KR101870569B1 - 차단기용 통신 인터페이스 장치 - Google Patents

차단기용 통신 인터페이스 장치 Download PDF

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Abstract

차단기용 통신 인터페이스 장치에 대해 개시한다. 본 발명의 차단기용 통신 인터페이스 장치는 접지와 연결된 접지 라인, 제1 폐회로 구성 라인, 적어도 하나의 차단기 중 제1 차단기의 상태에 따라 스위칭 동작하는 적어도 하나의 신호 전송 스위치를 포함하는 신호 전송부, 접지 라인 및 제1 폐회로 구성 라인으로 신호 전송부와 연결되는 제1 통신 모듈을 포함하며, 제1 통신 모듈은 적어도 하나의 신호 전송 스위치의 스위칭 동작에 따라 접지 라인과 제1 폐회로 구성 라인에 전류가 공급되도록 함으로써, 전류 공급 상태에 따라 상기 차단기 상태를 판단하는바, 인터페이스 모듈을 필요에 따라 일대일 대응 방식으로 단순화시켜 분리 구성할 수 있도록 하면서도 폐루프 통신에 따른 안정성을 보장할 수 있는 효과를 이룰 수 있다.

Description

차단기용 통신 인터페이스 장치{COMMUNICATION INTERFACE DEVICE FOR CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 배전반 또는 분전반 등에 적용되는 차단기들의 상태 정보를 폐루프 신호 인터페이스 방식으로 확인하고 송수신할 수 있도록 한 것으로, 인터페이스 모듈을 필요에 따라 일대일 대응 방식으로 단순화시켜 분리 구성할 수 있도록 하면서도 폐루프 통신에 따른 안정성을 보장할 수 있는 차단기용 통신 인터페이스 장치에 관한 것이다.
일반적으로 배전반, 분전반, 수배전반 등은 고전압의 전력을 소비 계통에 맞게 변환하거나 분배하여, 아파트, 빌딩, 학교, 공장, 항만 등에 필요한 전력을 배전 또는 분전하여 공급할 수 있도록 구성된다.
배전반이나 분전반 등에는 변압기와 이 변압기를 제어하는 최적 운전 제어기 및 전력 감시 제어기 등을 포함하게 되며, 외부의 습기나 이물질 등의 유입을 차단하고 가설이 용이하도록 복층구조를 갖는 단일 외함의 고전압 일체형으로 제작되고 있다.
이러한 배전반이나 분전반 등의 전력 감시 제어기로는 보호 계측기와 차단기, 오퍼레이터 등이 주로 이용되고 있다. 이중 보호 계측기는 디지털 메터와 마이크로 컨트롤 유닛 등을 이용하여, 전력 계통의 전압, 전류를 계측한다. 그리고 계측된 전력과 전력량 정보를 인터페이스 통신모듈을 이용해 관리 모듈이나 관리 서버로 송신한다.
반면, 배전반이나 분전반 등의 차단기들은 계통 전력이나 배전 선로 및 배전 상태를 실시간 모니터링하여 과부하, 단선, 단락 등의 이상이 발생하면 해당 배전 선로를 차단한다. 이러한 차단기들은 별도의 신호 전송모듈과 인터페이스 통신모듈을 통해 차단기의 온/오프/트립(On/Off/Trip) 상태 정보를 관리 모듈이나 관리 서버로 송신한다.
오퍼레이터는 별도의 신호 전송모듈과 인터페이스 통신모듈을 통해 오퍼레이션 명령을 받아 차단기 동자기나 배전 동작을 제어한다. 그리고 신호 전송모듈과 인터페이스 통신모듈을 통해 오퍼레이션 명령 수행 상태 정보를 관리 모듈이나 관리 서버로 송신한다.
종래에는 배전반이나 분전반 별로 허브 타입의 인터페이스 통신모듈이 구성되어, 하나씩의 허브에서 모든 정보들이 송수신되도록 구성되었다. 즉, 각각의 허브에서 전력과 전력량 정보, 차단기들의 상태 정보, 오퍼레이터들의 명령 수행 상태정보들을 모두 입력받아 관리 모듈이나 관리 서버와 송수신한바, 허브 인터페이스 모듈의 부피가 커지는 등 다양한 문제들이 발생하였다.
