KR102140654B1

KR102140654B1 - 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치

Info

Publication number: KR102140654B1
Application number: KR1020200012230A
Authority: KR
Inventors: 황광모
Original assignee: (주)케이엠넷
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2020-08-03
Also published as: KR102140654B9

Abstract

본 발명은 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 군 통신쉘터의 전원공급을 주된 목적으로 하며, 입력전원의 형태를 변경하며 지속적인 전원공급을 유지하는 비상전원제어장치인 군 통신 쉘터의 무정전 전원공급장치에 관한 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치에 관한 것으로서, 입력되는 전원을 CT(Current sense)로 모니터링 하여 입력부로 데이터를 전송하며, 사용자가 지정한 순서대로 출력부에 전송 후 전력제어기(SCR)를 통하여 출력 전원을 통제하고, 상기 전력제어기에서 제어신호가 출력됨에 따라 부하장치에 공급되는 전원을 차단하며, 상기 CT의 전기신호를 인가받아 최대수요전력치를 연속적으로 모니터링하되, 모니터링 중인 최대수요전력치가 지속적으로 증가하여 기 설정된 목표 피크치를 초과할 것으로 예측되는 경우, 비상발전 가동을 위한 제어신호를 UPS 축전지(14)로 인가하는 MCU(12); 상기 전원이 차단되었을 시 상기 MCU(12)의 제어를 받아 보조 전원 공급하는 UPS 축전지(14); 상기 입력되는 전압/전류 및 공급원에 따른 정보를 제공하는 모니터장치(16); 상기 전원입력 오류 및 UPS 축전지(14) 사용 시 이상정보를 제공받아 사용자에게 문자를 전송하는 사용자 감시장치(18);를 포함한다.

Description

군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치{Emergency Power Control System Based on Military Equipment}

본 발명은 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 군 통신쉘터의 전원공급을 주된 목적으로 하며, 입력전원의 형태를 변경하며 지속적인 전원공급을 유지하는 비상전원제어장치인 군 통신 쉘터의 무정전 전원공급장치에 관한 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 무정전 전원 공급 장치(UPS : Uninterruptible Power supply System)는 상용 전원에서 일어날 수 있는 전원 장애를 극복하여 좋은 품질의 안정된 교류 전력을 공급하는 장치이다. 무정전 전원 공급 장치는 선로의 정전시나 입력 전원에 이상 사태가 발생하였을 경우 정상적인 전원을 부하측에 공급하는 설비로 최근 컴퓨터 산업설비의 발달로 부하측에서 양질의 전원공급을 요구하고 있어 선로의 완벽한 전원공급과 최상의 전원을 공급할 목적으로 널리 사용되고 있다.

그러나 현 운용중인 군통신 시스템에 있어서 비상시에 자동으로 전원을 교체해 주어 안정적으로 전원을 공급하고, 관리자에 알림을 전송하며, 전용 애플리케이션을 통하여 전원 절체 및 전원공급 차단하는 장치가 개발되지 않아 비상전원제어장치 용량 및 목적에 따라 다양하게 응용할 수 없을 뿐만 아니라, 전원 공급에 차질이 생겨 통신 장애를 일으키는 문제가 있었다.

