KR102058077B1 - 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템 - Google Patents

자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템 Download PDF

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KR102058077B1 KR1020190094260A KR20190094260A KR102058077B1 KR 102058077 B1 KR102058077 B1 KR 102058077B1 KR 1020190094260 A KR1020190094260 A KR 1020190094260A KR 20190094260 A KR20190094260 A KR 20190094260A KR 102058077 B1 KR102058077 B1 KR 102058077B1
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Abstract

본 발명은 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템에 관련되며, 이는 안전 점검 시점이 도래하거나 사용자에 의한 안전 점검 필요시 자가 진단 지능형 발전기에 의해 재해 또는 정전 발생시와 동일한 조건을 구성하여 스스로 비상전원 공급시스템의 정상가동 유무를 판단하여 종래의 인적자원에 의하여 수동으로 하는 안전관리 방법이 초래하는 관리 소홀로 인한 재해 및 정전 발생시 비상발전기의 미동작 및 비상전원 전원공급 시스템의 고장을 사전에 예방하여 보다 적절한 재해 대응이 가능하고, 특히 상용전원의 사용불가에 따른 비상상황, 비상발전기 구동을 위한 전기스타트모터 고장, 정전으로 발전기제어반 입력전원 차단, 지진으로 발전기제어반 손상을 포함하는 비상상황에서도 에어탱크(56)에 저장된 압축공기가 에어스타트모터로 전달되어 비상발전기가 스타트 작동되면서 발전전원이 안정적으로 공급되도록 하기 위해 상용전원(10), 비상발전기(20), 발전기제어반(30), 수배전반(40)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템 {Unmanned safety inspection system and Method using self-diagnosis intelligent generator}
본 발명은 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템에 관련되며, 보다 상세하게는 비상발전기의 안전관리 및 운전 방식과 관련하여 안전 점검 주기마다 해당 시점이 도래하면 비상발전기가 기동해서 운전하여 비상전원을 공급하고, 차단하여 비상전력 공급 시스템의 이상 유무를 스스로 감시 및 기록하는 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 일정 규모 이상의 건물은 건물 이용자의 안전을 위해 경보설비, 소방설비 및 소화 설비를 의무적으로 설치하도록 규정하고 있다. 이러한 경보, 소방 및 소화설비는 동작을 위한 전원을 필요로 하며, 이를 위해 비상용 발전기를 설치하여 이용하고 있다.
이러한 종래의 비상용 발전기는 화재, 정전등 재해 발생시 전원 공급을 필요로 하는 경보설비, 소방설비 및 소화설비등으로 구성된 소방부하 및 비상부하에 전원을 공급하여 재해상황을 해소하기 위하여 사용되고 있다.
그러므로 재해 발생시 비상전원 공급 시스템의 정상적인 기능의 수행으로 신속하게 필요로 하는 비상부하에 전원을 공급하여 발생할 수 있는 물적, 인적 피해를 최소화하고, 사전에 예방하기 위해서는 상시 비상발전기의 정상기능에 대한 안전관리가 필요하게 된다.
이와 같은 종래의 비상용 발전기의 안전관리는 인적 자원에 의하여 관리되고 있으나 관리자의 미확보 및 비용등의 문제로 인한 관리 소홀로 실제 재해 발생시 비상발전기의 결함으로 비상전원이 공급되지 않아 소방시설의 미작동으로 심각한 문제가 다수 발생하고 있다.
또한 실제 재해 발생시 무인으로 비상전원 공급시스템이 작동하여햐 하므로 이와 같은 종래의 관리자에 의한 수동으로 수행하는 안전 점검 방식으로는 비상전원 공급시스템의 정상 동작을 보장하지 못하는 문제점이 있다.
에에 종래에 개시된 등록특허 10-1306018호에서, 비상발전기의 안전 점검 주기를 감시하고, 해당 시점이 도래하면 안전점검 신호를 생성하여 수배전반에 신호를 송출하고, 지정된 시운전이 경과후 비상발전기 정지신호를 또한, 수배전반에 송출하며 비상발전기의 상태를 감시 및 기록하는 발전기제어반; 상기 발전기제어반의 안전 점검 신호를 수신하여 상용전원을 차단하여 정전시 조건을 구성하고, 비상발전기의 기동후 정상운전시 ATS 절체로 발전전원을 투입하고, 상기 발전기제어반으로부터 상기 비상발전기의 정지신호를 수신하면 발전전원을 차단하고 상용전원을 투입하는 수배전반; 비상시 발전전원을 공급하는 비상발전기;를 포함하여 구성되는 기술이 선 등록된 바 있다..
