KR101794163B1 - 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 154kv급 변전소에 설치되는 주변압기의 보호를 위해 설치되는 보호배전반에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 154kv 급 변전소에 설치되는 주변압기용 보호배전반에 있어서, 상기 보호배전반 내에 설치된 보호계전기 등과 상기 다수의 전자기기의 조작 시 오조작이 예방되도록 하는 등 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명에 의한 154kv 변전소의 보호배전반은 보호계전기 제어패널, 비콘신호 송수신기, 도어잠금장치 및 안전제어모듈을 포함하도록 하고 있다. 이에 따라 본 발명에 의하면 인가받은 숙련 운용자가 적어도 한 명 이상 정 위치에 있다고 판단되는 경우에만 154kv급 변전소 주변압기의 보호계전기 제어패널의 모든 기능을 조작할 수 있고 보호배전반 후면 도어를 개방할 수 있도록 하기 때문에 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반의 안전기능이 대폭적으로 강화될 수 있는 효과가 있다.

Description

안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반 {Protection and Distribution Board for 154kv Class Electrical Transformer}

본 발명은 154kv급 변전소에 설치되는 주변압기의 보호를 위해 설치되는 보호배전반에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 154kv급 변전소에 설치되는 주변압기용 보호배전반에 있어서, 보호배전반 내에 설치된 보호계전기 등과 다수의 전자기기의 조작 시 오조작이 예방되도록 하는 등 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반에 관한 것이다.

일반적으로 보호배전반은 변전소에 설치된 각종 변전설비들을 직접 감시하고 제어하기 위해 사용되는 장치로서, 외부전원을 입력받아 전기적으로 연결되는 다수의 전자기기들을 서로 전기적으로 접속하고 연결시키는 도체물들의 집합체로 구성되어 있으며, 이러한 각종 전자기기들은 사각형의 철재 외함 내에 안전하게 절연 수납되어 있다. 변전소 내에서는 보호배전반을 통해 변전소 내의 다양한 주요 장비들이 전원을 안정적으로 공급받게 되며, 운용자는 전력공급 상태를 보호배전반에 설치된 계측기들에 의하여 계측된 데이터들을 통해 확인할 수 있고, 보호배전반은 써지(Surge), 과전압 또는 과전류 등의 이상상태 발생 시 공급 전력을 차단시켜 보호배전반에 연결된 각종 전력설비들의 파손을 방지하게 된다.

한편 154kv 급 변전소에 설치되는 보호배전반들은 변전소 내에서 그 보호대상에 따라 송전선로 보호반, 주변압기 보호반, 모선 보호반, 차단기 동작실패 보호반 등 다양한 종류의 보호배전반이 설치되게 되는데, 이러한 보호배전반 중 주변압기 보호배전반은 주변압기에 대한 감시, 제어 보호를 위하여 과전류, 과전압, 부족전류, 부족전압, 지락 등을 검출해 내는 각종 계전기들과 전류, 전압, 전력, 주파수, 위상 등을 측정하는 각종 계측기들을 실장하고 있으며 개폐기 등을 위한 전원 및 제어용 전선으로 구성되어야 하므로 전력수급규모와 안전성에 대한 요구가 증대됨에 따라 점차 복잡, 대형화되고 있다. 따라서 보호배전반, 그 중에서도 전력계통에 지대한 영향을 끼치는 154kv급 변전소에 설치되는 주변압기에 대한 보호배전반들은 고도의 전문지식과 숙련된 기술을 소지한 전문 운영요원들에 의하여 조작되어야만 휴먼 에러에 의한 사고를 예방할 수 있다.

그러나 변전소 내에서는 주변압기 보호배전반을 조작할 수 있는 인가되고 숙련된 운용자들이 있는 반면, 비숙련 운용자나 주변압기 보호배전반에 대한 조작권한이 없는 직원들도 출입할 수 있으며, 변전소 내 보수공사나 기타 필요한 외주작업 등이 필요한 경우 직원이 아닌 제3자가 보호배전반 인근에 위치하는 경우도 있어 전력계통에 심각한 영향을 끼칠 수 있는 오조작 사고나 안전사고의 위험성이 상존하고 있는 것이 현실이다. 특별히 154kv급 이상의 변전소에서 주변압기 보호배전반의 오조작 등으로 인하여 사고가 발생하는 경우에는 전력계통이 미치는 영향이 지대하기 때문에 특별한 주의를 요하고 있다. 오측정이나 감시오류로 인한 사고는 파급효과가 미미하기 때문에 단순한 계측이나 감시를 잘못하는 경우에는 큰 문제가 발생하지 않겠지만, 특히, 차단기 등에 대한 원방복귀나 주변압기나 보호계전기에 대한 정정 값 입력 등의 오조작 시에는 계통에 커다란 문제를 일으킬 수 있고 이러한 기능들에 대하여는 철저한 안전조치가 필요하나, 종래의 주변압기 보호배전반들은 전면패널을 통하여 누구나 조작이 용이한 구조이기 때문에 이에 대한 대응방안이 필요한 실정이다. 뿐만 아니라 통상적으로 보호배전반에는 개방이 가능한 도어가 있고 이를 통하여 보호배전반 자체의 점검이나 보수 등을 수행하게 되는데, 비숙련자나 비인가자도 용이하게 개방할 수 있는 구조로 되어 있기도 하고 비인가자의 출입을 차단하기 위하여 별도의 시건장치를 사용하기도 한다. 그러나 용이하게 개방될 수 있는 구조로 하는 경우 비숙련자나 비인가자의 접근으로 인한 사고의 위험성이 존재하며, 별도의 시건장치가 있는 경우 운용자들이 항상 모든 보호배전반에 대한 열쇠를 가지고 다니지 않는 한 비상상황 발생시 즉각적인 대처가 어렵다는 현실적인 문제점이 있어왔다.

