KR102059963B1 - Distribution board having function of quarterly energy usage and deterioration monitoring - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a distribution board which has a function of monitoring quarterly energy consumption and deterioration. The distribution board comprises: a low voltage current wire connecting each of batteries constituting an energy storage system and a power conversion device; a circuit breaker installed in the low voltage current wire; a case having the low voltage current wire and the circuit breaker built therein; and a temperature sensor measuring a temperature inside the case and transmitting the temperature to an energy management system to allow the energy management system for instructing the power conversion device to supply current required for a direct current demand source to adjust an operation time of the circuit breaker in accordance with the temperature inside the case.

Description

분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반{Distribution board having function of quarterly energy usage and deterioration monitoring}Distribution board having function of quarterly energy usage and deterioration monitoring}

본 발명은 분전반에 관한 것이다.The present invention relates to a distribution panel.

에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 대용량 전력 저장 장치로서, 과잉 생산된 전력을 배터리에 저장해 두었다가 전력 부족이 우려될 때 방전하는 장치이다. 에너지 저장 시스템을 사용할 경우 신규 발전 시설 투자비를 절감할 수 있고, 풍력에너지나 태양에너지와 같은 신재생 에너지와의 연계를 통한 에너지 생산 및 이용 효율을 극대화할 수 있다.An energy storage system (ESS) is a large-capacity power storage device that stores over-produced power in a battery and discharges it when a power shortage is concerned. The use of energy storage systems can reduce the cost of investment in new power generation facilities and maximize the efficiency of energy production and utilization through linkages with renewable energy such as wind and solar energy.

신재생 에너지에서 전류의 종류는 직류이므로, 직류인 신재생 에너지를 직류 수요처에 직접 공급하는 것이 신재생 에너지를 교류로 변환하고 다시 직류로 변환해서 직류 수요처에 공급하는 것보다 이득이다.Since the type of current in renewable energy is DC, supplying renewable energy, which is a direct current, to a direct current source is more advantageous than converting the renewable energy into an alternating current and converting it into direct current and supplying it to a direct current demand destination.

이에, 최근에는 저전압 직류전류(low voltage direct current, LVDC) 배선을 통해, 신재생 에너지를 직류 수요처에 직접 공급하는, 저전압 전류 전선, 저전압 전류 전선에 설치된 차단기 등이 포함된 분전반이 다양하게 개발되고 있다. 저전압 전류 전선은 저전압 전류가 흐르는 전선이다.Recently, various distribution panels including low voltage current wires and circuit breakers installed in low voltage current wires that directly supply renewable energy to direct current demands through low voltage direct current (LVDC) wiring have been developed. have. The low voltage current wire is a wire through which low voltage current flows.

차단기는 저전압 전류 전선에 정격 이상의 전류가 흐를 경우, 전류를 차단하여 화재를 방지한다. 차단기 내부에 정상 전류보다 높은 전류가 흐르면 열이 발생하게 되고, 이 열에 의하여 내부의 바이메탈(Bimetal)이 만곡되어 전류를 차단시킨다. 이러한 바이메탈은 순전히 기계적으로만 작동되므로, 분전반의 내부 온도에 따라 작동 시점에 차이가 난다. 일반적으로 분전반 내부의 온도가 상온(25℃) 보다 높아지면, 전선에 정상 전류 보다 조금만 높은 전류가 흘러도 바이메탈이 작동하여 전류를 차단시킨다. 반대로, 분전반 내부의 온도가 상온(25℃) 보다 낮아지면, 전선에 정상 전류 보다 많은 높은 전류가 흘러야만 바이메탈이 작동하여 전류를 차단시킨다. 이러한 바이메탈의 작동시점 변화로 인해 바이메탈이 제때 전류를 차단 못해 화재가 발생할 수 있다.The breaker cuts off the current to prevent fire if over current flows through the low voltage current line. If a current higher than the normal current flows inside the circuit breaker, heat is generated, and by this heat, the internal bimetal is curved to cut off the current. Since these bimetals are operated purely mechanically, the timing of their operation depends on the internal temperature of the distribution panel. In general, when the temperature inside the distribution board is higher than room temperature (25 ℃), even if a current slightly higher than the normal current flows in the wire, the bimetal works to cut off the current. On the contrary, when the temperature inside the distribution panel is lower than room temperature (25 ° C.), the bimetal operates to cut off the current only when a higher current than the normal current flows through the wire. This change in the operating time of the bimetal can cause a fire due to the bimetal blocking the current in time.

한편, 에너지 저장 시스템은 수많은 배터리들로 구성되어, 배터리들 각각에서 출력되는 전류가 모아져 전력변환장치(power conditioning system, PCS)로 들어가게 된다. 전력변환장치는 발전원, 배터리, 부하 사이를 오고가는 전류를 직류 또는 교류로 바꾸는 역할을 한다.On the other hand, the energy storage system is composed of a number of batteries, so that the current output from each of the batteries is collected into a power conditioning system (PCS). The power converter converts the current flowing between the power source, the battery and the load into direct current or alternating current.

