KR101911985B1 - 전력을 측정하는 시스템, 하나의 그러한 시스템을 포함하는 트랜스포머 서브스테이션 및 그러한 시스템으로 전력을 측정하는 방법 - Google Patents

Abstract

이 시스템 (20) 은 일차 전기 컨덕터 (34, 36, 38) 에 접속된 적어도 하나의 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 전류의 전력을 측정하도록 설계되고, 일차 컨덕터 (34, 36, 38) 와 이차 컨덕터 (42A, ..., 46N) 는 동일한 전압을 갖는다. 이러한 측정 시스템 (20) 은, 일차 컨덕터 (34, 36, 38) 를 통한 전압을 측정하는 유닛 (66) 및 무선전기 이미터 (70) 를 포함하는 일차 모듈 (60), 무선전기 수신기 (80A, ..., 80N), 이차 컨덕터 (42A, ..., 46N) 에서 전류 밀도의 센서 (76A, ..., 76N) 및 이차 컨덕터에서 상기 전류의 전력을 계산하는 유닛 (126A, ..., 126N) 을 포함하는 적어도 하나의 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 을 포함한다. 일차 모듈 (60) 은 측정된 전압 (V1, V2, V3) 의 값을 압축하는 제 1 수단 (104) 및 각각의 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 로, 측정된 전압의 압축된 값을 포함하는 메세지 (M1) 를 송신하는 수단 (106) 을 포함한다. 측정 시스템 (20) 은 전압을 측정하는 유닛 (66) 과 관련하여 각각의 전류 밀도 센서 (76A, ..., 76N) 를 시간 동기화하는 수단 (106, 120A, 120N, 122A, ..., 122N) 을 포함한다. 계산 유닛 (126A, ..., 126N) 은 무선전기 수신기 (80A, ..., 80N) 에 접속되고 일차 모듈 (60) 로부터 수신된 전압의 값과 측정된 전류 밀도 값으로부터 전력을 계산할 수 있다.

Description

전력을 측정하는 시스템, 하나의 그러한 시스템을 포함하는 트랜스포머 서브스테이션 및 그러한 시스템으로 전력을 측정하는 방법{SYSTEM FOR MEASURING ELECTRIC POWER, TRANSFORMER SUBSTATION COMPRISING ONE SUCH SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING ELECTRIC POWER WITH SUCH A SYSTEM}

본 발명은 적어도 하나의 이차 전기 컨덕터에 흐르는 전류의 전기 에너지를 측정하는 시스템에 관한 것이며, 이차 컨덕터는 일차 전기 컨덕터에 전기적으로 접속되고, 일차 컨덕터와 상기 이차 컨덕터 또는 그 각각은 실질적으로 동일한 전압을 가지며, 이러한 측정 시스템은:

- 무선전기 이미터 및 일차 컨덕터의 전압을 측정하는 측정 유닛을 포함하는 일차 모듈,

- 무선전기 수신기, 대응하는 이차 컨덕터에 흐르는 전류의 세기를 측정하는 세기 센서 및 대응하는 이차 컨덕터에 흐르는 전류의 전기 에너지를 계산하는 유닛을 포함하는 적어도 하나의 이차 모듈

을 포함한다.

본 발명은 추가로, 제 1 교류 전압을 갖는 전류를 제 2 교류 전압을 갖는 전류로 변환하는 유닛에 관한 것이며, 이 변환 유닛은 상기 측정 시스템을 포함한다.

본 발명은 추가로, 상기 측정 시스템으로 전기 에너지를 측정하는 방법에 관한 것이다.

문서 WO 2010/119332 A1 에서, 전술된 타입의 측정 시스템이 공지되어 있다. 측정 시스템은 전기 에너지를 측정하는 모듈들, 그 에너지의 측정된 값들을 저장하는 데이터베이스 및 측정되고 수집된 값들에 대응하는 정보를 원격 클라이언트들에게 공급할 수 있는 관리 모듈을 포함한다. 측정 모듈들은 무선전기 링크들을 통해, 자체적으로 네트워크에 접속된 통신 게이트웨이에 접속된다. 데이터베이스, 관리 모듈 및 원격 클라이언트들은 또한 네트워크에 접속된다. 각각의 측정 모듈은 전기 컨덕터에 흐르는 전류의 전기 에너지를 측정할 수 있다. 측정 모듈은 세기 센서, 전기 에너지를 계산할 수 있는 프로세싱 유닛 및 무선전기 이미터-수신기를 포함한다. 각각의 측정 모듈은 클록을 통해 통신 게이트웨이와 동기화된다.

그러나, 그러한 측정 시스템은 매우 정확하지 않고, 에너지 인자의 계산이 전류 및 전압에 대한 최대치들의 검출 및 최대치들을 구분하는 시간의 계산을 통해 실행된다. 이 시스템은 또한, 그 계산에서 전압 및 전류 신호들에 존재하는 임의의 고조파들에 의해 생성된 에너지를 고려하지 않기 때문에 매우 정확하지 않다. 또한, 그러한 측정 시스템은 상대적으로 복잡하고 비싸다.

그러므로, 본 발명의 목적은 더 정확하고, 덜 복잡하며, 덜 비싼 측정 시스템을 제안하는 것이다.

이를 위해, 본 발명의 청구물은 전술된 타입의 측정 시스템이며,

- 일차 모듈은 전압의 측정된 값을 압축하는 수단, 및 무선전기 이미터로부터 상기 이차 모듈 또는 그 각각의 무선전기 수신기로, 측정 유닛에 의해 측정된 전압의 압축된 값을 포함하는 제 1 메세지를 방사하는 방사 수단을 포함하고,

- 측정 시스템은 전압 측정 유닛과 상기 세기 센서 또는 그 각각을 시간 동기화하는 동기화 수단을 포함하며, 그리고

- 계산 유닛은 무선전기 수신기에 접속되고, 일차 모듈로부터 수신된 측정된 전압 값으로부터 및 상기 세기 센서에 의해 측정된 세기 값으로부터 전기 에너지를 계산할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 유리한 양태들에 따르면, 측정 시스템은 모든 기술적으로 가능한 조합들에 따르거나 개별적으로 취득된, 하나 또는 몇몇의 다음 특징들을 포함한다:

- 상기 각각의 이차 모듈은 대응하는 이차 컨덕터에 흐르는 전류의 전압을 측정하지 않고, 대응하는 이차 컨덕터에 흐르는 전류의 세기만을 측정하도록 구성되고,

- 제 1 메세지는 전압 측정 유닛과 상기 각각의 세기 센서의 시간 동기화를 위한 동기화 데이터를 포함하고,

- 제 1 압축 수단은 일차 모듈의 측정 유닛에 의해 측정된 전압 값의 푸리에 급수로의 분해의 계수들을 계산하는 제 1 계산 수단을 포함하고,

- 상기 이차 모듈 또는 그 각각은 측정된 세기 값을 압축하는 제 2 압축 수단을 포함하고,

- 제 2 압축 수단은 이차 모듈의 센서에 의해 측정된 세기 값의 푸리에 급수로의 분해의 계수들을 계산하는 제 2 계산 수단을 포함하고,

- 계산 유닛은 측정된 세기와 측정된 전압의 압축된 값들로부터 전기 에너지를 계산할 수도 있고;

- 상기 시스템은 복수의 이차 모듈들 및 전기 에너지의 계산된 값들을 집중화하는 집중화 모듈을 포함하고, 집중화 모듈은 무선전기 수신기를 포함하며, 각각의 이차 모듈은 무선전기 이미터로부터 집중화 모듈의 무선전기 수신기로, 계산 유닛에 의해 계산된 에너지의 값을 포함하는 제 2 메세지를 방사하는 방사 수단을 포함하고;

- 일차 모듈은 고유의 토큰을 이차 모듈들에 연속하여 분배하는 수단을 포함하고, 이차 모듈의 방사 수단은 대응하는 이차 모듈이 일차 모듈로부터의 고유 토큰을 미리 수신한 경우에만 제 2 메세지를 방사하도록 구성되며, 그리고

- 제 1 메세지는 측정된 전압 값 및/또는 측정된 세기 값의 푸리에 급수로의 분해를 위한 계수들이 계산되는 샘플링 주기의 값을 포함한다.