본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위한, 154kv급 이상의 변전소에 설치되는 주변압기용 보호배전반에 관한 발명으로서 인가된 운용자가 주변압기 보호배전반 주변 정 위치에 있는 경우에만 주변압기 보호배전반에 설치된 각종 보호계전기의 제어패널을 조작할 수 있고, 주변압기 보호배전반의 도어를 개방할 수 있도록 함으로써 안전기능이 강화된 154kv 변전소 주변압기의 보호배전반을 제공하고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 의한, 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반은, 보호계전기 제어패널, 복수의 비콘신호 송수신기, 도어잠금장치 및 안전제어모듈을 포함하고 있으며, 운용자단말기를 휴대하는 운용자에 의하여 운용되고, 상기 보호계전기 제어패널은 상기 보호배전반에 포함된 보호계전기에 대한 감시기능, 계측기능 및 정정기능이 상기 운용자에 의하여 제어될 수 있도록 상기 보호배전반 전면에 설치되되, 상기 안전제어모듈이 전송하는 패널제어신호에 의하여 상기 정정기능이 제어되는 것을 제한하며; 상기 비콘신호 송수신기는 송신부와 수신부를 포함하고 있으며, 상기 송신부는 제1식별코드, 제2식별코드 및 전송신호강도를 포함하는 비콘정보를 수록한 BLE신호를 생성하여 주기적으로 송출하되, 상기 제1식별코드는 상기 보호배전반 내의 모든 비콘신호 송수신기에서 모두 동일하고, 상기 제2식별코드는 각각의 비콘신호 송수신기마다 다르고, 상기 안전제어모듈에서 무선으로 전송되는 비콘제어신호에 의하여 상기 전송신호강도가 조정되며, 상기 수신부는 상기 BLE신호가 수신되는 경우 상기 BLE신호에 수록된 상기 비콘정보, 상기 BLE신호에 대한 수신신호강도를 포함하는 제2정보를 생성하여 유선 또는 무선으로 상기 안전제어모듈에 전송하며; 상기 운용자단말기는, 상기 BLE신호가 수신되는 경우 상기 BLE신호에 수록된 상기 비콘정보, 상기 BLE신호에 대한 수신신호강도 및 자신의 범용가입자식별모듈에 저장된 가입자정보를 포함하는 제1정보를 생성하여 무선통신망을 통하여 상기 안전제어모듈에 전송하며; 상기 도어잠금장치는 상기 보호배전반에 포함되는 도어에 설치되고, 상기 도어의 열림 또는 닫힘 여부를 판단하여 유선 또는 무선으로 상기 안전제어모듈에 전송하고, 상기 도어가 닫힌 상태에서 상기 안전제어모듈에서 유선 또는 무선으로 전송하는 도어제어신호에 의하여 잠금 또는 잠금해제 되며; 상기 안전제어모듈은, 상기 운용자단말기로부터 상기 제1정보가 수신되는 경우에는, 상기 제1정보에 포함된 상기 가입자정보가 상기 안전제어모듈에 저장된 운용자정보와 일치하고, 상기 제1정보에 포함된 상기 제1식별코드 및 상기 제2식별코드가 상기 안전제어모듈에 저장된 식별코드정보와 각각 일치하는 경우, 상기 제1정보에 포함된 전송신호강도 및 수신신호강도를 이용하여 상기 운용자단말기와 상기 비콘신호 송수신기와의 이격거리를 산출한 후 상기 이격거리가 일정거리 이내일 경우에 제어가능상태로 판단하며, 상기 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 적어도 하나 이상일 경우에는 상기 보호계전기 제어패널에 대하여 정정기능이 제어될 수 있도록 패널제어신호를 전송하고, 상기 도어잠금장치에 대하여 잠금해제상태가 되도록 도어제어신호를 전송하며, 상기 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 없는 경우에는 상기 보호계전기 제어패널에 대하여 정정기능이 제어될 수 없도록 패널제어신호를 전송하고, 상기 도어잠금장치에 대하여 잠금상태가 되도록 도어제어신호를 전송하며, 상기 비콘신호 송수신기로부터 수신되는 상기 제2정보 중 상기 저장된 식별코드정보와 각각 일치하는 상기 제1식별코드가 포함되어 있고, 수신신호강도가 일정범위를 벗어나는 제2정보가 있는 경우에는, 상기 수신신호강도가 일정범위를 벗어나는 제2정보에 포함된 상기 제2식별코드를 가진 비콘신호 송수신기에 대하여 상기 비콘제어신호를 전송하여 전송신호강도를 조정하며, 상기 도어잠금장치에 대하여 상기 도어제어신호를 전송하여 상기 잠금해제상태가 되도록 한 이후 상기 도어가 열린 상태에서 상기 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 없는 경우에는 상기 운용자단말기에 대하여 도어열림 경보신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반은, 상술한 특징들에 더하여 상기 안전제어모듈은, 하나의 운용자단말기로부터 복수의 제1정보가 수신되는 경우에는 상기 복수의 제1정보로부터 각각 산출된 복수의 이격거리 중 가장 짧은 이격거리가 상기 일정거리 이내일 경우 상기 제어가능상태로 판단하는 특징을 더 포함하는 것도 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반은, 안전제어모듈이 운용자단말기가 생성하여 보내주는 제1정보 즉, 비콘신호 송수신기가 송출하는 BLE신호의 전송신호강도 및 수신신호강도를 이용하여 운용자단말기와 비콘신호 송수신기 사이의 이격거리를 산출한 후 이격거리가 일정거리 이내일 경우에만 제어가능상태로 판단하기 때문에 운용자단말기를 휴대한 운용자 즉, 인가받은 숙련운용자가 보호배전반을 통제할 수 있는 물리적 거리 내에 있는지 여부를 판단할 수 있는 효과가 있다.

그리고 수신되는 제1정보 중 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 하나 이상 있는 경우 즉, 인가받은 숙련 운용자가 적어도 한 명 이상 정 위치에 있다고 판단되는 경우에만 보호계전기 제어패널의 모든 기능과 보호배전반 후면 도어를 개방할 수 있도록 하기 때문에 154kv 변전소 주변압기의 보호배전반의 안전기능이 대폭적으로 강화될 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반은, 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 하나 이상 있다고 판단되는 경우 안전제어모듈이 보호계전기 제어패널에 대하여 패널제어신호를 보내어 보호계전기에 대한 정정기능이 제어되도록 하고, 도어잠금장치에 대하여 도어제어신호를 전송하여 잠금해제상태가 되도록 하기 때문에 인가받은 숙련운용자가 보호배전반 주변의 정 위치에 있는 경우에는 보호계전기 제어패널을 조작하여 보호계전기에 대한 정정기능까지도 수행할 수 있을 뿐만 아니라 도어잠금장치를 잠금해제 상태로 해놓기 때문에 인가받은 숙련운용자는 별도의 추가조치 없이도 보호계전기 제어패널을 조작할 수 있고 도어를 열 수 있으므로 안전 및 보안강화와 함께 운용의 편리성이 제고될 뿐만 아니라 비상상황이 발생하더라도 신속하게 대처할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반은, 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 하나도 없는 경우에는 보호계전기 제어패널에 대하여 상기 패널제어신호를 보내어 정정기능이 제어되지 않도록 하고, 도어잠금장치에 대하여 도어제어신호를 전송하여 잠금상태가 되도록 하기 때문에 인가받은 숙련 운용자가 현장을 떠나게 되면 철저한 보안 및 안전상태로 자동전환되기 때문에 보안 및 안전상태를 강화하기 위한 별도의 조치를 하지 않더라도 편리한 방법으로, 자동으로 조치를 취하여 보호배전반의 오조작을 예방할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반은, 안전제어모듈에 저장된 식별코드정보와 일치하는 제1식별코드가 포함된 제2정보 중 수신신호강도가 일정범위를 벗어나는 제2정보가 있는 경우에는 그 제2정보에 포함된 제2식별코드를 가진 비콘신호 송수신기에 대하여 비콘제어신호를 전송하여 전송신호강도를 조정하기 때문에 변전소 내에 사람들이 많아지거나 신호간섭, 습도 등 날씨나 기타 환경적 요인으로 인하여 비콘신호 송수신가에서 송출되는 신호가 약해지거나 또는 그 반대로 강해지는 경우에는 비콘신호 송수신기의 전송신호 강도를 조절함으로써 환경적 요인에 좌우받지 않고 일정한 수신신호강도를 유지할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 이를 통하여 비콘신호 송수신기와 운용자단말기와의 거리를 비교적 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반은, 도어잠금장치에 대하여 도어제어신호를 전송하여 잠금해제상태가 되도록 한 이후 도어가 열린 상태에서 상기 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 하나도 없는 경우에는 운용자단말기에 대하여 도어열림 경보신호를 전송하기 때문에 운용자 등이 보호배전반의 도어를 개방해 놓은 상태에서 보호배전반 주변을 벗어나는 경우 알려주는 효과가 있으며, 이를 통하여 보호배전반의 보안 및 안전기능을 제고시켜주는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반은, 상기 안전제어모듈에 하나의 운용자단말기로부터 복수의 제1정보가 수신되는 경우에는 상기 복수의 제1정보로부터 각각 산출된 복수의 이격거리 중 가장 짧은 이격거리가 상기 일정거리 이내일 경우 상기 제어가능상태로 판단하는 것을 특징으로 하기 때문에 보호배전반의 물리적 크기가 커서 하나의 보호배전반에 여러 개의 비콘신호 송수신기를 설치해야 하는 경우에도 운용자가 보호배전반과 가까이 있는지의 여부를 용이하게 판단할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반은, 상술한 효과를 내기 위하여 고가의 센서를 사용한다던가 복잡한 장치를 사용하지 않고 저가이면서도 설치가 용이한 비콘을 사용함으로써 경제적으로 단시간에 기존의 보호배전반을 보완해 줄 수 있는 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 즉 기존에 설치된 주변압기 보호배전반에 안전제어모듈과 비콘신호 송수신기 등을 설치하여 보호계전기 보호패널에 연동시키기만 하면 상술한 효과를 볼 수 있기 때문에 저렴한 비용으로 주변압기 보호배전반의 안전기능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반을 앞쪽에서 바라다 본 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반을 뒤쪽에서 바라다 본 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반에 포함된 구성요소들의 연결관계를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 사용되는 비콘의 고유식별코드 구조를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반에 포함된 구성요소들 상호간의 작동관계를 나타낸 순서도이다.