에너지관리시스템(energy management system, EMS)이 직류 수요처(부하)에 필요한 전류를 공급할 것을 전력변환장치에 지시하면, 전력변환장치는 배터리에서 필요한 전류를 뽑아내는 데, 이때 어느 한 배터리가 열화 된 상태면, 열화 된 배터리에서 원하는 만큼의 전류를 뽑아내지 못해, 정상적인 다른 배터리에서 무리하게 전류를 뽑아낸다. 이로 인해, 정상적인 배터리까지 결국 열화된다.When the energy management system (EMS) instructs the power converter to supply the required current to the direct current source (load), the power converter draws the required current from the battery, where either battery is deteriorated. If it does, it can't draw as much current from a degraded battery as it can, and draws current excessively from other normal batteries. This eventually degrades the normal battery.

한국공개특허(10-2019-0063888)Korea Patent Publication (10-2019-0063888)

본 발명의 목적은, 상술한 문제를 해결할 수 있는 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a distribution panel having a quarterly energy consumption and deterioration monitoring function that can solve the above problems.

상기 목적을 달성하기 위한 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반은,Quarterly energy consumption and deterioration monitoring function to achieve the above object,

에너지 저장 시스템을 구성하는 배터리들 각각과 전력변환장치를 연결하는 저전압 전류 전선;A low voltage current wire connecting each of the batteries constituting the energy storage system and the power converter;

상기 저전압 전류 전선에 설치된 차단기;A circuit breaker installed in the low voltage current wire;

상기 저전압 전류 전선 및 상기 차단기가 내장된 케이스;A case including the low voltage current wire and the breaker;

상기 전력변환장치에게 직류 수요처에 필요한 전류를 공급할 것을 지시하는 에너지관리시스템이, 상기 케이스의 내부의 온도에 따라 상기 차단기의 작동 시점을 조절할 수 있도록, 상기 케이스 내부의 온도를 측정하여 상기 에너지관리시스템에 전달하는 온도센서; 및The energy management system measures the temperature inside the case so that an energy management system instructing the power converter to supply a current required for the direct current demand source can adjust the operation timing of the circuit breaker according to the temperature inside the case. A temperature sensor to transmit to; And

상기 저전압 전류 전선 마다 설치되어, 상기 저전압 전류 전선에 흐르는 전류의 이상을 감지하는 선로감시센서를 포함하며, It is provided for each of the low voltage current wire, and includes a line monitoring sensor for detecting an abnormality of the current flowing in the low voltage current wire,

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상기 전력변환장치에게 직류 수요처에 필요한 전류를 공급할 것을 지시하는 에너지관리시스템이, 상기 저전압 전류 전선에 흐르는 전류의 이상을 판단할 수 있도록,In order for the energy management system instructing the power converter to supply the required current to the DC demand destination, the abnormality of the current flowing through the low voltage current wire can be determined.

상기 선로감시센서는,The line monitoring sensor,

상기 저전압 전류 전선이 통과하는 센서몸체;A sensor body through which the low voltage current wire passes;

상기 센서몸체에 감기는 센서라인으로 구성된 주파수감지센서;A frequency sensing sensor composed of a sensor line wound around the sensor body;

상기 센서라인을 타고 들어온 주파수성분신호를 증폭하는 제1증폭부;A first amplifier for amplifying a frequency component signal coming into the sensor line;

상기 센서몸체 주위 자기장의 변화를 감지하는 자기장감지센서; 및A magnetic field sensor for detecting a change in the magnetic field around the sensor body; And

상기 자기장감지센서에서 나오는 자기장신호를 증폭하는 제2증폭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a second amplifier configured to amplify the magnetic field signal from the magnetic field sensor.

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본 발명은 에너지관리시스템이 분전반 케이스의 내부의 온도에 따라 차단기의 작동 시점을 조절할 수 있도록, 케이스 내부의 온도를 측정하여 에너지관리시스템에 전달하는 온도센서를 구비한다. 이로 인해, 순전히 기계적으로만 작동하는 바이메탈의 케이스 내부의 온도변화에 따른 작동시점 변화에 능동적으로 대처할 수 있어, 바이메탈이 제때 전류를 차단 못해 화재가 발생하는 것을 막을 수 있다.The present invention includes a temperature sensor for measuring the temperature inside the case and transmits it to the energy management system so that the energy management system can adjust the operation time of the circuit breaker according to the temperature inside the distribution panel case. As a result, it is possible to actively cope with the operation time change caused by the temperature change in the case of the bimetal case which is purely mechanical, and prevents the fire from occurring because the bimetal cuts off the current in time.