본 발명의 청구물은 또한, 제 1 교류 전압을 갖는 전류를 제 2 교류 전압을 갖는 전류로 변환하는 유닛이며,

- 전기 네트워크에 접속될 수 있는 적어도 하나의 인렛 전기 컨덕터를 포함하는 제 1 패널로서, 상기 인렛 컨덕터에 흐르는 전류는 제 1 교류 전압을 갖는, 상기 제 1 패널,

- 적어도 하나의 일차 아웃렛 전기 컨덕터 및 적어도 하나의 이차 아웃렛 전기 컨덕터를 포함하는 제 2 패널로서, 상기 이차 아웃렛 컨덕터 또는 그 각각은 대응하는 일차 아웃렛 컨덕터에 전기적으로 접속되고, 대응하는 아웃렛 컨덕터들에 흐르는 전류는 제 2 교류 전압을 가지는, 상기 제 2 패널,

- 제 1 패널과 제 2 패널 사이에 접속되고 제 1 교류 전압을 갖는 전류를 제 2 교류 전압을 갖는 전류로 변환할 수 있는 전기 트랜스포머, 및

- 상기 이차 아웃렛 컨덕터 또는 그 각각에 흐르는 전류의 전기 에너지를 측정하는 측정 시스템을 포함하며,

측정 시스템은 앞서 정의된 것과 같은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구물은 또한, 적어도 하나의 이차 전기 컨덕터에 흐르는 전류의 전기 에너지를 측정하는 방법으로서, 이차 컨덕터는 일차 전기 컨덕터에 전기적으로 접속되고, 일차 컨덕터와 상기 이차 컨덕터 또는 그 각각은 실질적으로 동일한 접압을 가지며, 상기 방법은:

- (a) 일차 모듈에 의해, 일차 컨덕터에 흐르는 전류의 전압의 측정 단계,

- (b) 이차 모듈에 의해, 대응하는 이차 컨덕터에 흐르는 전류의 세기의 측정 단계, 및

- (c) 이차 모듈에 의해, 대응하는 이차 컨덕터에 흐르는 전류의 전기 에너지의 계산 단계를 포함하고, 상기 방법은:

- (i) 측정된 전압 값을 압축하는 단계 및 일차 모듈에 의해, 일차 모듈과 이차 모듈 간의 무선전기 링크를 통해 측정된 전압의 압축된 값을 포함하는 제 1 메세지를 방사하는 단계; 및

- (ⅱ) 세기의 측정과 전압의 측정을 시간 동기화하는 단계를 더 포함하며,

단계 (c) 동안, 전기 에너지의 계산은 일차 모듈로부터 수신된 측정된 전압 값과 세기 센서에 의해 측정된 세기 값으로부터 실행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 유리한 양태에 따르면, 측정 방법은 다음 특징들을 포함한다:

- 전압의 주기는 일차 모듈에 의해 정기적으로 측정되며, 측정 주기는 바람직하게 10 초와 동일하다.

본 발명의 이러한 특징들 및 장점들은 오직 예로서 주어지고 첨부된 도면들을 참조하여 형성된 이하 설명을 읽을 때 인식될 것이다.
도 1 은 제 1 패널, 변환을 통해 제 1 패널에 접속된 제 2 패널, 및 제 2 패널의 아웃렛 컨덕터들에 흐르는 전류의 전기 에너지를 측정하는 시스템을 포함하는 변환 유닛의 블록 다이어그램이다.
도 2 는 도 1 의 측정 시스템의 블록 다이어그램이며, 측정 시스템은 전압을 측정하는 일차 모듈, 세기를 측정하는 복수의 이차 모듈 및 집중화 모듈을 포함한다.
도 3 은 도 2 의 이차 모듈의 블록 다이어그램이다.
도 4 는 도 2 의 일차 모듈에 의해 구현되는, 본 발명에 따른 측정 방법의 단계들의 흐름도이다.
도 5 는 도 2 및 도 3 의 이차 모듈들에 의해 구현되는, 동일한 측정 방법의 단계들의 흐름도이다.
도 6 은 도 2 의 집중화 모듈에 의해 구현되는, 동일한 측정 방법의 단계들의 흐름도이다.
도 7 은 제 1 메세지의 방사 및 수신 순간들을 도시하는 도시하는 타임 차트이며, 제 1 메세지는 일차 모듈에 의해 이차 모듈들로 방사된다.

도 1 에서, 전기 네트워크 (12) 에 접속된 변환 유닛 (10) 은 제 1 패널 (14), 제 2 패널 (16), 제 1 패널과 제 2 패널 사이에 접속된 전기 트랜스포머 (18) 및 전류의 전기 에너지를 측정하는 시스템 (20) 을 포함한다.

변환 유닛 (10) 은 네트워크 (12) 에 의해 전달되고 제 1 교류 전압을 갖는 전류를 제 2 교류 전압을 갖는 전류로 변환할 수 있다.

전기 네트워크 (12) 는 교번 네트워크, 예컨대 3 상 네트워크이다. 전기 네트워크 (12) 는 중간 전압 네트워크이며, 즉 전압이 1,000 볼트 이상 50,000 볼트 미만인 네트워크이다. 그 후에, 제 1 의 3 상 전압은 중간 전압이다.

대안적으로, 전기 네트워크 (12) 는 고전압 네트워크이며, 즉 전압이 50,000 볼트 이상인 네트워크이다. 다시 말해서, 제 1 의 3 상 전압은 고 전압이다.

제 1 패널 (14) 은 수개의 인렛들 (22) 을 포함하고, 각각의 인렛 (22) 은 제 1 인렛 컨덕터들 (24A, 24B), 제 2 인렛 컨덕터들 (26A, 26B), 및 제 3 인렛 컨덕터들 (28A, 28B) 을 포함한다. 각각의 제 1, 제 2, 제 3 인렛 컨덕터 (24A, 24B, 26A, 26B, 28A, 28B) 는 개별 인렛 회로 차단기 (32) 를 통해 전기 네트워크에 접속된다. 대응하는 인렛 컨덕터들 (24A, 24B, 26A, 26B, 28A, 28B) 에 흐르는 3 상 전류는 제 1 의 3 상 전압을 갖는다.

제 2 패널 (16) 은 제 1 일차 컨덕터 (34), 제 2 일차 컨덕터 (36), 제 3 일차 컨덕터 (38), 및 제 4 일차 컨덕터 (39) 및 복수 (N) 개의 아웃렛들 (40A, 40B, ..., 40N), 즉 제 1 아웃렛 (40A), 제 2 아웃렛 (40B), ..., 제 N 아웃렛 (40N) 을 포함하며, 각각의 아웃렛 (40A, 40B, ..., 40N) 은 3 상 전압을 전달할 수 있다.

각각의 아웃렛 (40A, 40B, 40N) 은 저전압 아웃렛이고, 즉 전압이 1,000 볼트 미만인 아웃렛이다. 그 다음, 제 2 의 3 상 전압은 저 전압이다.

대안적으로, 각각의 아웃렛 (40A, 40B, ..., 40N) 은 중간-전압 아웃렛이고, 즉 전압이 1,000 볼트 이상 50,000 미만인 아웃렛이다. 다시 말해서, 제 2 의 3 상 전압은 중간 전압이다.

제 1 아웃렛 (40A) 은 제 1 이차 컨덕터 (42A), 제 2 이차 컨덕터 (44A), 제 3 이차 컨덕터 (46A) 및 제 4 이차 컨덕터 (48A), 및 3 개의 아웃렛 회로 차단기들 (50) 을 포함한다. 제 1, 제 2 및 제 3 이차 컨덕터들 (42A, 44A, 46A) 은 각각 대응하는 아웃렛 회로 차단기 (50) 를 통해 제 1, 제 2 및 제 3 일차 컨덕터들 (34, 36, 38) 에 접속된다. 제 4 이차 컨덕터 (48A) 는 제 4 일차 컨덕터 (39) 에 직접 접속된다.

일차 아웃렛 컨덕터들 (34, 36, 38) 및 대응하는 이차 아웃렛 컨덕터들 (42A, 44A, 46A) 은 실질적으로 동일한 전압을 가지며, 즉 개별적으로 제 1 전압 (V1), 제 2 전압 (V2) 및 제 3 전압 (V3) 은 제 2 의 3 상 전압의 3 개의 상들에 대응한다.

다른 아웃렛들 (40B, ..., 40N) 은 전술된 제 1 아웃렛 (40A) 과 동일하고, 매번 문자 A 를 대응하는 엘리먼트들의 참조와 관련하여 문자 B, ..., N 으로 교체함으로써 동일한 엘리먼트들을 포함한다.

전기 트랜스포머 (18) 는 제 1 교류 전압을 갖는 전기 네트워크로부터 들어오는 전류를 제 2 패널 (16) 에 전달되고 제 2 교류 전압을 갖는 전류로 변환할 수 있다. 전기 트랜스포머 (18) 는 제 1 패널 (14) 에 접속된 일차 권선 (52) 과 제 2 패널 (16) 에 접속된 이차 권선 (54) 을 포함한다.

측정 시스템 (20) 은 상기 제 2 아웃렛 컨덕터 또는 그 각각 (42A, 44A, 46A, 42B, 44B, 46B, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 전류의 전기 에너지를 측정할 수 있다.

도 2 에 도시될 수 있는 측정 시스템 (20) 은 일차 모듈 (60), 복수 (N) 의 이차 모듈들 (62A, 62B, ..., 62N), 즉 제 1 이차 모듈 (62A), 도시되지 않은 제 2 이차 모듈 (62B), ..., 제 N 이차 모듈 (62N), 및 집중화 모듈 (64) 을 포함한다.

일차 모듈 (60) 은 대응하는 일차 컨덕터 (34, 36, 38) 에 흐르는 전류의 전압을 측정하는 전압 측정 유닛 (66) 및 정보 프로세싱 유닛 (68) 을 포함한다. 일차 모듈은 추가로, 무선전기 이미터-수신기 (70), 무선전기 안테나 (72), 및 측정 유닛, 정보 프로세싱 유닛 및 무선전기 이미터-수신기를 위한 전기 공급 유닛 (74) 을 포함한다.

제 1 이차 모듈 (62A) 은 제 1 이차 컨덕터 (42A), 제 2 이차 컨덕터 (44A), 및 제 3 이차 컨덕터 (46A) 의 각각에 대하여, 대응하는 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A) 에 흐르는 전류의 세기를 측정하는 세기 센서 (76A) 를 포함한다. 제 1 이차 모듈 (62A) 은 정보 프로세싱 유닛 (78A), 무선전기 이미터-수신기 (80A), 및 무선전기 안테나 (82A) 를 포함한다. 제 1 이차 모듈 (62A) 은 추가로, 정보 프로세싱 유닛 및 무선전기 이미터-수신기에 대한 전기 공급 유닛 (84A) 을 포함한다. 제 1 이차 모듈 (62A) 은 또한 식별자로 지칭되는 고유 번호에 의해 식별된다.

