KR102036027B1 - High Voltage Level Converting Apparatus - Google Patents

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KR102036027B1
KR102036027B1 KR1020180113580A KR20180113580A KR102036027B1 KR 102036027 B1 KR102036027 B1 KR 102036027B1 KR 1020180113580 A KR1020180113580 A KR 1020180113580A KR 20180113580 A KR20180113580 A KR 20180113580A KR 102036027 B1 KR102036027 B1 KR 102036027B1
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electrical signal
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primary coil
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KR1020180113580A
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이호재
김영원
이성호
이상선
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한국생산기술연구원
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Abstract

The present invention provides a high voltage level converter, which comprises: an input unit including an input end to which an electrical signal generated from a generator is input and a first ground end connected with the ground; a primary coil connected with the input end and the first ground end, respectively; a secondary coil magnetically coupled to the primary coil and receiving an electrical signal from the primary coil; a current sensor detecting a current value of the electrical signal input to the input end; a load connected in parallel with the primary coil; and an output unit connected in parallel with the secondary coil, connected with an output end to which an electrical signal is output, and including a second ground end separated from the first ground end.

Description

고전압 레벨 변환기{High Voltage Level Converting Apparatus}High Voltage Level Converting Apparatus

본 발명은 고전압 레벨 변환기에 관한 것으로 특히, 코일을 이용하여 입력부와 출력부의 접지단을 분리함으로써 신호 왜곡 및 회로 손상을 방지할 수 있는 고전압 레벨 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to a high voltage level converter, and more particularly, to a high voltage level converter capable of preventing signal distortion and circuit damage by separating a ground terminal of an input unit and an output unit using a coil.

일반적으로 전력 계통 운용에 유용한 지표가 되는 유효 전력, 무효 전력, 전압, 전류 및 주파수를 이용하여 전력 계통 상태를 평가한다. In general, power system health is assessed using active power, reactive power, voltage, current, and frequency, which are useful indicators for power system operation.

전력 계통 상태에 관한 정보는 전력 품질, 안정도 및 신뢰도를 보장하면서 전력 계통을 최적으로 운전하고 운용 계획을 효과적으로 수립하게 하는 기본적인 정보라는 점에서 상시 감시할 필요가 있다. Information on power system status needs to be monitored at all times in the sense that it is basic information to ensure the optimal operation of the power system and effective operation plan while ensuring power quality, stability and reliability.

특히, 전력 부하와 발전 설비의 대용량화에 따라 심각하게 대두되는 전력 동요(Swing)와 같은 장주기외란(Long-term Disturbance)의 발생 우려가 있는 전력 계통에서는 더욱더 그러하다.This is especially true in power systems that are prone to long-term disturbances, such as power swings, which are seriously aggravated by large capacity loads and power generation facilities.

이와 같이 전력 계통 상태를 평가하기 위해 전력 분석기를 비롯한 다양한 형태의 계측 장치가 사용된다.As such, various types of instrumentation, including power analyzers, are used to assess the condition of the power system.

한편, 전력 계통에서 생성되는 전기 신호는 고전압(예컨대, 100V 이상), 고전류(예컨대, 3A 이상) 및 고주파(예컨대, 60Hz 이상)의 신호 특성을 갖고 있어서 그 취급에 매우 유의하여야 한다.On the other hand, the electrical signal generated in the power system has a signal characteristic of high voltage (eg, 100V or more), high current (eg, 3A or more), and high frequency (eg, 60Hz or more), and therefore must be very careful in its handling.

이에 따라, 전력 분석기는 일반적으로 전력 계통에서 생성된 고전압 전기 신호를 취급이 용이한 수준의 전압 레벨로 변환시키는 고전압 레벨 변환기를 구비하고 있다.Accordingly, power analyzers generally have a high voltage level converter that converts the high voltage electrical signals generated in the power system to voltage levels that are easy to handle.

도 1은 종래의 고전압 레벨 변환기의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional high voltage level converter.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 고전압 레벨 변환기는, 입력부(10), 전압 분배부(20), 전류 센서(40) 및 출력부(60)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the conventional high voltage level converter may include an input unit 10, a voltage divider 20, a current sensor 40, and an output unit 60.

구체적으로, 입력부(10)는 발전기(1)에서 생성된 전기 신호가 입력되는 입력단(Vin)과 접지(Ground)와 연결되는 접지단(G)을 포함한다.In detail, the input unit 10 includes an input terminal Vin through which an electric signal generated by the generator 1 is input, and a ground terminal G connected to ground.