본 발명은 분전반 내부에 배치된 저전압 전류 전선에 흐르는 전류를 측정하여 에너지관리시스템에게 알려주는 전류센서를 구비하므로, 에너지관리시스템이, 배터리들 각각과 PCS가 저전압 전류 전선으로 연결되면서 만들어지는 각 분기의 분기별 전류의 양과 전류의 변화량을 파악할 수 있다. 이러한 분기별 전류의 양과 전류의 변화량으로, 에너지관리시스템은 분기별 에너지 사용량을 알 수 있고, 차단기가 작동하기 전에 배터리 열화 상태를 파악하여, 운영자에게 경고할 수 있다.Since the present invention includes a current sensor for measuring the current flowing in the low voltage current wire disposed in the distribution panel and informs the energy management system, each branch of the energy management system is formed while each of the batteries and the PCS are connected to the low voltage current wire. The amount of quarterly current and the amount of change in the current can be determined. With this amount of quarterly current and the amount of change in current, the energy management system can see the quarterly energy usage, identify the battery deterioration status before the breaker trips, and alert the operator.

본 발명은 에너지관리시스템이, 저전압 전류 전선을 흐르는 전류의 이상을 판단할 수 있도록, 저전압 전류 전선 한 가닥이 통과하는 센서몸체, 센서몸체에 감기는 센서라인으로 구성된 주파수감지센서, 센서몸체 주위 자기장의 변화를 감지하는 자기장감지센서등으로 구성된 선로감시센서를 구비한다. 주파수감지센서에서 감지된 주파수성분신호값과 자기장감지센서에서 감지된 자기장신호값이 모두 설정된 범위내에 있으면 저전압 전류 전선을 흐르는 전류가 정상인 것으로 판단하고, 주파수성분신호값과 자기장신호값 중 어느 하나라도 설정된 범위를 벗어나면, 저전압 전류 전선을 흐르는 전류가 정상인 것으로 판단한다. 이러한 방법으로, 차단기가 작동하기 전에 배터리 열화 상태를 파악하여, 운영자에게 경고할 수 있다.According to the present invention, the energy management system includes a sensor body through which one strand of low voltage current wire passes, a sensor line wound around the sensor body, and a magnetic field around the sensor body so that the energy management system can determine an abnormality in the current flowing through the low voltage current wire. It is equipped with a line monitoring sensor composed of a magnetic field sensing sensor for detecting a change of. If both the frequency component signal value detected by the frequency sensor and the magnetic field signal value detected by the magnetic field sensor are within the set range, it is determined that the current flowing through the low voltage current wire is normal, and any one of the frequency component signal value and the magnetic field signal value If it is out of the set range, it is determined that the current flowing through the low voltage current wire is normal. In this way, battery breakdown can be identified and alerted to the operator before the breaker is activated.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반을 포함하는 에너지 저장 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반을 포함하는 에너지 저장 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 저전압 전류 전선에 흐르는 전류의 시간에 따른 변화를, 저전압 전류 전선을 흐르는 전류가 정상일 때와 비정상일 때를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반을 포함하는 에너지 저장 시스템을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 선로감시센서의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 센서몸체, 주파수감지센서, 자기장감지센서의 위치관계를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an energy storage system including a distribution panel having a quarterly energy consumption and deterioration monitoring function according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an energy storage system including a distribution panel having a quarterly energy consumption and deterioration monitoring function according to a second embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a change over time of the current flowing through the low voltage current wires, compared with when the current flowing through the low voltage current wires is normal and abnormal.
4 is a view showing an energy storage system including a distribution panel having a quarterly energy consumption and deterioration monitoring function according to a third embodiment of the present invention.
5 is a view showing the configuration of the line monitoring sensor shown in FIG.
6 is a view showing the positional relationship of the sensor body, the frequency sensor, the magnetic field sensor shown in FIG.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반을 자세히 설명한다. 도 1을 기본적으로 참조한다.Hereinafter, the distribution panel with the quarterly energy consumption and deterioration monitoring function according to the first embodiment of the present invention will be described in detail. Basic reference is made to FIG. 1.

본 발명의 제1실시예에 따른 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반(1)은, 저전압 전류 전선(4a,4b), 차단기(5,6), 케이스(7), 온도센서(8)로 구성된다.The distribution panel 1 with the quarterly energy consumption and deterioration monitoring function according to the first embodiment of the present invention includes a low voltage current wire 4a, 4b, a breaker 5, 6, a case 7, and a temperature sensor 8 It is composed of

저전압 전류 전선(4a,4b)은, 에너지 저장 시스템을 구성하는 배터리(9)들 각각과 전력변환장치(10)를 연결한다.The low voltage current wires 4a and 4b connect the power converter 10 and each of the batteries 9 constituting the energy storage system.

차단기(5,6)는 저전압 전류 전선(4a,4b)에 설치되어, 저전압 전류 전선(4a,4b)에 흐르는 전류를 차단 또는 개통한다.The breakers 5 and 6 are provided in the low voltage current wires 4a and 4b to block or open the current flowing through the low voltage current wires 4a and 4b.