다른 이차 모듈들 (62B, ..., 62N) 은 전술된 제 1 이차 모듈 (62A) 과 동일하고, 엘리먼트들의 참조와 관련하여 매번 문자 A 를 대응하는 문자 B, ..., N 로 교체함으로써 동일한 엘리먼트들을 포함한다. 다른 이차 모듈들 (62B, ..., 62N) 각각은 또한 고유의 식별자를 갖는다.

집중화 모듈 (64) 은 정보 프로세싱 유닛 (86), 데이터베이스 (88) 및 인간-머신 인터페이스 (90) 를 포함한다. 집중화 모듈 (64) 은 무선전기 이미터-수신기 (92), 무선전기 안테나 (94), 및 정보 프로세싱 유닛, 인간-머신 인터페이스 및 무선전기 이미터-수신기를 위한 전기 공급 유닛 (96) 을 포함한다.

전압 측정 유닛 (66) 은 상 번호 1 로 지칭되고 Phase_1 로 표시되는, 제 1 일차 컨덕터 (34) 를 통해 흐르는 상의 제 1 전압 (V1), 상 번호 2 로 지칭되고 Phase_2 로 표시되는, 제 2 일차 컨덕터 (36) 를 통해 흐르는 상의 제 2 전압 (V2), 및 상 번호 3 로 지칭되고 Phase_3 로 표시되는, 제 3 일차 컨덕터 (38) 를 통해 흐르는 상의 제 3 전압 (V3) 을 측정할 수 있다. 측정 유닛 (66) 은 또한 일차 컨덕터들 (34, 36, 38) 을 통해 흐르는 3 상 전압의 주파수 (F) 를 측정할 수 있다.

정보 프로세싱 유닛 (68) 은 프로세서 (98) 및 측정된 전압들 (V1, V2, V3) 을 측정하는 소프트웨어 (102), 측정된 전압들의 샘플들을 압축하는 압축 소프트웨어 (104) 를 저장할 수 있는 메모리 (100) 를 포함한다. 메모리 (100) 는 제 1 메세지 (M1) 를 각각의 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 및 집중화 모듈 (64) 로 방사하는 방사 소프트웨어 (106) 및 고유의 토큰을 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 로 연속해서 분배하는 분배 소프트웨어 (108) 를 저장할 수 있다.

무선전기 이미터-수신기 (70) 는 표준 IEEE-802.15.4 에 기반한 통신 프로토콜 ZigBee 을 따른다. 대안적으로, 무선전기 이미터-수신기 (70) 는 표준 IEEE-802.15.1 또는 표준 IEEE-802.15.2 를 따른다. 추가 대안으로서, 무선전기 이미터-수신기 (70) 는 표준 IEEE-802-11 를 따른다.

무선전기 안테나 (72) 는 무선전기 신호들을 이차 모듈들의 안테나들 (82A, ..., 82N) 로 및 집중화 모듈의 안테나 (94) 로 방사하고, 또한 상기 안테나들 (82A, ..., 82N, 94) 로부터 무선전기 신호들을 수신하도록 구성된다. 다시 말해서, 일차 모듈 (60) 은 대응하는 무선전기 링크에 의해 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 의 각각에 및 집중화 모듈 (64) 에 접속된다.

공급 유닛 (74) 은 일차 컨덕터들 (34, 36, 38) 을 통해 흐르는 3 상 전압으로부터 측정 유닛 (66), 정보 프로세싱 유닛 (68) 및 무선전기 이미터-수신기 (70) 에 전기 공급할 수 있다.

제 1 이차 모듈 (62A) 의 각각의 세기 센서 (76A) 는 제 1 아웃렛 이차 컨덕터 (42A) 에 흐르는 제 1 세기 (I1A), 제 2 아웃렛 이차 컨덕터 (44A) 에 흐르는 제 2 세기 (I2A) 및 제 3 아웃렛 이차 컨덕터 (46A) 에 흐르는 제 3 세기 (I3A) 중으로부터 각각의 세기를 측정할 수 있다.

전류 센서로 지칭되는 각각의 세기 센서 (76A) 는, 도 3 에 도시된 것과 같이, 대응하는 이차 아웃렛 컨덕터 (42A, 44A, 46A) 주위에 배치된 제 1 코일 (110A) 및 제 1 코일 주위에 배치된 제 1 권선 (112A) 을 포함한다. 대응하는 이차 아웃렛 컨덕터를 통한 전류의 흐름은 제 1 권선 (112A) 에서 전류의 세기와 비례하는 유도 전류를 생성할 수 있다. 제 1 코일 (110A) 은 로고스키 (Rogowski) 코일이다. 제 1 코일 (110A) 은 바람직하게, 대응하는 컨덕터들 주위에 배치하기 용이하게 하기 위해 개방형 코일이다.

도 2 에 도시될 수 있는 정보 프로세싱 유닛 (78A) 은 데이터 프로세서 (114), 및 데이터 프로세서와 연관되고 개별 세기들의 측정된 값들을 측정하는 측정 소프트웨어 (118A), 제 1 메세지 (M1) 를 수신하는 수신 소프트웨어 (120A), 전압을 측정하는 유닛 (66) 과 관련하여 각각의 전류 센서 (76A) 의 시간 동기화를 위한 동기화 소프트웨어 (122A) 를 저장할 수 있는 메모리 (116A) 를 포함한다. 메모리 (116A) 는 제 1, 제 2 및 제 3 세기들 (I1A, I2A, I3A) 의 샘플링된 값들을 압축하는 압축 소프트웨어 (124A), 대응하는 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A) 에 흐르는 전류의 전기 에너지를 계산하는 계산 소프트웨어 (126A), 및 제 2 메세지 (M2A) 를 집중화 모듈 (64) 로 방사하는 방사 소프트웨어 (128A) 를 저장할 수 있다.

무선전기 이미터 수신기 (80A) 는 무선전기 이미터-수신기 (70) 와 동일한 타입이다.

무선전기 안테나 (72) 와 동일한 타입의 무선전기 안테나 (82A) 는 일차 모듈의 안테나 (72) 로부터 및 집중화 모듈의 안테나 (94) 로부터 무선전기 신호들을 수신하고, 또한 무선전기 신호들을 안테나들 (72, 94) 로 방사하도록 구성된다.

도 3 에 도시될 수 있는 공급 유닛 (84A) 은 정보 프로세싱 유닛 (78A) 및 무선전기 이미터-수신기 (80A) 에 공급할 수 있다. 공급 유닛 (84A) 은 제 1 이차 컨덕터 (42A), 제 2 이차 컨덕터 (44A) 및 제 3 이차 컨덕터 (46A) 의 각각에 대하여, 대응하는 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A) 주위에 배치된 제 2 코일 (130A) 및 제 2 코일 주위에 배치된 제 2 권선 (132A) 을 포함한다. 대응하는 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A) 에서 전류의 흐름은 제 2 권선 (132A) 에 유도 전류를 생성할 수 있다.

공급 유닛 (84A) 은 제 2 권선들 (132A) 의 각각에 접속되어 미리 결정된 전압을 정보 프로세싱 유닛 (78A) 으로 및 무선전기 이미터-수신기 (80A) 로 전달할 수 있는 컨버터 (134A) 를 포함한다. 각각의 제 2 코일 (130A) 은 철심이다. 각각의 제 2 코일 (130A) 은 바람직하게, 대응하는 컨덕터들 주위에 배치하는 것을 용이하게 하기 위해 개방형 코일이다.

다시 말해서, 이차 모듈 (62A) 은 대응하는 이차 컨덕터들 (42A, 44A, 46A) 에서 전류의 흐름으로부터 들어오는 자기 에너지를 복원하도록 구성된 제 2 코일들 (130A) 을 포함하는 공급 유닛 (84A) 을 통해 자체 전원공급된다.

다른 이차 모듈들 (62B, ..., 62N) 의 엘리먼트들은 전술된 제 1 이차 모듈 (62A) 의 엘리먼트들과 동일하고, 서브-엘리먼트들의 참조들과 관련하여 매번 문자 A 를 대응하는 문자 B, ..., N 와 교체함으로써 동일한 서브-엘리먼트들을 포함한다.

도 2 에 도시될 수 있는 집중화 모듈의 정보 프로세싱 유닛 (86) 은 데이터 프로세서 (136), 및 그 프로세서와 연관되고 제 1 및 제 2 메세지들 (M1, M2A, ..., M2N) 을 수신하는 수신 소프트웨어 (140), 수신된 메세지들 (M1, M2A, ..., M2N) 에 포함된 정보를 데이터베이스 (88) 에 레코딩하는 레코딩 소프트웨어 (142) 를 저장할 수 있는 메모리 (138) 를 포함한다. 메모리 (138) 는 상기 수신된 정보를 프로세싱하는 디스플레이 소프트웨어 (144), 데이터를 디스플레이하는 소프트웨어 (146) 및 (도시되지 않은) 원격 서버에 데이터를 송신하는 송신 소프트웨어 (148) 를 저장할 수 있다.

인간-머신 인터페이스 (90) 는 도시되지 않은, 디스플레이 스크린 및 키보드를 포함한다. 대안적으로, 인간-머신 인터페이스 (90) 는 터치-감지 스크린을 포함하고, 데이터의 키-입력은 그 스크린 상에 디스플레이된 촉각 버튼들을 통해 실행된다.

무선전기 이미터 수신기 (92) 는 무선전기 이미터-수신기들 (70, 80A, ..., 80N) 과 동일한 타입이다.

무선전기 안테나들 (72, 82A, ..., 82N) 과 동일한 타입의 무선전기 안테나 (94) 는 일차 모듈의 안테나 (72) 로부터 및 이차 모듈들의 안테나들 (82A, ..., 82N) 로부터 무선전기 신호들을 수신할 수 있고, 또한 무선전기 신호들을 상기 안테나들 (72, 82A, ..., 82N) 로 방사할 수 있다.

