KR102107228B1 - Power measuring system - Google Patents

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KR102107228B1
KR102107228B1 KR1020180101215A KR20180101215A KR102107228B1 KR 102107228 B1 KR102107228 B1 KR 102107228B1 KR 1020180101215 A KR1020180101215 A KR 1020180101215A KR 20180101215 A KR20180101215 A KR 20180101215A KR 102107228 B1 KR102107228 B1 KR 102107228B1
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박정수
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Abstract

본 발명은, 전압측정 장치를 통해 획득된 모선 전압 데이터를 원시 데이터 형태로 전송하는 전압계측 모듈; 전류측정 장치를 통해 획득된 지선 전류 데이터를 원시 데이터 형태로 전송하는 적어도 하나의 전류계측 모듈; 및 전압 및 전류에 관한 상기 원시 데이터를 전송 받고, 이를 이용하여 모선 및 지선의 전력을 연산하는 전력연산 모듈을 포함하는 전력 계측 시스템을 개시한다. 본 발명에 따르면, 측정된 전류 및 전압에 관한 원시 데이터에 대한 각종 연산처리 과정을 하나의 모듈을 이용하여 간소화할 수 있다.The present invention, the voltage measurement module for transmitting the bus voltage data obtained through the voltage measurement device in the form of raw data; At least one current measuring module for transmitting the branch current data obtained through the current measuring device in the form of raw data; And a power calculation module that receives the raw data on voltage and current and calculates the power of the bus and branch lines by using the raw data. According to the present invention, various arithmetic processing processes for raw data related to the measured current and voltage can be simplified using a single module.

Description

전력 계측 시스템{POWER MEASURING SYSTEM}Power measurement system {POWER MEASURING SYSTEM}

본 발명은 전력 계측 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모선과 지선의 전압 신호 및 전류 신호를 원시 데이터 형태로 입력 받아 전력 값을 연산하고, 연산된 전력 값을 해당 모선 또는 지선의 배전반 및/또는 분전반에서 표시하는 전력 계측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power measurement system, and more specifically, receives a voltage signal and a current signal of a mother bus and a branch line in the form of raw data, calculates the power value, and calculates the calculated power value of the switchboard and / or switchboard of the corresponding bus or branch line. It relates to a power measurement system displayed by the distribution panel.

배전반은 모선으로부터 지선이 분기되는 지점에 설치되고, 회로적으로는 모선 및 모선에서 분기되는 복수 개의 지선을 포함한다. 그리고 배전반은 모선 및/또는 지선에서 소비되는 전력을 계측하는 전력 계측 장비 및/또는 모선 및/또는 지선으로 흐르는 전류를 차단하기 위한 배선용 차단기를 더 포함할 수 있다.The switchboard is installed at a branching point from the busbar, and circuitly includes a busbar and a plurality of branchers branching from the busbar. In addition, the switchboard may further include power measuring equipment for measuring power consumed by the bus and / or branch and / or a circuit breaker for blocking current flowing to the bus and / or branch.

분전반은 지선의 부하단 지점에 설치되고, 회로적으로는 지선을 포함한다. 그리고 분전반은 지선에서 소비되는 전력을 계측하는 전력 계측 장비 및/또는 지선으로 흐르는 전류를 차단하기 위한 배선용 차단기를 더 포함할 수 있다.The distribution panel is installed at the load end point of the branch line, and includes a branch line in a circuit. In addition, the distribution panel may further include power measuring equipment for measuring power consumed by the branch line and / or a circuit breaker for blocking current flowing to the branch line.

배전반 및/또는 분전반에서의 전력 계측 장비는 전류와 전압을 측정해서 전력을 연산하여 표시한다. 그리고 전류는 전류 측정 장비에 의해 측정되고 전압은 전압 측정 장비에 의해 측정된다.The power measuring equipment in the switchboard and / or the distribution panel measures and displays the current by measuring the current and voltage. And the current is measured by the current measuring equipment and the voltage is measured by the voltage measuring equipment.

디지털 전력 계측에 있어서 부하에 걸리는 전압과 선로에 흐르는 전류가 센싱되고, 센싱 값이 전력 계측기에 입력되면, 전력 계측기에서 센싱 값이 전처리된 후 아날로그-디지털 컨버터(A/D converter, ADC)에서 변환되어, 곱연산 및 누적연산을 통해 싸이클당 평균을 구함으로써 평균전력이 얻어진다. 그리고 전압 및 전류의 센싱 과정에서 실제 전압과 전류를 아날로그의 전압신호 및 아날로그의 전류신호로 변환하기 위해서 PT(Potential Transformer) 및/또는 저항감쇄 및 CT(Current Transformer)가 사용된다.In digital power measurement, the voltage applied to the load and the current flowing in the line are sensed, and when the sensed value is input to the power meter, the sensed value is pre-processed in the power meter and then converted in an analog-to-digital converter (A / D converter, ADC). The average power is obtained by calculating the average per cycle through multiplication and cumulative calculation. And in the process of sensing the voltage and current, a PT (Potential Transformer) and / or a resistance attenuation and a CT (Current Transformer) are used to convert the actual voltage and current into an analog voltage signal and an analog current signal.