차단기(5,6)는 배터리(9)의 +극과 연결된 저전압 전류 전선(4a) 마다 설치된 보조차단기(5)와, 저전압 전류 전선(4a)이 하나로 모아져 전력변환장치(10, PCS)로 들어가기 위한 한 가닥의 저전압 전류 전선(4b)에 설치된 메인차단기(6)로 구성된다. 배터리(9)의 -극은 모아져 전력변환장치(10, PCS)로 들어간다.The circuit breakers 5 and 6 combine the auxiliary circuit breaker 5 installed in each of the low voltage current wires 4a connected to the + poles of the battery 9 and the low voltage current wires 4a into the power converter 10, PCS. It consists of a main circuit breaker (6) installed on one strand of low voltage current wire (4b). The negative pole of the battery 9 is collected and enters the power converter 10 (PCS).

케이스(7)에는 저전압 전류 전선(4a,4), 차단기(5,6), 온도센서(8)가 내장된다.The case 7 includes the low voltage current wires 4a and 4, the circuit breakers 5 and 6, and the temperature sensor 8.

온도센서(8)는 케이스(7) 내부의 온도를 측정하여 에너지관리시스템(11, EMS)에 전달한다. 도면 부호 9는 온도센서(8)와 에너지관리시스템(11)을 연결하는 통신선을 나타낸다. 통신선은 유선 또는 무선이다.The temperature sensor 8 measures the temperature inside the case 7 and transmits the temperature to the energy management system 11 (EMS). Reference numeral 9 denotes a communication line connecting the temperature sensor 8 and the energy management system 11. The communication line is wired or wireless.

에너지관리시스템(11)은 전력변환장치(10)에게 직류 수요처에 필요한 전류를 공급할 것을 지시한다. 에너지관리시스템(11)은, 케이스(7)의 내부의 온도에 따라 차단기(5,6)의 작동 시점을 조절한다.The energy management system 11 instructs the power converter 10 to supply a current required for the direct current demand destination. The energy management system 11 adjusts the operation timing of the breakers 5 and 6 according to the temperature inside the case 7.

예를 들어, 분전반 내부의 온도가 상온(25℃) 보다 높아지면, 전선에 정상 전류 보다 조금만 높은 전류가 흘러도 바이메탈이 작동하여 전류를 차단시키므로, 바이메탈이 전류를 차단시키더라도 저전압 전류 전선(4a,4)에 전류가 흐르게 만든다. 이를 위해, 차단기(5,6)에 바이메탈 외에 우회스위치를 더 둔다.For example, if the temperature inside the distribution board is higher than room temperature (25 ° C), even if only a little higher current than the current flows through the wire, the bimetal operates to block the current, so even if the bimetal blocks the current, the low voltage current wire 4a, Make current flow in 4). To this end, in addition to the bimetal in the circuit breaker (5,6), the bypass switch is further placed.

반대로, 분전반 내부의 온도가 상온(25℃) 보다 낮아지면, 전선에 정상 전류 보다 많은 높은 전류가 흘러야만 바이메탈이 작동하여 전류를 차단시키므로, 바이메탈이 전류를 차단시키지 않더라도 저전압 전류 전선(4a,4)에 전류를 차단한다. 이를 위해, 차단기(5,6)에 바이메탈 외에 차단스위치를 더 둔다.On the contrary, if the temperature inside the distribution board is lower than room temperature (25 ° C), the bimetal will operate and block the current only when a higher current than the normal current flows in the wire, so that the low-voltage current wires 4a and 4 do not block the current. To cut off the current. To this end, in addition to the bimetal in the circuit breaker (5,6) is further put a disconnect switch.

제1실시예를 사용하면, 순전히 기계적으로만 작동하는 바이메탈의 케이스 내부의 온도변화에 따른 작동시점 변화에 능동적으로 대처할 수 있어, 바이메탈이 제때 전류를 차단 못해 화재가 발생하는 것을 막을 수 있다.Using the first embodiment, it is possible to actively cope with the operation time change caused by the temperature change inside the case of the bimetal that is purely mechanically operated, thereby preventing the bimetal from blocking the current in a timely manner and causing a fire.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반을 자세히 설명한다. 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 부호를 부여한다. 도 2를 기본적으로 참조한다.Hereinafter, the distribution panel with the quarterly energy consumption and deterioration monitoring function according to the second embodiment of the present invention will be described in detail. The same constitution as in the first embodiment is given the same name and code. Basic reference is made to FIG. 2.

본 발명의 제2실시예에 따른 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반(2)은, 저전압 전류 전선(4a,4b), 차단기(5,6), 케이스(7), 전류센서(12)로 구성된다.The distribution panel 2 with the quarterly energy consumption and deterioration monitoring function according to the second embodiment of the present invention includes the low voltage current wires 4a and 4b, the breakers 5 and 6, the case 7 and the current sensor 12. It is composed of

저전압 전류 전선(4a,4b)은, 에너지 저장 시스템을 구성하는 배터리(9)들 각각과 전력변환장치(10)를 연결한다.The low voltage current wires 4a and 4b connect the power converter 10 and each of the batteries 9 constituting the energy storage system.