측정 시스템 (20) 의 동작은 지금부터, 일차 모듈 (60) 에 의해, 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 에 의해, 그리고 집중화 모듈 (64) 에 의해 개별적으로 구현된 측정 방법의 단계들의 플로우차트들을 보여주는 도 4, 도 5, 및 도 6 을 사용하여 설명될 것이다.

도 4 에 도시된 것과 같이, 제 1 단계 (200) 동안, 일차 모듈 (60) 이 초기화되고, 측정 소프트웨어 (102) 를 통해 일차 컨덕터들 (34, 36, 38) 을 통해 흐르는 3 상 전압의 주파수 (F) 를 측정한다. 3 상 전압의 주파수 (F) 는 50Hz 와 동일하다.

그 후에, 일차 모듈 (60) 은, 단계 (210) 동안, 측정 유닛 (66) 및 측정 소프트웨어 (102) 를 사용하여 제 1, 제 2 및 제 3 전압들 (V1, V2, V3) 을 측정한다. 추가로, 소프트웨어 (102) 는 전압들 (V1, V2, V3) 의 측정된 값들을 샘플링한다. 측정된 전압의 샘플링 주기 (P_samp) 는 3 상 전압의 주기 (P_voltage) 의 배수이고, 3 상 전압의 주기 (P_voltage) 는 단계 (200) 동안 앞서 측정된 3 상 전압의 주파수 (F) 의 역이다. 3 상 전압의 주기 (P_voltage) 는 20 ㎳ 와 동일하다.

단계 (220) 동안, 일차 모듈 (60) 은 일차 모듈 (60) 과 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 간의 무선전기 링크들을 통해 송신된 데이터의 양을 제한하기 위해, 압축 소프트웨어 (104) 를 사용하여 전압들 (V1, V2, V3) 의 측정된 값들을 압축한다. 압축 소프트웨어 (104) 는 3 개의 상들의 전압들 (V1, V2, V3) 각각의 푸리에 급수로의 분해의 제 1 계수들 (Re_j(Vi), Im_j(Vi)) 의 미리 결정된 수 (K) 를 계산할 수 있고, 여기서 i 는 상의 1, 2, 또는 3 과 동일한 수이고, j 는 1 과 K 사이에 있다. 미리 결정된 수 (K) 는 바람직하게, 5 와 동일하다.

푸리에 급수로의 분해의 계수들은, 예를 들면 측정된 값들의 샘플들에 대한 상관 연산들에 의해 획득된다. 더욱 정확하게, Re_1(Vi) 로 표시되는 기본수의 실수 계수는 3 상 전압의 주기 (P_voltage) 와 동일한 지속시간에 걸쳐, 전압 신호 (Vi) 의 샘플들과 3 상 전압의 주파수 (F) 와 동일한 코사인 주파수 간의 상관이며, 여기서 Vi 는 상의 전압을 보여주고, i 는 1, 2 또는 3 과 동일하다. Im_1(Vi) 으로 표시되는 기본수의 허수 계수는 주기 (P_voltage) 와 동일한 지속시간에 걸쳐 전압 신호 (Vi) 의 샘플들과 주파수 (F) 와 동일한 사인 주파수 간의 상관이다.

Re_j(Vi) 로 표시되는, j 가 2 와 K 사이인 조화 수 (j) 의 실수 계수는 주기 (P_voltage) 와 동일한 지속시간에 걸쳐 전압 신호 (Vi) 의 샘플들과 주파수 (f) 의 j 배와 동일한 코사인 주파수 간의 상관이다. im_j(Vi) 로 표시되는 조화 수 (j) 의 허수 계수는 주기 (P_voltage) 와 동일한 지속 시간에 걸쳐, 전압 신호 (Vi) 의 샘플들과 주파수 (F) 의 j 배와 동일한 사인 주파수 간의 상관이다.

그러므로, 압축 소프트웨어 (104) 는 기본수 및 고조파들 (2 내지 K) 에 대한 3 개의 전압들 (V1, V2, V3) 의 푸리에 급수로의 구성들의 복소 계수들 (Re_j(Vi), Im_j(Vi)) 을 계산한다.

결국, 단계 (230) 동안, 일차 모듈 (60) 은 제 1 메세지 (M1) 를 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 의 각각으로 및 집중화 모듈 (64) 로 방사한다. 제 1 메세지 (M1) 는 바람직하게는 주기적으로 방사된다. 방사 주기 (P_emission) 는 미리 결정되고, 바람직하게는 1 초와 동일하다. 다시 말해서, 제 1 메세지 (M1) 는 매 초마다 방사된다.

제 1 메세지 (M1) 는 특히, 단계 (220) 동안 앞에서 계산된, 동기화 데이터, 샘플링 주기 (P_samp), 고조파 (K) 까지 3 개의 전압들 (V1, V2, V3) 의 푸리에 급수로의 분해들의 계수들 (Re_j(Vi), Im_j(Vi)), 및 제 1 메세지 (M1) 의 수신 이후에 제 2 메세지를 집중화 모듈 (64) 에 방사하도록 허가될 이차 모듈의 식별자를 포함한다. 측정 정보를 방사하도록 허가된 이차 모듈의 식별자는 고유의 토큰 (108) 을 분배하는 소프트웨어를 사용하여 결정되며, 제 1 메세지 (M1) 에 포함된 모듈의 식별자는 고유의 토큰이 할당되는 이차 모듈을 지정하는 것을 가능하게 한다.

보충으로서, 제 1 메세지 (M1) 는 3 개의 전압들 (V1, V2, V3) 의 각각의 RMS 로 표시된 루트 평균 제곱들의 값들을 포함한다.

제 1 메세지 (M1) 의 방사 이후에, 일차 모듈 (60) 은 일차 컨덕터들 (34, 36, 38) 에 흐르는 3 상 전압의 상들의 전압 (V1, V2, V3) 을 다시 측정하기 위해, 단계 (210) 로 리턴한다.

도 5 에 도시될 수 있는, 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 에 의해 구현된 측정 방법의 단계들은 지금부터 제 1 이차 모듈 (62A) 에 대하여 설명될 것이다.

단계 (300) 동안, 제 1 의 이차 모듈 (62A) 은 초기화되고, 그 수신 소프트웨어 (120A) 를 사용하여 제 1 메세지 (M1) 를 수신하기 위한 슬라이딩 윈도우를 개방한다. 수신 윈도우는 시간에 걸쳐 제 1 이차 모듈 (62A) 이 슬라이딩하는, 수십 밀리초의 지속시간을 갖는 윈도우이다.

수신 소프트웨어 (120A) 를 사용하는 제 1 메세지 (M1) 의 수신 동안, 제 1 의 이차 모듈 (62A) 은 제 1 메세지 (M1) 가 동기화 데이터를 포함하는지 체크하고, 그 후에 일차 모듈 (60) 과의 시간 동기화 단계 (320) 로 통과한다.

단계 (320) 동안, 동기화 소프트웨어 (122A) 는 제 1 메세지 (M1) 의 수신 일자에, 제 1 메세지 (P_emission) 의 방사 주기에 대응하는 값까지 증분되도록 의도된 미터를 초기화한다. 그 후에, 이차 모듈 (62A) 은 다음 제 1 메세지 (M1) 의 예측된 수신 대략 1 초 전에 수신 단계 (310) 로 자동으로 리턴한다. 동기화 소프트웨어 (122A) 는 또한 제 1 메세지 (M1) 에 포함된 샘플링 주기 (P_samp) 의 값 및 제 1 메세지 (M1) 의 수신 일자를 사용하여 샘플링의 재 동기화를 실행한다.

제 1 메세지 (M1) 의 수신 일자는, 제 1 이차 모듈 (62A) 의 일차 모듈 (60) 과의 동기화를 위한 및 더욱 정확하게는 전압들 (V1, V2, V3) 의 측정과 관련된 세기들 (I1A, I2A, I3A) 의 측정의 동기화를 위한 참조 일자이다.

제 1 메세지 (M1) 가 제 1 이차 모듈 (62A) 에 의해 검출되지 않는다면, 수신 윈도우는 폐쇄되고 어떤 동기화도 실행되지 않는다.

그 후에, 제 1 이차 모듈 (62A) 은, 단계 (330) 동안 및 그 전류 센서들 (76A) 과 측정 소프트웨어 (118A) 를 통해, 제 1, 제 2 및 제 3 세기들 (I1A, I2A, I3A) 의 각각을 측정한다. 측정 소프트웨어 (118A) 는 또한, 3 개의 세기들 (I1A, I2A, I3A) 의 측정된 값들을 샘플링하고, 샘플링의 시작 순간은 세기 센서 (76A) 의 전압 측정 유닛 (66) 과의 시간 동기화를 보장하기 위해, 선행 단계 (320) 동안 재 초기화된다.

그 후에, 압축 소프트웨어 (124A) 는 단계 (340) 동안 세기들 (I1A, I2A, I3A) 의 측정된 값들을 압축한다. 압축 소프트웨어 (124A) 는 예컨대, 단계 (220) 에 대하여 설명된 전압들의 푸리에 급수로의 분해의 복소 계수들 (Re_j(Vi), Im_j(Vi)) 의 계산과 유사한 방식으로 3 개 상들의 3 개 전류들 (I1A, I2A, I3A) 의 푸리에 급수로의 분해의 제 1 복소 계수들 (Re_j(IiA), Im_j(IiA)) 의 미리 결정된 수 (K) 를 계산한다.