특히, 허브 타입의 인터페이스 통신모듈을 이용해 전력 정보, 차단기들의 상태 정보, 오퍼레이터들의 명령 수행 상태정보들을 모두 송수신하게 되면, 인터페이스 통신모듈의 부피가 비대해져서 그 설치 공간과 설치 비용이 크게 소요될 수밖에 없다.
또한, 보호 계측기, 차단기, 오퍼레이터 각각의 정보들과 신호들을 허브 타입의 인터페이스 통신모듈과 폐루프 방식으로 송수신하는 경우, 각각의 신호나 정보들이 송수신되는 채널의 피더 라인(Feeder Line) 마다 상시 전원이 공급되어야 한다. 이에, 각각의 피더 라인에 계속되는 전원 인가로 인해 인터페이스 모듈의 수명이 짧아질 수밖에 없으며, 그 관리 효율도 저하될 수밖에 없었다. 그리고 다수의 피더 라인과 송수신 채널들이 모두 조합되어 전자기적 잡음을 과하게 발생하는 문제를 감수할 수밖에 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배전반이나 분전반 등에 적용되는 부속 기기들(보호 계측기, 차단기, 오퍼레이터 등)의 상태 정보나 신호를 폐루프 신호 인터페이스 방식으로 송수신할 수 있도록 한다. 이때, 필요한 정보나 신호들을 송수신하기 위한 채널 수별로 통신 인터페이스 모듈을 일대일 대응 방식으로 단순화시켜 분리 구성할 수 있도록 한 차단기용 통신 인터페이스 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 각각의 부속 기기들에 적어도 하나의 채널 수별로 일대일 대응되어 구성되는 통신 인터페이스 모듈의 폐루프 통신을 위한 접지 라인을 접지 레벨로 유지시키거나 머지(Merge) 상태로 유지시켜 통신에 이용할 수 있는 차단기용 통신 인터페이스 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차단기용 통신 인터페이스 장치는 접지와 연결된 접지 라인, 제1 폐회로 구성 라인, 적어도 하나의 차단기 중 제1 차단기의 상태에 따라 스위칭 동작하는 적어도 하나의 신호 전송 스위치를 포함하는 신호 전송부, 접지 라인 및 제1 폐회로 구성 라인으로 신호 전송부와 연결되는 제1 통신 모듈을 포함하며, 제1 통신 모듈은 적어도 하나의 신호 전송 스위치의 스위칭 동작에 따라 접지 라인과 제1 폐회로 구성 라인에 전류가 공급되도록 함으로써, 전류 공급 상태에 따라 상기 차단기 상태를 판단함에 그 기술 특징이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차단기용 통신 인터페이스 장치는 제2 차단기 상태를 실시간 감시하고 제2 차단기의 차단 동작을 제어하는 오퍼레이터, 및 오퍼레이터와 일대일 대응되어, 머지 전압 라인 및 적어도 하나의 폐회로 구성 라인으로 이루어진 폐루프 구조를 이용해 오퍼레이터와 통신 인터페이스를 수행하는 제2 통신 모듈을 더 포함한다. 여기서, 제2 통신 모듈은 폐루프 구조의 머지 전압 라인을 머지 전압으로 유지시키고, 오퍼레이터의 스위칭 동작에 따라 적어도 하나의 폐회로 구성 라인에 전류가 공급되도록 함으로써, 전류 공급 상태에 따라 제2 차단기 상태를 판단함에 그 주요 기술 특징이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차단기용 통신 인터페이스 장치는 배전반 등에 구비되어 계측기의 계측 전력량 정보를 무선으로 송출하는 제1 무선 통신 모듈, 및 제1 무선 통신 모듈로부터 송출되는 계측 전력량 정보를 무선으로 수신하여 별도의 관리 모듈이나 관제 서버로 공급하는 제2 무선 통신모듈을 더 포함함에 기술 특징이 있다.
