KR102147657B1 - 션트 저항 센서를 포함하는 교류 및 직류 겸용의 전력 측정을 위한 장치 및 이를 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 션트 저항 센서를 포함하는 교류 및 직류 겸용의 전력 측정을 위한 장치는 다상 회로의 각 상에 대한 전류를 센싱하여 센싱값을 제공하는 션트저항센서와, 상기 센싱값을 디지털 신호로 변환하는 컨버터와, 전류측정부와 전기적으로 절연하면서 디지털 신호로 변환된 센싱값을 전류측정부로 전달하는 갈바닉절연체와, 상기 센싱값으로부터 전류를 측정하여 전류 측정 데이터를 생성하는 상기 전류측정부와, 다상 회로의 각 상에 대한 전압을 측정하여 전압 측정 데이터를 생성하는 전압측정부와, 전류 측정 데이터 및 전압 측정 데이터로부터 전력 및 전력량을 산출하는 계측부를 포함한다.

Description

션트 저항 센서를 포함하는 교류 및 직류 겸용의 전력 측정을 위한 장치 및 이를 위한 방법{Apparatus for measuring both AC and DC power including a shunt resistor sensor}
본 발명은 전력량계에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수십에서 수백 마이크로 옴값의 션트 저항(shunt resistor)을 이용하여 교류 및 직류 양자 모두의 전력을 측정할 수 있는 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다.
전자식 전력량계는 전기 사용자가 얼마만큼의 전기를 사용했는지 계량하고 요금을 부과하기 위한 전력 측정 및 전력량 기록 장치이다. 전력은 전압과 전류의 곱으로 정의되며 전력을 시간별로 누적하면 전력량이 된다. 전자식 전력량계에서 직접 전류 측정 범위는 대략 0~100A 범위이고 이보다 큰 전류를 측정할 때는 변류기(Transformer)로 큰 전류를 정격 5A 크기로 변류하여 측정하게 된다. 전류 측정을 위한 전류 센서는 몇 종류가 사용되고 있는데 가장 일반적인 것이 CT(Current Transformer)이고 홀효과(Hall-Effect) 전류센서, 공심코일(Rogowski coil) 전류 센서, 션트(Shunt) 저항 전류 센서 등이 있다. CT와 공심코일 전류 센서는 유도기전력에 기초한 센서로 교류 전류 측정에만 활용할 수 있고 전류가 진동하지 않는 직류의 경우 유도기전력이 발생하지 않아 사용할 수 없다. 홀 이펙트 전류 센서와 션트 저항 전류 센서는 직류, 교류 모두 사용할 수 있다. 홀 이펙트 전류 센서는 가격이 비싸고 큰 전류가 흐른 이후 잔상 효과로 직류 전류 옵셋이 발생하여 직류(DC) 전력량계에 적용하기는 부적합하다. 션트 저항 전류 센서는 100A 미만 전류에 대해서는 비용이 저렴하고 큰 전류 흐름 후 잔상 효과인 전류 옵셋 발생도 이상적이라고 할 수 있다. 그러나 저항을 통과하는 전류를 직접 측정하는 방식이므로 줄(Joule)열이 발생하고 측정을 위한 전자식 회로와 전기 통전 회로가 직접 연결되어 전기 안전사고의 위험이 높다.
교류, 직류 공용 전력량계의 전류 센서는 홀효과 센서와 션트 저항 센서를 적용할 수 있는데 홀효과 센서는 큰 전류가 흐른 후 잔상 효과로 DC 옵셋 값이 발생하는데 직류 계량에서 옵셋 값은 오차(Error) 값으로 인식되므로 부적합하다. 해당 직류 옵셋 값은 홀 센서를 자장중화(De-Gaussing)해서 ‘0’으로 만들 수 있는데 연속적인 측정을 해야 하는 전력량계로는 부적합한 사항이다. 션트 저항 센서는 홀효과가 갖고 있는 문제점이 없는 반면 저항에 전류가 흐를 때 발생하는 열(Joule 열=I2R)로 높은 전류에 적용하기 곤란하며 전력량계에서는 200A 미만 전류에 대해서 적용가능하다. 또한, 션트 저항 센서의 양단 전압을 전자 측정 회로에 연결해야 하므로 활선(220V, 380V) 전압이 전자 측정 회로에 나타나서 감전의 위험이 있다. 그리고 션트 저항 센서는 각 션트 저항 센서 마다 활선 전압이 인가되고 다상의 경우 각 션트 저항 센서를 전자 회로 기판(PCB)에 연결할 경우 단락 사고가 유발되므로 다상(3상, 2상) 전기 회로에 공통으로 적용할 수 없다.