또한 Re_1(IiA) 로 표시된 기본수의 실수 계수는, 3 상 전압의 주기 (P_voltage) 와 동일한 지속시간에 걸쳐, 세기 (IiA) 의 신호의 샘플들과 3 상 전압의 주파수 (F) 와 동일한 코사인 주파수 간의 상관이며, 여기서 IiA 는 상 번호 (i) 의 세기를 도시하고, i 는 1, 2 또는 3 과 동일하다. 또한 Im_1(IiA) 로 표시되는 기본수의 허수 계수는 주기 (P_voltage) 와 동일한 지속시간에 걸쳐 세기 (IiA) 의 신호의 샘플들과 주파수 (F) 와 동일한 사인 주파수 간의 상관이다.

Re_j(IiA) 로 표시되는, j 가 2 와 K 사이인 조화 수 (j) 의 실수 계수는 주기 (P_voltage) 와 동일한 지속시간에 걸쳐, 세기 (IiA) 의 신호의 샘플들과 주파수 (F) 의 j 배와 동일한 코사인 주파수 간의 상관이다. Im_j(IiA) 로 표시되는, j 가 2 와 K 사이인 조화 수 (j) 의 허수 계수는 주기 (P_voltage) 와 동일한 지속시간에 걸쳐, 세기 (IiA) 의 신호의 샘플들과 주파수 (F) 의 j 배와 동일한 사인 주파수 간의 상관이다.

따라서, 압축 소프트웨어 (124A) 는 기본파 및 고조파 (2 내지 K) 에 대한 3 개의 세기들 (I1A, I2A, I3A) 의 푸리에 급수로의 분해의 복소 계수들 (Re_j(IiA), Im_j(IiA)) 을 계산한다.

그 후에, 계산 소프트웨어 (126A) 는 제 1 메세지 (M1) 를 통해 일차 모듈 (60) 로부터 수신된 측정된 전압들 (V1, V2, V3) 의 값들과 전류 센서들 (76A) 에 의해 측정된 세기들 (I1A, I2A, I3A) 의 값들을 사용하여 3 개 상들의 각각에 대한 활성 에너지 (E₁, E₂, E₃) 를 주기적으로 계산한다. 활성 에너지들 (E₁, E₂, E₃) 의 계산의 주기는 예컨대, 20 ms 인 주기 (P_voltage) 와 동일하다.

전압들 (V1, V2, V3) 의 변형들은 제 1 메세지 (M1) 의 2 개의 방사 순간들 사이, 즉 1 초의 주기에 걸쳐 충분히 제한되며, 이는 매 20 ms 마다 측정된 세기들 (I1A, I2A, I3A) 의 값들과 매 초마다 수신된 전압들 (V1, V2, V3) 의 값들을 사용하여 매 20 ms 마다 활성 에너지들 (E₁, E₂, E₃) 을 계산하는 것을 허용한다.

활성 에너지들 (E₁, E₂, E₃) 의 계산을 위해, 계산 소프트웨어 (126A) 는 각각의 주기 (P_voltage) 에서, 다음 식들을 사용하여 i 는 1, 2, 또는 3 과 동일한 각각의 상 번호 (i) 의 활성 전력 (P_i) 을 계산한다:

여기서 j 는 1 과 K 사이이고,

계산 소프트웨어 (126A) 는 또한, 각각의 주기 (P_voltage) 에서, 다음 식들을 사용하여 i 는 1, 2, 또는 3 과 동일한 각각의 상 번호 (i) 의 무효 전력 (Q_i) 을 계산한다:

여기서 j 는 1 과 K 사이이고

각각의 상 번호 (i) 의 활성 에너지 (E_i) 는 결국, 식 (1) 을 사용하여 계산된 항 P_{i ,1} 이 포지티브일 경우, 각 상에 대하여 포지티브 에너지 미터 (E_i+) 를 증분시킴으로써, 그리고 항 P_{i ,1} 이 네거티브일 경우, 각 상에 대하여 네거티브 에너지 미터 (E_i-) 를 증분시킴으로써 계산된다.

항 P_{i ,1} 은 전류 기본수와 전압 기본수의 곱에 대응하는 전력을 도시한다. 전력 미터들 (E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+, E₃-) 은 3 상 전압의 3 개 상들에 대하여 활성 에너지들 (E₁, E₂, E₃) 을 계산하기 위해, 3 상 전압의 3 개 위상들에 대하여 증분된다.

그 후에, 제 1 이차 모듈 (62A) 은, 단계 (350) 동안, 제 2 메세지 (M2A) 를 정교화 (elaborate) 한다. 제 2 메세지 (M2A) 는 제 1 이차 모듈 (62A) 의 식별자, 3 상 전압의 3 개 상들 모두에 대한 6 개 에너지 미터들 (E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+, E₃-) 의 값들 및, 고조파 (K) 까지 3 개 전류들 (I1A, I2A, I3A) 의 푸리에 급수로의 분해의 복소 계수들 (Re_j(IiA), Im_j(IiA)) 을 포함한다.

보충으로서, 제 2 메세지 (M2A) 는 3 개 상들의 전류들 (I1A, I2A, I3A) 의 RMS 로 표시되는 루트 평균 제곱들의 값들뿐만 아니라, 3 개 상들의 각각에 대하여 항들 P_{i ,1} 및 Q_{i ,1} 및 3 개 상들의 각각에 대하여 값들 P_i 및 Q_i 을 포함한다.

제 1 이차 모듈 (62A) 의 식별자가 이전에 수신된 제 1 메세지 (M1) 에 포함되었던 가설에서, 제 1 이차 모듈 (62A) 은 그 후에, 단계 (360) 동안 방사 소프트웨어 (128A) 를 사용하여 제 2 메세지 (M2A) 를 방사한다. 그렇지 않으면, 제 1 이차 모듈 (62A) 은 바로 제 1 메세지 (M1) 를 수신하는 단계 (310) 로 리턴하고, 제 1 메세지 (M1) 가 제 2 메세지 (M2A) 를 방사하도록 허가하기 위해 고유의 토큰이 할당되는 것을 표시하는 식별자를 포함할 경우에, 제 2 메세지 (M2A) 를 방사할 것이다.

토큰이 제 1 이차 모듈 (62A) 에 할당된 경우에는 방사 단계 (360) 이후에, 또는 그렇지 않으면 단계 (350) 이후에, 제 1 이차 모듈 (62A) 은 제 1 메세지의 방사 주기 (P_emission) 에 대응하는 값에 도달한 미터의 수신 단계 (310), 또는 그렇지 않으면 측정 단계 (330) 로 리턴한다.

다른 이차 모듈들 (62B, ..., 62N) 에 의해 구현된 측정 방법의 단계들은 제 1 이차 모듈 (62A) 에 대하여 앞서 설명된 단계들 (300 내지 360) 과 동일하고, 또한 제 1 메세지 (M1) 를 사용하여 실행된 시간 동기화를 통해 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 의 모두 사이에서 동시에 실행된다.

방사 단계 (360) 동안, 제 2 메세지를 방사하도록 허가된 이차 측정치들 (62A, ..., 62N) 모두 중에서 오직 이차 모듈만이, 식별된 것이 선행하는 수신 단계 (310) 동안 수신된 제 1 메세지 (M1) 에 포함되는 이차 모듈이다. 분배 소프트웨어 (108) 는 고유의 토큰을 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 에 연속하여 할당하기 위해 제 1 메세지 (M1) 에 포함된 식별자들을 증가하는 순서에 따라 결정한다. 다시 말해서, 각각의 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 은 매 N 초마다 각각의 제 2 메세지 (M2A, ..., M2N) 를 방사한다.

도 6 에 도시된 것과 같이, 단계 (400) 동안, 집중화 모듈 (64) 은 수신 소프트웨어 (140) 를 사용하여, 일차 모듈 (60) 로부터의 제 1 메세지 (M1) 및 분배된 토큰 메커니즘에 따라 예컨대, 메세지 (M2A) 를 방사하도록 허가된 이차 모듈로부터의 제 2 메세지를 수신한다.

단계 (410) 동안, 집중화 모듈 (64) 은 그 후에, 레코딩 소프트웨어 (142) 를 통해 제 1 메세지 (M1) 및 제 2 메세지 (M2A) 에서 수신되고 포함된 값들을 데이터베이스 (88) 에 레코딩한다. 보충으로서, 프로세싱 소프트웨어 (144) 는 레코딩된 데이터의 시간스탬핑을 실행한다.

프로세싱 소프트웨어 (144) 는 다음 식을 사용하여 3 상 전압의 i 로 표시된 3 개의 상들의 각각에 대하여 역률

을 계산한다:

측정 시스템에 의해 측정되고 계산된 크기들은 그 후에, 단계 (430) 동안 디스플레이 소프트웨어 (146) 를 통해 집중화 모듈의 인간-머신 인터페이스 (90) 의 스크린 상에 디스플레이된다. 이들 크기들은 수치 값들의 형태로 및/또는 곡선들의 형태로 디스플레이된다.

집중화 모듈 (64) 은 결국, 단계 (440) 동안 송신 소프트웨어 (148) 를 사용하여, 이들 측정되고 계산된 크기들을 도시되지 않은 원격 서버로 송신한다. 원격 서버는 각각의 측정 시스템 (20) 에 대하여 측정되고 계산된 크기들의 집중화된 관리를 실행할 수 있다.

단계 (440) 의 종료시, 집중화 모듈 (64) 은 일차 모듈로부터의 다음 제 1 메세지 (M2) 및 분배형 토큰 메커니즘에 따라 다음 시간에 예컨대, 메세지 (M2A) 를 방사하도록 허가된 이차 모듈로부터의 제 2 메세지를 수신하기 위해 단계 (400) 로 리턴한다.