이하에서는 상술한 목적과 특징이 분명해지도록 첨부된 도면을 참조하여 여러 가지 실시 예들에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련한 공지기술로서 이미 그 기술 분야에 익히 알려져 있는 것으로서, 그 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 다양한 실시 예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다.

다양한 실시 예들에 대한 설명 가운데 “제1”, “제2”, “첫째” 또는“둘째”등의 표현들이 실시 예들의 다양한 구성요소들을 구분하여 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 즉 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다.

실시 예들에 대한 설명 가운데 사용될 수 있는 “포함 한다” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 발명된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 다양한 실시 예들에 대한 설명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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 할 것이다.

다양한 실시 예들에 대한 설명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시 예들을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다양한 실시 예들에서 설명되는 운용자단말기는 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE) 신호 수신이 가능하고 인터넷연결 등 무선 데이터통신이 가능한 다양한 전자장치를 포함하는데, 이러한 전자장치는, 스마트폰, 스마트워치, 태블릿PC, 이동전화기, 화상전화기, 전자북리더기, 랩탑, 넷북컴퓨터, PDA, PMP 및 기타 이와 유사한 기기들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반에서는 경제적이며, 시공이 간편하고 관리가 용이한 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE) 기술을 이용하게 되는데, 여기서 BLE기술은 기존 블루투스 기술에서 비효율적인 전력소모라는 단점을 보완한 기술로서, 다양한 기기간의 쌍방향 통신을 무선으로 연결하며 장기간의 배터리 수명을 보장한다. 또한 스마트폰과 원활히 호환할 수 있도록 지원하며, 풍부한 사용자 인터페이스 및 신속하고 쉬운 연결성의 장점을 제공해준다. 최근 BLE기술은 iOS는 물론 안드로이드, 윈도우 등 주요 운영체제와 함께 주요 스마트폰 신제품들에 지원되고 있어 그 활용도는 점차 확대되고 있다. 최근 들어 자신만의 고유식별자정보(ID)를 보내주는 단순한 신호발생장치로서 비콘(Beacon)기술이 부상하고 있고 이를 이용한 다양한 사물인터넷기술이 출현하고 있다.

BLE기술을 사용하는 비콘은 자신만의 고유식별자정보(ID 또는 UUID)를 보내주는 단순한 신호발생장치로서 블루투스 4.0 기반의 프로토콜 즉, BLE기술을 사용해 주변에 있는 기기들에게 신호를 송출하는 장치이다. 비콘은 주변에 대하여 일정시간 간격으로 BLE신호를 지속적으로 송출하는데, BLE신호에는 자신이 갖고 있는 여러 가지 코드와 자신이 송출하는 BLE신호의 세기 즉, 전송신호강도(Tx Power) 등을 담아서 보내게 되는데, 이를 고유식별코드라고 부른다.

비콘의 장점으로는 저전력 무선통신이 가능하기 때문에 디바이스들의 전력소모에 대한 걱정을 덜 하면서 사용할 수 있다. 또한 기존의 NFC는 10cm 이내에서만 작동이 가능한 반면, 비콘은 수십 미터까지도 커버가 가능하다는 장점도 있다. 심지어는 100미터를 훨씬 넘는 거리에서도 인식 가능한 제품들도 있다. 또한 비콘은 블루투스 저 전력 근접인식을 이용하여 특정 앱이나 OS에서 지정한 범용의 고유식별자를 전송할 수 있다. 따라서 BLE프로토콜 사용모듈이 탑재된 모바일장치 등은 비콘에서 전송되는 이 고유식별자를 확인하여 신호를 전송하는 비콘을 특정 지을 수 있으며, 비콘에서 보내주는 전송신호강도(Tx Power) 및 수신되는 신호의 세기 즉 수신신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI)의 신호거리특성을 이용하여 수신기와 비콘과의 물리적인 거리를 확인할 수 있다.

이하 도면을 구체적으로 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반을 앞쪽에서 바라다 본 사시도이다. 도 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 본 발명에 의한 154kv급 변전소의 주변압기에 대한 보호배전반(10)은 상기 보호배전반(10)에 포함된 보호계전기들(200, 도 3 참조)에 대한 감시기능, 계측기능 및 정정기능이 운용자에 의하여 제어될 수 있도록, 상기 보호배전반(10)의 전면판(110)에 보호계전기 제어패널(300)이 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 도 1에서 보는 바와 같이 상기 보호계전기 제어패널(300)은 LCD창(310)과 키패드(320)를 포함하여 구성하는 것이 바람직한데, 상기 LCD창(310)을 통하여 상기 보호계전기들(200)의 작동상태와 설정 값 등의 확인이 가능하도록 하고, 상기 키패드(320)를 통하여 상기 보호계전기들(200)에 대한 동작 값 및 시간 등의 정정이 가능하도록 하는 것이 바람직한데, 상기 보호계전기 제어패널(300)은 도 1에서처럼 상기 보호배전반(10)의 전면에 평행하게 부착되도록 하는 것도 가능하며 상기 보호배전반(10)의 전면판(110)과 수직 또는 일정한 각도를 가진 돌출형으로 하는 것도 가능하다.

한편, 상기 보호배전반(10)의 전면판(110)에는 상기 LCD창(310)으로 확인할 수 없거나 상시 확인이 필요한 계측기들의 계기판(330)과 각종 보호계전기(200)를 비롯한 154kv급 변전소의 주변압기를 위한 각종 전기설비(미도시)에 대한 작동상태를 모니터링 할 수 있는 동작표시기(340) 등이 포함되도록 하는 것도 가능하다.