한국공개특허 제-2013-0028460호 2013년 03월 19일 공개 (명칭: 션트 저항을 이용한 3상 전력 시스템의 전력량계)
본 발명의 목적은 교류 및 직류 전기 회로 양자 모두를 측정할 수 있는 션트 저항 센서를 포함하는 교류 및 직류 겸용의 전력 측정을 위한 장치 및 이를 위한 방법을 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력 측정을 위한 장치는 다상 회로의 각 상에 대한 전류를 센싱하여 센싱값을 제공하는 션트저항센서와, 상기 센싱값을 디지털 신호로 변환하는 컨버터와, 전류측정부와 전기적으로 절연하면서 디지털 신호로 변환된 센싱값을 전류측정부로 전달하는 갈바닉절연체와, 상기 센싱값으로부터 전류를 측정하여 전류 측정 데이터를 생성하는 상기 전류측정부와, 다상 회로의 각 상에 대한 전압을 측정하여 전압 측정 데이터를 생성하는 전압측정부와, 전류 측정 데이터 및 전압 측정 데이터로부터 전력 및 전력량을 산출하는 계측부를 포함한다.
상기 계측부는 전류 측정 데이터 및 전압 측정 데이터 중 어느 하나로부터 전류 및 전압 측정 데이터 중 어느 하나로부터 전기 회로의 주파수를 검출하고, 검출된 전기 회로의 주파수에 따라 교류 전력량계로 동작하는 교류 전력량계 모드 및 직류 전력량계로 동작하는 직류 전력량계 모드 중 어느 하나의 모드를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 계측부는 교류 전력량계 모드에서 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터에서 직류 옵셋 성분을 제거하고, 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터의 크기 및 위상을 보상하는 것을 특징으로 한다.
상기 계측부는 직류 전력량계 모드에서 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터에서 기 저장된 전력량계 고유의 직류 옵셋 값을 차감하고, 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터의 크기를 보상하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력 측정을 위한 방법은 션트저항센서가 다상 회로의 각 상에 대한 전류를 센싱하여 센싱값을 제공하는 단계와, 컨버터가 상기 센싱값을 디지털 신호로 변환하는 단계와, 갈바닉절연체가 전류측정부와 전기적으로 절연하면서 디지털 신호로 변환된 센싱값을 전류측정부로 전달하는 단계와, 상기 전류측정부가 상기 센싱값으로부터 전류를 측정하여 전류 측정 데이터를 생성하는 단계와, 전압측정부가 다상 회로의 각 상에 대한 전압을 측정하여 전압 측정 데이터를 생성하는 단계와, 계측부가 상기 전류 측정 데이터 및 상기 전압 측정 데이터로부터 전력 및 전력량을 산출하는 단계를 포함한다.
상기 계측부는 전류 측정 데이터 및 전압 측정 데이터 중 어느 하나로부터 전류 및 전압 측정 데이터 중 어느 하나로부터 전기 회로의 주파수를 검출하는 단계와, 상기 검출된 전기 회로의 주파수에 따라 교류 전력량계로 동작하는 교류 전력량계 모드 및 직류 전력량계로 동작하는 직류 전력량계 모드 중 어느 하나의 모드를 시작하는 단계를 더 포함한다.
상기 어느 하나의 모드를 시작하는 단계 후, 교류 전력량계 모드에서 상기 계측부가 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터에서 직류 옵셋 성분을 제거하는 단계와, 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터의 크기 및 위상을 보상하는 단계를 더 포함한다.