그러나, 상기 종래 기술은 안전 점검 주기마다 해당 시점이 도래하면 비상발전기가 기동해서 비상전원을 공급하면서 비상전력 공급 시스템의 이상 유무를 스스로 감시 및 기록하려는 것이나, 지진이나 누전으로 인한 실제 비상상황이 발생시 상시 전원이 차단되어 비상발전기를 스타트 기동하기 위한 전원이 공급되지 못할 경우 비상발전기를 이용한 비상전원공급이 불가능한 폐단이 따랐다.
KR 10-1306018 B1 (2013.09.03.)
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 본 발명은 비상용 발전기의 안전관리에 있어서 안전 점검 시점이 도래하거나 사용자에 의한 안전 점검 필요시 자가 진단 지능형 발전기에 의해 재해 또는 정전 발생시와 동일한 조건을 구성하여 스스로 비상전원 공급시스템의 정상가동 유무를 판단하여 종래의 인적자원에 의하여 수동으로 하는 안전관리 방법이 초래하는 관리 소홀로 인한 재해 및 정전 발생시 비상발전기의 미동작 및 비상전원 전원공급 시스템의 고장을 사전에 예방하여 보다 적절한 재해 대응이 가능하고, 특히 상용전원의 사용불가에 따른 비상상황, 비상발전기 구동을 위한 전기스타트모터 고장, 정전으로 발전기제어반 입력전원 차단, 지진으로 발전기제어반 손상을 포함하는 비상상황에서도 에어탱크(56)에 저장된 압축공기가 에어스타트모터로 전달되어 비상발전기가 스타트 작동되므로 발전전원이 안정적으로 공급되는 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 주 전력을 제공하는 상용전원(10); 상기 상용전원(10)의 사용불가에 따른 비상시 발전 전원을 투입하기 위한 비상발전기(20); 상기 비상발전기(20)의 안전 점검주기를 감시하고, 해당 시점 도래시 안전 점검 신호를 생성하여 수배전반(40)에 신호를 송출하며, 지정된 시운전시간이 경과후 상기 비상발전기(20) 정지신호를 생성하여 수배전반(40)에 송출하기 위한 발전기제어반(30); 및 상기 발전기제어반(30)의 안전 점검 신호를 수신하여 상용전원을 차단하여 정전시 조건을 구성하고, 비상발전기(20)의 기동 후 정상운전시 ATS절체기(45)로 발전전원을 투입하고 상기 발전기제어반(30)로부터 비상발전기(20) 정지신호를 수신하여 발전전원을 차단하고 상용전원을 투입하는 수배전반(40);을 포함하여 이루어지고, 상기 비상발전기(20)에는 비상시 시동을 제어하는 에어스타트부(50)가 설치되고, 상기 에어스타트부(50)는, 압축공기에 의해 구동력이 발생되어 비상발전기(20)를 시동을 제어하는 에어스타트모터(52)와, 에어스타트모터(52) 구동에 필요한 압축공기를 공급하도록 연결되어 비상밸브(53)에 의해 개폐작동되고, 압축기(54)에 의해 압축공기가 충전되도록 구비되는 에어탱크(56)와, 에어탱크(56)에 저장된 압축공기의 공급을 제어하는 비상스타트모듈(58)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 에어스타트부(50)는, 상용전원(10)의 사용불가에 따른 비상시, 비상발전기(20) on작동 신호를 송출하고, 계측기(32)를 이용하여 비상발전기(20) 작동 여부를 판단하고, 비상발전기(20) 미 작동시 발전기제어반(30)에서 설정된 반복 횟수로 비상발전기(20) on작동 신호 송출한 후에도 비상발전기(20) 미 작동으로 검출되면, 비상스타트모듈(58)에 의해 에어탱크(56)에 저장된 압축공기가 에어스타트모터(52)로 공급되어 비상발전기(20) 시동에 필요한 구동력을 제공하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비상밸브(53)는 전원이 공급시 폐쇄작동되고, 전원이 차단시 개방작동되는 전자밸브로 구비되고, 상기 비상밸브(53)는 발전기제어반(30) 입력전원을 공유하도록 구비되어, 상용전원(10)의 사용불가에 따른 비상시, 발전기제어반(30) 입력전원이 차단된 경우, 비상밸브(53)가 개방작동되어 에어스타트모터(52)로 압축공기를 주입하여 비상발전기(20)를 구동하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에어스타트모터(52)는 비상발전기(20)의 구동축에 연결되는 메인기어(20a)에 치합되는 스타트기어(52a)가 구비되고, 스타트기어(52a)는 일방향 클러치(52b)에 의해 에어스타트모터(52)의 구동축과 연결되어, 에어스타트모터(52)의 구동력은 비상발전기(20) 측으로 전달되면서 비상발전기(20)의 