출력부(60)는 전압 레벨이 낮춰진 전기 신호가 출력되는 출력단(Vout)과 접지와 연결되는 접지단(G)을 포함한다.The output unit 60 includes an output terminal Vout for outputting an electrical signal having a lowered voltage level and a ground terminal G connected to ground.

전류 센서(40)는 입력단(Vin)에 입력된 전기 신호의 전류값을 검출한다.The current sensor 40 detects a current value of an electrical signal input to the input terminal Vin.

전압 분배부(20)는 입력단(Vin)과 접지(Ground)와 각각 연결되며, 직렬로 연결된 2개의 저항(R1, R2)으로 이루어지거나 직렬로 연결된 2개의 커패시터(C1, C2)로 이루어질 수 있다.The voltage divider 20 is connected to the input terminal Vin and ground, respectively, and may be composed of two resistors R1 and R2 connected in series or two capacitors C1 and C2 connected in series. .

종래의 고전압 레벨 변환기는 입력단(10)에 입력된 발전기(1)의 고전압 전기 신호를 전압 분배부(20)를 통해 취급이 용이한 수준의 전압 레벨로 변환시킨다.The conventional high voltage level converter converts the high voltage electric signal of the generator 1 input to the input terminal 10 to a voltage level of easy handling through the voltage divider 20.

즉, 전압 분배부(20)는 출력단(Vout)이 2개의 저항 사이 또는 2개의 커패시터 사이에 연결됨으로써 전압 분배에 의해 전기 신호의 전압 레벨을 낮추고 있다. That is, the voltage divider 20 lowers the voltage level of the electrical signal by voltage division because the output terminal Vout is connected between two resistors or between two capacitors.

그러나, 종래의 고전압 레벨 변환기는 입력부(10)와 출력부(60)의 접지단(G)을 공통으로 사용하기 때문에 신호 왜곡 및 회로 손상이 발생되고, 고전류의 전기 신호로 인해 발열이 발생하고, 전력 분석 장치의 제작상 어려움이 발생하는 문제점이 있었다.However, since the conventional high voltage level converter uses the ground terminal G of the input unit 10 and the output unit 60 in common, signal distortion and circuit damage occur, and heat generation occurs due to a high current electric signal. There was a problem that a difficulty occurs in manufacturing the power analysis device.

등록특허공보 제10-1385282호Patent Application Publication No. 10-1385282

본 발명은, 입력단에 입력된 전기 신호의 전압 레벨을 취급이 용이한 수준으로 낮출 수 있고, 코일을 이용하여 입력부와 출력부의 접지단을 분리함으로써 신호 왜곡 및 회로 손상을 방지할 수 있는 고전압 레벨 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to the present invention, the voltage level of an electrical signal input to an input terminal can be lowered to a level that is easy to handle, and a high voltage level converter capable of preventing signal distortion and circuit damage by separating a ground terminal of an input unit and an output unit using a coil. The purpose is to provide.

또한, 본 발명에 따르면, 고전압 전기 신호로 인해 발생되는 발열 문제를 해결할 수 있고, 전류 분석기를 용이하게 제작할 수 있는 고전압 레벨 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, according to the present invention, an object of the present invention is to provide a high voltage level converter capable of solving a heat generation problem caused by a high voltage electric signal and easily manufacturing a current analyzer.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 발전기에서 생성된 전기 신호가 입력되는 입력단과 접지와 연결되는 제1 접지단을 포함하는 입력부와, 입력단 및 제1 접지단과 각각 연결되는 1차 코일과, 1차 코일과 자기적으로 결합되며 1차 코일로부터 전기 신호를 전달받는 2차 코일과, 입력단에 입력된 전기 신호의 전류값을 검출하는 전류 센서와, 1차 코일과 병렬로 연결되는 부하와, 2차 코일과 병렬로 연결되며 전기 신호가 출력되는 출력단과 접지와 연결되되 제1 접지단과 분리되는 제2 접지단을 포함하는 출력부를 포함하는 고전압 레벨 변환기를 제공한다.In order to solve this problem, the present invention, the input unit including an input terminal and a first ground terminal connected to the ground, the electrical signal generated by the generator, a primary coil connected to the input terminal and the first ground terminal, respectively; A secondary coil magnetically coupled to the primary coil and receiving an electrical signal from the primary coil, a current sensor detecting a current value of the electrical signal input to the input terminal, a load connected in parallel with the primary coil, Provided is a high voltage level converter including an output terminal connected in parallel with the secondary coil and an output terminal for outputting an electrical signal and a second ground terminal connected to ground but separated from the first ground terminal.