한국공개특허 제2012-0050101호 한국공개특허 제2013-0058468호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명은 현 운용중인 군통신 시스템에 적용하여 사용하는 장비로서, 사용자의 유지관리의 편의성/안정성을 높이기 위하여 무선통신(CDMA) 기능을 이용하여 이상발생 시 즉각적인 대처를 할 수 있도록 다양한 정보를 공급하는 비상전원제어장치 용량 및 목적에 따라 다양하게 응용할 수 있으며, 애플리케이션 기반으로 사용자 중심의 모니터링 정보 등을 용이하게 변경 할 수 있는 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 군 통신 쉘터의 무정전 전원공급장치(분리탑재형 발전기, 차량용 발전기)에 관한 것으로서 군의 특수상황에서 군 통신장비에 정전없이 상시 전원이 공급될 수 있도록 전원 상태를 상시 모니터링하다가 설정부의 설정범위를 초과하거나 이하로 내려가는 이벤트 발생시(상전, 전압, 전류 및 주파수 이상 상태 모니터링), 자동으로 전원을 교체해 주어 안정적으로 전원을 공급하는 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전원의 정전시 및 상전시의 전원공급을 자동으로 스위칭 작동토록 구동하고, 스위치 절체시 돌발전류가 발생하므로, 이를 필터를 통해 정전류를 공급하도록 하는 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 입력되는 전원을 CT로 모니터링 하여 입력부로 데이터를 전송하며, 사용자가 지정한 순서대로 출력부에 전송 후 전력제어기를 통하여 출력 전원을 통제하고, SCR에서 제어신호가 출력됨에 따라 부하장치에 공급되는 전원을 차단하며, 상기 CT의 전기신호를 인가받아 최대수요전력치를 연속적으로 모니터링하되, 모니터링 중인 최대수요전력치가 지속적으로 증가하여 기 설정된 목표 피크치를 초과할 것으로 예측되는 경우, 비상발전 가동을 위한 제어신호를 UPS 축전지로 인가하는 MCU; 상기 전원이 차단되었을 시 상기 MCU의 제어를 받아 보조 전원 공급하는 UPS 축전지; 상기 입력되는 전압/전류 및 공급원에 따른 정보를 제공하는 모니터장치; 상기 전원입력 오류 및 UPS 축전지 사용 시 이상정보를 제공받아 사용자에게 문자를 전송하는 사용자 감시장치;를 포함한다.

상기 모니터장치는, 상기 입력되는 전압/전류 및 공급원의 종류를 표시하며, 현 전압/전류를 표시하거나, 상기 UPS 축전지를 이용 시 UPS 축전지의 베터리 잔량을 표시한다.

상기 사용자 감시장치는 이상 발생 시 사용자에게 휴대폰 문자를 통하여 이상정보를 전송하거나, 입력공급원, 입력전압, 사용전류, UPS 축전지의 상태의 정보를 확인하도록 하며, 전용 애플리케이션을 통하여 사용자가 비상전원제어장치에 접근하거나 전원 절체 및 전원공급 차단한다.

상기 UPS 축전지는, 평시 AD/DC 충전기를 통하여 충전을 하며, 전력 사용 시 DC/AC컨버터를 통해 AC220V를 상기 출력 전원으로 공급하거나, 상기 UPS 축전지의 DC전압을 MCU에 전송하여, 상기 전원 차단 시 UPS 축전지의 전원을 지속적으로 공급할 수 있는 지 MCU가 판단하도록 한다.

상기 비상전원제어장치의 기본동작은 자동으로 동작이 되며, MCU의 이상발생 또는 사용자의 임의 전원 공급 시 전원을 자동 또는 수동으로 선택하여 공급할 수 있는 자동/수동 변환 로터리 스위치;를 더 포함한다.

상기 MCU의 통제를 받아 전원을 공급하는 전력제어기;를 더 포함한다.

상기 전원의 공급이 없을 시 UPS 축전지의 전원을 이용하여 부져/경광등을 통한 알람을 울리도록 제어하는 릴레이;를 더 포함한다.

상기 UPS 축전지의 문제 발생시 사용자는 UPS 축전지를 거치지 않고 입력전원을 바로 필터를 통하여 전원을 공급하는 직결 스위치;를 더 포함한다.

본 발명은 커버 역할을 하는 고정문틀(101); 상기 상전(41), 분리탑재형 발전기(42), 차량용 발전기(43), 출력(44) 단자가 형성되는 문틀 배면부(102);를 더 포함하여 구성된다.

상기 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치는 노브 볼트 고정형태로 일정 두께의 문틀을 고정할 수 있도록 조임의 깊이를 통하여 고정할 수 있는 기구 형상의 문틀 고정 방식을 사용한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 군 통신쉘터의 비상전원제어장치의 전원공급을 중단 없이, 입력전원의 형태에 따른 여러 방식을 변환해 가며 지속적인 전원공급 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 현 운용중인 군통신 시스템에 특화되어 사용하는 장비이며, 사용자의 유지관리의 편의성/안정성을 높이기 위하여 무선통신 기능 및 어플리케이션 기능을 이용하여 이상발생 시 즉각적인 대처를 할 수 있도록 다양한 정보를 사용자에게 공급할 수 있다.

또한, 본 발명은 비상시 또는 분리탑재형 발전기 가동 중 일정치(20%) 이내인 경우, 이벤트를 발생하고, 관리자에게 신속히 알림을 전송하여 신속한 초동 대처를 할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 설정값을 저장하여, 현 운용중인 군통신 시스템 파손 전 전원의 정전시 및 상전시의 전원공급을 자동으로 스위칭 작동하는 자동절체 기능을 제공한다.