구동력은 에어스타트모터(52) 측으로 미 전달되지 않도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상용전원 및 비상발전기(20)로부터 발전전원을 공급받아 방재 및 인명의 구조를 위한 기능을 수행하기 위해 일반부하, 소방부하, 비상부하로 이루어진 부하(60)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상용전원은 자동구간개폐기 및 MOF(계기용 변류 변압기)를 통해 변압기에 공급되고, 상기 변압기에서 상용전원을 저압으로 변환하여 부하에 공급하되, 상기 부하와 변압기 사이에 ACB(기중차단기)를 설치하여 사고발생시 부하와 상용전원의 연결을 차단하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비상발전기는 수배전반내 ATS 스위치를 이용하여 절체기능을 수행하는 절체기와 연결되어 상기 절체기에 의해 부하와 연결되거나 차단하도록 설치되며, 상기 절체기는 안전 점검 신호를 감지하는 수배전반의 입출력장치를 포함한 MCU로 구성된 제어기에 의해 제어되어 부하 일부가 비상발전기와 연결되어 전원절체를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발전기제어반은 비상발전기의 안전 점검 주기를 감시하고, 해당 시점 도래시 안전 점검 신호를 생성하여 수배전반에 안전 점검 신호를 송출하고, 지정된 시운전시간이 경과후 상기 비상발전기 정지신호를 생성하여 수배전반에 송출하기 위한 입출력장치를 포함한 MCU로 구성된 제어기와, 상기 비상발전기의 기동, 운전 및 정지시 비상발전기의 출력전압, 출력전류, 주파수, 냉각수 온도, 윤활유 압력과 같은 지정된 사항들을 측정하기 위한 계측기와, 상기 계측기의 측정값을 상기 제어기로부터 수신하여 사용자가 인지할 수 있도록 프린트를 이용하여 출력하는 출력기와, 상기 제어기에 따른 신호 출력에 따라 경보음을 발생시키는 경보기로 구성되어 안전 점검 시점 도래시 수배전반에 안전 점검 신호를 송출하고, 수배전반으로부터 상용전원 정전 신호를 감지하여 비상발전기를 기동하여 발전 전원을 투입시키며, 상기 비상발전기의 지정된 시운전시간이 경과한 후 상기 비상발전기의 정지신호를 생성하여 상기 수배전반에 송출하고, 상기 수배전반의 정전 해소 신호를 감지하면 비상발전기의 운전을 정지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 계측기는 전류 값을 측정하기 위한 계기용 변류기, 전압값을 측정하기 위한 계기용 변압기, 주파수 측정기, 온도센서, 압력센서를 포함하여 구성되고, 측정되는 정보는 상기 발전기제어반의 제어기로 송출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수배전반은 비상발전기의 안전 점검을 위한 시험 운전시 ATS 스위치의 절체 동작의 이상유무를 감시하고, 공급전원의 전류값, 전압값, 주파수를 측정하여 발전기제어반의 제어기에 송출하는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 비상용 발전기의 안전관리에 있어서 안전 점검 시점이 도래하거나 사용자에 의한 안전 점검 필요시 자가 진단 지능형 발전기에 의해 재해 또는 정전 발생시와 동일한 조건을 구성하여 스스로 비상전원 공급시스템의 정상가동 유무를 판단하여 종래의 인적자원에 의하여 수동으로 하는 안전관리 방법이 초래하는 관리 소홀로 인한 재해 및 정전 발생시 비상발전기의 미동작 및 비상전원 전원공급 시스템의 고장을 사전에 예방하여 보다 적절한 재해 대응이 가능하고, 특히 상용전원의 사용불가에 따른 비상상황, 비상발전기 구동을 위한 전기스타트모터 고장, 정전으로 발전기제어반 입력전원 차단, 지진으로 발전기제어반 손상을 포함하는 비상상황에서도 에어탱크(56)에 저장된 압축공기가 에어스타트모터로 전달되어 비상발전기가 스타트 작동되므로 발전전원이 안정적으로 공급되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템과 이를 이용한 무인 안전 점검방법은 비상용 발전기의 안전 점검을 의한 시험 운전시 발전기의 기동, 운전 및 정지시 발전기의 상태를 스스로 측정, 기록, 출력하는 자가 진단 지능형 발전기를 이용함으로써 종래의 인적자원에 의한 수동으로 발전기의 상태를 점검하는 방식이 초래하는 오류 및 누락을 사전에 예방함으로써 보다 효율적인 비상용 발전기의 안전관리가 가능하다.
