KR102161000B1 - 무정전 전원공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 장치 및 방법 - Google Patents

무정전 전원공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법은 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 데이터를 측정 시각과 매칭하여 제1 저장소에 저장하는 단계, 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나에 대한 장애 발생 신호를 수신하는 단계, 장애 발생 신호의 수신 시각 또는 장애 발생 신호에 포함된 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 기준 시각을 포함하는 시간 구간을 결정하는 단계, 및 제1 저장소에 저장된 데이터 중 시간 구간에 대응하는 데이터를 로드하고, 장애 발생을 알리기 위한 메시지 및 로드된 데이터를 포함하는 장애 발생 정보를 관리자 단말에 전송하는 단계를 포함한다.

Description

무정전 전원공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 장치 및 방법{APPARATUS OF FAULT DIAGNOSIS AND DEFECT ANALYSIS SYSTEM INCLUDING AN UNTNTERRUPTIBLE POWER SUPPLY AND METHOD FOR THEREOF}
본 발명은 무정전 전원 공급 장치(UPS: Uninterruptible Power supply System)를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 각 구성요소들의 신호 파형을 실시간으로 측정하고 이를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
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.
도 1은 종래 기술에 따른 바이패스 기능을 지원하는 무정전 전원 공급 장치의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 바이패스 기능을 지원하는 무정전 전원 공급 장치(110)의 동작 중 컨버터(111), 인버터(112), 배터리(113) 또는 절환부(120)에 포함된 인버터 SCR(SCR에 대해서는 후술함)에 장애가 발생한 경우, 자동으로 절환부(120)에 포함된 바이패스 SCR이 턴-온되며 전원부(G)에서 생성된 전기에너지가 바이패스(140)를 통해 부하단(L)에 공급되게 된다.
본 발명은 무정전 전원 공급 장치의 동작 중 장애가 발생하는 경우 장애 알림과, 장애 발생 원인을 파악하기 위한 추가적인 정보를 함께 제공하는 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예 따른 컨버터, 인버터 및 배터리를 포함하는 무정전 전원 공급 장치(UPS: Uninterruptible Power supply System), 상기 무정전 전원 공급 장치를 우회하여 전원부로부터의 전력을 부하단에 공급하기 위한 바이패스 및 상기 무정전 전원 공급 장치 또는 바이패스가 상기 부하단에 선택적으로 연결되도록 스위칭하는 절환부를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법은, 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 데이터를 측정 시각과 매칭하여 제1 저장소에 저장하는 단계, 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나에 대한 장애 발생 신호를 수신하는 단계, 상기 장애 발생 신호의 수신 시각 또는 상기 장애 발생 신호에 포함된 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 포함하는 시간 구간을 결정하는 단계 및 장애 발생을 알리기 위한 메시지 및 상기 로드된 데이터를 포함하는 장애 발생 정보를 관리자 단말에 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 장애 발생 신호를 수신하는 단계는, 무정전 전원 공급 장치 제어부로부터 상기 장애 발생 신호를 수신하는 단계이고, 상기 무정전 전원 공급 장치 제어부는, 상기 실시간 데이터를 이용하여 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나에 대한 장애 발생 여부를 판단하고, 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 상기 장애 발생 여부를 판단한 적어도 하나에 대한 상기 장애 발생 신호를 출력하는, 무정전 전원 공급 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면,상기 장애 발생 신호의 수신 시각 또는 상기 장애 발생 신호에 포함된 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 포함하는 시간 구간을 결정하는 단계는, 기준 시각은 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 전후 데이터를 제2 저장소에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컨버터, 인버터 및 배터리를 포함하는 무정전 전원 공급 장치(UPS: Uninterruptible Power supply System), 상기 무정전 전원 공급 장치를 우회하여 전원부로부터의 전력을 부하단에 공급하기 위한 바이패스 및 상기 무정전 전원 공급 장치 또는 바이패스가 상기 부하단에 선택적으로 연결되도록 스위칭하는 