상기와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 차단기용 통신 인터페이스 장치는 배전반이나 분전반 등에 적용되는 부속 기기들(보호 계측기, 차단기, 오퍼레이터 등)의 상태 정보나 신호를 폐루프 신호 인터페이스 방식으로 송수신할 수 있도록 함으로써, 신호나 정보 전송 효율을 높이고 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 필요한 정보나 신호들을 송수신하기 위한 채널 수별로 통신 인터페이스 모듈을 일대일 대응 방식으로 단순화시켜 분리 구성할 수 있도록 함으로써, 통신 인터페이스 모듈 각각의 부피와 제조 단가를 낮추고 그 설치 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 각각의 부속 기기들에 적어도 하나의 채널 수별로 일대일 대응되어 구성되는 통신 인터페이스 모듈의 폐루프 통신을 위한 접지 라인을 접지 레벨로 유지시키거나 머지 상태로 유지시켜 통신에 이용할 수 있도록 함으로써, 안정성을 보장하고 전자기적 간섭에 따른 잡음을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 및 이에 적용된 통신 인터페이스 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 신호 전송부와 제1 통신 모듈의 폐루프 인터페이스 구조를 구체적으로 나타낸 회로 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 및 제2 신호 입출력 회로부의 회로 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 신호 전송부의 채널 구조를 도시한 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제2 신호 전송부와 제2 통신 모듈의 폐루프 인터페이스 구조를 구체적으로 나타낸 회로 구성도이다.
도 6은 도 5의 제2 통신 모듈에 포함된 제3 및 제4 신호 입출력 회로부의 회로 구성도이다.
도 7은 도 5에 도시된 제2 신호 전송부의 채널 구조를 도시한 구성도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 및 이에 적용된 통신 인터페이스 장치를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 배전반, 분전반, 수배전반 등은 전력 계통이 분배되는 전력 수용소(需用所)에 각각 설치되어, 배전 계통을 지배하고 소비전력 계통으로 전력을 배분한다. 이를 위해, 배전반 등에는 전력 변전, 개폐, 안전, 계량 등을 행하기 위해서 다양한 계측기, 개폐기, 차단기, 계기 등이 설치되기도 한다.
본 발명은 이러한 배전반, 분전반, 수배전반 등에 적용될 수 있는 통신 인터페이스 장치에 관한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 배전반의 제1 차단기(110) 상태를 실시간 감시하는 제1 신호 전송부(120), 및 제1 신호 전송부(120)와 일대일 대응되어, 접지 라인 및 적어도 하나의 폐회로 구성 라인으로 이루어진 폐루프 구조를 이용해 제1 신호 전송부(120)와 통신 인터페이스를 수행하는 제1 통신 모듈(21)을 포함한다. 여기서, 제1 통신 모듈(210)의 경우는 폐루프 구조의 접지 라인을 접지시키고, 제1 신호 전송부(120)의 스위칭 동작에 따라 적어도 하나의 폐회로 구성 라인에 전류가 공급되도록 함으로써, 전류 공급 상태에 따라 제1 차단기(110) 상태를 판단할 수 있다.
또한, 배전반의 제2 차단기(130) 상태를 실시간 감시하고, 제2 차단기(130)의 차단 동작을 제어하는 오퍼레이터(140), 및 오퍼레이터(140)와 일대일 대응되어, 머지 전압 라인 및 적어도 하나의 폐회로 구성 라인으로 이루어진 폐루프 구조를 이용해 오퍼레이터(140)와 통신 인터페이스를 수행하는 제2 통신 모듈(220)을 더 포함한다.
그리고 배전반에 구비되어 계측기(160)의 계측 전력량 정보를 무선으로 송출하는 제1 무선 통신 모듈(170), 및 제1 무선 통신 모듈(170)으로부터 송출되는 계측 전력량 정보를 무선으로 수신하여 별도의 관리 모듈이나 관제 서버로 공급하는 제2 무선 통신모듈(230)을 더 포함하기도 한다. 여기서, 제1 무선 통신 모듈(170)은 와이파이, 와이다이, 블루투스, 지그비 중 적어도 하나의 근거리 무선 통신 모듈을 구비하여, 계측기(160)의 계측 전력량 정보를 근거리 무선 통신으로 제2 무선 통신모듈(230)에 송출한다. 그리고 제2 무선 통신모듈(230)의 경우는 근거리 무선 통신 모듈을 이용해 계측기(160)의 계측 전력량 정보를 수신한 후, 인터넷 등의 네트워크 통신망을 통해 별도의 관리 모듈이나 관제 서버로 제공한다.