여기서, 1차 코일은 권선수가 상기 2차 코일과 동일하거나 많을 수 있다.Here, the number of turns of the primary coil may be equal to or greater than that of the secondary coil.

또한, 2차 코일과 병렬로 연결되며 전기 신호의 전압 레벨을 조절하는 전압 레벨 조절부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a voltage level controller connected in parallel with the secondary coil to adjust a voltage level of the electrical signal.

또한, 전류 센서에 의해 검출된 전류값을 입력 받아 이를 디지털 전류값으로 변환하고, 2차 코일에 전달된 전기 신호를 입력 받아 이를 디지털 전압값으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 더 포함할 수 있다.In addition, the electronic device may further include an analog-to-digital converter that receives the current value detected by the current sensor and converts it into a digital current value, and receives an electrical signal transferred to the secondary coil and converts it into a digital voltage value.

본 발명에 따르면, 입력단에 입력된 전기 신호의 전압 레벨을 취급이 용이한 수준으로 낮출 수 있고, 코일을 이용하여 입력부와 출력부의 접지단을 분리함으로써 신호 왜곡 및 회로 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the voltage level of the electrical signal input to the input terminal can be lowered to a level that is easy to handle, and the effect of preventing signal distortion and circuit damage by separating the ground terminal of the input unit and the output unit by using a coil. have.

또한, 본 발명에 따르면, 고전압 전기 신호로 인해 발생되는 발열 문제를 해결할 수 있고, 전류 분석기를 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to solve the heat problem caused by the high-voltage electric signal, there is an effect that can easily manufacture a current analyzer.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.

도 1은 종래의 고전압 레벨 변환기의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기의 회로도로서 단상 교류 발전기에 적용되는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기의 회로도로서 3상 교류 발전기에 적용되는 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional high voltage level converter.
2 is a circuit diagram of a high voltage level converter according to an embodiment of the present invention, which is applied to a single phase alternator.
3 is a circuit diagram of a three-phase alternator as a circuit diagram of a high voltage level converter according to an embodiment of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents that may be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and examples.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기의 회로도로서 단상 교류 발전기에 적용되는 회로도이다.2 is a circuit diagram of a high voltage level converter according to an embodiment of the present invention, which is applied to a single phase alternator.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기는, 발전기(101)에서 생성되는 전기 신호를 분석하기 위한 전력 분석기에 구비되는 장치로서, 입력부(110), 1차 코일(120), 2차 코일(130), 전류 센서(140), 부하(150) 및 출력부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the high voltage level converter according to an exemplary embodiment of the present invention is a device provided in a power analyzer for analyzing an electrical signal generated by the generator 101, and includes an input unit 110 and a primary coil 120. ), The secondary coil 130, the current sensor 140, the load 150 and the output unit 160 may be configured.

일반적으로 발전기(101)에서 생성되는 전기 신호는 고전압(예컨대, 100V 이상), 고전류(예컨대, 3A 이상) 및 고주파(예컨대, 60Hz 이상)의 신호 특성을 갖고 있어서 그 취급에 매우 유의하여야 한다.In general, the electrical signal generated by the generator 101 has signal characteristics of high voltage (for example, 100V or more), high current (for example, 3A or more), and high frequency (for example, 60 Hz or more) and should be very careful in its handling.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기는 입력단(110)에 입력된 발전기(101)의 고전압 전기 신호를 취급이 용이한 수준의 전압 레벨로 변환시킨다.Accordingly, the high voltage level converter according to the embodiment of the present invention converts the high voltage electric signal of the generator 101 input to the input terminal 110 to a voltage level of easy handling.

구체적으로, 입력부(110)는 발전기(101)에서 생성된 전기 신호가 입력되는 입력단(Vin)과 접지(Ground)와 연결되는 제1 접지단(Gin)을 포함한다. 여기서, 발전기(101)는 단상 교류 발전기이다.Specifically, the input unit 110 includes an input terminal Vin through which an electric signal generated by the generator 101 is input, and a first ground terminal Gin connected to ground. Here, the generator 101 is a single phase alternator.

출력부(160)는, 2차 코일(130)과 병렬로 연결되며, 후술할 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)에 의해 전압 레벨이 낮춰진 전기 신호가 출력되는 출력단(Vout)과 접지와 연결되되 입력부(110)의 제1 접지단(Gin)과 분리되는 제2 접지단(Gout)을 포함한다.The output unit 160 is connected in parallel with the secondary coil 130, an output terminal (Vout) outputs an electrical signal of which the voltage level is lowered by the primary coil 120 and the secondary coil 130 to be described later And a second ground terminal Gout connected to the ground and separated from the first ground terminal Gin of the input unit 110.