도 1은 종래의 기술에 따른 배전반 및/또는 분전반에 포함된 전류계측 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a current measuring device included in a switchboard and / or a switchboard according to the prior art.

도 1을 참조하면, 전류계측 장치는 전류 센싱부, 전류계측 제어부, 전류 데이터 통신부 및 개별전력 계산부를 포함한다. 전류계측 장치는 전압계측 장치로부터 디지털 변환된 전압 데이터를 수신하고, 전류 센싱부, 즉 CT 및 ADC를 통해 전류 데이터를 수집한다. 그리고 전류계측 장치는 수집된 전류 데이터 및 수신된 전압 데이터를 이용하여 전력을 연산한다. 연산된 전력 데이터는 전류 데이터 통신부를 통해 전력 표시장치로 전송되고, 전력 표시장치를 통해 표시된다.Referring to FIG. 1, the current measurement device includes a current sensing unit, a current measurement control unit, a current data communication unit, and an individual power calculation unit. The current measuring device receives the digitally converted voltage data from the voltage measuring device, and collects the current data through the current sensing unit, that is, CT and ADC. And the current measuring device calculates power using the collected current data and the received voltage data. The calculated power data is transmitted to the power display device through the current data communication unit, and is displayed through the power display device.

종래 기술에 따른 전류계측 장치를 포함하는 전력계측 시스템은 전력 연산에 있어서 전류 및 전압의 RMS 값을 이용하므로, 한정된 전력 정보만을 가지기 때문에 전력의 여러 가지 상태를 나타내지 못한다.The power measuring system including the current measuring device according to the prior art uses the RMS values of current and voltage in power calculation, and thus does not represent various states of power because it has only limited power information.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 계측 시스템은, 지선에서 전류 및 전력을 연산하기 위해 RMS 값이 연산되기 이전의 원시 데이터(raw data)를 전송하고, 전송된 원시 데이터를 이용하여 전력 값을 포함하여 여러 가지 전력 상태를 나타내는 값을 연산하는 것이 특징이다. 이러한 점에서 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 계측 시스템은, 상기 살펴본 종래기술과 구별되고 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 개시된다.The power measurement system according to an embodiment of the present invention transmits raw data before RMS values are calculated in order to calculate current and power in a branch line, and includes power values using the transmitted raw data. It is characterized by calculating values representing various power states. In this regard, a power measurement system according to an embodiment of the present invention is distinguished from the above-described prior art and disclosed to solve the problems of the prior art.

한국 등록특허공보 제10-1012271호(2011.01.26.)Korean Registered Patent Publication No. 10-1012271 (2011.01.26.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전류 및 전압에 관한 원시 데이터를 이용하여, 데이터 패턴 분석을 통해 부하 기기별 사용상태, 사용량, 이상 유무 및 부하의 종류를 예측할 수 있는 전격 계측 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide an electric shock measurement system that can predict a usage state, a usage amount, an abnormality, and a type of load for each load device through data pattern analysis using raw data about current and voltage. .

또한, 측정된 전류 및 전압에 관한 원시 데이터에 대한 각종 연산처리 과정을 하나의 모듈을 이용하여 간소화할 수 있는 전력 계측 시스템을 제공하는 것이다.In addition, it is to provide a power measurement system that can simplify various calculation processing processes for raw data related to measured current and voltage using a single module.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 계측 시스템은, 전압측정 장치를 통해 획득된 모선 전압 데이터를 원시 데이터 형태로 전송하는 전압계측 모듈; 전류측정 장치를 통해 획득된 지선 전류 데이터를 원시 데이터 형태로 전송하는 적어도 하나의 전류계측 모듈; 및 전압 및 전류에 관한 상기 원시 데이터를 전송 받고, 이를 이용하여 모선 및 지선의 전력을 연산하는 전력연산 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Power measurement system according to an embodiment of the present invention, the voltage measurement module for transmitting the bus voltage data obtained through the voltage measurement device in the form of raw data; At least one current measuring module for transmitting the branch current data obtained through the current measuring device in the form of raw data; And a power calculation module that receives the raw data on voltage and current and calculates the power of the bus and branch lines by using the raw data.

여기서, 상기 전력연산 모듈은, 상기 적어도 하나의 전류계측 모듈이 전송하는 전류 데이터를 이용하여 모선 전류 데이터를 연산하는 것을 특징으로 한다.Here, the power calculation module is characterized in that for calculating the bus current data using the current data transmitted by the at least one current measurement module.

여기서, 시간에 따라 상기 원시 데이터의 패턴을 분석하고, 분석 결과를 이용하여 부하 기기별 사용상태, 사용량, 이상 유무 및 부하의 종류를 예측하는 데이터 분석 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, it is characterized in that it further comprises a data analysis module that analyzes the pattern of the raw data according to time, and predicts the usage state, usage, abnormality, and type of load for each load device using the analysis result.