적어도 하나의 신호 전송부 중 제1 신호 전송부(120)는 적어도 하나의 통신 모듈 중 제1 통신 모듈(210)과 폐루프 방식의 통신 인터페이스를 수행하도록 유선으로 연결된다. 이때, 폐루프 통신 인터페이스를 위한 접지 라인은 제1 통신모듈(210)에서 접지 단으로 연결시켜두기 때문에, 접지 라인은 접지 상태로 유지된다. 하지만, 제1 신호 전송부(120)의 스위칭 동작에 따라 접지 라인이 적어도 하나의 폐회로 구성 라인과 전기적으로 연결되면, 접지 라인은 폐회로 구성 라인의 전류를 도통시키게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 신호 전송부와 제1 통신 모듈의 폐루프 인터페이스 구조를 구체적으로 나타낸 회로 구성도이다.
먼저, 도 2를 참조하여 제1 신호 전송부(120)와 제1 통신 모듈(210)의 폐루프 인터페이스 신호 검출 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 신호 전송부(120)와 제1 통신 모듈(210)의 폐루프 구조는 접지와 연결된 접지 라인, 제1 폐회로 구성 라인, 적어도 하나의 차단기 중 제1 차단기(110)의 상태에 따라 스위칭 동작하는 적어도 하나의 신호 전송 스위치(121,122)를 포함하는 제1 신호 전송부(120), 접지 라인 및 제1 폐회로 구성 라인으로 제1 신호 전송부(120)와 연결되는 제1 통신 모듈(210)을 포함한다.
제1 통신 모듈(210)은 적어도 하나의 신호 전송 스위치(121)의 스위칭 동작에 따라 접지 라인과 제1 폐회로 구성 라인에 전류가 공급되도록 함으로써, 전류 공급 상태에 따라 제1 차단기 상태를 판단한다.
제1 신호 전송부(120)는 배전반 등의 배전 선로를 모니터링하고, 이상 발생시 배전 선로를 차단하는 제1 차단기(110)에 구비될 수 있다. 제1 신호 전송부(120)는 제1 차단기(110)의 온/오프/트립(On/Off/Trip) 상태에 따라 폐회로 구성 라인과 접지 라인 간의 전기적인 연결을 스위칭시킨다. 이때, 제1 통신 모듈(210)에서는 폐회로 구성 라인의 전류 흐름을 검출하여 검출 결과에 따라 제1 차단기(110)의 온/오프/트립(On/Off/Trip) 상태를 확인할 수 있게 된다.
이를 위해, 제1 신호 전송부(120)는 적어도 하나의 스위칭 소자(121,122)를 이용해 적어도 하나의 폐회로 구성 라인과 접지 라인을 전기적으로 연결시키거나 오픈시킨다. 여기서, 접지 라인은 접지 상태로 유지되지만, 적어도 하나의 스위칭 소자(121,122)가 단락되어 접지 라인에 적어도 하나의 폐회로 구성 라인이 접속되면, 폐회로 구성 라인의 전류가 접지라인으로 흐르게 된다. 적어도 하나의 폐회로 구성 라인에는 제1 통신 모듈(210)에서 3.3V 직류 전압을 상시 인가한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 통신 모듈(210)은 제1 신호 전송부(120)와 폐루프 통신 인터페이스를 형성하는 접지 라인 일측은 접지 상태가 되도록 한다.
그리고 제1 통신 모듈(210)은 적어도 하나의 신호 입출력 회로부(211,212) 구성을 통해, 제1 신호 전송부(120)와 폐루프 통신 인터페이스를 형성하는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인에 미리 설정된 직류 전압(3.3V 직류 전압)을 인가한다. 이에, 적어도 하나의 신호 입출력 회로부(211,212)에서는 제1 신호 전송부(120)의 스위칭 동작에 따라 스위칭되는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인을 통해 제1 차단기(110)의 온/오프/트립(On/Off/Trip) 상태를 판단할 수 있다. 구체적으로, 제1 신호 전송부(120)의 스위칭 동작에 따라 적어도 하나의 폐회로 구성 라인에 전류가 흐르게 되면 전류 흐름을 검출하여 제1 차단기(110)의 온/오프/트립(On/Off/Trip) 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호 전송부(120)의 스위칭 동작에 따라 어느 하나의 폐회로 구성 라인에 전류가 흐르면 제1 차단기(110)의 온 상태를 판단할 수 있다. 반면, 어느 하나의 폐회로 구성 라인에 전류가 흐르지 않으면 제1 차단기(110)의 오프 상태를 판단할 수 있다. 만일, 모든 폐회로 구성 라인에 전류가 흐르지 않으면 트립 상태로 판단할 수도 있다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 및 제2 신호 입출력 회로부의 회로 구성도이다.