차단기(5,6)는 저전압 전류 전선(4a,4b)에 설치되어, 저전압 전류 전선(4a,4b)에 흐르는 전류를 차단 또는 개통한다.The breakers 5 and 6 are provided in the low voltage current wires 4a and 4b to block or open the current flowing through the low voltage current wires 4a and 4b.

차단기(5,6)는 배터리(9)의 +극과 연결된 저전압 전류 전선(4a) 마다 설치된 보조차단기(5)와, 저전압 전류 전선(4a)이 하나로 모아져 전력변환장치(10)로 들어가기 위한 한 가닥의 저전압 전류 전선(4b)에 설치된 메인차단기(6)로 구성된다. 배터리(9)의 -극은 모아져 전력변환장치(10, PCS)로 들어간다.The circuit breakers 5 and 6 are provided so that the auxiliary circuit breaker 5 and the low voltage current wires 4a installed at every low voltage current wire 4a connected to the + poles of the battery 9 are integrated into the power converter 10. It consists of the main circuit breaker 6 provided in the strand low voltage current wire 4b. The negative pole of the battery 9 is collected and enters the power converter 10 (PCS).

케이스(7)에는 저전압 전류 전선(4a,4), 차단기(5,6), 전류센서(12)가 내장된다.The case 7 includes the low voltage current wires 4a and 4, the circuit breakers 5 and 6, and the current sensor 12.

전류센서(12)는 배터리(9)들 각각과 연결된 저전압 전류 전선(4a) 마다 설치되어, 각각의 저전압 전류 전선(4a)에 흐르는 전류를 측정하여, 에너지관리시스템(11)에게 알려준다. 도면 부호 13은 전류센서(12)와 에너지관리시스템(11)을 연결하는 통신선을 나타낸다. 통신선은 유선 또는 무선이다.The current sensor 12 is provided for each of the low voltage current wires 4a connected to each of the batteries 9, and measures the current flowing through each low voltage current wire 4a to inform the energy management system 11. Reference numeral 13 denotes a communication line connecting the current sensor 12 and the energy management system 11. The communication line is wired or wireless.

에너지관리시스템(11)은 전류센서(12)가 알려준 전류값으로부터, 배터리(9)들 각각에서 출력되는 전류의 양 및 전류의 변화량을 알 수 있다. 에너지관리시스템(11)은 배터리(9)들 각각에서 출력되는 전류의 양으로부터, 배터리(9) 개개의 에너지 사용량(“분기별 에너지 사용량”이라 칭함)을 알 수 있다.The energy management system 11 can know the amount of current and the amount of change of current output from each of the batteries 9 from the current value informed by the current sensor 12. The energy management system 11 can know the energy consumption of each battery 9 (referred to as "Quarterly Energy Usage") from the amount of current output from each of the batteries 9.

또한, 에너지관리시스템(11)은 배터리(9)들 각각에서 출력되는 전류의 변화량으로, 배터리(9) 각각의 열화 상태를 알 수 있다.In addition, the energy management system 11 may know the deterioration state of each of the batteries 9 by the amount of change in the current output from each of the batteries 9.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 전력변환장치(10)가 배터리(9)들 각각에서 전류를 5A에서 30A로 더 뽑아낼 때, 배터리(9)가 정상이면, 배터리(9)에서 출력되는 전류가 선형적으로 증가하나, 배터리(9)가 열화된 상태면, 전류가 심하게 요동치면서 증가하고, 그 기울기도 정상일 때와 다른게 된다. 이렇게 전류의 증가 형태와 기울기의 변화로, 에너지관리시스템(11)은 배터리(9) 각각의 열화 상태를 알 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, when the power converter 10 draws more current from 5A to 30A in each of the batteries 9, if the battery 9 is normal, the battery 9 When the output current increases linearly, but the battery 9 is in a deteriorated state, the current fluctuates greatly and increases, and the slope thereof is different from that when it is normal. In this way, the increase of the current and the change in the slope, the energy management system 11 can know the deterioration state of each of the batteries (9).

제2실시예를 사용하면, 에너지관리시스템이 분기별 에너지 사용량을 알 수 있다. 또한, 에너지관리시스템이, 배터리 열화로 인해 전류 이상이 발생하고 상태가 악화되어 차단기가 작동하기 전에, 운영자에게 경고할 수 있다.Using the second embodiment, the energy management system can know the quarterly energy usage. In addition, the energy management system may warn the operator before the breaker is activated because of a current failure due to battery deterioration and a worsening condition.