또한, 본 발명은 전용 애플리케이션을 통하여 원격에서 전원 절체 및 전원공급 차단 등을 하여 초동 대처를 신속히 하여 피해 확산을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 필터와 자동/수동 변환 로터리 스위치 사이에 직결 스위치를 설치하여 UPS 축전지가 고장났을 때 즉시 대체할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 MCU의 구성을 자세히 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고정문틀과 문틀 배면부의 전면, 좌측면, 우측 등각, 좌측 등각 도면을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 노브 볼트의 조임 상태를 보여주는 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치의 구성을 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 MCU(12), UPS 축전지(14), 사용자 감시장치(18) 등을 포함한다.

상기 MCU(12)는 입력되는 전원을 CT(Current sense)로 모니터링하여 입력부로 데이터를 전송하며, 사용자가 지정한 순서대로 출력부에 전송 후 전력제어기(SCR)를 통하여 출력 전원을 통제하는 장치이다.

상기 전류센서(CT)를 통하여 부하량을 측정하는 부하량 측정부에서 검출된 아날로그 값을 디지털로 변환한 후 변환 정보를 상기 MCU(12)에 전송할 수 있다.

상기 전류센서(CT)의 전기신호를 인가받아 최대수요전력치(피크치)를 연속적으로 모니터링하되, 모니터링 중인 최대수요전력치가 지속적으로 증가하여 기 설정된 목표 피크치를 초과할 것으로 예측되는 경우, 비상발전 가동을 위한 제어신호를 UPS 축전지(14)로 인가한다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 MCU(12)는 입력부(121), 비교부(122), 처리부(123), 출력부(124)로 구성되며, 상기 출력부(124)는 모니터 장치로 정보를 출력하는 장치(125)와 전력제어기로 제어 정보를 출력하는 장치(126)와 UPS 장치로 제어 신호를 출력하는 장치(127)로 구성된다.

상기 UPS 축전지(14)는 전원이 차단되었을 시 보조 전원 공급하는 장치로서, 상기 UPS 축전지(14)를 이용 시 상기 MCU(12)가 UPS 축전지의 베터리 잔량을 출력부(124)를 통해 표시한다.

상기 UPS 축전지(14)는 평시 상전(41)을 통해 AD/DC 충전기를 통해 UPS 입력부(14-1)로 충전하며, 사용 시 DC/AC컨버터를 통해 분리탑재형 발전기(42), 차량용 발전기(43) 등에 AC220V를 공급한다.

예를 들어 UPS 축전지(14)의 DC전압을 MCU에 전송하여 상태정보를 공급하고, 전원 차단 시 UPS 축전지(14)의 전원을 MCU(12)가 UPS 출력부(14-2)를 통해 자동으로 공급하여 항시 사용 상태를 유지한다.

상기 모니터장치(16)는 입력되는 전압/전류 및 공급원의 대상을 파악(물리적 조건; 전압, 전류)하여 정보를 제공받는다.

예를 들어 상기 모니터장치(16)는 상기 입력되는 전압/전류 및 공급원의 종류를 표시하며, 현 전압/전류를 표시한다.

따라서 상기 모니터장치(16)를 통해 상시 모니터링하다가 설정부의 설정범위를 초과하거나 이하로 내려가는 이벤트 발생시(상전, 전압, 전류 및 주파수 이상 상태 모니터링), 자동으로 전원을 교체해 주어 안정적으로 전원을 공급할 수 있다.

상기 사용자 감시장치(18)는 전원입력 오류 및 UPS 축전지(14) 사용 시 이상정보 (예 : 입력전압 오류, UPS 축전지 전환 사용, UPS 축전지 저전압 경고 등)를 제공받아 사용자에게 문자를 전송한다.

상기 사용자 감시장치(18)는 CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile), WCDMA(Wideband CDMA) 등의 통신방식을 이용하여 사용자에게 휴대폰 정보전송을 주된 용도로 사용한다.

예를 들어 전원입력이 20% 이하인 이상 발생 시 전원 절체 및 전원공급 차단을 할 수 있다.