절환부를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법은, 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 데이터를 측정 시각과 매칭하여 제1 저장소에 저장하는 단계, 상기 제1 저장소에 저장된 실시간 데이터에 대한 RMS 또는 FTT 연산을 수행하는 단계, 상기 연산이 수행된 데이터가 기 설정된 파형왜율을 초과하면 장애가 발생한 것으로 판단하여 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 포함하는 시간 구간을 결정하는 단계, 장애 발생 정보를 관리자 단말에 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연산이 수행된 데이터가 기 설정된 파형왜율을 초과하는 것으로 판단되면 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 포함하는 시간 구간을 결정하는 단계는, 기준 시각은 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 전후 실시간 데이터를 제2 저장소에 저장하는 단계를 포함하는, 무정전 전원 공급 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 저장소에 저장된 실시간 데이터에 대한 RMS 또는 FTT 연산을 수행하는 단계, 상기 연산이 수행된 데이터를 제3 저장소에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컨버터, 인버터 및 배터리를 포함하는 무정전 전원 공급 장치(UPS: Uninterruptible Power supply System), 상기 무정전 전원 공급 장치를 우회하여 전원부로부터의 전력을 부하단에 공급하기 위한 바이패스 및 상기 무정전 전원 공급 장치 또는 바이패스가 상기 부하단에 선택적으로 연결되도록 스위칭하는 절환부를 포함하는 시스템에 연결되는 고장진단 및 장애분석 장치는, 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 데이터를 수신하는 아날로그 데이터 수신부, 상기 실시간 데이터가 측정 시각과 매칭되어 저장되는 제1 저장부, 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나에 대한 장애 발생 신호를 수신하는 디지털 데이터 수신부, 상기 장애 발생 신호의 수신 시각 또는 상기 장애 발생 신호에 포함된 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각은 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 전후 데이터를 제2 저장소에 저장하며 장애 발생을 알리기 위한 메시지를 생성하는 제어부 및 상기 장애 발생을 알리기 위한 메시지를 관리자 단말에 전송하는 통신부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컨버터, 인버터 및 배터리를 포함하는 무정전 전원 공급 장치(UPS: Uninterruptible Power supply System), 상기 무정전 전원 공급 장치를 우회하여 전원부로부터의 전력을 부하단에 공급하기 위한 바이패스 및 상기 무정전 전원 공급 장치 또는 바이패스가 상기 부하단에 선택적으로 연결되도록 스위칭하는 절환부를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 장치는, 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 데이터를 수신하는 아날로그 데이터 수신부, 상기 실시간 데이터가 측정 시각과 매칭되어 저장되는 제1 저장부, 상기 제1 저장소에 저장된 실시간 데이터에 대한 RMS 또는 FTT 연산을 수행하여, 상기 연산이 수행된 데이터가 기 설정된 파형왜율을 초과하면 장애가 발생한 것으로 판단하여 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 전후 실시간 데이터를 제2 저장소에 저장하며 장애 발생 정보를 관리자 단말에 전송하는 제어부를 포함한다.
상술한 본 발명의 실시예들에 따른 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 장치 및 그 방법에 따르면, 무정전 전원 공급 장치의 동작 중 장애가 발생하는 경우 장애 알림과, 장애 발생 원인을 파악하기 위한 추가적인 정보를 함께 제공하며, 나아가 장애 발생 이전의 측정 데이터를 활용하여 장애가 발생하기 전에 장애 발생 위험을 판단하고 이에 대한 알림을 제공함으로써, 현장의 관리자가 고장상황을 신속히 파악하고, 또한 고장에 미리 대비할 수 있도록 하여 무정전 전원 공급 장치를 안정적으로 운영함과 동시에 경제성을 도모할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 바이패스 기능을 지원하는 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치 및 무정전 전원 공급 장치 제어부를 포함하는 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치, 무정전 전원 공급 장치 제어부 및 고장진단 및 장애분석 장치를 포함하는 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치 및 무정전 전원 공급 장치 제어부를 포함하는 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치 및 무정전 전원 공급 장치 제어부를 포함하는 연결 구조는 무정전 전원 공급 장치(110), 절환부(120), 무정전 전원 공급 장치(110)를 우회하는 바이패스(140) 및 무정전 전원 공급 장치 제어부(150)를 포함할 수 있다.