1차 코일(120)은 입력단(Vin) 및 제1 접지단(Gin)과 각각 연결되고, 2차 코일(130)은 1차 코일(120)에 대향하여 배치되며 1차 코일(120)과 자기적으로 결합된다. 그리고, 출력단(Vout) 및 제2 접지단(Gout)과 각각 연결된다. The primary coil 120 is connected to the input terminal Vin and the first ground terminal Gin, respectively, and the secondary coil 130 is disposed to face the primary coil 120, and the primary coil 120 and the magnetic Are combined as an enemy. The output terminal Vout and the second ground terminal Gout are respectively connected.

한편, 부하(150)는 1차 코일(120)과 병렬로 연결될 수 있다.On the other hand, the load 150 may be connected in parallel with the primary coil 120.

2차 코일(130)은 발전기(101)에 의해 생성된 전기 신호를 1차 코일(120)로부터 전달 받는다.The secondary coil 130 receives the electrical signal generated by the generator 101 from the primary coil 120.

여기서, 1차 코일(120)은 권선수가 2차 코일(130) 보다 많을 수 있다. 이 경우, 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)의 권선수의 차이에 따라 입력단(Vin)에 입력된 고전압 전기 신호의 전압 레벨을 낮출 수 있다.Here, the primary coil 120 may have more windings than the secondary coil 130. In this case, the voltage level of the high voltage electric signal input to the input terminal Vin may be lowered according to the difference in the number of turns of the primary coil 120 and the secondary coil 130.

예를 들어, 1차 코일(120)의 권선수를 2차 코일(130)의 권선수 보다 10배 많게 감으면, 입력단(Vin)에 입력된 100V의 전기 신호는 취급이 용이한 수준의 10V의 전기 신호로 변환된다.For example, if the number of turns of the primary coil 120 is wound 10 times more than the number of turns of the secondary coil 130, the 100 V electric signal input to the input terminal Vin may be easily handled at a level of 10 V. Is converted into an electrical signal.

이와 달리, 1차 코일(120)은 권선수가 2차 코일(130)과 동일할 수 있다. 이 경우, 입력단(Vin)에 입력된 고전압 전기 신호와 동일한 전압 레벨의 전기 신호가 2차 코일(130)에 전달될 수 있다. In contrast, the number of turns of the primary coil 120 may be the same as that of the secondary coil 130. In this case, an electrical signal having the same voltage level as the high voltage electrical signal input to the input terminal Vin may be transmitted to the secondary coil 130.

여기서, 2차 코일(130)에 전달된 전기 신호는 여전히 고전압 레벨이기 때문에 후술할 전압 레벨 조절부(170)에 의해 취급이 용이한 전압 레벨로 변환될 수 있다.Here, since the electrical signal transmitted to the secondary coil 130 is still a high voltage level, the voltage level adjusting unit 170 to be described later may be converted into a voltage level that is easy to handle.

전류 센서(140)는 입력단(Vin)에 입력된 전기 신호의 전류값을 검출한다. 여기서, 전류 센서(140)가 전류를 감지하는 방법으로 도넛 모양의 자심과 자심에 감긴 코일을 이용하여 전류를 감지하는 변류기(Current Transformer; CT) 방식과, 전류에 의하여 생기는 자계 속에 홀 소자를 설치하여 홀 전압을 측정함으로써 자계의 강도 즉, 전류의 강약을 감지하는 홀 소자 방식 등 다양한 방식이 채용될 수 있다.The current sensor 140 detects a current value of an electrical signal input to the input terminal Vin. Here, the current sensor 140 detects current using a donut-shaped magnetic core and a coil wound around the magnetic core, and a current transformer (CT) method for detecting current, and a Hall element is installed in a magnetic field generated by the current. By measuring the Hall voltage, various methods such as the Hall element method for detecting the strength of the magnetic field, that is, the strength of the current, may be adopted.

본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기는 전압 레벨 조절부(170) 및 아날로그 디지털 컨버터(180)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The high voltage level converter according to an exemplary embodiment of the present invention may further include a voltage level controller 170 and an analog to digital converter 180.

전압 레벨 조절부(170)는 2차 코일(130)과 병렬로 연결되며 2차 코일(130)에 전달된 전기 신호의 전압 레벨을 조절할 수 있다.The voltage level controller 170 is connected in parallel with the secondary coil 130 and adjusts the voltage level of the electrical signal transmitted to the secondary coil 130.