한편, 제2실시예에 제1실시예의 온도센서를 추가하여, 순전히 기계적으로만 작동하는 바이메탈의 케이스 내부의 온도변화에 따른 작동시점 변화에 능동적으로 대처하여, 바이메탈이 제때 전류를 차단 못해 화재가 발생하는 것도 막을 수 있다.On the other hand, by adding the temperature sensor of the first embodiment to the second embodiment, and actively coping with the change in the operating time point due to the temperature change inside the case of the bimetal, which operates only purely mechanically, the bimetal blocks the current in a timely manner It can also be prevented from occurring.

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반을 자세히 설명한다. 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 부호를 부여한다. 도 4를 기본적으로 참조한다.Hereinafter, a distribution panel having a quarterly energy consumption and deterioration monitoring function according to a third embodiment of the present invention will be described in detail. The same constitution as in the first embodiment is given the same name and code. Basic reference is made to FIG. 4.

본 발명의 제3실시예에 따른 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반(3)은, 저전압 전류 전선(4a,4b), 차단기(5,6), 케이스(7), 선로감시센서(14)로 구성된다.The distribution panel 3 with the quarterly energy consumption and deterioration monitoring function according to the third embodiment of the present invention includes a low voltage current wire 4a and 4b, a circuit breaker 5 and 6, a case 7 and a line monitoring sensor. 14).

저전압 전류 전선(4a,4b)은, 에너지 저장 시스템을 구성하는 배터리(9)들 각각과 전력변환장치(10)를 연결한다.The low voltage current wires 4a and 4b connect the power converter 10 and each of the batteries 9 constituting the energy storage system.

차단기(5,6)는 저전압 전류 전선(4a,4b)에 설치되어, 저전압 전류 전선(4a,4b)에 흐르는 전류를 차단 또는 개통한다.The breakers 5 and 6 are provided in the low voltage current wires 4a and 4b to block or open the current flowing through the low voltage current wires 4a and 4b.

차단기(5,6)는 배터리(9)의 +극과 연결된 저전압 전류 전선(4a) 마다 설치된 보조차단기(5)와, 저전압 전류 전선(4a)이 하나로 모아져 전력변환장치(10)로 들어가기 위한 한 가닥의 저전압 전류 전선(4b)에 설치된 메인차단기(6)로 구성된다. 배터리(9)의 -극은 모아져 전력변환장치(10, PCS)로 들어간다.The circuit breakers 5 and 6 are provided so that the auxiliary circuit breaker 5 and the low voltage current wires 4a installed at every low voltage current wire 4a connected to the + poles of the battery 9 are integrated into the power converter 10. It consists of the main circuit breaker 6 provided in the strand low voltage current wire 4b. The negative pole of the battery 9 is collected and enters the power converter 10 (PCS).

케이스(7)에는 저전압 전류 전선(4a,4), 차단기(5,6), 선로감시센서(14)가 내장된다.The case 7 includes the low voltage current wires 4a and 4, the circuit breakers 5 and 6, and the line monitoring sensor 14.

선로감시센서(14)는 저전압 전류 전선(4a) 마다 설치된다. 선로감시센서(14)는 에너지관리시스템(11)과 연결된다. 도면 부호 15는 선로감시센서(14)와 에너지관리시스템(11)을 연결하는 통신선을 나타낸다. 통신선은 유선 또는 무선이다.The line monitoring sensor 14 is provided for each low voltage current wire 4a. The track monitoring sensor 14 is connected to the energy management system 11. Reference numeral 15 denotes a communication line connecting the line monitoring sensor 14 and the energy management system 11. The communication line is wired or wireless.

도 5에 도시된 바와 같이, 선로감시센서(14)는 주파수감지센서(110), 제1증폭부(120), 자기장감지센서(210), 제2증폭부(220)로 구성된다.As shown in FIG. 5, the line monitoring sensor 14 includes a frequency sensor 110, a first amplifier 120, a magnetic field sensor 210, and a second amplifier 220.

주파수감지센서(110)는 센서몸체(111), 센서라인(112)으로 구성된다. The frequency sensor 110 is composed of a sensor body 111, the sensor line 112.

센서몸체(111)는 페라이트 재질로 만들어진다. 도 6에 도시된 바와 같이, 센서몸체(111)는 중심이 뚫려 있는 링 형상을 가진다. 센서몸체(111)의 중심으로 저전압 전류 전선(4a) 한 가닥이 통과한다. 이때, 저전압 전류 전선(4a) 마다 이에 대응하는 센서몸체(111) 사이의 거리(D)를 일정하게 만들어, 주파수감지센서(110)가 저전압 전류 전선(4a)에 흐르는 전류의 변화를, 모든 저전압 전류 전선(4a)에 대해서 같은 기준(센서몸체와 저전압 전류 전선의 거리가 동일함)으로, 일관성 있게 판단할 수 있게 만든다.The sensor body 111 is made of ferrite material. As shown in FIG. 6, the sensor body 111 has a ring shape with a center formed therein. One strand of the low voltage current wire 4a passes through the center of the sensor body 111. At this time, the distance D between the sensor bodies 111 corresponding to each of the low voltage current wires 4a is made constant so that the frequency detection sensor 110 changes the current flowing through the low voltage current wires 4a for all low voltages. The same criterion (the distance between the sensor body and the low voltage current wire is the same) with respect to the current wire 4a makes it possible to make a consistent judgment.