도 3을 참조하여, 제1 및 제2 신호 입출력 회로부(211,212) 구성을 살펴보면 다음과 같다.
제1 및 제2 신호 입출력 회로부(211,212)에서는 제1 신호 전송부와 폐루프 통신 인터페이스를 형성하는 접지 라인 일측은 접지 전압으로 유지시키며, 적어도 하나의 폐회로 구성 라인에는 적어도 하나의 포토 커플러(PC1,PC2)를 통해 미리 설정된 직류 전압을 인가한다.
그리고 제1 신호 전송부(120)의 스위칭 동작에 따라 적어도 하나의 폐회로 구성 라인이 스위칭되어 폐회로 구성 라인에 전류가 흐르면, 적어도 하나의 포토 커플러(PC1,PC2)의 전류 흐름에 따른 직류 신호를 검출하여, 제1 차단기(110)의 온/오프/트립(On/Off/Trip) 상태를 판단할 수 있다.
구체적으로, 도 2와 도 3을 참조하면, 제1 신호 입출력 회로부(211)는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인 중 제1 폐회로 구성 라인에 적어도 하나의 제1 포토 커플러(PC1)를 통해 미리 설정된 전류를 인가한다. 이에, 제1 신호 전송부(120)의 스위칭 동작에 따라 제1 폐회로 구성 라인이 스위칭되어 전류가 흐르면, 적어도 하나의 제1 포토 커플러(PC1)의 전류 흐름에 따른 전류를 검출하여 제1 차단기(110)의 온/오프/트립(On/Off/Trip) 상태를 판단한다.
제2 신호 입출력 회로부(212)의 경우는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인 중 제2 폐회로 구성 라인에 적어도 하나의 제2 포토 커플러(PC2)를 통해 미리 설정된 전류를 인가한다. 이로써, 제1 신호 전송부(120)의 스위칭 동작에 따라 제2 폐회로 구성 라인이 스위칭되어 전류가 흐르면, 적어도 하나의 제2 포토 커플러(PC2)의 전류 흐름에 따른 전류를 검출하여 제1 차단기(110)의 온/오프/트립(On/Off/Trip) 상태를 판단한다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 신호 전송부의 채널 구조를 도시한 구성도이다.
도 2와 함께 도 4를 참조하면, 제1 신호 전송부(120)는 제1 통신 모듈(210)과 접지 라인이 서로 연결되는 접지 라인 접속 접점(C1), 및 적어도 하나의 폐회로 구성 라인이 서로 각각 연결되는 적어도 하나의 신호 라인 접점(I11.I12)을 포함하도록, 적어도 하나의 채널(ch1,ch2)이 서로 대응되도록 각각 구성될 수 있다.
마찬가지로, 제1 통신 모듈(210) 또한 제1 신호 전송부(120)와 접지 라인이 서로 연결되는 접지 라인 접속 접점(H1), 및 적어도 하나의 폐회로 구성 라인이 서로 각각 연결되는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인 접점(H11.H12)을 포함하는 적어도 하나의 채널이 서로 대응되도록 각각 구성될 수도 있다.
도 5는 도 1에 도시된 제2 신호 전송부와 제2 통신 모듈의 폐루프 인터페이스 구조를 구체적으로 나타낸 회로 구성도이다.
도 1 및 도 2와 함께, 도 5를 참조하면, 배전반 등에 적용되는 오퍼레이터(140)는 적어도 하나의 통신 모듈 중 제2 통신 모듈(220)과 폐루프 방식의 통신 인터페이스를 수행하도록 유선으로 연결된다.