상기 어느 하나의 모드를 시작하는 단계 후, 직류 전력량계 모드에서 상기 계측부가 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터에서 기 저장된 전력량계 고유의 직류 옵셋 값을 차감하는 단계와, 상기 계측부가 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터의 크기를 보상하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 교류와 직류 양자 모두를 측정할 수 있도록 하는 하드웨어 및 소프트웨어를 공용화한 전력측정장치를 제공함으로써, 교류 및 직류 측정 각각에 대해 구분할 필요 없이 하나의 장치로 생산할 수 있다. 따라서 전력량계의 생산성 및 시장 대응력을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단락 저항 및 전류 센서를 적용한 교류 직류 겸용 전력 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단락 저항 및 전류 센서를 적용한 교류 직류 겸용 전력 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교류 전력량계 모드에서 전력 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직류 전력량계 모드에서 전력 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 단락 저항 및 전류 센서를 적용한 교류 직류 겸용 전력 측정 장치에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단락 저항 및 전류 센서를 적용한 교류 직류 겸용 전력 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 전력측정장치(10)는 전자 회로 보드(PCB) 상에서 형성된다. 이러한 전력측정장치(10)는 션트저항센서(Shunt Resistor Sensor: 100), 컨버터(ADC: Analog Digital Converter, 200), 갈바닉절연체(Galvanic Isolation, 300), 전류측정부(400), 전압측정부(500) 및 계측부(600)를 포함한다.
션트저항센서(100)는 다상(예컨대, 2상, 3상) 전기 회로의 전류를 센싱한 센서값을 제공한다. 이때, 복수의 션트저항센서(100) 각각이 서로 다른 상의 전류에 대해 센싱을 수행한다. 예컨대, 3상 전기 회로인 경우, 3개의 션트저항센서(100)가 마련되며, 3개의 션트저항센서(100) 각각은 R상, S상 및 T상의 전류를 센싱한다.
컨버터(200)는 션트저항센서(100)로부터 제공되는 아날로그 신호인 센서값을 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
갈바닉절연체(300)는 갈바닉 절연을 수행하며, 컨버터(200)와 전류측정부(400) 사이에 개재되어 션트저항센서(100) 및 컨버터(200)를 포함하는 부분과 전류측정부(400) 전압측정부(500) 및 계측부(600)를 포함하는 부분을 전기적으로 분리한다. 다만, 갈바닉절연체(300)는 전기적인 분리를 수행하지만 컨버터(200)에 의해 디지털 신호로 변환된 센서값을 전류측정부(400)로 전달할 수 있다.
전류측정부(400)는 센서값으로부터 다상(예컨대, 2상, 3상) 전기 회로의 전류를 측정하여 전류 측정 데이터를 생성한다. 그리고 전류측정부(400)는 생성된 전류 측정 데이터를 계측부(600)에 제공한다.
전압측정부(500)는 다상(예컨대, 2상, 3상) 전기 회로의 전압을 측정하여 전압 측정 데이터를 생성한다. 그리고 전압측정부(500)는 생성된 전압 측정 데이터를 계측부(600)에 제공한다.
계측부(600)는 전류측정부(400) 및 전압측정부(500) 각각으로부터 전류 및 전압 측정 데이터를 제공받고, 이로부터 전력 및 전력량을 산출하기 위한 것이다.
계측부(600)는 전류측정부(400) 및 전압측정부(500) 각각으로부터 전류 및 전압 측정 데이터를 제공받으면, 전류 및 전압 측정 데이터 중 어느 하나로부터 전기 회로의 주파수를 검출한다. 그리고 계측부(600)는 검출된 전기 회로의 주파수가 30 Hz 이상이고, 90 Hz이하의 범위에 속하는지 여부에 따라 교류(AC) 전력량계로 동작하거나, 직류(AC) 전력량계로 동작할 수 있다. 즉, 계측부(600)는 전기 회로의 주파수가 30 Hz 이상이고, 90 Hz이하의 범위에 속하면, 교류(AC) 전력량계로 동작함을 인식하고, 교류 전력량계 모드를 시작한다. 반면, 계측부(600)는 전기 회로의 주파수를 인식하지 못하거나, 전기 회로의 주파수가 30 Hz 이상이고 90 Hz이하의 범위에 속하지 않으면, 계측부(600)는 직류(DC) 전력량계로 동작함을 인식하고, 직류 전력량계 모드를 시작한다.