센서라인(112)은 센서몸체(111)에 감긴다. 저전압 전류 전선(4a)에 흐르는 전류의 변화에 따라, 센서라인(112)을 타고 들어오는 주파수 성분이 달라진다.The sensor line 112 is wound around the sensor body 111. According to the change of the current flowing in the low voltage current wire 4a, the frequency component coming into the sensor line 112 is changed.

센서라인(112)은 센서몸체(111)에 90~110회 감기고, 2~4Ω 저항값을 가진다. 최적의 감긴 회수는 100회이며, 최적의 저항값은 3Ω이다.The sensor line 112 is wound 90 to 110 times on the sensor body 111 and has a resistance of 2 to 4 Ω. The optimum number of turns is 100 times, and the optimum resistance value is 3Ω.

센서라인(112)이 센서몸체(111)에 90회 보다 덜 감기거나 센서라인(112)의 저항값이 2Ω 보다 낮으면, 센서라인(112)의 감도가 낮아져 전류의 변화에 따른 주파수 성분이 센서라인(112)을 타고 들어오기 어렵다.If the sensor line 112 is wound less than 90 times on the sensor body 111 or the resistance value of the sensor line 112 is lower than 2 Ω, the sensitivity of the sensor line 112 is lowered so that the frequency component according to the change of the current is changed to the sensor. It is difficult to enter the line 112.

반면, 센서라인(112)이 센서몸체(111)에 110회 보다 더 감기거나 센서라인(112)의 저항값이 4Ω 보다 크면, 센서라인(112) 주변 노이즈 주파수 성분도 쉽게 센서라인(112)으로 타고 들어와 전류의 변화에 따른 주파수 성분을 파악하기 어렵다.On the other hand, if the sensor line 112 is wound more than 110 times on the sensor body 111 or the resistance value of the sensor line 112 is greater than 4 Ω, the noise frequency component around the sensor line 112 is easily taken into the sensor line 112. It is difficult to grasp the frequency component according to the change of the current.

제1증폭부(120)는 센서라인(112)을 타고 들어온 주파수성분신호를 증폭한다. The first amplifier 120 amplifies the frequency component signal that enters the sensor line 112.

도 6에 도시된 바와 같이, 센서몸체(111)의 하부 중앙은 N극과 S극을 형성하기 위해 절개된다. 자기장감지센서(210)는 절개된 부분의 정중앙에 위치된다. 절개된 부분의 정중앙에 자기장감지센서(210)가 위치되면, 센서값의 선형성이 좋아져 자기장감지센서(210) 측정값의 신뢰성이 높아진다.As shown in FIG. 6, the lower center of the sensor body 111 is cut to form an N pole and an S pole. The magnetic field sensor 210 is located at the center of the incision. When the magnetic field sensor 210 is located at the center of the cutout, the linearity of the sensor value is improved, thereby increasing the reliability of the magnetic field sensor 210 measured value.

자기장감지센서(210)에는 전압공급선(211), 접지선(212), 신호선(213)이 각각 연결된다. 저전압 전류 전선(4a)에 흐르는 전류가 변할 경우, 센서몸체(111) 주위의 자기장이 변하게 된다. 자기장감지센서(210)는 센서몸체(111) 주위 자기장의 변화를 감지한다.The voltage supply line 211, the ground line 212, and the signal line 213 are respectively connected to the magnetic field sensor 210. When the current flowing in the low voltage current wire 4a changes, the magnetic field around the sensor body 111 changes. The magnetic field sensor 210 detects a change in the magnetic field around the sensor body 111.

제2증폭부(220)는 자기장감지센서(210)로부터 출력된 자기장신호를 받아 증폭한다.The second amplifier 220 receives and amplifies the magnetic field signal output from the magnetic field sensor 210.

도 5에 도시된 바와 같이, 에너지관리시스템(11)은 제1증폭부(120)와 제2증폭부(220)와 각각 연결된다.As shown in FIG. 5, the energy management system 11 is connected to the first amplifier 120 and the second amplifier 220, respectively.

에너지관리시스템(11)은 제1증폭부(120)로부터 증폭된 주파수성분신호를 받고, 제2증폭부(220)로부터 증폭된 자기장신호를 받는다.The energy management system 11 receives the amplified frequency component signal from the first amplifier 120 and the amplified magnetic field signal from the second amplifier 220.

에너지관리시스템(11)은 주파수성분신호값이 설정된 범위에 있는지와, 자기장신호값이 설정된 범위에 있는지로 저전압 전류 전선(4a)에 흐르는 전류의 이상 유무를 판단한다.The energy management system 11 determines whether there is an abnormality in the current flowing in the low voltage current wire 4a based on whether the frequency component signal value is in the set range and the magnetic field signal value is in the set range.