또한, 본 발명의 따른 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템 및 이를 이용한 무인 안전 점검 방법은 비상발전기의 안전 관리 방법에 있어서 실제 재해 발생시의 조건과 동일하게 무인으로 비상전원 공급 시스템을 작동하는 방법으로 안전 점검을 수행하는 자가 진단 지능형 발전기를 이용함으로써 종래의 인위적으로 재해 발생 조건을 구성하는 안전관리 방법이 초래하는 실제 재해 발생시 비상전원 공급시스템의 정상동작을 보장하지 못하는 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템의 구성을 도시한 구성예시도.
도 2는 본 발명에 따른 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템의 결선을 도시한 결선도.
도 3은 본 발명에 따른 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 발전기제어반과 수배전반의 신호 흐름을 설명하기 위한 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 자가 진단 지능형 발전기의 에어스타트부를 나타내는 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템에 관련되며, 이는 안전 점검 시점이 도래하거나 사용자에 의한 안전 점검 필요시 자가 진단 지능형 발전기에 의해 재해 또는 정전 발생시와 동일한 조건을 구성하여 스스로 비상전원 공급시스템의 정상가동 유무를 판단하여 종래의 인적자원에 의하여 수동으로 하는 안전관리 방법이 초래하는 관리 소홀로 인한 재해 및 정전 발생시 비상발전기의 미동작 및 비상전원 전원공급 시스템의 고장을 사전에 예방하여 보다 적절한 재해 대응이 가능하고, 특히 상용전원의 사용불가에 따른 비상상황, 비상발전기 구동을 위한 전기스타트모터 고장, 정전으로 발전기제어반 입력전원 차단, 지진으로 발전기제어반 손상을 포함하는 비상상황에서도 에어탱크(56)에 저장된 압축공기가 에어스타트모터로 전달되어 비상발전기가 스타트 작동되면서 발전전원이 안정적으로 공급되도록 하기 위해 상용전원(10), 비상발전기(20), 발전기제어반(30), 수배전반(40)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다.
그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템의 구성을도시한 구성예시도이다.
도 1을 참조하면 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템은 상용전원(10),비상발전기(20), 발전기제어반(30), 수배전반(40), 및 부하(60)를 포함하여 구성된다.
상기 상용전원(10)은 주 전력원으로서 부하(60)의 운영을 위해 수배전반(40)을 통해 부하에 공급되도록 구성된다.
또한, 이러한 상용전원(10)은 화재, 정전 및 이와 동등한 재해 상황(이하에서는 화재. 정전 및 전력공급이 불가능한 상황 및 이외의 상황에서 부하(60)에 통상전력 전력공급이 불가능한 상황을 '재해'로 통칭하기로 한다.)
또는 이외의 상황에서 부하(60)에 통상전력으로 공급된다.
상기 비상발전기(20)는 재해 발생시 발전전력을 생산하고, 생산된 발전전원을 수배전반(40)을 통해 부하(60)에 공급하도로 구성된다. 이때에 공급되는 발전전원은 경보설비, 소방설비 및 소화설비등으로 구성된 소방부하 및 비상부하에 우선 전원을 공급하게 된다.
그러므로 재해 발생시 비상전원 공급 시스템의 정상적인 기능의 수행으로 신속하게 필요로 하는 소방부하 및 비상부하에 전원을 공급할 수 있고, 그에 따라 재해시 발생할 수 있는 물적, 인적 피해를 최소화할 수 있다. 따라서 사전에 예방하기 위해서는 상시 비상발전기(20)의 정상기능에 대한 안전관리가 대단히 중요한 것이다.
상기 발전기제어반(30)은 비상발전기(20)의 안전 점검 주기를 감시하고, 해당 시점이 도래하면 안전 점검 신호를 생성하여 수배전반(40)에 신호를 송출하고, 필요한 운전시간의 경과후, 비상발전기 (20) 정지신호를 수배전반(40)으로 송출하며 상기 비상발전기(20)의 상태를 감시 및 기록하여 출력하게 한다.
이러한 발전기제어반(30)의 구성 및 상세한 기능에 대해서는 하기에서 다른 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
상기 수배전반(40)은 발전기제어반(30)의 안전 점검 신호를 수신하여 상용전원(10)을 차단하며 정전시 조건을 구성하고, 비상발전기(20)의 기동후 정상운전시 ATS 절체로 발전전원을 투입하고, 발전기제어반(30)으로부터 비상발전기(20)의 정지신호를 수신하면 발전전원을 차단하고 상용 전원을 투입하도록 구성된다.