교류 전력량계 모드에서, 전압 및 전류의 직류 옵셋 성분은 노이즈에 해당되므로 계측부(600)는 전압 및 전류 측정 데이터에서 직류 옵셋 성분을 제거한다. 직류 옵셋 성분은 전력측정장치(10)에 전압 혹은 전류를 인가하지 않았지만 션트저항센서(100) 혹은 컨버터(200)의 특성으로 인해 발생하는 직류 옵셋 값을 의미한다. 이러한 직류 옵셋 값은 전력측정장치(10) 제작 단계에서 무전류, 무전압 하에서 측정하여 전력측정장치(10) 내부에 기록된다. 특히, 전력측정장치(10)의 고유 DC 옵셋 값은 전력측정장치(10)의 정밀도를 결정하는 중요한 요소로 각 전력측정장치(10)를 제작하는 단계에서 매번 수행하여 내부에 기록할 수도 있고 전체를 대표하는 숫자의 전력측정장치(10)로 온도, 전류별 직류 옵셋 값을 각각 측정하여 평균값을 반영할 수도 있다. 또한, 계측부(600)는 S150 단계에서 정밀도 개선을 위하여 전압 및 전류 측정 데이터에 대해 크기 및 위상을 보상한다.
직류 전력량계 모드에서, 계측부(600)는 전류 및 전압 측정 데이터에서 기 저장된 전력량계 고유의 직류 옵셋 값을 차감한다. 전력량계 고유의 직류 옵셋 값은 미리 측정되어 저장된 것이다. 또한, 계측부(600)는 전압 및 전류 측정 데이터에 대해 크기를 보상한다. 교류 전력량계 모드와 달리 직류 전력량계 모드에서는 위상이 없기 때문에 크기 값만을 보상한다.
전술한 바와 같이, 교류 전력량계 모드 혹은 직류 전력량계 모드에서 직류 옵셋 처리 및 크기 및 위상에 대한 보상 처리를 수행한 후, 계측부(600)는 전류 및 전압 측정 데이터로부터 전력을 산출한다. 이때, 계측부(600)는 전류 및 전압 측정 데이터를 곱하여 전력을 산출할 수 있다. 그런 다음, 계측부(600)는 산출된 전력을 소정 시간(▽t: 누적 시간) 동안 누적하여 전력량을 산출한다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 단락 저항 및 전류 센서를 적용한 교류 직류 겸용 전력 측정 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단락 저항 및 전류 센서를 적용한 교류 직류 겸용 전력 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교류 전력량계 모드에서 전력 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직류 전력량계 모드에서 전력 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
다상 전기 회로가 마련되고, 션트저항센서(100)가 다상 전기 회로의 전류를 센싱하여 센서값을 컨버터(200)로 제공하면, 컨버터(200)는 센서값을 디지털로 변환하여 갈바닉절연체(300)로 출력하고, 갈바닉절연체(300)는 갈바닉 절연을 수행하면서, 디지털로 변환된 센서값을 전류측정부(400)로 전달한다. 그러면, 전류측정부(400)는 센서값으로부터 다상 전기 회로의 전류를 측정하여 전류 측정 데이터를 계측부(600)에 제공한다. 한편, 전압측정부(500)는 다상 전기 회로의 전압을 측정하여 전압 측정 데이터를 제공한다.
전류측정부(400) 및 전압측정부(500) 각각으로부터 전류 및 전압 측정 데이터를 제공받으면, 계측부(600)는 S110 단계에서 전류 및 전압 측정 데이터 중 어느 하나로부터 전기 회로의 주파수를 검출하고, S120 단계에서 전기 회로의 주파수가 30 Hz 이상이고, 90 Hz이하의 범위에 속하는지 여부를 판별한다.
계측부(600)는 전기 회로의 주파수가 30 Hz 이상이고, 90 Hz이하의 범위에 속하면, S130 단계로 진행하고, 전기 회로의 주파수를 인식하지 못하거나, 전기 회로의 주파수가 30 Hz 이상이고 90 Hz이하의 범위에 속하지 않으면, S160 단계로 진행한다.