그리고 사용자에게 휴대폰 문자를 통하여 이상정보를 전송하고, 이 때 사용자는 전용 애플리케이션을 통하여 비상전원제어장치에 접근할 수 있으며, 사용자는 출력부(124)를 통해 모니터장치(16) 등으로 입력공급원, 입력전압, 사용전류, UPS 축전지의 상태의 정보를 확인할 수 있다.

그리고 사용자는 전용 애플리케이션을 통하여 전원 절체 및 전원공급 차단을 할 수도 있다.

상기 자동/수동 변환 로터리 스위치(24)는 비상전원제어장치의 기본동작은 자동(AUTO)으로 동작이 되며, MCU의 이상발생 또는 사용자의 임의 전원 공급 시 전원으로 상전(41), 분리탑재형 발전기(42), 차량용 발전기(43), 출력(44) 단자 중 하나를 자동 또는 수동으로 선택하여 공급할 수 있다.

상기 MCU의 통제를 받아 전원을 공급하는 전력제어기(SCR; Silicon Controlled Rectifier; 22);를 더 포함한다.

실리콘 제어 정류기(SCR)는 전력 입력 채널과 연결되고 MCU의 통제를 받아 신호에 비례하는 전압으로 부하장치에 공급되는 전원을 차단한다.

상기 릴레이(26)는 전원의 공급이 없을 시 UPS 축전지의 전원을 이용하여 부저/경광등을 통한 알람을 울리도록 제어한다.

상기 직결 스위치(28)는 UPS 축전지(14)의 문제 발생시 사용자는 UPS 축전지(14)를 거치지 않고 입력전원을 바로 필터(29)를 통하여 전원을 공급한다.

따라서 본 발명은 전원의 정전시 및 상전시의 전원공급을 자동으로 스위칭 작동토록 구동하고, 스위치 절체시 돌발전류가 발생하므로, 이를 필터(29)를 통해 정전류를 공급할 수 있다.

또한, 필터(29)와 자동/수동 변환 로터리 스위치(24) 사이에 직결 스위치(28)를 설치하여 UPS 축전지(14)가 고장났을 때 대체할 수 있다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 커버 역할을 하는 고정문틀(101)과, 상전(41), 분리탑재형 발전기(42), 차량용 발전기(43), 출력(44) 단자가 형성되는 문틀 배면부(102)로 구성된다.

본 발명은 문틀 고정 방식으로 그의 고정방식은 노브 볼트 고정형태로 어떠한 두께의 문틀이라도 고정할 수 있도록 조임의 깊이를 통하여 고정할 수 있다.

상기 고정문틀(101)의 반대편 문틀 배면부(102)에는 고정볼트를 결합하여 상기 고정문틀(101)의 대응위치인 문틀 배면부(102)에 관통하여 배설한 너트(106)와 조임부(107)에 결합할 수 있게 노브 볼트에 나사결합되도록 내측에 나사부가 형성될 수 있다.

상기 문틀 배면부(102)의 체결수단은 노브 볼트를 이용하거나 리벳으로 리벳팅하여 견고하게 체결하고, 두께 방향으로 이어진 체결 홀이 형성되고, 고정문틀(101)과 문틀 배면부(102)를 결속할 문틀 결속장치를 포함한다.

또한, 상기 문틀 배면부(102)에 추가 형성된 중공부 내로 보강재를 부착 설치하여 강도 및 내구성을 보강할 수 있다.

일실시예로서 상기 고정문틀(101)과 문틀 배면부(102) 일측 끝단에 형성되며, 길이 방향으로 내측에 형성되는 보호부재가 끼워지도록 요홈이 형성된다.

따라서 간단한 조작에 의해 용이하게 설치 및 해제시킬 수 있을 뿐만 아니라 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.

다른 실시예로서 상기 고정문틀(101)의 개폐여부를 감지하기 위해 고정문틀(101)에 설치된 영구자석의 자력을 감지하여 도어의 개폐 여부를 감지하는 마그네틱 센서를 더 포함할 수 있으며, 도어의 개폐여부를 확인하는 마그네틱센서에 의해 도어가 정확히 닫혔을 때 잠금여부를 확인할 수 있다.

본 발명은 인체열을 감지하는 열감지 센서 등을 포함할 수 있는 데, 감지 대상 물체가 센서에 근접할 때 정전 용량의 변화로 감지 대상 물체를 감지하는 센서를 상기 고정문틀(101)에 설치하여 도어의 닫힘을 정확히 감지하여 도어 잠금을 정밀하게 제어할 수도 있다.