또한, 상기 비상발전기(20)에는 비상시 시동을 제어하는 에어스타트부(50)가 설치되고, 상기 에어스타트부(50)는, 압축공기에 의해 구동력이 발생되어 비상발전기(20)를 시동을 제어하는 에어스타트모터(52)와, 에어스타트모터(52) 구동에 필요한 압축공기를 공급하도록 연결되어 비상밸브(53)에 의해 개폐작동되고, 압축기(54)에 의해 압축공기가 충전되도록 구비되는 에어탱크(56)와, 에어탱크(56)에 저장된 압축공기의 공급을 제어하는 비상스타트모듈(58)을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 에어스타트부(50)는, 상용전원(10)의 사용불가에 따른 비상시, 비상발전기(20) on작동 신호를 송출하고, 계측기(32)를 이용하여 비상발전기(20) 작동 여부를 판단하고, 비상발전기(20) 미 작동시 발전기제어반(30)에서 설정된 반복 횟수로 비상발전기(20) on작동 신호 송출한 후에도 비상발전기(20) 미 작동으로 검출되면, 비상스타트모듈(58)에 의해 에어탱크(56)에 저장된 압축공기가 에어스타트모터(52)로 공급되어 비상발전기(20) 시동에 필요한 구동력을 제공하도록 구비된다.
또한, 상기 비상밸브(53)는 전원이 공급시 폐쇄작동되고, 전원이 차단시 개방작동되는 전자밸브로 구비되고, 상기 비상밸브(53)는 발전기제어반(30) 입력전원을 공유하도록 구비되어, 상용전원(10)의 사용불가에 따른 비상시, 발전기제어반(30) 입력전원이 차단된 경우, 비상밸브(53)가 개방작동되어 에어스타트모터(52)로 압축공기를 주입하여 비상발전기(20)를 구동하도록 구비된다.
그리고, 상기 에어스타트모터(52)는 도 5와 같이 비상발전기(20)의 구동축에 연결되는 메인기어(20a)에 치합되는 스타트기어(52a)가 구비되고, 스타트기어(52a)는 일방향 클러치(52b)에 의해 에어스타트모터(52)의 구동축과 연결되어, 에어스타트모터(52)의 구동력은 비상발전기(20) 측으로 전달되면서 비상발전기(20)의 구동력은 에어스타트모터(52) 측으로 미 전달되지 않도록 구비된다.
이에 상용전원(10)의 사용불가에 따른 비상상황, 비상발전기(20) 구동을 위한 전기스타트모터 고장, 정전으로 발전기제어반(30) 입력전원 차단, 지진으로 발전기제어반(30) 손상을 포함하는 비상상황에서도 에어탱크(56)에 저장된 압축공기가 에어스타트모터(52)로 전달되어 비상발전기(20)가 스타트 작동되므로 발전전원이 안정적으로 공급되는 이점이 있다.
한편, 상기 압축기(54)는 에어탱크(56)을 측정하는 센서 검출 값을 기준으로, 설정 압력이하로 검출되면 압축기가 on작동되고, 설정 값에 도달하면 압축기가 off작동되는 충전시스템에 의해 항상 일정한 압력의 압축공기를 저장한 상태로 대기된다.
또, 상기 부하(60)는 재해가 발생하지 않은 통상의 상황에서는 상용전원(10)으로부터 주전력을 제공받아 전력을 소모하며 소기의 기능을 수행하게 된다. 그리고 재해가 발생하는 경우 비상발전기(20)로부터 발전 전원을 공급받아 방재 및 인명의 구조를 위한 기능을 수행한다.
이를 위해 부하(60)는 재해 상황에서 통상적으로 일반부하, 비상부하, 소방부하로 구분된다.
도 2는 본 발명에 따른 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템의 결선을 도시한 결선도이다.
도 2를 참조하면, 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템은 상용전원(10), 비상발전기(20), 발전기제어반(30), 수배전반(40), 부하(60)가 상호연결되어 구성된다.
한국전력으로부터 공급되는 상용전원(10)은 자동구간개폐기(41) 및 MOF(계기용 변류 변압기)(42)를 통해 변압기(43)에 공급된다. 변압기(43)는 상용전원(10)을 부하(60)에서 이용할 수 있는 저압으로 변환하여 부하(60)에 공급한다. 이때, 부하(60)와 변압기(43) 사이에는 ACB(기중차단기,44)가 설치되어 사고시 부하(60)와 상용전원(10)의 연결을 차단하게 된다.
상기 비상발전기(20)는 수배전반(40)내 절체기(45)와 연결되며, 절체기(45)에 의해 부하(60)와 연결되거나 차단된다. 상기 절체기(45)는 안전 점검 신호를 감지하는 수배전반(40)의 제어기(47)에 의해 제어되어 부하(60) 일부가 비상발전기(20)와 연결되도록 전원절체를 수행하게 된다.