구체적으로, 전압 레벨 조절부(170)는 2개의 저항 또는 2개의 커패시터를 구비하고 전압 분배 방식에 의해 2차 코일(130)에 의해 전압 레벨이 낮춰진 전기 신호를 더욱더 낮출 수 있다.In detail, the voltage level controller 170 may further reduce an electric signal having two resistors or two capacitors and having a voltage level lowered by the secondary coil 130 by a voltage distribution scheme.

또한, 전압 레벨 조절부(170)는, 입력단(Vin)에 입력된 고전압 전기 신호와 동일한 전압 레벨의 전기 신호가 2차 코일(130)에 전달된 경우, 고전압 레벨의 전기 신호를 취급이 용이한 전압 레벨로 변환할 수 있다.In addition, the voltage level controller 170 may easily handle an electrical signal having a high voltage level when an electrical signal having the same voltage level as that of the high voltage electrical signal input to the input terminal Vin is transmitted to the secondary coil 130. Can be converted to voltage levels.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기는 입력단(Vin)에 입력된 전기 신호의 전압 레벨을 취급이 용이한 수준으로 낮출 수 있다.As described above, the high voltage level converter according to the embodiment of the present invention may lower the voltage level of the electrical signal input to the input terminal Vin to an easy-to-handle level.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기는 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)을 이용하여 입력부(110)와 출력부(160)의 접지단(Gin, Gout)을 분리함으로써, 종래의 고전압 레벨 변환기에서 입력부(10)와 출력부(60)의 접지(G)가 공통으로 사용됨에 따라 발생되는 신호 왜곡 및 회로 손상을 방지할 수 있다.In addition, the high-voltage level converter according to an embodiment of the present invention by separating the ground (Gin, Gout) of the input unit 110 and the output unit 160 using the primary coil 120 and the secondary coil 130. In the conventional high voltage level converter, signal distortion and circuit damage generated as the ground (G) of the input unit 10 and the output unit 60 are commonly used may be prevented.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기는 고전압 전기 신호로 인해 발생되는 발열 문제를 해결할 수 있고, 전류 분석기를 용이하게 제작할 수 있는 장점이 있다.In addition, the high voltage level converter according to the embodiment of the present invention can solve the heat generation problem caused by the high voltage electric signal, and there is an advantage that the current analyzer can be easily manufactured.

아날로그 디지털 컨버터(180)는, 전류 센서(140)에 의해 검출된 아날로그 전류값을 입력 받아 이를 디지털 전류값으로 변환하고, 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)에 의해 전압 레벨이 낮춰진 전기 신호를 각각 입력 받아 이를 디지털 전압값으로 변환한다.The analog-to-digital converter 180 receives the analog current value detected by the current sensor 140, converts it into a digital current value, and lowers the voltage level by the primary coil 120 and the secondary coil 130. It receives the true electrical signal and converts it into digital voltage value.

본 발명의 실시예에 따른 전력 분석 장치는 아날로그 디지털 컨버터(180)에 의해 변환된 디지털 전류값 및 디지털 전압값을 분석하여 계통 상태를 감시함으로써, 전력 품질, 안정도 및 신뢰도를 보장하면서 전력 계통을 최적으로 운전하고 운용 계획을 효과적으로 수립할 수 있다.The power analysis apparatus according to the embodiment of the present invention analyzes the digital current value and the digital voltage value converted by the analog-to-digital converter 180 to monitor the system state, thereby optimizing the power system while ensuring power quality, stability and reliability. Can operate and develop an operational plan effectively.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기의 회로도로서 3상 교류 발전기에 적용되는 회로도이다.3 is a circuit diagram of a high voltage level converter according to an embodiment of the present invention, which is applied to a three-phase alternator.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 3상 교류 발전기에 적용되는 고전압 레벨 변환기를 설명하도록 하겠다.Hereinafter, a high voltage level converter applied to a three-phase alternator will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 발전기(101)는 3상 교류 발전기이고, 입력부(110)는 3상 교류 발전기가 생성한 3상 전기 신호가 각각 입력되는 A상, B상 및 C상 입력단(Vin_A, Vin_B, Vin_C)과 제1 접지단(Gin)으로 이루어질 수 있다.As shown in Figures 2 and 3, the generator 101 is a three-phase alternator, the input unit 110 is a phase A, B and C phase to which the three-phase electrical signal generated by the three-phase alternator are input, respectively. The input terminal Vin_A, Vin_B, and Vin_C may be formed of a first ground terminal Gin.