그리고 상기 보호배전반(10) 내부 또는 외부의 적정한 위치에 복수의 비콘신호 송수신기(400)를 포함하도록 하는 것이 바람직한데, 상기 복수의 비콘신호 송수신기(400)는 상기 보호배전반(10)의 내부에 위치하도록 하기 보다는 가급적 상기 보호배전반(10)의 상단 모서리 등에 일정 간격을 두고 각각 위치하도록 하는 것이 가장 바람직하다. 여기서 상기 비콘신호 송수신기(400)는 자신의 식별코드를 포함하는 BLE신호를 지속적으로 송출하는 비콘 즉 BLE신호에 대한 송신부(410)를 포함할 뿐만 아니라 자신의 BLE신호를 포함하여 타 비콘신호 송수신기(400)의 송신부(410)로부터 송출되는 BLE신호를 수신하는 수신부(420)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 비콘신호 송수신기(400a)의 상기 수신부(420a)는 자신의 송신부(410a)에서 송출하는 BLE신호를 포함하여 타 비콘신호 송수신기(400b 내지 400d)의 송신부(410b 내지 410d)로부터 송출되는 모든 BLE신호를 수신하게 된다. 후술하겠지만 상기 수신부(420)는 BLE신호를 수신하여 수신신호강도를 포함하는 제2정보를 생성하여 안전제어모듈(700, 도3 참조)에 전송하는 역할도 포함시키는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반을 뒤쪽에서 바라다 본 사시도이다. 도 2에서 보는 바와 같이 상기 보호배전반(10)의 후면에는 힌지결합을 통하여 상기 보호배전반(10)에 결합되어 회동되며 개방되는 도어(120)가 포함되어 있으며, 상기 도어(120)의 일단에는 상기 도어(120)의 개방을 위한 손잡이(121)가 포함되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 도어(120)의 안쪽 면 또는 상기 보호배전반(10)의 또는 후면프레임(130) 중 적정위치에 상기 도어(120)에 대한 잠금 또는 잠금해제를 할 수 있는 도어잠금장치(600)가 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 도어(120)가 열려있는 상태인지 닫혀있는 상태인지를 파악할 수 있도록 도어센서(610)를 더 포함하도록 하는 것이 좋다. 상기 도어센서(610)는 상기 도어잠금장치(600)가 잠금상태이든 잠금해제상태이든 관계없이 상기 도어(120)가 열려있는지 닫혀있는지를 파악하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 후술하겠지만, 상기 도어센서(610)는 상기 도어잠금장치(600)와 신호적으로 서로 연결되도록 하고 상기 도어잠금장치(600)는 상기 보호배전반(10)에 포함되는 상기 안전제어모듈(700)과 유선 또는 무선으로 연결되도록 하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반에 포함된 구성요소들의 연결관계를 나타내는 개념도이다. 이하에서는 도 3을 이용해서 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반에 포함된 구성요소들과 각 구성요소들 간의 연결 및 작동관계에 대하여 설명한다.

통상적인 154kv 변전소 주변압기의 보호배전반에는 다수의 보호계전기들을 포함하고 있는데, 도 3에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 154kv 변전소의 주변압기 보호배전반(10)에서도 상기 보호계전기들(200)을 포함하고, 이에 더하여 보호계전기 제어패널(300), 비콘신호 송수신기(400), 도어잠금장치(600) 및 안전제어모듈(700)을 포함하고, 운용자단말기(800)를 휴대하는 운용자에 의하여 운용되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 더하여 상기 도어(120)가 열려있는 상태인지 닫혀있는 상태인지를 파악할 수 있도록 도어센서(610)를 더 포함하도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 보호계전기(200)들은 주보호계전기, 후비보호계전기, NGR보호계전기 등이 포함될 수 있으며, 이 외에도 주변압기 보호를 위한 다양한 보호계전기가 포함되거나 연결될 수 있을 것이다.

한편 상기 보호계전기 제어패널(300)은 상기 보호배전반(10)에 포함되거나 연결되어 주변압기를 보호하기 위하여 각종 보호계전기(200)에 대한 감시기능, 계측기능 및 정정기능이 상기 운용자에 의하여 제어될 수 있도록 상기 보호배전반 전면판(110)에 설치되도록 하는 것이 바람직한데, 상술한 바와 같이 상기 보호계전기 제어패널(300)은 상기 보호계전기들(200)에 대한 작동상태와 설정 값 등의 확인이 가능하도록 하기 위한 상기 LCD창(310)과, 상기 보호계전기들(200)에 대한 동작값 및 시간 등의 정정이 가능하도록 하는 입력수단인 상기 키패드(320)를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 보호계전기 제어패널(300)은 상기 안전제어모듈(700)과 유선 또는 무선으로 연결되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 안전제어모듈(700)이 전송하는 패널제어신호에 의하여 상기 정정기능이 운용자의 키패드 조작에 의하여 제어가 가능한 상태로 되게 하거나 제어가 불가능한 상태가 되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 비콘신호 송수신기(400)는 상술한 바와 같이 비콘 역할을 하는 상기 송신부(410)와 BLE신호 수신과 제2정보 생성/전송을 하는 상기 수신부(420)를 포함하고 있는데, 그 중 상기 송신부(410)는 제1식별코드, 제2식별코드 및 전송신호강도(Tx Power)를 포함하는 비콘정보를 수록한 BLE신호를 생성하여 주기적으로 송출하도록 하는 것이 바람직한데, 여기서 상기 제1식별코드는 상기 보호배전반(10) 또는 하나의 군으로 묶어 관리되는 보호배전반(10)들에 포함되는 모든 비콘신호 송수신기(400)에서 동일하게 부여되도록 하고, 상기 제2식별코드는 각각의 비콘 마다 다르게 하는 것이 바람직하다. 즉 도 1 및 도 2에서 각각의 비콘신호 송수신기(400a 내지 400d)에 대한 각각의 송신부(410a 내지 410d)에 포함된 제1식별코드는 모두 동일하며, 제2식별코드는 각각 다르게 부여되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 비콘신호 송수신기(400)의 전원은 내장배터리를 이용하는 것도 가능하며, 상용전원을 이용하여 별도의 외부전원을 상시 공급하는 것도 가능하다.

한편, 도 4는 통상의 비콘에 포함된 고유식별코드 구조를 설명하기 위한 개념도이다. 비콘은 일정시간 간격으로 BLE신호를 송출하는데, 상기 BLE신호에는 자신이 갖고 있는 여러 가지 코드와 자신이 송출하는 신호의 세기 즉, 전송신호강도(Tx Power) 등의 정보를 담아서 보내게 되는데, 이를 고유식별코드라고 부른다. 상기 고유식별코드는 표준제안사 또는 비콘의 제작사마다 다소 다르기는 하겠지만, 도 4에서 보는 바와 같이 통상의 고유식별코드(30)는 헤더(31), UUID(Universally Unique IDentifier)라 칭하는 범용사용자식별코드(32), Major ID(33) 및 Minor ID(34)와 더불어 자신이 보내는 Tx Power 즉, 전송신호강도(35)를 포함하고 있다. 도 4의 구성은 애플의 아이비콘 표준을 적용하는 실시 예인데, 구글의 에디스톤비콘 표준을 적용한다 하더라도 크게 다르지 않다. 에디스톤비콘에서는 아이비콘의 UUID에 대응되는 식별자로서 UID가 있고 아이비콘의 Major ID 및 Minor ID에 해당하는 식별자로서 Instance가 있다. 다만, 본 발명에서는 편의상 애플사의 아이비콘으로 사례를 들어 설명할 것이나, 구글의 에디스톤 비콘이나 기타 여타의 표준제안사의 표준적용을 배제하는 것은 아니다.

따라서 상기 비콘신호 송수신기(400)의 상기 송신부(410)에 포함되는 상기 제1식별코드 및 상기 제2식별코드는 아이비콘의 경우 상기 UUID(32)와 상기 Major ID(33) 또는 상기 Minor ID(34) 중에서 각각 사용하는 것도 가능하다. 그러나 더욱 바람직하게는 식별코드의 길이가 가장 길은 상기 UUID(32)를 제2식별코드로 하는 것이 좋은데, 이는 길이가 길은 식별코드 확인에 시간이 오래 걸리기 때문에 가급적이면 자주 확인이 필요한 제1식별코드를 2byte 길이의 상기 Major ID(33) 또는 상기 Minor ID(34)로 하고, 식별코드 확인 빈도수가 낮은 제2식별코드를 16byte 길의 상기 UUID(32)로 하는 것이 가장 바람직할 것이다. 그러나 상기 제1식별코드 또는 상기 제2식별코드를 각각 상기 Major ID(33) 또는 상기 Minor ID(34) 중에서 각각 사용하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 운용자단말기(800)는, 상기 BLE신호가 수신되는 경우 상기 BLE신호에 수록된 상기 비콘정보, 상기 BLE신호에 대한 수신신호강도(Received Signal Strength Indicator, RSSI) 및 자신의 범용가입자식별모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM)에 저장된 가입자정보를 포함하는 제1정보를 생성하여 무선통신망(900)을 통하여 상기 안전제어모듈(700)에 전송하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 범용가입자식별모듈은 통상의 이동통신 사업자를 통하여 개통되는 상용단말기 내에 내장되며 USIM카드라고도 불리우는데 상기 USIM카드에는 네트워크 접속 및 가입자 인증용 정보 즉 가입자정보가 탑재된다. 따라서 본 발명에서는 상기 USIM카드에 저장된 가입자정보를 활용함으로써 운용자들이 휴대하고 다니는 자신의 스마트폰이나 스마트워치 등 스마트기기를 사용할 수 있게 되며, 이를 통하여 운용자들에 대한 인증이 철저해 지는 효과가 있다. 즉 사람들은 자신의 스마트폰 등 휴대전화기를 타인에게 빌려주는 것을 매우 꺼리고 본인만이 휴대하고 다니려 하기 때문이다. 만일 별도의 단말기나 카드 등을 이용하게 되는 경우 타인에게 맡기거나 빌려주는 것이 용이해서 소정의 보안효과 또는 안전도 제고효과를 거둘 수 없게 된다.