절환부(120) 및 바이패스(140)는 무정전 전원 공급 장치(110) 외부의 별개의 컴포넌트로 도시되었으나, 이와 달리 절환부(120) 및 바이패스(140) 중 적어도 하나의 구성은 무정전 전원 공급 장치(110) 내의 컴포넌트로 이루어질 수도 있다. 또한, 절환부(120)는 인버터 SCR 및 바이패스 SCR 중 어느 하나만을 포함하고 절환부(120)에 포함되는 하나의 SCR은 무정전 전원 공급 장치(110) 외부의 별개의 컴포넌트에 해당하고, 나머지 하나의 SCR은 무정전 전원 공급 장치(110)의 컴포넌트로 이루어질 수도 있다.
나아가, 무정전 전원 공급 장치 제어부(150)는 무정전 전원 공급 장치(110) 외부의 별개의 컴포넌트로 도시되었으나, 이와 달리 무정전 전원 공급 장치(110) 내의 컴포넌트로 이루어 질 수도 있다.
전원부(G)는 상용 전원 또는 상기 상용 전원에 장애가 발생될 경우를 대비한 발전기일 수 있다. 나아가, 도시되지 않았으나, 전원부(G)는 상용 전원 및 발전기를 포함하고, 상용 전원이 정상적으로 가동 중인 상태에서는 상용 전원 측으로 절환되고, 상용 전원에 장애가 발생 시 발전기 쪽으로 자동 절환 스위치(ATS: Automatic Transfer Switch)를 포함할 수도 있다.
도 2와 같이 무정전 전원 공급 장치(110)의 컨버터(111), 인버터(112), 배터리(113) 및 절환부(120)에 포함된 인버터 SCR이 정상적으로 동작하는 경우, 전원부(G)에서 공급되는 전력은 무정전 전원 공급 장치(110)를 경유하여 부하단(L)에 공급되게 된다. 이경우 무정전 전원 공급 장치(110)의 컨버터(111) 및 인버터(112)는 동작 상태이며, 배터리(113)는 비상시 부하단(L)에 안정적으로 전원을 공급하기 위한 충전모드로 동작 중일 수 있다.
전원부(G)에 장애가 발생한 경우에도 무정전 전원 공급 장치(110)의 인버터(112), 배터리(113) 및 인버터 SCR이 정상적으로 동작할 수 있다. 이 경우 무정전 전원 공급 장치(110)의 컨버터(111)는 오프(OFF) 상태이며, 부하단(L)에는 배터리(113)로부터 출력되는 전력이 공급될 수 있다.
본 명세서상에서 지칭되는 인버터 SCR 및 바이패스 SCR에 적용되는 SCR(Silicon Controlled Rectifier)은 SCR이라는 용어에 제한되지 않고 제어단자(예를 들면, 게이트 단자) 등을 통해 두 전극 사이의 스위칭을 고속으로 제어할 수 있는 다양한 소자들을 포함할 수 있다. 상기 SCR은 사이리스터(Thyristor)로 호칭될 수도 있으며, 예를 들면 쌍방향 사이리스터(Triode for Alternating Current, TRIAC), 역도통 사이리스터(Reverse Conducting Thyristor, RCT), 게이트 턴 오프 사이리스터 (Gate Turn-Off Thyristor, GTO) 등을 포함하는 광의의 스위칭 소자를 지칭한다.
무정전 전원 공급 장치 제어부(150)는 컨버터(111), 인버터(112), 배터리(113) 및 절환부(120) 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 모니터링할 수 있으며, 모니터링된 데이터를 이용하여 컨버터(111), 인버터(112), 배터리(113) 및 절환부(120) 중 적어도 하나에 장애가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 무정전 전원 공급 장치 제어부(150)는 컨버터(111) 전단에서 입력전압, 인버터(112)와 절환부(120) 사이에서의 인버터 전압, 및 절환부(120) 후단에서의 출력전압을 모니터링하고, 모니터링된 데이터를 이용하여 컨버터(111), 인버터(112) 및 절환부(120) 중 적어도 하나에 장애가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.
무정전 전원 공급 장치 제어부(150)는 컨버터(111), 인버터(112), 배터리(113) 또는 절환부(120)에 포함된 인버터 SCR에 장애가 발생한 것으로 판단한 경우, 인버터(112)를 정지시키고, 절환부(120)에 포함된 인버터 SCR을 턴-오프시키면서 바이패스 SCR을 턴-온시키기 위해 인버터(112) 및 절환부(120)에 제어 신호를 전송할 수 있다. 상기 SCR들의 제어는 예를 들면 상기 SCR들 각각의 게이트 단자에 입력되는 신호를 변경하여 수행될 수 있다.