출력부(160)는 후술할 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)에 의해 전압 레벨이 낮춰진 전기 신호가 출력되는 A상, B상 및 C상 출력단(Vout_A, Vout_B, Vout_C)과 접지와 연결되되 제1 접지단(Gin)과 분리되는 제2 접지단(Gout)으로 이루어질 수 있다.The output unit 160 includes the A-phase, B-phase and C-phase output terminals Vout_A, Vout_B, and Vout_C, which output electrical signals whose voltage levels are reduced by the primary coil 120 and the secondary coil 130, which will be described later. The second ground terminal Gout may be connected to the ground but separated from the first ground terminal Gin.

1차 코일(120)은, A상 입력단(Vin_A) 및 제1 접지단(Gin) 사이, A상 입력단(Vin_B) 및 제1 접지단(Gin) 사이 및 C상 입력단(Vin_C) 및 제1 접지단(Gin) 사이에 각각 연결되고, 2차 코일(130)은 1차 코일(120)과 대향하여 각각 배치되며, 각 1차 코일(120)과 자기적으로 각각 결합된다.The primary coil 120 includes a phase input terminal Vin_A and a first ground terminal Gin, a phase input terminal Vin_B and a first ground terminal Gin, and a phase C input terminal Vin_C and a first ground. Connected between stages (Gin), the secondary coils 130 are disposed to face the primary coils 120, respectively, and are magnetically coupled to each primary coil 120, respectively.

한편, 부하(150)는 1차 코일(120)과 병렬로 각각 연결된다.On the other hand, the load 150 is connected in parallel with the primary coil 120, respectively.

또한, 2차 코일(130)은 A상 출력단(Vout_A) 및 제2 접지단(Gout) 사이, B상 출력단(Vout_B) 및 제2 접지단(Gout) 사이 및 C상 출력단(Vout_C) 및 제2 접지단(Gout) 사이에 각각 연결된다. In addition, the secondary coil 130 is between the A-phase output terminal (Vout_A) and the second ground terminal (Gout), between the B-phase output terminal (Vout_B) and the second ground terminal (Gout) and the C-phase output terminal (Vout_C) and the second It is connected between the ground terminals (Gout), respectively.

여기서, 1차 코일(120)은 권선수가 2차 코일(130) 보다 많을 수 있다. 이 경우, 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)의 권선수의 차이에 따라 A상, B상 및 C상 입력단(Vin_A, Vin_B, Vin_C)에 입력된 고전압 전기 신호의 전압 레벨을 낮출 수 있다.Here, the primary coil 120 may have more windings than the secondary coil 130. In this case, the voltage level of the high-voltage electrical signal input to the A-phase, B-phase and C-phase input terminals Vin_A, Vin_B, Vin_C according to the difference in the number of turns of the primary coil 120 and the secondary coil 130 may be lowered. Can be.

이와 달리, 1차 코일(120)은 권선수가 2차 코일(130)와 동일할 수 있다. 이 경우, A상, B상 및 c상 입력단(Vin_A, Vin_B, Vin_C)에 입력된 고전압 전기 신호와 동일한 전압 레벨의 전기 신호가 2차 코일(130)에 각각 전달될 수 있다. 여기서, 2차 코일(130)에 전달된 전기 신호는 여전히 고전압 레벨이기 때문에 후술할 전압 레벨 조절부(170)에 의해 취급이 용이한 전압 레벨로 변환될 수 있다.In contrast, the number of turns of the primary coil 120 may be the same as that of the secondary coil 130. In this case, electrical signals having the same voltage level as those of the high voltage electrical signals input to the A, B, and c phase input terminals Vin_A, Vin_B, and Vin_C may be transmitted to the secondary coil 130, respectively. Here, since the electrical signal transmitted to the secondary coil 130 is still a high voltage level, the voltage level adjusting unit 170 to be described later may be converted into a voltage level that is easy to handle.

전류 센서(140)는 A상, B상 및 C상 입력단(Vin_A, Vin_B, Vin_C)에 각각 입력된 전기 신호의 전류값을 검출한다. The current sensor 140 detects current values of electrical signals input to the A, B, and C phase input terminals Vin_A, Vin_B, and Vin_C, respectively.

본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기는 전압 레벨 조절부(170) 및 아날로그 디지털 컨버터(180)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The high voltage level converter according to an exemplary embodiment of the present invention may further include a voltage level controller 170 and an analog to digital converter 180.

전압 레벨 조절부(170)는 2차 코일(130)과 병렬로 각각 연결되며 전기 신호의 전압 레벨을 조절할 수 있다.The voltage level controller 170 is connected to the secondary coil 130 in parallel, respectively, and may adjust the voltage level of the electrical signal.