다른 실시예로서 바이메탈식 온도스위치와 연기감지센서가 병렬로 연결되어 형성됨으로써, 화재 발생시 연기감지나 온도감지, 혹은 연기와 온도를 동시에 감지함에 의해 자동으로 고정문틀(101)가 폐쇄되도록 하거나, 열 감지 센서와 모션 센서로 이루어진 센서 노드에 IP 주소 기능을 탑재하여 광범위한 이동성을 확보할 수도 있다.

12 : MCU
14 : UPS 축전지
16 : 모니터장치
18 : 사용자 감시장치
22 : 전력제어기(SCR)
24 : 자동/수동 변환 로터리 스위치
26 : 릴레이
41 : 상전 단자
42 : 분리탑재형 발전기 단자
43 : 차량용 발전기 단자
44 : 출력 단자
101 : 고정문틀
102 : 문틀 배면부
121 : 입력부
122 : 비교부
123 : 처리부
124 : 출력부

Claims

입력되는 전원을 CT(Current sense)로 모니터링 하여 입력부로 데이터를 전송하며, 사용자가 지정한 순서대로 출력부에 전송 후 전력제어기(SCR)를 통하여 출력 전원을 통제하고, 상기 전력제어기에서 제어신호가 출력됨에 따라 부하장치에 공급되는 전원을 차단하며, 상기 CT의 전기신호를 인가받아 최대수요전력치를 연속적으로 모니터링하되, 모니터링 중인 최대수요전력치가 지속적으로 증가하여 기 설정된 목표 피크치를 초과할 것으로 예측되는 경우, 비상발전 가동을 위한 제어신호를 UPS 축전지(14)로 인가하는 MCU(12);
상기 전원이 차단되었을 시 상기 MCU(12)의 제어를 받아 보조 전원 공급하는 UPS 축전지(14);
상기 입력되는 전압/전류 및 공급원에 따른 정보를 제공하는 모니터장치(16);
상기 전원입력 오류 및 UPS 축전지(14) 사용 시 이상정보를 제공받아 사용자에게 문자를 전송하는 사용자 감시장치(18);
상기 전원의 공급이 없을 시 UPS 축전지의 전원을 이용하여 부져/경광등을 통한 알람을 울리도록 제어하는 릴레이(26);
상기 UPS 축전지(14)의 문제 발생시 UPS 축전지(14)를 거치지 않고 입력전원을 바로 필터를 통하여 전원을 공급하는 직결 스위치(28);를 포함하는 것을 특징으로 하는 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 모니터장치(16)는,
상기 입력되는 전압/전류 및 공급원의 종류를 표시하며, 현 전압/전류를 표시하거나,
상기 UPS 축전지를 이용 시 UPS 축전지의 베터리 잔량을 표시하는 것을 특징으로 하는 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 사용자 감시장치(18)는
이상 발생 시 사용자에게 휴대폰 문자를 통하여 이상정보를 전송하거나,
사용자가 전용 애플리케이션을 통하여 입력공급원, 입력전압, 사용전류, UPS 축전지의 상태의 정보를 확인하도록 하며, 비상전원제어장치에 접근하거나 전원 절체 및 전원공급 차단하는 것을 특징으로 하는 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 UPS 축전지(14)는,
평시 AD/DC 충전기를 통하여 충전을 하며, 전력 사용 시 DC/AC컨버터를 통해 AC220V를 상기 출력 전원으로 공급하거나,
상기 UPS 축전지(14)의 DC전압을 주기적으로 MCU에 전송하여, 상기 전원 차단 시 UPS 축전지(14)의 전원을 지속적으로 공급할 수 있는 지 상기 MCU가 판단하도록 하는 것을 특징으로 하는 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치.
청구항 3에 있어서,
상기 비상전원제어장치의 기본동작은 자동(AUTO)으로 동작이 되며, MCU의 이상발생 또는 사용자의 임의 전원 공급 시 전원을 자동 또는 수동으로 선택하여 공급할 수 있는 자동/수동 변환 로터리 스위치(24);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 MCU의 전력 예측 통제를 받아 상전(41), 분리탑재형 발전기(42), 차량용 발전기(43) 중 하나의 전원을 차단 및 투입하는 전력제어기(22);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군용 장비를 기반으로 하는 비상전원제어장치.
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