여기서, 상기 전류계측 모듈 및/또는 전압계측 모듈은, 로패스 필터를 이용하여 고조파가 제거된 전류 및/또는 전압의 원시 데이터를 획득하는 것을 특징으로 한다.Here, the current measurement module and / or the voltage measurement module is characterized in that raw data of current and / or voltage from which harmonics are removed is obtained using a low-pass filter.

여기서, 상기 전력연산 모듈은, 원시 데이터를 이용하여 모선 전압과 지선 전류의 RMS 값을 연산하고, RMS 값에 관한 전류 데이터는 전류계측 모듈로, 전압 데이터는 전압계측 모듈로 각각 전송하는 것을 특징으로 한다.Here, the power calculation module, using the raw data to calculate the RMS value of the bus voltage and the branch current, the current data relating to the RMS value is a current measurement module, the voltage data is transmitted to the voltage measurement module, respectively do.

여기서, 상기 전력연산 모듈, 전압계측 모듈 및 전류계측 모듈은, 출력 디바이스를 통해 모선 전력, 지선 전력, 모선 전압, 모선 전류 및 지선 전류 중에서 적어도 하나 이상을 RMS 값으로 표시하는 것을 특징으로 한다.Here, the power calculation module, the voltage measurement module and the current measurement module is characterized in that at least one or more of bus power, branch power, bus voltage, bus current and branch current is displayed as an RMS value through an output device.

여기서, 상기 전력 계측 시스템은, 전류, 전압 및 전력 계측에 따라 누전, 합선, 과전압 및 과전류에 대처하기 위해 모선 및 지선의 전력 차단을 위한 각각의 차단기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the power measurement system is characterized in that it further comprises a respective circuit breaker for blocking the power of the bus and branch lines to cope with short circuit, short circuit, over voltage and over current according to current, voltage and power measurement.

여기서, 상기 전력연산 모듈은, 서로 동기화된 전압 및 전류 데이터를 획득하기 위해 동기화 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.Here, the power operation module is characterized in that it generates a synchronization signal to obtain voltage and current data synchronized with each other.

본 발명에 의하면, 전류 및 전압에 관한 원시 데이터를 이용하여, 데이터 패턴 분석을 통해 부하 기기별 사용상태, 사용량, 이상 유무 및 부하의 종류를 예측할 수 있다.According to the present invention, by using raw data on current and voltage, it is possible to predict the usage state, usage amount, abnormality, and type of load for each load device through data pattern analysis.

또한, 측정된 전류 및 전압에 관한 원시 데이터에 대한 각종 연산처리 과정을 하나의 모듈을 이용하여 간소화할 수 있다.In addition, various arithmetic processing processes for raw data related to the measured current and voltage can be simplified using a single module.

도 1은 종래의 기술에 따른 배전반 및/또는 분전반에 포함된 전류계측 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 계측 시스템(1000)의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 계측 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a current measuring device included in a switchboard and / or a switchboard according to the prior art.
2 is a block diagram of a power measurement system 1000 according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a power measurement system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 전력 계측 시스템에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the power measurement system will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 일 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다.The same reference numerals in each drawing denote the same members. In addition, specific structural or functional descriptions for one embodiment of the present invention are exemplified for the purpose of explaining an embodiment according to the present invention, and unless defined otherwise, all used herein including technical or scientific terms. The terms have the same meaning as generally understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined herein. It is desirable not to.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 계측 시스템(1000)의 구성도이다.2 is a block diagram of a power measurement system 1000 according to an embodiment of the present invention.

전력 계측 시스템(1000)은 전력연산 및 전력표시 모듈(1100), 전압계측 모듈(1200), 전류계측 및 전력표시 모듈(1300) 및 모선 및 지선에 연결된 배선용 차단기(Molded Case Circuit Breaker, MCCB)(1400) 또는 누전차단기를 포함한다.The power measurement system 1000 includes a power calculation and power display module 1100, a voltage measurement module 1200, a current measurement and power display module 1300, and a circuit breaker (MCCB) connected to a bus bar and a branch line. 1400) or an earth leakage breaker.

전력연산 및 전력표시 모듈(1100)은 전압계측 모듈(1200)로부터 모선 전압 데이터를 수신하고, 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)로부터 모선 전류 데이터 및 지선 전류 데이터를 수신하고, 이들을 이용하여 모선 전력 및 지선 전력을 연산하고 이를 표시하는 역할을 한다. 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)은 모선 전류 데이터 및 지선 전류 데이터, 즉 원시 데이터의 패턴을 분석하고, 분석 결과를 이용하여 부하 기기별 사용상태, 사용량, 이상 유무 및 부하의 종류를 예측하는 역할을 한다.The power calculation and power display module 1100 receives the bus voltage data from the voltage measurement module 1200, receives the bus current data and the branch current data from the current measurement and power display module 1300, and uses them to power the bus power And to calculate and display branch power. The power calculation and power display module 1100 analyzes the patterns of the bus current data and the branch current data, that is, raw data, and uses the analysis results to predict the usage state, usage, abnormality, and type of load for each load device. Do it.