구체적으로, 전압 레벨 조절부(170)는 2개의 저항 또는 2개의 커패시터를 구비하고 전압 분배 방식에 의해 2차 코일(130)에 의해 전압 레벨이 낮춰진 전기 신호를 더욱더 낮출 수 있다.In detail, the voltage level controller 170 may further reduce an electric signal having two resistors or two capacitors and having a voltage level lowered by the secondary coil 130 by a voltage distribution scheme.

또한, 전압 레벨 조절부(170)는, A상, B상 및 C상 입력단(Vin_A, Vin_B, Vin_C)에 입력된 고전압 전기 신호와 동일한 전압 레벨의 전기 신호가 2차 코일(130)에 전달된 경우, 고전압 레벨의 전기 신호를 취급이 용이한 전압 레벨로 변환할 수 있다.In addition, the voltage level control unit 170, the electrical signal of the same voltage level as the high-voltage electrical signal input to the A-phase, B-phase and C-phase input terminals (Vin_A, Vin_B, Vin_C) is transmitted to the secondary coil 130 In this case, the electrical signal of a high voltage level can be converted into the voltage level which is easy to handle.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기는 입력단(Vin)에 입력된 전기 신호의 전압 레벨을 취급이 용이한 수준으로 낮출 수 있다.As described above, the high voltage level converter according to the embodiment of the present invention may lower the voltage level of the electrical signal input to the input terminal Vin to an easy-to-handle level.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기는 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)을 이용하여 입력부(110)와 출력부(160)의 접지단(Gin, Gout)을 분리함으로써, 종래의 고전압 레벨 변환기에서 입력부(10)와 출력부(60)의 접지가 공통으로 사용됨에 따라 발생되는 신호 왜곡 및 회로 손상을 방지할 수 있다.In addition, the high-voltage level converter according to an embodiment of the present invention by separating the ground (Gin, Gout) of the input unit 110 and the output unit 160 using the primary coil 120 and the secondary coil 130. In the conventional high voltage level converter, signal distortion and circuit damage caused by common use of the ground of the input unit 10 and the output unit 60 may be prevented.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고전압 레벨 변환기는 고전압 전기 신호로 인해 발생되는 발열 문제를 해결할 수 있고, 전류 분석기를 용이하게 제작할 수 있는 장점이 있다.In addition, the high voltage level converter according to the embodiment of the present invention can solve the heat generation problem caused by the high voltage electric signal, and there is an advantage that the current analyzer can be easily manufactured.

아날로그 디지털 컨버터(180)는, 전류 센서(140)에 의해 각각 검출된 아날로그 전류값을 입력 받아 이를 디지털 전류값으로 변환하고, 1차 코일(120) 및 2차 코일(130)에 의해 전압 레벨이 낮춰진 전기 신호를 각각 입력 받아 이를 디지털 전압값으로 변환한다.The analog-to-digital converter 180 receives the analog current value detected by the current sensor 140 and converts it into a digital current value, and the voltage level is increased by the primary coil 120 and the secondary coil 130. Each lower electric signal is input and converted into a digital voltage value.

본 발명의 실시예에 따른 전력 분석 장치는 아날로그 디지털 컨버터(180)에 의해 변환된 디지털 전류값 및 디지털 전압값을 분석하여 계통 상태를 감시함으로써, 전력 품질, 안정도 및 신뢰도를 보장하면서 전력 계통을 최적으로 운전하고 운용 계획을 효과적으로 수립할 수 있다.The power analysis apparatus according to the embodiment of the present invention analyzes the digital current value and the digital voltage value converted by the analog-to-digital converter 180 to monitor the system state, thereby optimizing the power system while ensuring power quality, stability and reliability. Can operate and develop an operational plan effectively.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments are for explaining the best state in carrying out the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the present invention. Various changes are also possible. Thus, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.

110: 입력부
120: 1차 코일
130: 2차 코일
140: 전류 센서
150: 부하
160: 출력부
170: 전압 레벨 조절부
180: 아날로그 디지털 컨버터110: input unit
120: primary coil
130: secondary coil
140: current sensor
150: load
160: output unit
170: voltage level control unit
180: analog to digital converter

Claims (4)