오퍼레이터(140)와 제2 통신 모듈(220) 간의 폐루프 통신 인터페이스를 위한 접지 라인은 상태 정보나 상태 신호가 전송되지 않을 때는 미리 설정된 전압 레벨로 머지(Merge)된 상태의 머지 전압 레벨을 유지한다. 하지만, 적어도 하나의 폐회로 구성 라인으로 상태 정보나 상태 신호가 전송될 때는, 폐회로 구성 라인의 전류 흐름에 따라 제2 통신 모듈(220)에서 오퍼레이터(140)나 제2 차단기(130)의 상태를 감지할 수 있도록 한다.
오퍼레이터(140)는 서로 대응되는 제2 통신 모듈(220)과 폐루프 통신 인터페이스를 형성하는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인과 머지 전압 라인의 전기적인 접속이나 연결을 스위칭함으로써, 폐회로 구성 라인의 전류 흐름에 따라 제2 통신 모듈(220)에서 오퍼레이터(140)나 제2 차단기(130)의 상태를 감지할 수 있도록 한다.
구체적으로, 오퍼레이터(140)에는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인과 머지 전압 라인의 전기적인 접속이나 연결을 스위칭하는 적어도 하나의 스위칭 소자(151,152)가 구성되어, 오퍼레이터(140)의 명령 신호와 상태 정보를 2 통신 모듈(220)에서 감지할 수 있도록 한다.
오퍼레이터(140)와 제2 통신 모듈(220)에는 도 2에 도시된 바와 같은 제1 신호 전송부(120)와 제1 및 제2 입출력 회로부(211,212) 구성에 따른 폐회로 구성이 추가적으로 더 구비될 수 있다. 이 경우, 제1 신호 전송부(120)와 제1 및 제2 입출력 회로부(211,212) 추가 구성에 따른 폐회로 구성과 상태 검출 동작 설명은 앞서 구체적으로 설명한 예로 대신하기로 한다.
반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 통신 모듈(220)은 제2 신호 전송부(150)와 폐루프 통신 인터페이스를 형성하는 머지 전압 라인이 머지 전압 레벨을 유지하도록 한다. 이에, 적어도 하나의 신호 입출력 회로부(221,222)에서는 제2 신호 전송부(150)의 스위칭 동작에 따라 스위칭되는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인을 통해 제2 차단기(130)나 오퍼레이터(140)의 상태 정보를 판단할 수 있다.
도 6은 도 5의 제2 통신 모듈에 포함된 제3 및 제4 신호 입출력 회로부의 회로 구성도이다.
도 6을 참조하면, 제2 통신 모듈(220)은 제2 신호 전송부(150)와 폐루프 통신 인터페이스를 형성하는 머지 전압 접지 라인 일측은 머지 전압 레벨이 유지되도록 되도록 한다.
제2 신호 전송부(150)와 폐루프 통신 인터페이스를 형성하는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인에는 각각의 릴레이(RY1.RY2) 구성을 통한 직류 전압을 인가함으로써, 제2 신호 전송부의 스위칭 동작에 따라 스위칭되는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인을 통해 제2 차단기(130)나 오퍼레이터(140)의 명령 신호와 상태 정보를 수신한다.
이렇게, 제3 및 제4 신호 입출력 회로부(221,222)는 제2 신호 전송부(150)와 폐루프 통신 인터페이스를 형성하는 머지 전압 접지 라인 일측은 머지 전압 레벨을 유지시킨다. 그리고 나서 제1 신호 전송부(150)의 스위칭 동작에 따라 적어도 하나의 폐회로 구성 라인이 스위칭되어 전류가 흐르거나 끊기면, 적어도 하나의 릴레이(RY1.RY2) 동작에 따른 직류 신호를 검출하여, 오퍼레이터(140)의 명령 신호와 상태 정보를 수신하게 된다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 통신 모듈(220)의 제3 신호 입출력 회로부(221)는 머지 전압 라인이 머지 전압레벨로 유지되도록 되도록 하되, 적어도 하나의 폐회로 구성 라인 중 제3 폐회로 구성 라인에 제1 릴레이(RY1) 및 제3 포토 커플러(PC3)를 통해 미리 설정된 전류를 인가한다. 이에, 오퍼레이터(140)의 스위칭 동작에 따라 제3 폐회로 구성 라인이 스위칭되어 전류가 흐르면, 적어도 하나의 제3 포토 커플러의 전류 흐름에 따라 제2 차단기(130)의 온/오프/트립(On/Off/Trip) 상태를 판단하거나 오퍼레이터(140)의 제어신호를 판단할 수 있다.