그러므로, 본 발명에 따른 측정 시스템 (20) 은 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 이 상들 각각의 전압을 측정하지 않고 대응하는 이차 컨덕터들에 흐르는 3 상 전류의 각각의 상의 크기만을 측정하도록 제공되기 때문에, 종래 기술의 측정 시스템보다 덜 복잡하고 덜 비싸다. 각각의 상의 전압은 일차 모듈 (60) 에 의해 측정되고, 그 후에 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 의 각각에 송신된다. 그 후에, 각각의 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 은 대응하는 아웃렛 (40A, ..., 40N) 의 각각의 상의 전기 에너지 (E_{1 ,} E₂, E₃) 를 계산하기 위해 전류 센서 (76A, ..., 76N) 에 의해 측정된 각각의 상의 세기 값과 결합하여 일차 모듈 (60) 로부터 수신된 전압 값들을 사용한다.

따라서, 본 발명에 따른 측정 시스템 (20) 은 각각의 전류 센서 (76A) 의 전압 측정 유닛 (66) 과의 시간 동기화를 통해 3 상 전류의 3 개 상들에 대한 활성 에너지들 (E₁, E₂, E₃) 의 매우 정확한 측정을 획득하는 것을 가능하게 한다.

시간 동기화는 매우 정확하고, 측정된 동기화 오프셋은 무선전기 이미터-수신기들 (70, 80A, ..., 80N, 92) 와 정보 프로세싱 유닛들 (69, 78A, ..., 78N, 86) 의 전류 기술에서 400 나노초 이상 또는 미만의 크기이다.

모듈들 (60, 62A, ..., 62N, 64) 모두는 그들 각각의 무선전기 이미터-수신기 (70, 82A, ..., 82N, 92) 를 통해 무선전기 링크에 의해 함께 접속되며, 이는 송신 유닛 (10) 에서 측정 시스템 (20) 의 설치를 용이하게 하는 것을 가능하게 한다.

압축 소프트웨어 (104, 124A, ..., 124N) 를 사용하는 측정된 전압들 및 세기들과 관련된 데이터의 압축은, 무선전기 링크들을 통해 수신된 데이터의 양을 제한하고, 따라서 측정 시스템 (20) 의 전력 소비를 제한하는 것을 허용한다. 그러므로, 데이터의 압축은 또한, CEM 외란이라 지칭되는 전자기 호환성 외란 또는 스크램블링 타입의 무선전기 외란들로 측정 시스템 (20) 의 감도를 감소시키는 것을 허용한다.

분배형 토큰 메커니즘에 따른 제 2 메세지 (M2A, ..., M2N) 의 방사는 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 간의 무선전기 간섭들을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

도시되지 않은 다른 실시형태에 따르면, 일차 모듈 (60) 및 집중화 모듈 (64) 은 동일한 공통 모듈로 함께 그룹화되며, 이는 일차 모듈 및 집중화 모듈의 2 개의 무선전기 이미터-수신기들 (70, 92) 대신에, 공통 모듈에 대한 고유의 무선전기 이미터-수신기를 가지게 한다.

상기 제 2 실시형태의 다른 장점들은 앞서 설명된 제 1 실시형태의 장점들과 동일하다.

상기 제 2 실시형태의 동작은 추가로, 앞서 설명된 제 1 실시형태의 동작과 동일하다.

다른 실시형태에 따른 측정 시스템 (20) 의 동작이 지금부터 설명될 것이다.

각각의 전류 센서 (76A) 에 대하여, 대응하는 이차 아웃렛 컨덕터를 통한 전류의 흐름은 제 1 권선 (112A) 에서 전류의 세기와 비례하는 신호를 생성할 수 있다.

도 4 에서, 제 1 단계 (200) 동안, 일차 모듈 (60) 은 초기화되고, 측정 소프트웨어 (102) 를 통해 일차 컨덕터들 (34, 36, 38) 의 3 상 전압의 주파수 (F) 를 측정한다. 3 상 전압의 주파수 (F) 는 예컨대, 유럽에서 50Hz 이고 미국에서 60Hz 와 같은 네트워크의 주파수와 동일하다.

그 후에, 일차 모듈 (60) 은 단계 (210) 에서, 측정 유닛 (66) 및 측정 소프트웨어 (102) 를 사용하여 제 1, 제 2 및 제 3 전압들 (V1, V2, V3) 을 측정한다. 그러므로, 소프트웨어 (102) 는 전압들 (V1, V2 V3) 의 측정된 값들을 샘플링한다. 측정된 값의 샘플링 주파수 (F_samp) 는 단계 (200) 동안 앞서 측정된 3 상 전압의 주기 (P_voltage) 의 역과 동일한 3 상 전압의 주파수 (F) 의 배수이다. 3 상 전압의 주기 (P_voltage) 는 유럽에서 약 20 ms 이고 미국에서 약 16.66 ms 인 네트워크의 주기와 동일하다.

단계 (210) 동안, 에너지 측정의 정확성을 최적화하기 위해, 전압의 주기 (P_voltage) 는 후반 시간에 걸친 변형들을 고려하기 위해 정기적으로 예컨대, 매 10 초마다 측정된다.

단계 (220) 동안, 3 개 상들의 전압들 (V1, V2, V3) 의 각각의 푸리에 급수로의 분해의 계수들은 제 1 실시형태에 대하여 설명되었던 것과 동일한 방식으로 계산된다.

결국, 단계 (230) 동안, 일차 모듈 (60) 은 제 1 메세지 (M1) 를 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 의 각각으로 및 집중화 모듈 (64) 로 방사한다. 제 1 메세지 (M1) 는 바람직하게는 주기적으로 방사된다. 방사 주기 (P_emission) 는 미리 결정되고, 바람직하게는 1 초와 동일하다.

제 1 메세지 (M1) 는 프리앰블이라 불리는 헤더 필드, 프레임 구분자의 시작 (SFD) 필드, 물리적 헤더 (PHR) 필드, 데이터 필드 및 주기적 리던던시 체크 (CRC) 필드를 포함한다. 프리앰블은 4 바이트 사이즈를 가지고, SFD 및 PHR 필드들은 각각 1 바이트의 사이즈를 가지며, 데이터 필드는 n 바이트로 표시되는 가변 사이즈이고, CRC 필드는 2 바이트의 사이즈를 갖는다. 도 7 의 예시적인 실시형태에서, 제 1 메세지 (M1) 는 헤더 필드, SFD 필드, PHR 필드, 데이터 필드 및 CRC 필드로 이루어진다.

제 1 메세지 (M1) 의 데이터 필드는 특히, 샘플링 주기 (P_samp), 단계 (220) 동안 앞서 계산된 고조파 (K) 까지 3 개 전압들 (V1, V2, V3) 의 푸리에 급수로의 분해들의 계수들 (Re_j(Vi), Im_j(Vi)), 및 제 1 메세지 (M1) 의 수신 이후 제 2 메세지를 집중화 모듈 (64) 로 방사하도록 허가되는 이차 모듈의 식별자를 포함한다. 측정 정보를 방사하도록 허가된 이차 모듈의 식별자는 고유의 토큰의 분배를 위한 소프트웨어 (108) 를 사용하여 결정되며, 제 1 메세지 (M1) 에 포함된 모듈의 식별자는 고유의 토큰이 할당되는 이차 모듈을 지정하는 것을 가능하게 한다.

보충으로서, 제 1 메세지 (M1) 의 데이터 필드는 3 개 전압들 (V1, V2, V3) 의 각각의 RMS 로 표시되는 루트 평균 제곱들의 값들을 포함한다.

단계 (300) 동안, 제 1 이차 모듈 (62A) 이 초기화되고, 그 수신 소프트웨어 (120A) 를 사용하여 제 1 메세지 (M1) 를 수신하기 위한 슬라이딩 윈도우를 개방한다.

제 1 메세지 (M1) 의 수신 동안, 제 1 일차 모듈 (62A) 은 SFD 필드의 수신의 순간 (Tr) 을 검출하고, SFD 필드의 수신은 제 1 이차 모듈 (62A) 의 무선전기 수신기에 의한 중단의 트리거링을 발생한다. 그 후에, 수신 순간 (Tr) 의 검출은 제 1 메세지 (M1) 가 일차 모듈 (60) 의 무선전기 이미터에 의해 방사되었던 순간 (Te) 을 계산하도록 허용한다. 방사 순간 (Te) 은 실제로, 일차 모듈 (60) 과 대응하는 이차 모듈 간의 무선전기 링크를 통해 제 1 메세지 (M1) 의 전파의 지속시간 (Dp) 미만인 수신 순간 (Tr) 과 동일하며, 전파 지속시간 (Dp) 은 고정되고, 제 1 메세지 (M1) 의 미리 결정된 사이즈의 데이터 필드에 대하여 알려져 있다. 그 후에, 제 1 이차 모듈 (62A) 은 일차 모듈 (60) 과의 시간 동기화 단계 (320) 로 통과한다.

단계 (320) 동안, 동기화 소프트웨어 (122A) 는 제 1 실시형태에 대하여 설명된 것과 유사한 방식으로 진행한다.

샘플링의 시작 순간은 예컨대, 전압 측정 유닛 (66) 과 관련하여 정보 프로세싱 유닛 (78A) 의 시간 동기화를 보장하기 위해 재초기화된다.