무정전 전원 공급 장치 제어부(150)는 컨버터(111), 인버터(112), 배터리(113) 및 절환부(120) 중 적어도 하나에 장애가 발생한 것으로 판단한 경우, 장애상황을 포함하는 장애 발생 신호를 통신부를 통해 외부로 전송할 수 있다. 무정전 전원 공급 장치 제어부(150)는 장애 발생 신호를 후술할 고장진단 및 장애분석 장치에 전송할 수 있으며, 관리자 단말(200)에도 직접 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치, 무정전 전원 공급 장치 제어부 및 고장진단 및 장애분석 장치를 포함하는 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치, 무정전 전원 공급 장치 제어부 및 고장진단 및 장애분석 장치를 포함하는 연결 구조는 무정전 전원 공급 장치(110), 절환부(120), 무정전 전원 공급 장치(110)를 우회하는 바이패스(140), 무정전 전원 공급 장치 제어부(150), 온도 센서(160), 고장진단 및 장애분석 장치(170) 및 관리자 단말(200)을 포함할 수 있다.
고장진단 및 장애분석 장치(170)는 아날로그 데이터 수신부(171), 디지털 데이터 수신부(172), 저장부(173), 제어부(174) 및 통신부(175)를 포함할 수 있다.
아날로그 데이터 수신부(171)는 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 데이터를 수신할 수 있다.
아날로그 신호 수신부(171)는 도 3에서와 같이 무정전 전원 공급 장치 제어부(150)가 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부의 전압 및 전류를 실시간으로 측정한 데이터들 전체를 함께 수신할 수 있다. 도시되지 않았으나, 아날로그 신호 수신부(171)는 무정전 전원 공급 장치 제어부(150)의 측정 데이터들 전체 중 일부만을 함께 수신할 수 있다.
아날로그 신호 수신부(171)는 온도 센서(160)로부터 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나의 온도를 측정한 실시간 데이터를 더 수신할 수 있다.
디지털 데이터 수신부(172)는 무정전 전원 공급 장치 제어부(150)로부터 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나에 대한 장애 발생 신호를 수신할 수 있다.
저장부(173)는 실시간 데이터가 측정 시각과 매칭되어 저장되기 위한 메모리 및 스토리지를 포함할 수 있다. 메모리 및 스토리지는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체일 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM이나 RAM을 포함할 수 있다.
도시되지 않았으나, 저장부(173)는 실시간 측정 데이터를 저장하기 위한 메모리, 크기 데이터(예를 들어, 실시간 측정 데이터가 교류인 경우 제곱평균제곱근(RMS: Root Mean Square))만을 저장하기 위한 메모리 및 무정전 전원 장치의 내부 상태 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있다.
제어부(174)는 장애 발생 신호의 수신 시각 또는 장애 발생 신호에 포함된 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 기준 시각을 포함하는 시간 구간을 결정하고, 저장부(173)에 저장된 데이터 중 상기 시간 구간에 대응하는 데이터를 로드하고, 장애 발생을 알리기 위한 메시지 및 상기 로드된 데이터를 포함하는 장애 발생 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치일 수 있다. 컴퓨팅 장치는 중앙 처리 장치 또는 메모리나 스토리지에 저장된 프로세싱 인스트럭션들을 실행하는 반도체 장치일 수 있다.
통신부(175)는 정보통신망을 통해 관리자 단말(200)로 정보를 전송할 수 있다.
상기 정보통신망은 예를 들면, 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN) 또는 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN) 등과 같은 유선 네트워크나 이동 통신망(mobile radio communication network), 위성 통신망, 블루투스(Bluetooth), Wibro(Wireless Broadband Internet), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 모든 종류의 무선 네트워크로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 통신부(175)는 정보통신망을 통해 서버(미도시)로 정보를 전송하고, 서버로부터 정보를 수신할 수 있다. 서버는 복수의 고장진단 및 장애분석 장치(170)들로부터 수신한 정보를 바탕으로 빅 데이터(big data) 기술을 활용하여 분석을 수행하고, 분석 결과를 고장진단 및 장애분석 장치(170)들에 전송할 수 있다.