전압계측 모듈(1200)은 모선 및 지선에 공통인 모선 전압을 측정하고, 모선 전압에 관한 모선 전압 데이터를 원시 데이터 형태로 전력연산 및 표시모듈(1100)에 전송하는 역할을 한다.The voltage measurement module 1200 measures the bus voltage common to the bus and branch lines, and transmits the bus voltage data related to the bus voltage to the power calculation and display module 1100 in the form of raw data.

전류계측 및 전력표시 모듈(1300)은 모선 및/또는 지선에 흐르는 전류를 측정하고, 모선 및/또는 지선 전류에 관한 전류 데이터를 원시 데이터 형태로 전력연산 및 표시모듈(1100)에 전송하는 역할을 한다.The current measurement and power display module 1300 measures the current flowing through the busbar and / or branch line, and transmits current data regarding the busbar and / or branch line current to the power calculation and display module 1100 in the form of raw data. do.

본 발명의 특징 중의 하나로서 모선 전류에 관한 데이터는 지선 전류 데이터를 수집함으로써, 즉 지선 전류 데이터를 합한 것이 모선 전류 데이터에 해당하므로 모선 전류는 따로 측정되지 않는 것이 특징이다. 이는 각 지선에서 측정되는 지선 전류 데이터가 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)으로 전송되어 한 곳에서 수집되기 때문이다. 그리고, 모선 전류 및 모선 전력에 대한 정보는 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)을 통해 표시될 수 있다.As one of the features of the present invention, data on the bus current is collected by collecting the branch current data, that is, the sum of the branch current data corresponds to the bus current data, so that the bus current is not measured separately. This is because the branch current data measured at each branch is transmitted to the power calculation and power display module 1100 and collected in one place. In addition, information about the bus current and bus power can be displayed through the power calculation and power display module 1100.

도 2를 다시 참조하면, 3가지 색의 화살표를 이용하여 전압 데이터, 전류 데이터 및 전력 데이터의 흐름이 나타나 있다. 원시 전압 데이터는 전압계측 모듈(1200)에서 수집되어 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)로 전송되고, 가공되어 표시된다. 이 경우, 전압계측 모듈(1200)은 전압 데이터에 관한 정보를 표시하기 위해 자체 표시장치(1240)를 포함할 수 있으며 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)에 기능을 합쳐 표시할 수 있다.Referring back to FIG. 2, the flow of voltage data, current data, and power data is illustrated using three colored arrows. The raw voltage data is collected from the voltage measurement module 1200 and transmitted to the power calculation and power display module 1100, processed and displayed. In this case, the voltage measurement module 1200 may include its own display device 1240 to display information about the voltage data, and may combine and display functions in the power calculation and power display module 1100.

원시 전류 데이터는 각각의 지선에 연결된 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)에서 수집되어 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)로 전송되고, 가공되어 표시된다. 그리고 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)에서 연산된 각 지선 전력 값에 관한 전력 데이터는 각각의 해당 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)로 다시 전송되어 표시된다. 이하, 전력 계측 시스템(1000)을 구성하는 전력연산 및 전력표시 모듈(1100), 전압계측 모듈(1200) 및 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)의 구성요소에 대해 자세히 설명하기로 한다.The raw current data is collected from the current measurement and power display module 1300 connected to each branch line, transmitted to the power calculation and power display module 1100, and processed and displayed. Then, power data related to each branch power value calculated by the power calculation and power display module 1100 is transmitted to the respective current measurement and power display module 1300 for display. Hereinafter, components of the power calculation and power display module 1100, the voltage measurement module 1200, and the current measurement and power display module 1300 constituting the power measurement system 1000 will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 계측 시스템의 구성도이다.3 is a block diagram of a power measurement system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 전력연산 및 표시모듈(1100), 전압계측 모듈(1200), 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)의 구체적인 구성요소가 도시되어 있다.Referring to FIG. 3, specific components of the power calculation and display module 1100, the voltage measurement module 1200, the current measurement and power display module 1300 shown in FIG. 2 are illustrated.

전력연산 및 전력표시 모듈(1100)은 전력연산부(1110), 원시 데이터 연산부(1120), 데이터 분석부(1130), 표시모듈 통신부(1140), 표시장치(1150) 및 외부 인터페이스(1160)를 포함한다.The power operation and power display module 1100 includes a power operation unit 1110, a raw data operation unit 1120, a data analysis unit 1130, a display module communication unit 1140, a display device 1150, and an external interface 1160. do.