주파수성분신호값과 자기장신호값이 모두 설정된 범위내에 있으면 저전압 전류 전선(4a)에 흐르는 전류가 정상인 것으로 판단하고, 주파수성분신호값과 자기장신호값 어느 하나라도 설정된 범위를 벗어나면, 저전압 전류 전선(4a)에 흐르는 전류에 이상이 있는 것으로 판단한다.If both the frequency component signal value and the magnetic field signal value are within the set range, it is determined that the current flowing in the low voltage current wire 4a is normal, and if either of the frequency component signal value and the magnetic field signal value is out of the set range, the low voltage current wire ( It is determined that there is an abnormality in the current flowing in 4a).

저전압 전류 전선(4a)에 흐르는 전류에 이상이 있으면, 그 저전압 전류 전선(4a)과 연결된 배터리(9)가 열화된 것으로 판단한다. 이러한 방식으로 배터리(9) 개개의 열화를 판단할 수 있다.If there is an abnormality in the current flowing in the low voltage current wire 4a, it is determined that the battery 9 connected to the low voltage current wire 4a is deteriorated. In this way, the individual deterioration of the batteries 9 can be determined.

제3실시예를 사용하면, 에너지관리시스템이, 배터리 열화로 인해 전류 이상이 발생하고 상태가 악화되어 차단기가 작동하기 전에, 운영자에게 경고할 수 있다.Using the third embodiment, the energy management system can warn the operator before the breaker is activated because of a current anomaly due to battery deterioration and a condition worsening.

한편, 제3실시예에 제1실시예의 온도센서를 추가하여, 순전히 기계적으로만 작동하는 바이메탈의 케이스 내부의 온도변화에 따른 작동시점 변화에 능동적으로 대처하여, 바이메탈이 제때 전류를 차단 못해 화재가 발생하는 것도 막을 수 있다.On the other hand, by adding the temperature sensor of the first embodiment to the third embodiment, and actively coping with the operation time change caused by the temperature change inside the case of the bimetal which is purely mechanically operated, the bimetal cuts off the current timely and the fire It can also be prevented from occurring.

Claims (2)

에너지 저장 시스템을 구성하는 배터리들 각각과 전력변환장치를 연결하는 저전압 전류 전선;
상기 저전압 전류 전선에 설치된 차단기;
상기 저전압 전류 전선 및 상기 차단기가 내장된 케이스;
상기 전력변환장치에게 직류 수요처에 필요한 전류를 공급할 것을 지시하는 에너지관리시스템이, 상기 케이스의 내부의 온도에 따라 상기 차단기의 작동 시점을 조절할 수 있도록, 상기 케이스 내부의 온도를 측정하여 상기 에너지관리시스템에 전달하는 온도센서; 및
상기 저전압 전류 전선 마다 설치되어, 상기 저전압 전류 전선에 흐르는 전류의 이상을 감지하는 선로감시센서를 포함하며,
상기 전력변환장치에게 직류 수요처에 필요한 전류를 공급할 것을 지시하는 에너지관리시스템이, 상기 저전압 전류 전선에 흐르는 전류의 이상을 판단할 수 있도록,
상기 선로감시센서는,
상기 저전압 전류 전선이 통과하는 센서몸체;
상기 센서몸체에 감기는 센서라인으로 구성된 주파수감지센서;
상기 센서라인을 타고 들어온 주파수성분신호를 증폭하는 제1증폭부;
상기 센서몸체 주위 자기장의 변화를 감지하는 자기장감지센서; 및
상기 자기장감지센서에서 나오는 자기장신호를 증폭하는 제2증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분기별 에너지 사용량 및 열화 감시 기능이 있는 분전반.A low voltage current wire connecting each of the batteries constituting the energy storage system and the power converter;
A circuit breaker installed in the low voltage current wire;
A case including the low voltage current wire and the breaker;
The energy management system measures the temperature inside the case so that an energy management system instructing the power converter to supply a current required for a direct current demand source can adjust the operation timing of the circuit breaker according to the temperature inside the case. A temperature sensor to transmit to; And
It is provided for each of the low voltage current wire, and includes a line monitoring sensor for detecting an abnormality of the current flowing in the low voltage current wire,
The energy management system instructing the power converter to supply the current required for the direct current demand destination to determine an abnormality of the current flowing in the low voltage current wire;
The line monitoring sensor,
A sensor body through which the low voltage current wire passes;
A frequency sensing sensor composed of a sensor line wound around the sensor body;
A first amplifier for amplifying a frequency component signal coming into the sensor line;
A magnetic field sensor for detecting a change in the magnetic field around the sensor body; And
Quarterly energy consumption and deterioration monitoring function comprising a second amplifier for amplifying a magnetic field signal from the magnetic field sensor. 삭제delete
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