전기 회로의 주파수가 30 Hz 이상이고, 90 Hz이하의 범위에 속하면, 계측부(600)는 S130 단계에서 교류(AC) 전력량계로 동작함을 인식하고, 교류 전력량계 모드를 시작한다. 이에 따라, 교류 전력량계 모드에서, 전압 및 전류의 직류 옵셋 성분은 노이즈에 해당되므로 계측부(600)는 S140 단계에서 전압 및 전류 측정 데이터에서 직류 옵셋 성분을 제거한다. 직류 옵셋 성분은 전력측정장치(10)에 전압 혹은 전류를 인가하지 않았지만 션트저항센서(100) 혹은 컨버터(200)의 특성으로 인해 발생하는 직류 옵셋 값을 의미한다. 이러한 직류 옵셋 값은 전력측정장치(10) 제작 단계에서 무전류, 무전압 하에서 측정하여 전력측정장치(10) 내부에 기록된다. 특히, 전력측정장치(10)의 고유 DC 옵셋 값은 전력측정장치(10)의 정밀도를 결정하는 중요한 요소로 각 전력측정장치(10)를 제작하는 단계에서 매번 수행하여 내부에 기록할 수도 있고 전체를 대표하는 숫자의 전력측정장치(10)로 온도, 전류별 직류 옵셋 값을 각각 측정하여 평균값을 반영할 수도 있다. 다음으로, 계측부(600)는 S150 단계에서 정밀도 개선을 위하여 전압 및 전류 측정 데이터에 대해 크기 및 위상을 보상한다.
한편, S160 단계에서 전기 회로의 주파수를 인식하지 못하거나, 전기 회로의 주파수가 1Hz 미만의 범위에 속하면, 계측부(600)는 S170 단계에서 직류(DC) 전력량계로 동작함을 인식하고, 직류 전력량계 모드를 시작한다. 여기서 계측부(600)는 주파수가 1Hz 이상의 범위에 속하면 S110 단계로 분기한다.
이에 따라, 계측부(600)는 S180 단계에서 전류 및 전압 측정 데이터에서 기 저장된 전력량계 고유의 직류 옵셋 값을 차감한다. 전력량계 고유의 직류 옵셋 값은 미리 측정되어 저장된 것이다. 이어서, 계측부(600)는 S180 단계에서 전압 및 전류 측정 데이터에 대해 크기를 보상한다. 교류 전력량계 모드와 달리 직류 전력량계 모드에서는 위상이 없기 때문에 크기 값만을 보상한다.
전술한 바와 같이, 교류 전력량계 모드 혹은 직류 전력량계 모드를 실행 중인 계측부(600)는 직류 옵셋 처리(S140 또는 S180) 및 보상 처리(S150 또는 S190)를 수행한 후, S200 단계에서 직류 옵셋 처리 및 보상 처리가 완료된 전류 및 전압 측정 데이터로부터 전력을 산출한다. 이때, 계측부(600)는 전류 및 전압 측정 데이터를 곱하여 전력을 산출할 수 있다.
교류 전력량계 모드에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 계측부(600)는 전압의 위상에 따라 유효 전력을 산출하고, 위상 천이 필터를 이용하여 원 위상에서 90도 다른 전압을 이용하여 무효 전력을 산출한다.
직류 전력량계 모드에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 계측부(600)는 유효 전력만을 산출한다.
이어서, 계측부(600)는 S210 단계에서 산출된 전력을 소정 시간(▽t: 누적 시간) 동안 누적하여 전력량을 산출한다.
교류 전력량계 모드에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 계측부(600)는 계기정수 및 비교기를 통해 유효 전력 및 무효 전력을 각각 소정 시간 동안 누적하여 유효 전력량과 무효 전력량을 산출할 수 있다.
직류 전력량계 모드에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 계측부(600)는 계기정수 및 비교기를 통해 유효 전력을 소정 시간 동안 누적하여 유효 전력량과 무효 전력량을 산출할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 따른 션트 저항 센서를 포함하는 교류 및 직류 겸용의 전력 측정을 위한 방법에 대해서 설명하였다. 종래 CT 전류 센서를 사용하는 대부분의 전력량계는 직류 전력량을 측정할 수 없다. 또한 션트 저항 센서를 적용하여 교류 및 직류를 동시에 측정할 수 있다하여도 직류 전류 성분을 노이즈로 인식하는 교류 전력량계 특징상 전력량계를 공용할 수 없다. 또한 직류 전류 센서를 다상의 전기회로에 적용하여 전력량을 계량할 수 없었다. 하지만 본 발명은 갈바닉절연체(300)를 이용하여 션트 저항 전류 센서를 다상 회로에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 측정 대상 전기회로의 주파수를 인식하여 교류, 직류 전기회로를 구분하고 전류 신호에서 직류 옵셋 값을 포함할 것인지 제거할 것인지를 결정하여 결국 교류 및 직류 양자 모두를 측정할 수 있는 전력측정장치를 제공한다.