본 발명의 실시 예에 따른 전력 계측 시스템(1000)의 특징 중의 하나로서, 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)은 전압계측 모듈(1200) 및 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)으로부터 전송 받은 원시 데이터를 이용하여 모선 및/또는 적어도 하나 이상의 지선의 전력, 예를 들어 유효전력, 무효전력 및 피상전력을 연산하고 이들을 표시장치(1140)를 통해 표시한다.As one of the features of the power measurement system 1000 according to an embodiment of the present invention, the power calculation and power display module 1100 is raw data received from the voltage measurement module 1200 and the current measurement and power display module 1300 Use to calculate the power of the mother bus and / or at least one branch line, for example active power, reactive power, and apparent power, and display them through the display device 1140.

전력연산부(1110)는 원시 데이터 연산부(1120)로부터 전력 계산에 필요한 모선 및 적어도 하나 이상의 지선의 전력 요소를 전달 받고, 전력 요소를 이용하여 전력, 예를 들어 유효전력, 무효전력 및 피상전력을 연산한다. 여기서, 전력 요소는 모선 전압, 모선 전류, 적어도 하나 이상의 지선 전류의 RMS 값, 유효전력, 무효전력, 피상전력 및 역률을 포함한다. 그리고 모선 전류의 RMS 값은 적어도 하나 이상의 지선 전류의 RMS 값을 이용하여 연산될 수 있다.The power operation unit 1110 receives power elements of a mother bus and at least one branch line required for power calculation from the raw data operation unit 1120, and calculates power, for example, active power, reactive power, and apparent power using the power elements do. Here, the power element includes a bus voltage, a bus current, an RMS value of at least one branch current, active power, reactive power, apparent power, and power factor. And the RMS value of the bus current can be calculated using the RMS value of at least one branch current.

전력연산 및 전력표시 모듈(1100)이 포함하는 전력연산부(1110), 원시 데이터 연산부(1120) 및 데이터 분석부(1130)는 기능적으로 구분되어 서로 독립적인 구성요소를 이룰 수 있으나, 연산기능을 수행하는 프로그램과 분석기능을 수행하는 프로그램을 판독해서 해당 기능을 수행하는 중앙처리장치(CPU)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 중앙처리장치는 실제 연산을 수행하는 핵심에 해당하는 코어를 복수 개 포함할 수 있다. 그리고 각각의 코어는 원시 전류 데이터 및 원시 전압 데이터를 이용하여 각종 연산을 수행하는 기능, 원시 데이터를 분석하는 기능 및 원시 데이터 연산에 의해 출력된 각종 데이터를 이용하여 전력을 연산하는 기능을 독립하여 담당할 수 있다.The power calculation unit 1110, the raw data calculation unit 1120, and the data analysis unit 1130 included in the power calculation and power display module 1100 are functionally divided to form independent components, but perform calculation functions. It can be implemented through a central processing unit (CPU) that reads the program and performs the analysis function and performs the corresponding function. Here, the central processing unit may include a plurality of cores corresponding to the core for performing the actual operation. And each core is independently responsible for the function of performing various calculations using the raw current data and the raw voltage data, the function of analyzing the raw data, and the function of calculating power using various data output by the raw data calculation. can do.

데이터 분석부(1130)는 표시모듈 통신부(1140)로부터 모선 및 지선 전류와 모선 전압에 관한 원시 데이터를 전달 받아, 이를 분석하는 역할을 한다. 원시 데이터는 순시 값을 포함할 수 있다. 데이터 분석부(1130)가 원시 데이터로서 순시 값을 전달 받는 경우, 순시 값의 패턴을 분석하고, 분석 결과를 이용하여 부하의 종류, 부하의 상태, 이상 유무 등을 예측할 수 있다.The data analysis unit 1130 receives raw data on the bus and branch currents and the bus voltage from the display module communication unit 1140 and analyzes them. Raw data may include instantaneous values. When the data analysis unit 1130 receives the instantaneous value as raw data, the pattern of the instantaneous value may be analyzed, and the type of load, the state of the load, and the presence or absence of an abnormality may be predicted using the analysis result.

원시 데이터 연산부(1130)는 표시모듈 통신부(1140)로부터 전압계측 모듈(1200) 및 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)로부터 전송 받은 모선 전압, 모선 및 지선 전류에 관한 원시 데이터를 전달받고, 원시 데이터를 이용하여 각종 전류 및 전압에 관한 데이터, 예를 들면 평균값 또는 RMS 값을 연산하고 이에 관한 데이터를 출력한다.The raw data operation unit 1130 receives raw data on the bus voltage, bus and branch currents received from the voltage measurement module 1200 and the current measurement and power display module 1300 from the display module communication unit 1140, and the raw data Use to calculate data related to various currents and voltages, such as an average value or an RMS value, and output the data.