또한 이와 같이 상용단말기를 이용할 수 있도록 함으로써 별도의 단말기 개발이나 제작이 필요 없고, BLE신호를 수신하여 상기 안전제어모듈(700)에 전송해 줄 수 있는 간단한 앱만 개발하여 운영자들의 단말기에 설치만 하면 되므로 경제성이 뛰어날 뿐만 아니라, 운용자 입장에서도 자신의 휴대전화기와는 별도로 전용의 단말장치 등을 따로 휴대하지 않아도 변전소 출입시 해당 앱만 가동되면 되므로 편리성이 높아지는 효과가 있다. 참고로 현재 판매되는 대부분의 스마트기기들은 BLE신호를 수신할 수 있는 기능을 포함하고 있다.

한편, 상기 비콘신호 송수신기(400)의 상기 수신부(420)는 상기 비콘신호 송수신기(400) 상호간에 상대방의 송신부(410)가 송출하는 BLE신호가 정상적인지 상호 감시해주는 수단이다. BLE신호는 비록 전송신호강도(Tx Power)가 일정하다 할지라도 주변 환경이 변화하면 수신신호강도(RSSI)에 영향을 많이 끼치게 된다. 즉 평소에 비하여 비콘 주변에 사람이 많아진다든가 전파신호의 간섭이 심해지거나 또는 날씨, 습도의 변화 등 주변 환경변화와 다양한 간섭에 민감하게 변화하기 때문에, 이에 따라 상기 비콘신호 송수신기(400)의 상기 송신부(410)에서 송출하는 수신신호강도가 시시때때로 달라질 수 있고 이로 인하여 BLE신호를 이용한 측위결과에 오차가 발생하게 된다. 본 발명에서는 BLE신호를 이용한 측위 즉, 상기 비콘신호 송수신기(400)와 상기 운용자단말기(800) 사이의 이격거리 측정을 통하여 상기 보호계전기 제어패널(300) 및 상기 도어잠금장치(600)의 제어가능상태를 판단하기 때문에 상기 이격거리를 정확하게 측정할 수 있어야 하며, 이를 위해서는 가급적 수신신호강도를 일정하게 유지시켜줘야 한다. 왜냐하면, 수신신호강도가 너무 낮아지면 측위오차가 심하게 발생하고 너무 높아지면 전력소모가 많아지며, 내장배터리를 사용하는 비콘의 경우 수명이 짧아지기 때문이다.

따라서 본 발명에 의한 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반에서는 상기 비콘신호 송수신기(400)의 수신부(420)를 통하여 상기 보호배전반(10) 모든 비콘신호 송수신기(400)에서 송출하는 BLE신호의 수신신호강도를 지속적으로 모니터링 하다가 수신신호강도가 변화하면 상기 비콘신호 송수신기(400)의 상기 송신부(410)의 전송신호강도를 조정하는 방법을 통하여 수신신호강도를 일정하게 유지시켜 주도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 수신신호강도가 약해지면 상기 비콘신호 송수신기(400) 송신부(410)의 전송신호강도를 높여주고, 수신신호강도가 강해지면 상기 비콘신호 송수신기(400) 송신부(410)의 전송신호강도를 낮춰주게 된다. 이를 위하여 상기 비콘신호 송수신기(400)의 수신부(420)는 상기 BLE신호가 수신되는 경우 상기 BLE신호에 수록된 상기 비콘정보, 상기 BLE신호에 대한 수신신호강도를 포함하는 제2정보를 생성하여 유선 또는 무선으로 상기 안전제어모듈(700)에 전송하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 통상적으로 보호배전반에는 보호배전반 내부의 점검이나 정비 또는 수납된 전력설비들에 대한 세부 조작 등을 하기 위하여 전면 또는 후면에 도어가 포함되는데, 본 발명에 의한 154kv 변전소의 보호배전반에서는 상기 도어(120)가 평상시에는 닫혀있고 잠금상태로 되어 있다가, 인가된 운용자가 가까이 오는 경우 잠금해제상태가 될 수 있도록 상기 도어(120)에 도어잠금장치(600)가 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 도어잠금장치(600)는 상기 도어(120) 또는 상기 보호배전반(10)의 후면프레임(130) 중 적정위치에 위치하도록 하고, 상기 안전제어모듈(700)과 유선 또는 무선으로 연결되도록 하는 것이 바람직한데, 이와 더불어 상기 도어센서(610)를 포함하도록 하고 상기 도어센서(610)가 상기 도어(120)의 열림 또는 닫힘 여부를 판단하여 도어잠금장치(600)에 전송하고 상기 도어잠금장치(600)가 이를 상기 안전제어모듈(700)에 전송하도록 하여 상기 도어(120)가 닫힌 상태에서 상기 안전제어모듈(700)에서 전송하는 도어제어신호에 의하여 잠금 또는 잠금해제 되도록 하는 것이 바람직하다.

다음은 상기 안전제어모듈(700)이 상기 운용자단말기(800) 및 상기 비콘신호 송수신기(400)의 수신부(420)를 통하여 전송받는 정보에 의하여 상기 보호계전기 제어패널(300), 상기 도어잠금장치(600) 및 상기 비콘신호 송수신기(400)의 송신부(410)를 제어하는 과정에 대하여 도 5를 이용하여 설명하고자 한다. 도 5는 본 발명에 의한 안전기능이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반(10)에 포함된 구성요소들 상호간의 작동관계를 나타낸 순서도이다. 도 5에서 보는 바와 같이 상기 비콘신호 송수신기(400)의 송신부(410)는 상기 제1식별코드, 상기 제2식별코드 및 상기 전송신호강도를 포함하는 상기 비콘정보를 수록한 상기 BLE신호를 생성하여 주기적으로 송출하게 되며(s101단계), 상기 운용자단말기는 각각의 비콘신호 송수신기(400a 내지 400d)에 대한 각각의 송신부(410a 내지 410d, 도 1 및 도 2 참조) 중 하나 이상으로부터 상기 BLE신호를 수신하는 경우 상기 BLE신호에 수록된 상기 비콘정보, 상기 BLE신호에 대한 수신신호강도 및 자신의 범용가입자식별모듈에 저장된 가입자정보 즉 상기 운용자단말기(800)의 USIM카드에 수록된 가입자정보를 포함하는 상기 제1정보를 생성하여 상기 무선통신망(900)을 통하여 상기 안전제어모듈(700)에 전송하도록 하는 것이 바람직하다(s102단계). 상기 무선통신망은 LTE망이 될 수도 있을 것이며, Wifi로 하는 것도 가능하다.