상기 발전기제어반(30)의 제어기(31)는 입력된 안전 점검 주기를 감시하며, 해당 시점이 도래하면 비상발전기(20) 및 비상전원 공급 시스템의 이상 유무를 판단하기 위한 시운전을 실시함을 경보기(34)를 통하여 사전 예고한다.
사전 예고가 완료된 후 발전기제어반(30)의 제어기(31)는 안전 점검 신호를 생성하여 수배전반 (40)의 제어기(47)에 송출하고, 수배전반(40)의 제어기(47)에 의해 상용전원(10)이 차단되어 정전시의 조건이 구성됨을 감지하여 비상발전기(20)를 구동시킨다.
이때 발전기제어반(30)의 제어기(31)는 비상발전기(20)의 시동 상태를 감시하고 실패시 재시동 시킨다. 또한, 지정된 횟수 이상 기동하여 실패시 경보기(34)를 작동시킨다.
상기 비상발전기(20)가 기동하여 정상 전압이 출력되면, 수배전반(40)의 제어기(47)는 절체기(45)를 동작시켜 비상발전기(20)로부터 공급되는 발전 전원을 소방부하(62) 및 비상부하(63)에 공급한다.
또한, 수배전반(40)의 제어기(47)는 절체기(45)의 동작상태를 감시하고, 실패시 재 동작시키며 지정된 횟수 이상 시도하여 실패시 발전기제어반(30)의 제어기(31)에 실패 신호를 송출하여 발전기제어반(30)의 경보기(34)가 작동될 수 있도록 한다.
상기 수배전반(40)의 계측기(46)는 비상발전기(20)로부터 공급되는 발전전원의 전압값, 전류값 및 주파수등 지정된 사항들의 측정값을 감지하여 발전기제어반(30)의 출력기(33)에 송출하여 출력될 수 있도록 한다.
상기 발전기제어반(30)의 제어기(31)는 지정된 시운전 시간이 경과한후, 비상발전기(20)의 정지신호를 생성하여 수배전반(40)의 제어기(47)에 송출하고, 수배전반(40)의 제어기(47)가 비상발전기(20) 정지신호를 수신하여 절체기(45)를 동작시켜 비상발전기(20)로부터 공급되는 발전전원을 차단 하고, 상용전원(10)을 투입하여 정전이 해소됨을 감지하여 비상발전기(20)를 정지시킨다.
상기 발전기제어반(30)의 제어기(31)는 비상발전기(20)가 정지되고, 상용전원(10)이 부하(60)에 정상적으로 공급되고 있음을 확인하여 경보기를 작동하여 안전 점검을 위한 시운전이 완료됨을 알린다.
상기 발전기제어반(30)의 계측기(32)는 비상발전기(20)의 기동, 운전 및 정지시 비상발전기(20)의 출력전압, 출력전류, 주파수, 냉각수 온도, 윤활유 압력등 지정된 사항들의 측정값을 감지하여 출력기(33)에 송출하여 출력될 수 있도록 한다.
이하, 상기 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템을 이용한 무인 안전 점검 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 무인 안전 점검방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 발전기제어반(30)과 수배전반(40)의 신호흐름을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 따른 무인 안전 점검 방법은 안전 점검 대기 단계(S100), 안전 점검 발생 단계(S200), 정전 조건 구성 단계(S300), 발전기 구동 단계(S400), 부하 연결 단계(S500), 정전 조건 해소 단계(S600), 발전기 정지 단계(S700), 시운전 완료 단계(S800)를 포함하여 구성된다.
상기 안전 점검 대기 단계(S100)는 발전기제어반(30)이 비상발전기(20)의 지정된 안전 점검 주기를 인지하고 시점의 도래를 감시하는 단계이다.
상기 안전 점검 발생 단계(S200)는 안전 점검 대기 단계(S100)에서 비상발전기(20)의 안전 점검 주기를 감시하는 발전기제어반(30)이 안전 점검 시점의 도래를 판단하는 단계이다.
또한, 이 단계에서는 안전 점검 시점이 도래하지 않은 경우 안전 점검 대기 단계(S100)를 재 수행하고, 안전 점검 시점이 도래하면 정전 조건 구성 단계(S300)를 수행한다.
상기 정전 조건 구성 단계(S300)는 수배전반(40)이 발전기제어반(30)으로부터 안전 점검 발생 신호를 수신한 후, 상용전원(10)을 차단하여 정전시와 동일한 조건을 구성하는 단계이다.
상기 발전기 구동 단계((S400)는 발전기제어반(30)이 주전력인 상용전원(10)이 차단되어 정전이 발생됨을 감지하여 비상발전기(20)를 기동시키는 단계이다.