표시모듈 통신부(1140)는 전압계측 모듈(1200)로부터 모선 전압의 원시 데이터를, 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)로부터는 모선 및 적어도 하나 이상의 지선 전류의 원시 데이터를 수신한다. 그리고 표시모듈 통신부(1140)는 전압계측 모듈(1200)의 전압계측 통신부(1230)로부터 전압 데이터를 수신하고, 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)의 전류계측 통신부(1330)로부터 전류 데이터를 수신하기 위해, 전압계측 통신부(1230) 및 전류계측 통신부(1330)와 RS-485 통신과 같은 멀티드롭(multi-drop)이 가능한 시리얼(serial) 통신, 링 네트워크 또는 컴퓨터 네트워크에서 사용되는 이더넷 통신을 수행한다.The display module communication unit 1140 receives the raw data of the bus voltage from the voltage measurement module 1200 and the raw data of the bus and at least one branch line current from the current measurement and power display module 1300. Then, the display module communication unit 1140 receives voltage data from the voltage measurement communication unit 1230 of the voltage measurement module 1200, and receives current data from the current measurement communication unit 1330 of the current measurement and power display module 1300. In order to perform the multi-drop serial communication, such as RS-485 communication with the voltage measurement communication unit 1230 and the current measurement communication unit 1330, Ethernet communication used in a ring network or a computer network is performed. .

표시장치(1150)는 전력연산부(1110)로부터 각종 전력, 예를 들어 유효 전력, 무효 전력 피상 전력에 관한 데이터를 전달 받아 해당 값을 표시한다.The display device 1150 receives data on various electric powers, for example, active powers and reactive powers, and apparent powers from the power operation unit 1110 and displays corresponding values.

외부 인터페이스(1160)는 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)에 서버(2000)를 연결시키는 역할을 한다. 외부 인터페이스(1160)는 LAN 또는 WAN 연결을 위한 이더넷 카드로 구현될 수 있다.The external interface 1160 serves to connect the server 2000 to the power calculation and power display module 1100. The external interface 1160 may be implemented as an Ethernet card for LAN or WAN connection.

그리고 연결된 서버(2000)는 원시 데이터부터 RMS 값에 해당하는 전류 데이터, 전압 데이터 및 각종 전력 데이터를 저장 및 보관하는 백업 서버의 기능을 수행한다. In addition, the connected server 2000 functions as a backup server that stores and stores current data, voltage data, and various power data corresponding to RMS values from raw data.

전압계측 모듈(1200)은 전압 센싱부(1210), 전압 원시 데이터 수집부(1120), 전압계측 통신부(1230) 및 표시장치(1240)를 포함한다. 전압계측 모듈(1200)은 각 구성요소를 이용하여 모선의 전압을 센싱하고, 센싱을 통해 얻어지는 전압 원시 데이터를 수집하고, 원시 데이터를 전압계측 통신부(1230)를 통해 전력연산 및 표시모듈(1100)로 전송한다. 그리고 전압계측 모듈(1200)은 전력연산 및 표시모듈(1100)로부터 전달 받은 전압 데이터에 해당하는 값을 표시장치(1240)를 통해 표시할 수 있다.The voltage measurement module 1200 includes a voltage sensing unit 1210, a voltage source data collection unit 1120, a voltage measurement communication unit 1230, and a display device 1240. The voltage measurement module 1200 senses the voltage of the bus using each component, collects the voltage raw data obtained through the sensing, and calculates the raw data through the voltage measurement communication unit 1230, the power calculation and display module 1100 To send. In addition, the voltage measurement module 1200 may display a value corresponding to the voltage data received from the power calculation and display module 1100 through the display device 1240.

전압 센싱부(1210)는 전압 센서(1211)와 ADC(1212)를 포함한다. 전압 센서(1211)로서 저항감쇄 또는 PT(Potential Transformer)가 사용될 수 있다. 전압 센싱부(1210)는 모선 또는 지선의 전압 값을 아날로그 데이터 형태로 수집하고, 이를 디지털 변환하여 전압 원시 데이터 수집부(1220)로 전달한다. 전압 원시 데이터 수집부(1220)는 전압 값에 대한 원시 디지털 데이터를 전달받고, 이를 전압계측 통신부(1230)에 전달한다. 그리고 전압계측 통신부(1230)는 전달받은 원시 디지털 데이터를 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)에 송신한다.The voltage sensing unit 1210 includes a voltage sensor 1211 and an ADC 1212. As the voltage sensor 1211, a resistance attenuation or a PT (Potential Transformer) may be used. The voltage sensing unit 1210 collects the voltage values of the bus or branch lines in the form of analog data, and digitally converts them to the voltage raw data collection unit 1220. The voltage raw data collection unit 1220 receives raw digital data for a voltage value, and transmits the raw digital data to the voltage measurement communication unit 1230. Then, the voltage measurement communication unit 1230 transmits the received raw digital data to the power calculation and power display module 1100.