상기 제1정보가 수신되는 경우 상기 안전제어모듈(700)은 상기 제1정보에 포함된 상기 가입자정보가 상기 안전제어모듈(700)에 저장된 운용자정보와 일치하는지 여부를 판단하게 되는데(s103단계), 만일 상기 가입자정보가 상기 저장된 운용자정보와 일치하지 않는 경우 더 이상의 판단을 진행하지 않고 종료하게 되며 일치하는 경우 다음 단계로 진행하게 된다. 여기서 상기 저장된 운용자정보란 상기 154kv변전소 주변압기 보호배전반에 대한 인가된 운용자 즉, 상기 보호배전반(10)의 모든 기능을 조작할 수 있는 숙련된 전문기술자를 말하며, 인가된 운용자의 구체적인 기준은 전력당국 및 해당 변전소의 정책으로 정해지도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 안전제어모듈(700)에는 저장수단(미도시)이 포함되도록 하고 상기 저장수단에는 상기 운용자단말기(800)로부터 전송되는 상기 가입자정보로 상기 인가된 운용자 해당여부를 식별할 수 있는 데이터베이스가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.

그 다음에는 상기 제1정보에 포함된 상기 제1식별코드가 상기 안전제어모듈(700)에 저장된 식별코드정보와 일치하는지를 판단하게 되는데 일치하지 않으면 더 이상의 판단을 진행하지 않고 종료하게 되며, 일치하는 경우 다음 단계로 진행하게 된다(s104단계). 상술한 바와 같이 상기 제1식별코드는 상기 보호배전반(10)내에 배치되는 모든 비콘신호 송수신기(400)의 상기 송신부(410)에서 동일하게 통일 시키는 것이 바람직한데, 상기 제1식별코드를 통일시킴으로서 자신의 보호배전반에서 송출되는 BLE신호인지를 정확하고 신속하게 구별시켜 줄 수 있는 효과가 있다. 여기서 상기 저장된 식별코드정보에는 자신이 설치되어 있는 보호배전반(10)에 부여된 제1식별코드 및 자신이 설치되어 있는 보호배전반(10) 내 모든 비콘신호 송수신기(400a 내지 400d)에 대한 송신부(410a 내지 410d) 각각에 부여된 제2식별코드정보를 포함하도록 하고, 이를 데이터베이스 형태로 하여 상기 저장수단에 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 s104단계 이후에는 상기 제1정보에 포함된 상기 전송신호강도 및 상기 수신신호강도를 이용하여 상기 운용자단말기(800)와 상기 비콘신호 송수신기(400) 사이의 이격거리를 산출하게 되는데, 상기 이격거리의 산출방법으로는, 거리가 멀어질수록 전파의 수신신호강도가 약해지는 특성을 이용하는 공지의 방법으로 산출할 수 있을 것이다. 즉 RSSI = -10*n*logd + TxPower 라는 공지의 공식을 이용하여 용이하게 산출할 수 있을 것인데, 여기서 d는 거리이고, n은 전파손실과 관련된 상수이다. 상기 이격거리를 산출한 후에는 상기 이격거리가 일정거리 이하에 있는지를 판단하여 일정거리 이내일 경우에만 제어가능상태로 판단하고 일정거리를 넘어서는 경우에는 더 이상의 판단을 종료하게 된다(s105단계). 여기서 일정거리는 상기 운용자가 상기 보호배전반(10)의 조작 등에 관하여 충분히 통제할 수 있도록 정해지는 것이 바람직한데, 상기 보호배전반(10)의 주변환경을 감안하여 2 내지 3미터 또는 그 이상으로 정해질 수 있고, 상기 보호배전반이 설치된 주변의 공간상태 및 상기 비콘신호 송수신기(400)가 얼마만큼의 간격으로 조밀하게 설치되어 있는지 등에 따라서 달라지게 된다.

한편 상기 안전제어모듈(700)은 상기 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 적어도 하나 이상 존재하는 경우에는 상기 보호계전기 제어패널(300)에 대하여 상기 패널제어신호를 보내어 상기 정정기능이 제어가능한 상태가 될 수 있도록 하는데(s106단계), 여기서 정정기능이 제어가능한 상태가 될 수 있도록 한다 함은 운용자들이 상기 보호계전기 제어패널(300)을 조작하여 보호계전기들에 대한 설정 값 등을 변경할 수 있게 되는 상태를 말한다. 이와 더불어 상기 안전제어모듈(700)은 상기 도어잠금장치(600)에 대하여 상기 도어제어신호를 전송하여 잠금해제상태가 되도록 한다(s107단계). 여기서 상기 잠금해제상태가 되도록 한다 함은 상기 도어잠금장치(600) 자체만 잠금해제 상태로 되는 것을 의미하며, 도어가 열리도록 하는 것은 아니다.

한편, 상기 안전제어모듈(700)은 상기 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 하나도 없는 것으로 판단되는 경우에는 상기 보호계전기 제어패널(300)에 대하여 상기 패널제어신호를 보내어 상기 정정기능이 제어되지 않도록, 즉 비인가 운용자들은 상기 보호계전기 제어패널을 조작하여 감시와 계측은 할 수 있을지라도 상기 보호계전기들(200)에 대한 설정 값 등을 변경할 수 없는 상태가 되도록 하며, 이와 더불어 상기 도어잠금장치(600)에 대하여는 상기 도어제어신호를 전송하여 잠금상태가 되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 운용자단말기(800)가 상기 비콘신호 송수신기(400)와 상기 일정거리 이내가 되도록 위치해 있을 때 상기 보호계전기 제어패널(300)에 대하여 정정기능이 제어되도록 하고 상기 도어잠금장치(600)가 잠금해제상태로 됐다 하더라도, 그 이후에 상기 운용자단말기(800)가 상기 비콘신호 송수신기(400)와의 이격거리가 상기 일정거리를 넘어선 경우, 즉 인가된 운용자가 정 위치에 없는 경우에는 다시 상기 보호계전기 제어패널(300)에 대하여 정정기능이 제어되지 않도록 하고 상기 도어잠금장치(600)에 대하여는 잠금상태로 원상복구 되도록 하는 것이다.

그리고 상기 이격거리와 상기 일정거리의 비교 판단에 있어 상기 안전제어모듈(700)은, 하나의 운용자단말기(800)로부터 복수의 제1정보가 수신되는 경우에는 상기 복수의 제1정보로부터 각각 산출된 복수의 이격거리 중 가장 짧은 이격거리가 상기 일정거리 이내일 경우에 상기 제어가능상태로 판단하는 것이 바람직하다. 즉, 도 1 및 도 2에서 볼 때 각각의 비콘신호 송수신기들(400a 내지 400d) 중 하나 이상으로부터만 일정거리 이내에 있으면 제어가능상태가 될 수 있도록 하는 것이다. 이렇게 함으로써 보호배전반의 크기와 관계없이, 인가된 운용자가 소지한 운용자단말기가 상기 보호배전반(10)으로부터 일정거리 이내에 위치하고 있는지를 정확하게 판단할 수 있게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 각각의 비콘신호 송수신기(400a 내지 400d)에 대한 각각의 수신부(420a 내지 420d)는 각각의 송신부(410a 내지 410d)가 송출하는 BLE신호가 정상적인지 여부를 상호 감시하기 위한 수단이다. 상기 각각의 수신부(420a 내지 420d)는 상기 BLE신호가 수신되는 경우 상기 BLE신호에 수록된 상기 비콘정보, 상기 BLE신호에 대한 수신신호강도를 포함하는 제2정보를 생성하여 유선 또는 무선통신망을 통하여 상기 안전제어모듈(700)에 전송하는 역할을 하며, 정상여부에 대한 구체적인 판단은 상기 안전제어모듈(700)이 하게 된다. 따라서 상기 각각의 송신부(410a 내지 410d)가 송출한 BLE신호(s101단계)를 수신하여 제2정보를 생성하여 상기 안전제어모듈(700)에 전송하게 되면(s201단계), 상기 안전제어모듈(700)은 상기 제2정보에 포함된 상기 제1식별코드가 상기 저장된 식별코드정보와 각각 일치하는지 여부를 판단하여(s202단계) 일치하지 않으면 종료하고, 일치하게 되면 다음 단계(s203단계)를 진행하도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 비콘신호 송수신기(400)의 수신부(420)은 수신되는 신호에 대하여 식별코드 등을 판단하지 않고 단순히 상기 제2정보만 생성하여 전송하도록 하도록 하고 있는데, 이와 같이 하게 되면 상기 수신부(420) 각각에 식별코드들에 대한 정보를 저장할 필요가 없고 식별코드들에 대한 판단로직도 필요 없기 때문에 상기 비콘신호 송수신기(400)의 제작 및 설치를 간단하게 할 수 있다. 즉 상기 비콘신호 송수신기(400) 각각에는 저장장치나 판단장치가 없어져서 구성이 간단해지며, 설치 시 보호배전반마다 부여된 식별코드 등을 일일이 입력할 필요도 없기 때문에 신속하고 편리하게 설치할 수 있는 효과가 있다. 저장과 판단 부분은 상기 안전제어모듈(700)로 일원화하는 것이 효율적이고 경제적이다.