발전기에서 생성된 전기 신호가 입력되는 입력단과 접지와 연결되는 제1 접지단을 포함하는 입력부;
상기 입력단 및 상기 제1 접지단과 각각 연결되는 1차 코일;
상기 1차 코일과 자기적으로 결합되며 상기 1차 코일로부터 상기 전기 신호를 전달받는 2차 코일;
상기 입력단에 입력된 상기 전기 신호의 전류값을 검출하는 전류 센서;
상기 1차 코일과 병렬로 연결되는 부하; 및
상기 2차 코일과 병렬로 연결되며 상기 전기 신호가 출력되는 출력단과 접지와 연결되되 상기 제1 접지단과 분리되는 제2 접지단을 포함하는 출력부
를 포함하는 고전압 레벨 변환기.
An input unit including an input terminal to which an electrical signal generated by a generator is input and a first ground terminal connected to ground;
A primary coil connected to the input terminal and the first ground terminal, respectively;
A secondary coil magnetically coupled to the primary coil and receiving the electrical signal from the primary coil;
A current sensor detecting a current value of the electrical signal input to the input terminal;
A load connected in parallel with the primary coil; And
An output unit connected in parallel with the secondary coil and having an output terminal to which the electrical signal is output and a second ground terminal connected to ground but separated from the first ground terminal
High voltage level converter comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 1차 코일은
권선수가 상기 2차 코일과 동일하거나 많은
고전압 레벨 변환기.
The method of claim 1,
The primary coil
The number of turns equal to or greater than that of the secondary coil
High voltage level translator.
제 1 항에 있어서,
상기 2차 코일과 병렬로 연결되며 상기 전기 신호의 전압 레벨을 조절하는 전압 레벨 조절부
를 더 포함하는 고전압 레벨 변환기.
The method of claim 1,
A voltage level controller connected in parallel with the secondary coil to adjust a voltage level of the electrical signal;
High voltage level converter further comprising.
제 1 항에 있어서,
상기 전류 센서에 의해 검출된 전류값을 입력 받아 이를 디지털 전류값으로 변환하고, 상기 2차 코일에 전달된 상기 전기 신호를 입력 받아 이를 디지털 전압값으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터
를 더 포함하는 고전압 레벨 변환기.The method of claim 1,
An analog-to-digital converter that receives the current value detected by the current sensor and converts it into a digital current value, and receives the electrical signal transmitted to the secondary coil and converts it into a digital voltage value
High voltage level converter further comprising.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990065068A (en) * 1998-01-06 1999-08-05 이종수 Coil device of electronic electricity meter
JPH11211758A (en) * 1998-01-28 1999-08-06 Ntt Data Corp Load current detector and transformer
KR20080091415A (en) * 2006-01-25 2008-10-13 로무 가부시키가이샤 Power supply device and light-emitting device and electronic equipment using such power supply device
JP2012159445A (en) * 2011-02-02 2012-08-23 Mitsubishi Electric Corp Dc leakage detecting device
KR101385282B1 (en) 2012-12-26 2014-04-17 (주)뉴튼스포스코리아 Breakout box for power analyzer
JP2014120454A (en) * 2012-12-19 2014-06-30 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Lighting device, and method of controlling lighting device
US20150108967A1 (en) * 2013-10-21 2015-04-23 Guildline Instruments Limited Methods and Systems Relating to AC Current Measurements
US20160187393A1 (en) * 2014-12-29 2016-06-30 Landis+Gyr, Inc. Load side voltage sensing for utility meter
KR20180023389A (en) * 2016-08-25 2018-03-07 엘지전자 주식회사 Photovoltaic module and photovoltaic system including the same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990065068A (en) * 1998-01-06 1999-08-05 이종수 Coil device of electronic electricity meter
JPH11211758A (en) * 1998-01-28 1999-08-06 Ntt Data Corp Load current detector and transformer
KR20080091415A (en) * 2006-01-25 2008-10-13 로무 가부시키가이샤 Power supply device and light-emitting device and electronic equipment using such power supply device
JP2012159445A (en) * 2011-02-02 2012-08-23 Mitsubishi Electric Corp Dc leakage detecting device
JP2014120454A (en) * 2012-12-19 2014-06-30 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Lighting device, and method of controlling lighting device
KR101385282B1 (en) 2012-12-26 2014-04-17 (주)뉴튼스포스코리아 Breakout box for power analyzer
US20150108967A1 (en) * 2013-10-21 2015-04-23 Guildline Instruments Limited Methods and Systems Relating to AC Current Measurements
US20160334443A1 (en) * 2013-10-21 2016-11-17 Guildline Instruments Limited Methods and systems relating to ac current measurements
US20160187393A1 (en) * 2014-12-29 2016-06-30 Landis+Gyr, Inc. Load side voltage sensing for utility meter
KR20180023389A (en) * 2016-08-25 2018-03-07 엘지전자 주식회사 Photovoltaic module and photovoltaic system including the same

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