전류 및 전압의 센싱에는 동기화된 전압 신호 및 전류 신호가 이용된다. 전류 신호 및 전압 신호의 동기화를 위해 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)은 동기 신호를 생성하고, 전압계측 모듈(1200)과 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)은 생성된 동기 신호에 따라 전류 신호 또는 전압 신호를 센싱한다.Synchronized voltage signals and current signals are used for sensing current and voltage. For synchronization of the current signal and the voltage signal, the power operation and power display module 1100 generates a synchronization signal, and the voltage measurement module 1200 and the current measurement and power display module 1300 generate a current signal according to the generated synchronization signal. Alternatively, a voltage signal is sensed.

또한, 전압계측 모듈(1200)과 전류계측 및 전력표시 모듈은, 로패스 필터를 이용하여 고조파가 제거된 입력 전류 및/또는 입력 전압을 이용하여 원시 데이터를 획득하는 것을 특징으로 한다. 전류 및 전압 센싱에 사용되는 입력 전류 및 전압은 노이즈 성분, 예를 들면 고조파 성분을 포함할 수 있다. 따라서, 전력 계측 시스템(1000)은 입력 전류 및 입력 전압에 대한 고조파 제거를 위해 로패스 필터, 예를 들어 제로크로스 필터(zero cross filter) 및 라인 필터(line filter)를 구비할 수 있다.In addition, the voltage measurement module 1200 and the current measurement and power display module are characterized in that raw data is obtained using the input current and / or the input voltage from which harmonics are removed using a low-pass filter. The input current and voltage used for current and voltage sensing may include noise components, for example, harmonic components. Accordingly, the power measurement system 1000 may include a low-pass filter, for example, a zero cross filter and a line filter, to remove harmonics for input current and input voltage.

전류계측 및 전력표시 모듈(1300)은 전류 센싱부(1310), 전류 원시 데이터 수집부(1320), 전압계측 통신부(1330) 및 표시장치(1340)를 포함한다. 그리고 전류 센싱부(1310)는 전류 센서(1311)와 ADC(1312)를 포함한다.The current measurement and power display module 1300 includes a current sensing unit 1310, a current raw data collection unit 1320, a voltage measurement communication unit 1330, and a display device 1340. In addition, the current sensing unit 1310 includes a current sensor 1311 and an ADC 1312.

전류 센서(1311)는 입력되는 아날로그 전류 신호를 측정에 적합한 형태의 신호로 변환한다. 측정하려는 전류 값 또는 목적에 따라 전류 센서(1311)로서 션트 저항, CT, 클램프 온 센서 등이 사용될 수 있다.The current sensor 1311 converts the input analog current signal into a signal suitable for measurement. Shunt resistor, CT, clamp-on sensor, etc. may be used as the current sensor 1311 according to the current value or purpose to be measured.

전류 센싱부(1310)는 모선 또는 지선의 전류 값을 원시(raw) 아날로그 데이터 형태로 수집하고, 이를 디지털 변환하여 전류 원시 데이터 수집부(1320)로 전달한다. 전류 원시 데이터 수집부(1320)는 전류 값에 대한 원시 디지털 데이터를 전달받고, 이를 전류계측 통신부(1330)에 전달한다. 그리고 전류계측 통신부(1330)는 전달받은 원시 디지털 데이터를 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)에 송신한다.The current sensing unit 1310 collects the current values of the bus or branch lines in the form of raw analog data, and digitally converts them to the current raw data collection unit 1320. The current raw data collection unit 1320 receives raw digital data for the current value, and transmits the raw raw data to the current measurement communication unit 1330. And the current measurement communication unit 1330 transmits the received raw digital data to the power calculation and power display module 1100.

본 발명의 일 실시 예에 따라 전압계측 모듈(1200)과 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)은 샘플링 방식에 따라 전압 값 또는 전류 값을 원시 데이터(raw data) 형태로 수집한다. 여기서, 원시 데이터는 순시 값에 해당될 수 있다. 수집된 원시 데이터는 RMS 값 또는 평균 값을 구하기 위한 연산을 거치기 전에 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)로 전송된다. 그리고 원시 데이터를 이용하는 RMS 값 또는 평균 값을 구하기 위한 연산은 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)에 의해 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the voltage measurement module 1200 and the current measurement and power display module 1300 collect voltage values or current values in the form of raw data according to a sampling method. Here, the raw data may correspond to an instantaneous value. The collected raw data is transmitted to the power calculation and power display module 1100 before performing an operation for obtaining an RMS value or an average value. In addition, an operation for obtaining an RMS value or an average value using raw data may be performed by the power calculation and power display module 1100.

각 지선 마다 구비된 전류계측 및 전력표시 모듈(1300)에서 수집된 전류 데이터는 원시 데이터 형태로 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)로 전송되고, 전송된 전류 데이터는 전력연산 및 전력표시 모듈(1100)에 의해 취합되기 때문에, 모선에 관한 전류 데이터는 따로 수집되지 않아도, 전체 지선의 전류 데이터의 합산을 통해 수집될 수 있다.The current data collected from the current measurement and power display module 1300 provided for each branch line is transmitted to the power calculation and power display module 1100 in the form of raw data, and the transmitted current data is the power calculation and power display module 1100 Since it is collected by), current data related to the bus bar may be collected through summation of current data of all branch lines, even if not separately collected.