제 1 메시지 (M1) 가 제 1 이차 모듈 (62A) 에 의해 검출되지 않는다면, 수신 윈도우는 폐쇄되고, 어떤 재동기화도 실행되지 않는다. 그 후에, 이차 모듈 (62A) 은 새로운 메세지 (M1) 가 수신되고, 그 후에 재동기화가 실행되도록 허용할 때까지 선행하는 사이클의 단계 (340) 동안 실행되는 것과 같이 샘플링을 계속한다. 이와 같이, 측정의 정확성은 시간 관점에서는 매우 약간 저하되지만, 시스템은 어느 정도 메세지들 (M1) 의 수신의 부재시에도 계속해서 동작가능하다. 다시 말해서, 측정 시스템 (20) 은 제 1 메세지 (M1) 의 수신의 일시적인 부재에 대해 강건하다.

압축 소프트웨어 (124A) 는 단계 (340) 동안, 제 1 실시형태에 대하여 설명된 것과 유사한 방식으로 진행한다.

그 후에, 계산 소프트웨어 (126A) 는 제 1 메세지 (M1) 를 통해 일차 모듈 (60) 로부터 수신된 전압들 (V1, V2, V3) 의 측정된 값들 및 전류 센서들 (76A) 에 의해 측정된 세기들 (I1A, I2A, I3A) 의 값들을 사용하여 3 개 상들의 각각에 대하여 활성 에너지들 (E1+, E2+, E3+, E1-, E2-, E3-) 을 주기적으로 계산한다.

각각의 상 (i) 에 대하여, 제 1 활성 에너지 (Ei+) 와 제 2 활성 에너지 (Ei-) 가 계산된다. 제 1 활성 에너지 (Ei+) 는 대응하는 이차 모듈의 다운스트림의 상 (i) 에 접속된 부하에 의해 소비되는 전기 에너지 전체이다. 제 2 활성 에너지 (Ei-) 는 대응하는 이차 모듈의 다운스트림의 상 (i) 에 접속된 제너레이터에 의해 소비되는 전기 에너지 전체이다. 활성 에너지들 (E1+, E2+, E3+, E1-, E2-, E3-) 의 계산 주기는 주기 (P_voltage) 와 동일하며, 예를 들면 유럽에서 약 20 ms 이고 미국에서 약 16.66 ms 이다.

제 1 실시형태와 유사한 방식으로, 전압들 (V1, V2, V3) 의 변형들은 매 20 ms 마다 측정된 세기들 (I1A, I2A, I3A) 의 값들과 매초 마다 수신된 전압들 (V1, V2, V3) 의 값들을 사용하여 매 20 ms 마다 활성 에너지들 (E1+, E2+, E3+, E1-, E2-, E3-) 을 계산하는 것을 허용하기 위해 제 1 메세지 (M1) 의 2 개의 방사 순간들 사이에서 충분히 제한된다.

활성 전력 (P_i) 과 무효 전력 (Q_i) 은 식들 (1) 내지 (4) 을 사용하여 제 1 실시형태에 대하여 설명된 것과 동일한 방식으로 계산되며, 한편으로는 전압들 (V1, V2, V3) 의 각각의 푸리에 급수로의 분해들의 제 1 계수들 및 다른 한편으로는 전압들 (I1A, I2A, I3A) 의 각각의 푸리에 급수로의 분해들의 제 1 계수들은 샘플링들, 즉 단계 (320) 동안 샘플링의 재동기화를 고려하여 동일한 순간에 시작하고 동일한 샘플링 주파수 (F_samp) 를 가지는 샘플링들의 동일성에 의해 계산된다.

각각의 주기 (P_voltage) 에서, 제 1 활성 에너지 (Ei+) 는 P_{i ,1} 이 포지티브일 경우, 즉 전류의 기본수와 전압의 기본수의 곱에 대응하는 전력이 포지티브일 경우에만 증분되며, 상기 전력은 측정 시스템의 다운스트림의 부하에 의해 소비된 전력에 대응한다.

제 1 활성 에너지의 증분치 △Ei+ 는 그 후에, 다음 식에 따라 주기 (P_voltage) 와 지난 주기에 걸쳐 계산된 활성 전력 (P_{i ,1}) 과의 곱과 동일하다:

△E_{i +} = P_voltage × P_{i , 1} 이고 P_{i ,1} > 0 (6)

각각의 주기 (P_voltage) 에서, 제 2 활성 에너지 (Ei-) 는 P_{i ,1} 이 네거티브일 경우, 즉 전류의 기본수와 전압의 기본수의 곱에 대응하는 전력이 네거티브일 경우에만 증분되며, 상기 전력은 측정 시스템의 다운스트림의 제너레이터에 의해 공급된 전력에 대응한다.

제 2 활성 에너지의 증분치 △Ei- 는 그 후에, 다음 식에 따라 주기 (P_voltage) 와 지난 주기에 걸쳐 계산된 활성 전력 (P_{i ,1}) 과의 곱과 동일하다:

△E_{i -} = P_voltage × P_{i , 1} 이고 P_{i ,1} < 0 (7)

3 상 전기 네트워크에 대하여, 따라서, 측정 시스템 (20) 은 6 개의 에너지 미터들 : E1+, E1-, E2+, E2-, E3+ 및 E3- 을 끊임없이 증분시킨다. 따라서, 전력 생성된 에너지 및 소비된 에너지는 실제로 별개이다. 측정 시스템 (20) 은 또한 전기 네트워크에 걸쳐 분배된 전력 제너레이터들에 의해 공급된 에너지를 측정하도록 구성된다.

제 1 실시형태와 동일한 방식으로, 제 2 메세지 (M2A) 는 제 1 이차 모듈 (62A) 의 식별자, 3 상 전압의 3 개 위상들 모두에 대하여 6 개 에너지 미터들 (E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+ 및 E₃-) 의 값들 및 고조파 (K) 까지 3 개의 전류들 (I1A, I2A, I3A) 의 푸리에 급수로의 분해의 복소 계수들 (Re_j(I1A), Im_j(IiA)) 를 포함한다.

보충으로서, 제 2 메세지 (M2A) 는 3 개 상들의 전류들 (I1A, I2A, I3) 의 RMS 로 표시되는 루트 평균 제곱들의 값들뿐만 아니라, 3 개 상들의 각각에 대한 항들 (P_{i ,1} 및 Q_{i ,1}) 및 3 개 상들의 각각에 대한 값들 (P_i 및 Q_i) 을 포함한다.

단계들 (400 내지 420) 은 제 1 실시형태에 대하여 설명된 것과 동일하고, 집중화 모듈 (64) 은 그 데이터베이스 (88) 에 제 1 메세지 (M1) 및 제 2 메세지들 (M2A, .., M2N) 에 포함되고 수신된 값들을 레코딩한다.

보충으로서, 단계 (420) 동안, 프로세싱 소프트웨어 (144) 는 네트워크의 3 상 전압을 특징으로 하는 다양한 컴포넌트들, 즉 기본 복소 전압들 (V11, V12 및V13), 비-제로 컴포넌트 (V0), 직류 컴포넌트 (Vd), 네거티브 시퀀스 컴포넌트 (Vi) 및 불균형 △ 을, 다음 식들을 사용하여 계산한다:

여기서 a 는 다음 식들에 의해 정의되는 회전 연산자이다:

비-제로 컴포넌트 (V0) 는 네트워크가 결함을 가지지 않을 경우, 제로이다.

앞서 설명된 도 1 내지 도 7 의 예시적인 실시형태에서, 전기 네트워크 (12) 는 3 상 네트워크이고, 측정 시스템 (20) 을 통해 측정된 전류는 3 상 전류이다. 당업자는 본 발명이 또한 단상 전기 네트워크 또는 단상 교류 전류의 측정에 적용된다는 것을 이해할 것이다.

또한, 본 발명에 따른 측정 시스템 (20) 은 더 정확하고, 덜 복잡하며, 덜 비싸다.

Claims (13)