한편, 앞서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
10: 전력측정장치
100: 션트저항센서
200: 컨버터
300: 갈바닉절연체
400: 전류측정부
500: 전압측정부
600: 계측부

Claims (8)

  1. 전력 측정을 위한 장치에 있어서,
    다상 회로의 각 상별로 구비되어, 각 상에 대한 전류를 센싱하여 센싱값을 제공하는 션트저항센서;
    각각의 상기 션트저항센서별로 구비되어, 상기 센싱값을 디지털 신호로 변환하는 컨버터;
    각각의 상기 컨버터별로 구비되어, 전류측정부와 전기적으로 절연하면서 디지털 신호로 변환된 센싱값을 전류측정부로 전달하는 갈바닉절연체;
    상기 센싱값으로부터 전류를 측정하여 전류 측정 데이터를 생성하는 상기 전류측정부;
    다상 회로의 각 상에 대한 전압을 측정하여 전압 측정 데이터를 생성하는 전압측정부; 및
    상기 전류 측정 데이터 및 상기 전압 측정 데이터로부터 전력 및 전력량을 산출하는 계측부;
    를 포함하는 전력 측정을 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계측부는
    상기 전류 측정 데이터 및 상기 전압 측정 데이터 중 어느 하나로부터 전기 회로의 주파수를 검출하고,
    검출된 전기 회로의 주파수에 따라 교류 전력량계로 동작하는 교류 전력량계 모드 및 직류 전력량계로 동작하는 직류 전력량계 모드 중 어느 하나의 모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 전력 측정을 위한 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 계측부는
    교류 전력량계 모드에서
    상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터에서 상기 션트저항센서 또는 상기 컨버터에 의한 직류 옵셋 성분을 제거하고,
    상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터의 크기 및 위상을 보상하는 것을 특징으로 하는 전력 측정을 위한 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 계측부는
    직류 전력량계 모드에서
    상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터에서 기 저장된 전력량계 고유의 직류 옵셋 값을 차감하고,
    상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터의 크기를 보상하는 것을 특징으로 하는 전력 측정을 위한 장치.
  5. 전력 측정을 위한 방법에 있어서,
    다상 회로의 각 상별로 구비되는 션트저항센서가 다상 회로의 각 상에 대한 전류를 센싱하여 센싱값을 제공하는 단계;
    각각의 상기 션트저항센서별로 구비되는 컨버터가 상기 센싱값을 디지털 신호로 변환하는 단계;
    각각의 상기 컨버터별로 구비되는 갈바닉절연체가 전류측정부와 전기적으로 절연하면서 디지털 신호로 변환된 센싱값을 전류측정부로 전달하는 단계;
    상기 전류측정부가 상기 센싱값으로부터 전류를 측정하여 전류 측정 데이터를 생성하는 단계;
    전압측정부가 다상 회로의 각 상에 대한 전압을 측정하여 전압 측정 데이터를 생성하는 단계; 및
    계측부가 상기 전류 측정 데이터 및 상기 전압 측정 데이터로부터 전력 및 전력량을 산출하는 단계;
    를 포함하는 전력 측정을 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 계측부는
    상기 전류 측정 데이터 및 상기 전압 측정 데이터 중 어느 하나로부터 전기 회로의 주파수를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 전기 회로의 주파수에 따라 교류 전력량계로 동작하는 교류 전력량계 모드 및 직류 전력량계로 동작하는 직류 전력량계 모드 중 어느 하나의 모드를 시작하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 측정을 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 어느 하나의 모드를 시작하는 단계 후,
    교류 전력량계 모드에서
    상기 계측부가 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터에서 상기 션트저항센서 또는 상기 컨버터에 의한 직류 옵셋 성분을 제거하는 단계; 및
    상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터의 크기 및 위상을 보상하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 측정을 위한 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 어느 하나의 모드를 시작하는 단계 후,
    직류 전력량계 모드에서
    상기 계측부가 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터에서 기 저장된 전력량계 고유의 직류 옵셋 값을 차감하는 단계;
    상기 계측부가 상기 전압 측정 데이터 및 상기 전류 측정 데이터의 크기를 보상하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 측정을 위한 방법.
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