이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에 의하면, 전류 및 전압에 관한 원시 데이터를 이용하여, 데이터 패턴 분석을 통해 부하 기기별 사용상태, 사용량, 이상 유무 및 부하의 종류를 예측할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, according to the present invention, by using raw data on current and voltage, data pattern analysis can be used to predict the usage state, usage, abnormality, and type of load for each load device. .

또한, 측정된 전류 및 전압에 관한 원시 데이터에 대한 각종 연산처리 과정을 하나의 모듈을 이용하여 간소화할 수 있다.In addition, various arithmetic processing processes for raw data related to the measured current and voltage can be simplified using a single module.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and it should be interpreted that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention. do.

1100: 전력연산 및 표시모듈
1110: 전력연산부
1120: 원시 데이터 연산부
1130: 데이터 분석부
1140: 표시모듈 통신부
1150: 표시장치
1160: 왼부 인터페이스
1200: 전압계측 모듈
1300: 전류계측 및 전력표시 모듈1100: Power calculation and display module
1110: Power computation department
1120: raw data operation unit
1130: data analysis unit
1140: display module communication unit
1150: display device
1160: left interface
1200: Voltmeter module
1300: current measurement and power display module

Claims (8)

전압측정 장치를 통해 획득된 모선 전압 데이터를 원시 데이터 형태로 전송하는 전압계측 모듈-상기 모선 전압 데이터는 로패스 필터를 이용하여 고조파가 제거된 입력 전압이며, 상기 원시 데이터는 순시값임-;
전류측정 장치를 통해 획득된 지선 전류 데이터를 원시 데이터 형태로 전송하는 적어도 하나의 전류계측 및 전력표시 모듈-상기 지선 전류 데이터는 로패스 필터를 이용하여 고조파가 제거된 입력 전류이며, 상기 원시 데이터는 순시값임-;
전압 및 전류에 관한 상기 원시 데이터를 전송 받고, 이를 이용하여 모선 및 지선의 전력을 연산하는 전력연산 및 전력표시 모듈을 포함하고,
상기 전력연산 및 전력표시 모듈은 시간에 따른 상기 원시 데이터인 순시값의 패턴을 분석하여 부하 기기별 사용상태, 사용량, 이상 유무 및 부하의 종류를 분석하는 데이터 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계측 시스템.A voltage measurement module for transmitting the bus voltage data obtained through the voltage measurement device in the form of raw data, wherein the bus voltage data is an input voltage from which harmonics are removed using a low-pass filter, and the raw data are instantaneous values;
At least one current measurement and power display module that transmits the branch current data obtained through the current measurement device in the form of raw data-the branch current data is an input current from which harmonics are removed using a low-pass filter, and the raw data is Instantaneous value;
It includes the power calculation and power display module for receiving the raw data about the voltage and current, and using it to calculate the power of the bus and branch lines,
The power calculation and power display module further comprises a data analysis unit that analyzes the pattern of the instantaneous value, which is the raw data over time, and analyzes the usage state, usage, abnormality, and type of load for each load device. Measurement system. 청구항 1에 있어서,
상기 전력연산 및 전력표시 모듈은,
전체 전류계측 및 전력표시 모듈이 전송하는 전류 데이터를 이용하여 모선 전류 데이터를 연산하는 것을 특징으로 하는, 전력 계측 시스템.The method according to claim 1,
The power calculation and power display module,
Power measurement system, characterized in that for calculating the bus current data using the current data transmitted from the entire current measurement and power display module. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전력연산 및 전력표시 모듈은,
상기 원시 데이터를 이용하여 모선 전압과 지선 전류의 RMS 값을 연산하고, RMS 값에 관한 전류 및 전압 데이터는 상기 전류계측 및 전력 표시모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는, 전력 계측 시스템.The method according to claim 1,
The power calculation and power display module,
Power source measurement system, characterized in that using the raw data to calculate the RMS value of the bus voltage and branch current, the current and voltage data related to the RMS value to the current measurement and power display module. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전력 계측 시스템은,
전류, 전압 및 전력 계측에 따라 누전, 합선, 과전압 및 과전류에 대처하기 위해 모선 및 지선의 전력 차단을 위한 각각의 차단기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계측 시스템.The method according to claim 1,
The power measurement system,
Power measurement system characterized in that it further comprises a respective circuit breaker for the power cut off of the bus and branch lines to cope with short circuit, short circuit, over voltage and over current according to the current, voltage and power measurement. 청구항 1에 있어서,
상기 전력연산 및 전력표시 모듈은,
서로 동기화된 전압 및 전류 데이터를 획득하기 위해 동기화 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는, 전력 계측 시스템.The method according to claim 1,
The power calculation and power display module,
A power measurement system, characterized by generating synchronization signals to obtain voltage and current data synchronized with each other.
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