또한, 이 단계에서는 발전기제어반(30)이 비상발전기(20)의 시동 상태를 감시하고, 실패시 재기동 시킨다. 만약 지정된 횟수 이상 기동하여 실패시 안전 점검을 위한 시운전을 중지하고 경보기(34)를 작동시킨다.
부하 연결 단계(S500)는 수배전반(40)에서 비상발전기(20)가 기동하여 정상 전압이 출력되면, 절체기(45)를 동작시켜 비상발전기(20)로부터 공급되는 발전전원을 소방부하(62) 및 비상부하(63)에 공급하는 단계이다.
또한, 수배전반(40)의 제어기(47)는 절체기(45)의 동작상태를 감시하고, 실패시 재 동작 시키며 지정된 횟수 이상 시도하여 실패시 안전 점검을 위한 시운전을 중지하고, 발전기제어발전기제어반(30)의 제어기(31)에 실패 신호를 송출하여 발전기제어반(30)의 경보기(34)가 작동될 수 있도록 한다.
상기 정전 조건 해소 단계(S600)는 발전기제어반(30)의 제어기(31)가 지정된 시운전 시간이 경과한후, 비상발전기(20)의 정지신호를 생성하여 수배전반(40)의 제어기(47)에 송출하고, 수배전반(40)의 제어기(47)가 비상발전기(20) 정지신호를 수신하여 절체기(45)를 동작시켜 비상발전기(20)로 부터 공급되는 발전전원을 차단하고, 상용전원(10)을 투입하여 정전을 해소시키는 단계이다.
상기 발전기 정지 단계(S700)는 발전기제어반(30)의 제어기(31)가 부하(60)에 상용전원(10)이 공급되고 있음을 감지하고 비상발전기(20)를 정지시키는 단계이다.
상기 시운전 완료 단계(S800)는 발전기제어반(30)의 제어기(31)가 비상발전기(20)의 정지상태를 확인하고, 시운전이 완료됨을 경보기(34)를 작동시켜 알리고, 수배전반(40)의 계측기(46)에서 측정한 소방부하(62) 및 비상부하(63)에 공급된 발전전원의 측정값과 발전기제어반(30)의 계측기(32)에서 측정한 비상발전기(20)의 측정값을 출력기(33)를 이용해서 출력하는 단계이다.
한편, 안전 점검을 위한 비상 전력 공급 시스템의 시운전에 있어서 발전기제어반(30)과 수배전반(40) 간의 신호의 흐름은 도 4와 같이 좀더 상세화될 수 있다.
구체적으로 발전기제어반(30)에서 안전 점검 주기를 감시하여 해당 시점이 도래하면 안전 점검신호를 생성 수배 전반(40)에 송출하는 안전 점검 신호 송출 단계(ss01); 발전기제어반(30)이 안전 점검 신호를 수신한 수배전반(40)이 상용전원(10)을 차단하여 정전시 조건을 구성함을 감지하는 정전 조건 구성 감지 단계(ss02); 발전기제어반(30)이 부하(60)에 공급되는 상용전원(10)이 차단됨을 감지하여 비상발전기(20)를 구동시키는 발전기 구동단계(ss03); 수배전반(40)이 비상발전기(20)로부터 정상전압이 출력됨을 감지하여 발전전원을 소방부하(62) 및 비상부하(63)에 투입하는 발전전원 투입 단계(ss04); 발전기제어반(30)이 지정된 시운전 시간이 경과후, 발전기 정지신호를 수배전(40)에 송출하는 발전기 정지 신호 송출 단계(ss05); 발전기 정지 신호를 수신한 수배전반(40)이 부하(60)에 공급되는 발전전원을 차단하고 상용전원 (10)을 투입하는 발전전원 차단 및 상용전원 투입단계(ss06); 발전기제어반(30)이 부하(60)에 상용전원(10)이 공급됨을 감지하는 정전조건 해소 감지 단계(ss07); 발전기제어반(30)이 정전조건이 해소됨을 감지하여 비상발전기(20)를 정지시키는 발전기 정지 단계(ss08);를 포함하여 구성되어 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위하여 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작성에 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 본 발명의 서술된 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
10: 상용전원
20: 비상발전기
30: 발전기제어반
31: 제어기
32: 계측기
33: 출력기
34: 경보기
40: 수배전반
41: 자동구간개폐기
42: MOF
43: 변압기
44: ACB
45: 절체기
46: 계측기
47: 제어기

Claims (5)

  1. 주 전력을 제공하는 상용전원(10);
    상기 상용전원(10)의 사용불가에 따른 비상시 발전 전원을 투입하기 위한 비상발전기(20);