또한, 제4 신호 입출력 회로부(222)는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인 중 제4 폐회로 구성 라인에 적어도 하나의 재2 릴레이(RY2)와 제4 포토 커플러(PC4)를 통해 미리 설정된 전류를 인가한다. 이에, 오퍼레이터(140)의 스위칭 동작에 따라 제4 폐회로 구성 라인이 스위칭되어 전류가 흐르면, 제4 포토 커플러(PC4)의 전류 흐름에 따라 제2 차단기(130)의 온/오프/트립 상태를 판단하거나 오퍼레이터의 제어신호를 판단할 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 제2 신호 전송부의 채널 구조를 도시한 구성도이다.
도 5와 함께 도 7을 참조하면, 제2 신호 전송부(150)는 제2 통신 모듈(220)과 접지 라인이 서로 연결되는 머지 라인 접속 접점(Ref), 및 적어도 하나의 폐회로 구성 라인이 서로 각각 연결되는 적어도 하나의 신호 라인 접점(O11,O12)을 포함하도록, 적어도 하나의 채널(ch3,ch4)이 서로 대응되도록 각각 구성될 수 있다.
마찬가지로, 제2 통신 모듈(220) 또한 제2 신호 전송부(150)와 머지 라인이 서로 연결되는 머지 라인 접속 접점(HRef), 및 적어도 하나의 폐회로 구성 라인이 서로 각각 연결되는 적어도 하나의 신호 라인 접점(H41.H42)을 포함하는 적어도 하나의 채널이 서로 대응되도록 각각 구성될 수도 있다.
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차단기용 통신 인터페이스 장치는 배전반 등에 적용되는 부속 기기들(보호 계측기, 차단기, 오퍼레이터 등)의 상태를 폐루프 신호 인터페이스 방식으로 판단할 수 있도록 함으로써, 신호나 정보 전송 효율을 높이고 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 필요한 정보나 신호들을 송수신하기 위한 채널 수별로 통신 인터페이스 모듈을 일대일 대응 방식으로 단순화시켜 분리 구성할 수 있도록 함으로써, 통신 인터페이스 모듈 각각의 부피와 제조 단가를 낮추고 그 설치 효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 각각의 부속 기기들에 적어도 하나의 채널 수별로 일대일 대응되어 구성되는 통신 인터페이스 모듈의 폐루프 통신을 위한 접지 라인을 접지 레벨로 유지시키거나 머지 상태를 유지시켜 통신에 이용할 수 있도록 함으로써, 안정성을 보장하고 전자기적 간섭에 따른 잡음을 최소화시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 제1 차단기
120: 제1 신호 전송부
130: 제2 차단기
140: 오퍼레이터
160: 계측기
170: 제1 무선 통신모듈
210: 제1 통신모듈
220: 제2 통신모듈
230: 제2 무선 통신모듈

Claims (10)

  1. 사고 발생시 전력을 차단하는 적어도 하나의 차단기의 상태 정보 또는 제어 정보를 송수신하는 차단기용 통신 인터페이스 장치에 있어서,
    접지와 연결된 접지 라인;
    제1 폐회로 구성 라인;
    상기 적어도 하나의 차단기 중 제1 차단기의 상태에 따라 스위칭 동작하는 적어도 하나의 신호 전송 스위치를 포함하는 신호 전송부;
    상기 접지 라인 및 상기 제1 폐회로 구성 라인으로 상기 신호 전송부와 연결되는 제1 통신 모듈을 포함하며,
    상기 제1 통신 모듈은
    상기 적어도 하나의 신호 전송 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 접지 라인과 상기 제1 폐회로 구성 라인에 전류가 공급되도록 함으로써, 상기 전류 공급 상태에 따라 상기 제1 차단기 상태를 판단하고,
    상기 신호 전송부와 상기 제1 통신 모듈은
    상기 접지 라인이 서로 연결되는 접지 라인 접속 접점, 및
    상기 적어도 하나의 폐회로 구성 라인이 각각 연결되는 적어도 하나의 폐회로 구성 라인 접점을 포함하는 적어도 하나의 채널이 서로 대응되도록 각각 구성된,
    차단기용 통신 인터페이스 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 통신 모듈은
    상기 제1 폐회로 구성 라인에 적어도 하나의 제1 포토 커플러를 통해 미리 설정된 전류를 인가함으로써,