1. 적어도 하나의 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A, 42B, 44B, 46B, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 전류의 전기 에너지를 측정하는 시스템 (20) 으로서,
   상기 이차 컨덕터 (42A, 42B, ..., 42N; 44A, 44B, ..., 44N; 46A, 46B, ..., 46N) 는 일차 컨덕터 (34; 36; 38) 에 전기적으로 접속되고, 상기 일차 컨덕터 (34; 36; 38) 와 상기 이차 컨덕터 (42A, 42B, ..., 42N; 44A, 44B, ..., 44N; 46A, 46B, ..., 46N) 는 동일한 전압 (V1; V2; V3) 을 가지며,
   상기 측정 시스템 (20) 은,
   - 상기 일차 컨덕터 (34, 36, 38) 의 전압을 측정하는 전압 측정 유닛 (66) 및 무선전기 이미터 (70) 를 포함하는 일차 모듈 (60);
   - 무선전기 수신기 (80A, ..., 80N), 대응하는 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A, 42B, 44B, 46B, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 전류의 세기 (I1A, I2A, I3A, I1B, I2B, I3B, ..., I1N, I2N, I3N) 를 측정하는 세기 센서 (76A, ..., 76N), 및 상기 대응하는 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A, 42B, 44B, 46B, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 상기 전류의 전기 에너지 (E₁, E₂, E₃, E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+, E₃-) 를 계산하는 유닛 (126A, ..., 126N) 을 포함하는 적어도 하나의 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 을 포함하며,
   - 상기 일차 모듈 (60) 은 상기 전압 (V1, V2, V3) 의 측정된 값을 압축하는 제 1 압축 수단 (104) 및 상기 무선전기 이미터 (70) 로부터 상기 이차 모듈 (62A, 62B, ..., 62N) 의 상기 무선전기 수신기 (80A, ..., 80N) 로, 상기 측정 유닛 (66) 에 의해 측정된 전압의 압축된 값을 포함하는 제 1 메세지 (M1) 를 방사하는 방사 수단 (106) 을 포함하고,
   - 상기 측정 시스템 (20) 은 상기 전압 측정 유닛 (66) 과 상기 세기 센서 (76A, ..., 76N) 의 시간 동기화를 위한 동기화 수단 (106, 120A, ..., 120N, 122A, ..., 122N) 을 포함하고, 그리고
   - 상기 계산 유닛 (126A, ..., 126N) 은 상기 무선전기 수신기 (80A, ..., 80N) 에 접속되고 상기 일차 모듈 (60) 로부터 수신된 상기 측정된 전압 (V1, V2, V3) 의 값과 상기 세기 센서 (76A, ..., 76N) 에 의해 측정된 세기 값 (I1A, ..., I3N) 으로부터 전기 에너지를 계산할 수 있고,
   상기 제 1 메세지 (M1) 는 상기 세기 센서 (76A, ..., 76N) 를 직접 상기 측정 유닛 (66) 과 시간 동기화하기 위한 동기화 데이터를 포함하고,
   상기 일차 모듈 (60) 은 복수의 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 에 고유의 토큰을 연속하여 분배하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측정 시스템 (20).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 은, 상기 대응하는 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 상기 전류의 전압을 측정하지 않고, 오직 상기 대응하는 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 전류의 세기 (I1A, I2A, I3A, I1B, I2B, I3B, ..., I1N, I2N, I3N) 만을 측정하도록 구성되는, 측정 시스템 (20).
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 압축 수단 (104) 은 상기 일차 모듈 (60) 의 상기 측정 유닛 (66) 에 의해 측정된 전압 값의 푸리에 급수로의 분해의 계수들 (Re_j(Vi), Im_j(Vi); i = 1, 2, 3; j 는 1 과 K 사이) 을 계산하는 제 1 계산 수단을 포함하는, 측정 시스템 (20).
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 은 상기 측정된 세기 값 (I1A, I2B, I3A, ..., I3N) 을 압축하는 제 2 압축 수단 (124A, ..., 124N) 을 포함하는, 측정 시스템 (20).
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 압축 수단 (124A, ..., 124N) 은 상기 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 의 상기 센서 (76A, ..., 76N) 에 의해 측정된 상기 세기 값의 푸리에 급수로의 분해의 계수들 (Re_j(IiA), Im_j(IiA), ..., Re_j(IiN), Im_j(IiN); i = 1, 2, 3; j 는 1 과 K 사이) 를 계산하는 제 2 계산 수단을 포함하는, 측정 시스템 (20).
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 계산 유닛 (126A, ..., 126N) 은 상기 측정된 세기의 압축된 값과 상기 측정된 전압의 압축된 값으로부터 상기 전기 에너지 (E₁, E₂, E₃, E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+, E₃-) 를 계산할 수 있는, 측정 시스템 (20).
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 측정 시스템 (20) 은 복수의 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 및 전기 에너지 (E₁, E₂, E₃, E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+, E₃-) 의 계산된 값들을 집중화하는 집중화 모듈 (64) 을 포함하며, 상기 집중화 모듈 (64) 은 무선전기 수신기 (92) 를 포함하고, 각각의 상기 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 은 무선전기 이미터 (80A, ..., 80N) 로부터 상기 집중화 모듈 (64) 의 무선전기 수신기 (92) 로, 상기 계산 유닛 (126A, ..., 126N) 에 의해 계산된 에너지 (E₁, E₂, E₃, E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+, E₃-) 의 값을 포함하는 제 2 메세지 (M2A, ..., M2N) 를 방사하는 방사 수단 (128A, ..., 128N) 을 포함하는, 측정 시스템 (20).
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 의 방사 수단은 상기 대응하는 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 이 상기 일차 모듈 (60) 로부터의 상기 고유의 토큰을 미리 수신한 경우에만 상기 제 2 메세지 (M2A, ..., M2N) 를 방사하도록 구성되는, 측정 시스템 (20).
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 메세지 (M1) 는 상기 측정된 전압 값의 푸리에 급수로의 분해에 대한 계수들 (Re_j(Vi), Im_j(Vi); i = 1, 2, 3; j 는 1 과 K 사이) 및 상기 측정된 세기 값의 푸리에 급수로의 분해에 대한 계수들 (Re_j(IiA), Im_j(IiA), ..., Re_j(IiN), Im_j(IiN); i = 1, 2, 3; j 는 1 과 K 사이) 중 하나 이상이 계산되는 샘플링 주기 (Psamp) 의 값을 포함하는, 측정 시스템 (20).
11. 제 1 교류 전압을 갖는 전류를 제 2 교류 전압을 갖는 전류로 변환하는 유닛 (10) 으로서,
    상기 전류 변환 유닛 (10) 은,
    - 전기 네트워크 (12) 에 접속될 수 있는 적어도 하나의 인렛 컨덕터 (24A, 26A, 28A, 24B, 26B, 28B) 를 포함하는 제 1 패널 (14) 로서, 상기 인렛 컨덕터는 상기 제 1 교류 전압을 가지는, 상기 제 1 패널 (14),
    - 적어도 하나의 일차 아웃렛 컨덕터 (34, 36, 38) 및 적어도 하나의 이차 아웃렛 컨덕터 (42A, 44A, 46A, 42B, 44B, 46B, ..., 42N, 44N, 46N) 를 포함하는 제 2 패널 (16) 로서, 상기 이차 아웃렛 컨덕터 (42A, 42B, .., 42N; 44A, 44B, ..., 44N; 46A, 46B, ..., 46N) 는 대응하는 일차 아웃렛 컨덕터 (34; 36; 38) 에 전기적으로 접속되고, 상기 대응하는 아웃렛 컨덕터들 (34, 42A, 42B, .., 42N; 36, 44A, 44B, ..., 44N; 38, 46A, 46B, ..., 46N) 은 제 2 교류 전압을 갖는, 상기 제 2 패널 (16),
    - 상기 제 1 패널 (14) 과 상기 제 2 패널 (16) 사이에 접속되고 상기 제 1 교류 전압을 갖는 전류를 상기 제 2 교류 전압을 갖는 전류로 변환할 수 있는 전기 트랜스포머 (18), 및
    상기 이차 아웃렛 컨덕터 (42A, 44A, 46A, 42B, 44B, 46B, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 전류의 전기 에너지 (E₁, E₂, E₃, E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+, E₃-) 를 측정하는 측정 시스템 (20) 을 포함하며,
    상기 측정 시스템 (20) 은 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재되는 것을 특징으로 하는 전류 변환 유닛 (10).
12. 적어도 하나의 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A, 42B, 44B, 46B, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 전류의 전기 에너지 (E₁, E₂, E₃, E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+, E₃-) 를 측정하는 방법으로서,
    상기 이차 컨덕터 (42A, 42B, ..., 42N; 44A, 44B, ..., 44N; 46A, 46B, ..., 46N) 는 일차 컨덕터 (34; 36; 38) 에 전기적으로 접속되고, 상기 일차 컨덕터 (34; 36; 38) 와 상기 이차 컨덕터 (42A, 42B, ..., 42N; 44A, 44B, ..., 44N; 46A, 46B, ..., 46N) 는 동일한 전압을 가지며,
    상기 전기 에너지를 측정하는 방법은,
    - (a) 전압 측정 유닛 (66) 을 포함하는 일차 모듈 (60) 에 의해, 상기 일차 컨덕터 (34, 36,38) 에 흐르는 전류의 전압 (V1, V2, V3) 을 측정하는 단계 (210),
    - (b) 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 에 의해, 대응하는 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A, 42B, 44B, 46B, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 전류의 세기 (I1, I2A, I3A, ..., I3N) 를 측정하는 단계 (330), 및
    - (c) 상기 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 에 의해, 상기 대응하는 이차 컨덕터 (42A, 44A, 46A, 42B, 44B, 46B, ..., 42N, 44N, 46N) 에 흐르는 상기 전류의 전기 에너지 (E₁, E₂, E₃, E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+, E₃-) 를 계산하는 단계 (340) 를 포함하며,
    상기 전기 에너지를 측정하는 방법은,
    - (i) 측정된 전압 값 (V1, V2, V3) 을 압축하는 단계 (220) 및 상기 일차 모듈 (60) 에 의해, 상기 일차 모듈 (60) 과 상기 이차 모듈 (62A, ..., 62N) 간의 무선전기 링크를 통해 상기 측정된 전압의 압축된 값을 포함하는 제 1 메세지 (M1) 를 방사하는 단계 (230), 및
    - (ii) 상기 전압의 측정과 상기 세기의 측정을 시간 동기화하는 단계 (320) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 단계 (c) 동안, 상기 전기 에너지 (E₁, E₂, E₃, E₁+, E₁-, E₂+, E₂-, E₃+, E₃-) 의 계산은 상기 일차 모듈 (60) 로부터 수신된 상기 측정된 전압 값으로부터 및 세기 센서 (76A, ..., 76N) 에 의해 측정된 세기 값으로부터 실행되고,
    상기 제 1 메세지 (M1) 는 상기 세기 센서 (76A, ..., 76N) 를 직접 상기 측정 유닛 (66) 과 시간 동기화하기 위한 동기화 데이터를 포함하고,
    상기 일차 모듈 (60) 은 복수의 이차 모듈들 (62A, ..., 62N) 에 고유의 토큰을 연속하여 분배하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지를 측정하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전압 (V1, V2, V3) 의 주기 (P_voltage) 는 상기 일차 모듈 (60) 에 의해 정기적으로 측정되고, 측정의 상기 주기는 10 초와 동일한, 전기 에너지를 측정하는 방법.

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