    상기 비상발전기(20)의 안전 점검주기를 감시하고, 해당 시점 도래시 안전 점검 신호를 생성하여 수배전반(40)에 신호를 송출하며, 지정된 시운전시간이 경과 후 상기 비상발전기(20) 정지신호를 생성하여 수배전반(40)에 송출하기 위한 발전기제어반(30); 및
    상기 발전기제어반(30)의 안전 점검 신호를 수신하여 상용전원을 차단하여 정전 시 조건을 구성하고, 비상발전기(20)의 기동 후 정상운전 시 ATS절체기(45)로 발전전원을 투입하고 상기 발전기제어반(30)로부터 비상발전기(20) 정지신호를 수신하여 발전전원을 차단하고 상용전원을 투입하는 수배전반(40);과,
    비상시 비상발전기(20)의 시동을 제어하는 에어스타트부(50);와,
    상기 상용전원(10) 및 비상발전기(20)로부터 발전전원을 공급받아 방재 및 인명의 구조를 위한 기능을 수행하기 위한 부하(60)로 구성되되,
    상기 에어스타트부(50)는 압축공기에 의해 구동력이 발생되어 비상발전기(20)를 시동을 제어하는 에어스타트모터(52)와, 에어스타트모터(52) 구동에 필요한 압축공기를 공급가능하도록 연결되어 비상밸브(53)에 의해 개폐작동되고, 압축기(54)에 의해 압축공기가 충전되도록 구비되는 에어탱크(56)와, 에어탱크(56)에 저장된 압축공기의 공급을 제어하는 비상스타트모듈(58)로 구성되어,
    상기 상용전원(10)이 사용불가 상태가 되면 비상발전기(20)에 on작동 신호를 송출하되, 비상발전기(20)가 미 작동으로 판단되면 발전기제어반(30)에서 설정된 반복 횟수로 비상발전기(20) on작동 신호를 송출하고, on작동 신호가 송출된 후에도 비상발전기(20)가 미 작동으로 판단되면 비상스타트모듈(58)에 의해 에어탱크(56)에 저장된 압축공기가 에어스타트모터(52)로 공급되어 비상발전기(20) 시동에 필요한 구동력을 제공하도록 구비되고,
    상기 에어스타트모터(52)는 비상발전기(20)의 구동축에 연결되는 메인기어(20a)에 치합되는 스타트기어(52a)가 구비되고, 스타트기어(52a)는 일방향 클러치(52b)에 의해 에어스타트모터(52)의 구동축과 연결되어, 에어스타트모터(52)의 구동력은 비상발전기(20) 측으로 전달되면서 비상발전기(20)의 구동력은 에어스타트모터(52) 측으로 전달되지 않도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비상밸브(53)는 전원이 공급 시 폐쇄 작동되고, 전원이 차단시 개방 작동되는 전자밸브로 구비되고, 발전기제어반(30) 입력전원을 공유하도록 구비되어, 상기 상용전원(10)이 사용불가 상태가 되어 발전기제어반(30) 입력전원이 차단된 경우, 비상밸브(53)가 개방 작동되어 에어스타트모터(52)로 압축공기를 주입하여 비상발전기(20)를 구동하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상용전원(10)은 자동구간개폐기(41) 및 MOF(계기용 변류 변압기, 42)를 통해 변압기(43)에 공급되고, 상기 변압기(43)에서 상용전원(10)을 저압으로 변환하여 부하(60)에 공급하되, 상기 부하(60)와 변압기(43) 사이에 ACB(기중차단기, 44)를 설치하여 사고발생시 부하(60)와 상용전원(10)의 연결을 차단하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 비상발전기(20)는 수배전반(40)내 ATS 스위치를 이용하여 절체기능을 수행하는 ATS절체기(45)와 연결되어 상기 ATS절체기(45)에 의해 부하(60)와 연결되거나 차단하도록 설치되며, 상기 ATS절체기(45)는 안전 점검 신호를 감지하는 수배전반(40)의 입출력장치를 포함한 MCU로 구성된 제어기(47)에 의해 제어되어 부하(60) 일부가 비상발전기(20)와 연결되어 전원절체를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 것을 특징으로 하는 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수배전반(40)은 비상발전기(20)의 안전 점검을 위한 시험 운전시 ATS 스위치의 절체 동작의 이상유무를 감시하고, 공급전원의 전류값, 전압값, 주파수를 측정하여 발전기제어반(30)의 제어기(31)에 송출하는 것을 특징으로 하는 자가 진단 지능형 발전기를 이용한 무인 안전 점검 시스템.
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