이렇게, 상기 제2정보에 포함된 상기 제1식별코드가 상기 저장된 식별코드정보와 각각 일치하면서, 상기 제2정보의 수신신호강도가 일정범위를 벗어나는 제2정보가 있는 경우에는(s203단계), 상기 안전제어모듈(700)은 상기 수신신호강도가 일정범위를 벗어나는 제2정보에 포함된 상기 제2식별코드를 가진 비콘에 대하여 비콘제어신호를 전송하여 전송신호강도를 조정하게 된다(s204단계). 즉 상기 비콘신호 송수신기(400)의 수신부(420)는 상기 보호배전반(10)에 설치된 모든 비콘신호 송수신기(400a 내지 400d)에 대한 각각의 송신부(410a 내지 410d)에서 주기적으로 송출하는 모든 BLE신호를 수신하여 상기 BLE신호에 수록된 상기 비콘정보와 상기 BLE신호에 대한 수신신호강도를 포함하는 제2정보를 지속적으로 생성하여 상기 안전제어모듈(700)에 전송하게 되는데, 상기 제2정보는 상기 BLE신호를 수신할 때마다 생성할 수도 있고 적절한 간격을 두고 생성할 수도 있다. 예를 들어 상기 비콘신호 송수신기(400)의 송신부(410)에서는 1초에 십여 회 씩 BLE신호를 송출하더라도 상기 수신부(420)는 1 내지 2초 또는 5초 간격으로 생성하는 것도 가능하다.

상기 제2정보들을 지속적으로 수신하는 상기 안전제어모듈(700)은 특정한 제2정보에 포함된 수신신호강도가, 상기 비콘신호 송수신기(400) 설치과정에서 신호측정을 해가면서 설정해 놓은, BLE신호 수신신호강도에 대한 기준값에서 일정범위를 벗어난 경우 또는 직전의 수신신호강도에 비하여 일정범위를 벗어난 경우, 즉 일정폭 이상 감소하였거나 일정폭 이상 증가한 경우, 해당 비콘신호 송수신기(400) 즉, ‘상기 수신신호강도가 일정범위를 벗어나는 제2정보에 포함된 상기 제2식별코드를 가진’ 비콘신호 송수신기(400)의 송신부(410)에 대하여, 비콘제어신호를 전송하여 전송신호강도를 조정하게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면 상기 일정범위를 3dBm으로 하는 경우, 상기 제2정보에 포함된 수신신호강도가 상기 기준값에서 3dBm이상 감소한 경우 즉, 수신신호강도가 상기 기준값의 50%로 감소한 경우가 발생되면 상기 제2정보에 포함된 제2식별코드를 확인하여 해당 식별코드를 가지는 비콘신호 송수신기(400)의 송신부(410)에 대하여 비콘제어신호를 전송하여 전송신호강도를 높이는 조치를 취하게 되는데, 전송신호강도를 단계적으로 상승시켜 가면서 수신신호강도 측정값 등을 반영하여 재상승 필요여부를 결정해 가는 방식으로 상승시키는 것도 가능하다. 상기 일정범위는 변전소 및 보호배전반 설치장소의 여건에 따라 달라질 수 있는데, 상기 기준값 또는 직전 수신신호강도의 20% 내지 30%정도로 설정하는 것도 가능하다. 또한 상기 “일정범위를 벗어난 경우”를 20% 내지 30%정도의 수신신호강도 변화가 일정시간 동안, 예를 들면 수 초이상 동안 지속되는 경우로 한정하는 것도 가능하다.

한편 본 발명에 의한 안전성이 강화된 154kv급 변전소 주변압기의 보호배전반에 포함되는 상기 비콘신호 송수신기(400)의 수신부(420)는 상기 보호배전반(10)내에 설치된 상기 비콘신호 송수신기(400)의 송신부(410)로부터 상기 BLE신호를 수신하지만, 상기 변전소 내에 설치된 다른 보호배전반들에 설치된 비콘신호 송수신기들의 송신부로부터 송출되는 BLE신호도 수신하도록 하는 것도 가능하다. 이 경우 상기 비콘정보에 제3식별코드를 더 포함하게 하는 것이 바람직한데, 상기 비콘정보에 상기 제3식별코드를 더 포함하는 경우 상기 제3식별코드는 하나의 변전소 내 모든 비콘신호 송수신기에서 동일하게 통일 시키는 것이 더욱 바람직하다. 이렇게 상기 제3식별코드를 같은 변전소 내에서 통일시키게 되면 같은 보호배전반이 여러 군데 설치되어 있는 변전소의 경우 변전소 내에 설치된 다른 보호배전반에서 송출되는 BLE신호인지 아니면 인근에 있는, 다른 설비(변전소 아닌 설비나 장비 등)에서 송출되는 BLE신호 인지 등을 신속하고 정확하게 구분할 수 있으며, 당해 변전소에 출입하는 사람들이 소지하는 각종 장비 등에 포함된 비콘 등에서 송출되는 신호들과도 구분할 수 있는 효과가 있다.

이렇게 다른 보호배전반들에 설치된 비콘신호 송수신기들로부터도 BLE신호를 수신할 수도 있게 하는 경우, 상기 비콘신호 송수신기(400)의 상기 수신부(420)는 상기 다른 보호배전반들에 설치된 비콘신호 송수신기의 송신부들로부터 BLE신호를 수신하는 경우에도 상기 제2정보를 생성하여 상기 안전제어모듈(700)에 전송하는 역할을 하도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 비콘신호 송수신기(400)의 상기 수신부(420)로부터 상기 제2정보를 수신한 상기 안전제어모듈(700)은, 상기 저장된 식별코드정보와 상기 제2정보를 비교해 볼 때 상기 제2정보에 포함된 상기 제1식별코드는 상기 저장된 식별코드정보와 일치하지 않으나 상기 제3식별코드는 일치되는 것으로 판단되는 경우, 같은 변전소 내 다른 보호배전반에 설치된 비콘신호 송수신기의 송신부가 송출한 BLE신호에 대한 제2정보로 판단하여 이에 필요한 조치를 하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

이에 대하여 상기 안전제어모듈(700)은 수신신호강도가 일정범위를 벗어나는 제2정보가 있는지를 판단하게 되고, 수신신호강도가 상기 일정범위를 벗어나는 제2정보가 있는 경우에는 이를 제3정보로 하여, 유선 또는 무선통신망을 통하여 상기 제3정보를 동일한 변전소 내 다른 보호배전반의 안전제어모듈 모두에게 전송하는 것이 바람직하며, 상기 제3정보를 수신할 안전제어모듈을 특정하여 전송하지 않고 모두에게 전송하는 브로드캐스팅(Broadcasting) 방식으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이는 상술한 바와 같이 상기 안전제어모듈(700)에는 자신의 제1식별코드를 인식할 수 있는 기능이 있기 때문이며, 상기 제2정보를 수신할 보호배전반을 특정하여 전송하지 않아도 상기 안전제어모듈(700)이 자신이 취해야 할 신호를 선택할 수 있기 때문이다.