    상기 적어도 하나의 신호 전송 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 제1 폐회로 구성 라인에 전류가 흐르면, 상기 적어도 하나의 제1 포토 커플러의 전류 흐름에 따른 전류를 검출하여 상기 차단기의 온 상태를 판단하는 제1 신호 입출력 회로부를 포함하는
    차단기용 통신 인터페이스 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 통신 모듈은
    상기 제1 폐회로 구성 라인과 다른 제2 폐회로 구성 라인에 적어도 하나의 제2 포토 커플러를 통해 미리 설정된 전류를 인가함으로써,
    상기 적어도 하나의 신호 전송 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 제2 폐회로 구성 라인이 스위칭되어 전류가 흐르면, 상기 적어도 하나의 제2 포토 커플러의 전류 흐름에 따른 전류를 검출하여 상기 제1 차단기의 오프 상태를 판단하는 제2 신호 입출력 회로부를 포함하는
    차단기용 통신 인터페이스 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 차단기 중 제2 차단기 상태를 실시간 감시하고 상기 제2 차단기의 차단 동작을 제어하는 오퍼레이터; 및
    상기 오퍼레이터와 대응되어, 머지 전압 라인 및 제3 폐회로 구성 라인으로 상기 오퍼레이터와 연결되는 제2 통신 모듈을 더 포함하는
    차단기용 통신 인터페이스 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 통신 모듈은
    상기 머지 전압 라인을 머지 전압으로 유지시키고,
    상기 오퍼레이터의 적어도 하나의 오퍼레이터 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 제3 폐회로 구성 라인에 전류가 공급되도록 함으로써, 상기 전류 공급 상태에 따라 상기 제2 차단기 상태를 판단하는
    차단기용 통신 인터페이스 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 통신 모듈은
    상기 제3 폐회로 구성 라인에 적어도 하나의 제1 릴레이를 통해 미리 설정된 전류를 인가함으로써,
    상기 오퍼레이터 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 제3 폐회로 구성 라인이 스위칭되어 전류가 흐르면, 적어도 하나의 제3 포토 커플러의 전류 흐름에 따라 상기 제2 차단기의 온 상태를 판단하거나 상기 오퍼레이터의 제어신호를 판단하는 제3 신호 입출력 회로부를 포함하는
    차단기용 통신 인터페이스 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 통신 모듈은
    상기 제3 폐회로 구성 라인과 다른 제4 폐회로 구성 라인에 적어도 하나의 제2 릴레이를 통해 미리 설정된 전류를 인가함으로써,
    상기 오퍼레이터의 스위칭 동작에 따라 상기 제4 폐회로 구성 라인이 스위칭되어 전류가 흐르면, 적어도 하나의 제4 포토 커플러의 전류 흐름에 따라 상기 제2 차단기의 오프 상태를 판단하거나 오퍼레이터의 제어신호를 판단하는 제4 신호 입출력 회로부를 포함하는
    차단기용 통신 인터페이스 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 통신 모듈은
    상기 머지 전압 레벨의 접지 라인이 서로 연결되는 접지 라인 접속 접점, 및
    상기 적어도 하나의 폐회로 구성 라인이 서로 각각 연결되는 적어도 하나의 신호 라인 접점을 포함하는 적어도 하나의 채널이 서로 대응되도록 각각 구성된
    차단기용 통신 인터페이스 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    계측기의 계측 전력량 정보를 무선으로 송출하는 제1 무선 통신 모듈; 및
    상기 제1 무선 통신 모듈로부터 송출되는 계측 전력량 정보를 무선으로 수신하여 별도의 관리 모듈이나 관제 서버로 공급하는 제2 무선 통신모듈을 더 포함하는
    차단기용 통신 인터페이스 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100510345B1 (ko) * 2000-08-19 2005-08-26 최위영 인터넷을 통한 전력설비 제어시스템
KR20130086220A (ko) * 2010-10-27 2013-07-31 권종택 사고 복구용 배전함 및 상기 배전함의 제어시스템

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