(603)들이 표시된다.

이와는 별도로 운용자는 키 입력이나 터치 입력을 통하여 사용자가 보조 표시장치에 표시되기를 원하는 정보를 선택한다. 예를 들어, 도 1에서는 과전류(OVER CURRENT)를, 도 2에서는 차단기 온 (CB ON), 도 3에서는 발전기 시동(ENGINE START) 등과 같은 전력계통의 계측값과 각종 동작 상태 정보를 별도로 표시한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상기 발명의 상세한 설명에서 특정한 실시예를 통하여 설명되었으나, 이는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않고서도 다양한 변경 및 변형이 가능함을 알 수 있을 것이다.

이러한 변경 및 변형은 본 발명의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 아날로그 입력처리부 101 : 입력 단자부
102 : 입력 변환부 200 : 연산부
201 : LPF 202 : 멀티 플렉서(MUX)
203 : A/D 변환기 204 : 연산 CPU
300 : 메인 처리부 301 : WDT
302 : ROM 303 : RAM
304 : 메인 CPU 305 : 통신부
400 : 디지털 신호 입력부 500 : 디지털 신호 출력부
600 : 인터페이스부 601 : 키(Key) 입력부
602 : LCD 603 : LED
604 : HMI CPU 605 : 보조 표시장치 (FND)
606 : 터치(Touch) 입력부 700 : 전원부

Claims (4)

1. 전력선에 인가되는 전압이 인가되고, 상기 전력선에 흐르는 전류를 검출하고, 저전압/소전류로 변환하는 아날로그 입력 처리부(100)와;
   상기 아날로그 입력처리부(100)에서 입력되는 전압/전류 신호를 필터링하여 아날로그 데이터를 디지털데이터로 변환하고, 변환된 디지털 데이터를 프로그램에 의한 연산처리를 행하는 연산부(200)와;
   상기 연산부(200)에서 입력된 연산결과와 차단기 온/오프 신호 및 수배전부/발전기 제어부의 각종 신호를 입력받아 프로그램에 의한 제어 로직을 처리하고, 상위 컴퓨터와의 데이터 통신 및 디지털 전력 관리 보호 장치 간의 통신을 처리하는 메인 처리부(300)와;
   차단기로부터의 차단기 온/오프 신호 및 수배전부/발전기 제어부의 각종 신호를 수신하여 상기 메인 처리부(300)에서 처리할 수 있도록 전달하는 디지털신호 입력부(400)와;
   상기 메인 처리부(300)로부터 출력되는 제어 결과 및 각종 외부신호에 따라서 디지털 전력 관리 보호장치의 동작을 제어하는 디지털 신호를 출력하는 디지털 신호출력부(500)와;
   상기 메인처리부(300)에서의 데이터를 디스플레이하도록 LCD(602)와 다수 개의 LED(603)로 구비되는 주 표시장치, 및 보조표시장치(605), 사용자에 의한 입력신호를 받을 수 있는 입력수단, 상기 입력수단에 의한 입력에 기초하여 상기 보조표시장치에서 디스플레이하는 데이터를 상기 보조표시장치(605)에 디스플레이하도록 제어하는 HMI CPU(604)를 포함하는 인터페이스부(600); 그리고
   디지털 전력 관리 보호 장치의 동작을 위한 전원이 공급되는 전원부(700)를 포함하여 구성되고,
   상기 입력수단은 상기 보조표시장치(605)에 디스플레이되는 내용을 선택하는 키입력부(601) 및 터치입력부(606)를 포함하고,
   상기 보조표시장치(605)는, 상기 메인 처리부(300)의 메인 CPU(304)에서 출력되는 데이터 중에서 상기 키입력부(601) 및 터치입력부(606)에 의해 선택된 전력계통의 계측값과 각종 동작 상태정보를 표시하는 FND(Flexible Numeric Display) 표시장치이면서 상기 LCD(602) 외에 별도로 설치되는 것을 특징으로 하는 이중 표시장치를 구비하는 디지털 전력 관리 보호장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연산부(200)는:
   상기 아날로그 입력부(100)에서 입력된 아날로그 전압/전류 중의 고주파 성분을 차단하고, 저주파 성분만을 통과시키는 LPF(201)와;
   상기 LPF(201)에서 필터링된 전압/전류를 각 상(相)별로 순차적으로 출력하는 멀티플렉서(202):
   상기 멀티플렉서(202)에서 출력되는 아날로그 전압 및 아날로그 전류를 디지털 전압 및 디지털 전류로 변환하는 A/D변환기(203); 그리고
   상기 A/D변환기(203)에서 출력되는 디지털 데이터를 받아서 실행프로그램에 따라 연산처리하여 저장함과 동시에, 메인 CPU(304)로 출력하는 연산 CPU(204)를 포함하는 이중 표시장치를 구비하는 디지털 전력 관리 보호 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인 처리부(300)는:
   상기 연산부(200)에서 입력된 연산 처리 결과와 디지털 신호 입력부(400)로부터 수신되는 차단기 온/오프 신호 및 수배전부/발전기 제어부의 각종 신호를 받아 실행프로그램에 따라 제어 로직을 처리하여 디지털 출력부(500)로 출력하는 메인 CPU(304)와;
   운용 프로그램의 저장 및 수행에 사용되며, 알고리즘과 로직 프로그램을 저장하는 ROM(302)과;
   각종 데이터의 저장에 사용되는 RAM(303); 그리고
   상위 컴퓨터와의 데이터 통신을 위한 RS485/422 포트와 이더넷(Ethernet)포트 및 디지털 전력 관리 보호 장치 간의 통신을 위한 CAN 포트를 포함하는 이중 표시장치를 구비하는 디지털 전력 관리 보호 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 주 표시장치가 고장으로 인하여 동작하지 않더라도 상기 보조 표시장치(605)는 상기 키입력부(601) 및 터치입력부(606)에 의해 선택된 전력계통의 계측값과 각종 동작 상태정보를 계속해서 표시하는 이중 표시장치를 구비하는 디지털 전력 관리 보호 장치.
   

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