상기 안전제어모듈(700)이 상기 변전소 내 다른 보호배전반의 안전제어모듈 중 하나가 브로드캐스팅하는 상기 제3정보를 전송받은 경우로서 상기 제3정보에 포함된 제1식별코드가 상기 저장된 식별코드정보와 일치하는 경우, 즉 자신이 속한 보호배전반(10)에 설치된 상기 비콘신호 송수신기(400)의 송신부(410) 중 하나에서 송출된 신호에 해당하는 경우에는 상기 제3정보에 포함된 상기 제2식별코드를 갖는 비콘신호 송수신기(400)의 송신부(410)에 대하여 비콘제어신호를 전송하여 전송신호강도를 조정하도록 하는 것도 가능하다.

한편, 상기 안전제어모듈(700)은 상기 도어잠금장치(600)에 대하여 도어제어신호를 전송하여 잠금해제상태가 되도록 한 이후에 도어가 열린 상태에서 상기 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 하나도 없는 것으로 판단되는 경우에는 상기 운용자단말기(800)에 대하여 도어열림 경보신호를 전송하는 것이 바람직하다. 즉 운용자가 상기 보호배전반(10)의 도어를 개방한 상태에서 작업을 진행하다가 문은 안 닫고 상기 보호배전반에서 멀리 떨어진 곳으로 가는 경우에는 이에 대한 경보신호를 운용자가 휴대하는 운용자단말기에 알림으로서 안전사고 및 보안사고를 예방할 수 있게 된다.

상기와 같은 여러 가지 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 보호배전반
200 보호계전기
300 보호계전기 제어패널
310 LCD창 320 키패드
400 비콘신호 송수신기
410 송신부 420 수신부
600 도어잠금장치 610 도어센서
700 안전제어모듈
800 운용자단말기
900 무선통신망

Claims (2)

1. 보호계전기 제어패널, 복수의 비콘신호 송수신기, 도어잠금장치 및 안전제어모듈을 포함하고 있으며, 운용자단말기를 휴대하는 운용자에 의하여 운용되는 154kv급 주변압기의 보호배전반에 있어서
   상기 보호계전기 제어패널은 상기 보호배전반에 포함된 보호계전기에 대한 감시기능, 계측기능 및 정정기능이 상기 운용자에 의하여 제어될 수 있도록 상기 보호배전반 전면에 설치되되, 상기 정정기능의 경우에는 상기 안전제어모듈이 전송하는 패널제어신호에 의하여, 상기 운용자단말기 중 적어도 하나 이상이 상기 보호배전반으로부터 일정거리 이내에 있는 경우에만 제어가능한 상태로 되며;
   상기 비콘신호 송수신기는 송신부와 수신부를 포함하고 있으며, 상기 보호배전반의 상단 모서리에 일정간격을 두고 위치하고, 상기 송신부는 제1식별코드, 제2식별코드 및 전송신호강도를 포함하는 비콘정보를 수록한 BLE신호를 생성하여 주기적으로 송출하되, 상기 제1식별코드는 상기 보호배전반 내의 모든 비콘신호 송수신기에서 모두 동일하고, 상기 제2식별코드는 각각의 비콘신호 송수신기마다 다르고, 상기 제1식별코드는 상기 제2식별코드 보다 식별코드의 길이가 짧으며, 상기 안전제어모듈에서 무선으로 전송되는 비콘제어신호에 의하여 상기 전송신호강도가 조정되며, 상기 수신부는 상기 BLE신호가 수신되는 경우 상기 BLE신호에 수록된 상기 비콘정보, 상기 BLE신호에 대한 수신신호강도를 포함하는 제2정보를 생성하여 유선 또는 무선으로 상기 안전제어모듈에 전송하며;
   상기 운용자단말기는, 상기 BLE신호가 수신되는 경우 상기 BLE신호에 수록된 상기 비콘정보, 상기 BLE신호에 대한 수신신호강도 및 자신의 범용가입자식별모듈에 저장된 가입자정보를 포함하는 제1정보를 생성하여 무선통신망을 통하여 상기 안전제어모듈에 전송하며;
   상기 도어잠금장치는 도어센서와 함께 상기 보호배전반에 포함되는 도어에 설치되고, 상기 도어센서에 의하여 상기 도어의 열림 또는 닫힘 여부를 판단하여 유선 또는 무선으로 상기 안전제어모듈에 전송하고, 상기 도어가 닫힌 상태에서 상기 안전제어모듈에서 유선 또는 무선으로 전송하는 도어제어신호에 의하여 잠금 또는 잠금해제 되며;
   상기 안전제어모듈은,
   상기 운용자단말기로부터 상기 제1정보가 수신되는 경우에는, 상기 제1정보에 포함된 상기 가입자정보가 상기 안전제어모듈에 저장된 운용자정보와 일치하고, 상기 제1정보에 포함된 상기 제1식별코드 및 상기 제2식별코드가 상기 안전제어모듈에 저장된 식별코드정보와 각각 일치하는 경우, 상기 제1정보에 포함된 전송신호강도 및 수신신호강도를 이용하여 상기 운용자단말기와 상기 비콘신호 송수신기와의 이격거리를 산출한 후 상기 이격거리가 상기 일정거리 이내일 경우에 제어가능상태로 판단하며,
   상기 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 적어도 하나 이상일 경우에는 상기 보호계전기 제어패널에 대하여 정정기능이 제어될 수 있도록 패널제어신호를 전송하고, 상기 도어잠금장치에 대하여 잠금해제상태가 되도록 도어제어신호를 전송하며,
   상기 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 없는 경우에는 상기 보호계전기 제어패널에 대하여 정정기능이 제어될 수 없도록 패널제어신호를 전송하고, 상기 도어잠금장치에 대하여 잠금상태가 되도록 도어제어신호를 전송하며,
   상기 비콘신호 송수신기로부터 수신되는 상기 제2정보 중 상기 저장된 식별코드정보와 각각 일치하는 상기 제1식별코드가 포함되어 있고, 일정시간 동안 지속하여 수신신호강도가 일정범위를 벗어나는 제2정보가 있는 경우에는, 상기 수신신호강도가 일정범위를 벗어나는 제2정보에 포함된 상기 제2식별코드를 가진 비콘신호 송수신기에 대하여 상기 비콘제어신호를 전송하여 전송신호강도를 조정하며,
   상기 도어잠금장치에 대하여 상기 도어제어신호를 전송하여 상기 잠금해제상태가 되도록 한 이후 상기 도어가 열린 상태에서 상기 제어가능상태로 판단되는 제1정보가 없는 경우에는 상기 운용자단말기에 대하여 도어열림 경보신호를 전송하며,
   하나의 운용자단말기로부터 복수의 제1정보가 수신되는 경우에는 상기 복수의 제1정보로부터 각각 산출된 복수의 이격거리 중 가장 짧은 이격거리가 상기 일정거리 이내일 경우 상기 제어가능상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 안전기능이 강화된 154kv급 주변압기의 보호배전반
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