관리자 단말(200)에는 통신부(175)와 통신을 수행하기 위한 통신부 및 각 기능들을 사용자 인터페이스(User interface)를 통해 표시하는 어플리케이션 프로그램이 기록된 컴퓨팅 장치로 읽고 쓰기가 가능한 기록매체가 탑재될 수 있다. 예컨대, 상기 관리자 단말(200)은 휴대가 용이한 스마트폰, 태블릿 PC 등의 휴대형 단말기 또는 정보통신망으로의 접속이 가능한 거치형 컴퓨팅 장치 등일 수 있다. 관리자 단말(200)은 예를 들면 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치에 의해 구현될 수도 있고, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 데스크톱(desktop), 노트북, 랩톱(laptop) 등에 의해 구현될 수도 있다.
본 발명에서는 이와 같이 무정전 전원 공급 장치의 동작 중 장애가 발생하는 경우 장애 알림과, 장애 발생 원인을 파악하기 위한 추가적인 정보를 함께 제공하며, 나아가 장애 발생 시의 측정 데이터를 활용하여 장애가 발생하기 전에 장애 발생 위험을 판단하고 이에 대한 알림을 제공함으로써, 현장의 관리자가 고장상황을 신속히 파악하고, 또한 고장에 미리 대비할 수 있도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고장진단 및 장애분석 방법은 무정전 전원 공급 장치 제어부(150)로부터 장애 발생 신호를 수신하여 고장 진단을 수행할 수 있다.
구체적으로, 무정전 전원 공급 장치가 운전 중인 상황에서(S410), 아날로그 신호 수신부는 무정전 전원 공급 장치에 포함된 컨버터, 인버터, 배터리 및 무정전 전원 공급 장치에 연결된 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 측정 데이터를 수신하고, 측정 데이터를 측정 시각과 매칭하여 제1 저장소에 저장할 수 있다(S420). 아날로그 신호 수신부는 무정전 전원 공급 장치 제어부가 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부의 전압 및 전류를 실시간으로 측정한 데이터들 전체를 함께 수신하거나, 또는 측정한 데이터들 전체에서 일부 데이터만을 함께 수신하는 것일 수 있다.
상기 제1 저장소는 저장된 데이터의 보관 시간, 저장된 데이터의 크기 및 가용 저장 공간 크기 중 적어도 하나에 기초하여 저장된 데이터가 자동 삭제되도록 제어되는 저장소일 수 있다.
구체적으로, 제1 저장소는 실시간으로 수신되는 데이터를 저장하되, 가용 저장 공간이 부족하면 먼저 수신된 데이터를 우선적으로 삭제하고 후에 수신된 데이터를 저장하는 방식으로 가용 저장 공간을 확보할 수 있다.
디지털 신호 수신부는 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나에 대한 장애 발생 신호를 수신할 수 있다(S430). 장애 발생 신호는 무정전 전원 공급 장치 제어부로부터 수신할 수 있으며, 무정전 전원 공급 장치 제어부는 상기 측정 데이터들에 기초하여 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나에 대한 장애 발생 여부를 판단하고, 장애가 발생한 구성에 대응하는 장애 발생 신호를 출력할 수 있다.
제어부는 상기 장애 발생 신호의 수신 시각 또는 상기 장애 발생 신호에 포함된 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 포함하는 시간 구간을 결정한다.(S440)
기준 시간이 결정되면, 기준 시각을 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 전후 데이터를 제2 저장소에 저장한다(S150). 제2 저장소는 실시간 데이터가 저장되는 제1 저장소와는 구분되는 저장 공간이다.
제2 저장소에 저장된 데이터는 향후 실시간 데이터를 분석하여 고장 발생 시 정확한 원인분석에 사용될 수 있다.
이후, 제어부는 통신부를 통해 장애 발생을 알리기 위한 메시지를 관리자 단말에 전송할 수 있다(S460).
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 실시간으로 측정 및 분석된 데이터를 이용하여 고장 발생 여부를 사전에 진단한 후 장애 발생 신호를 생성할 수 있다.
구체적으로, 무정전 전원 공급 장치가 운전 중인 상황에서(S510), 도 4에서 설명한 바와 마찬가지로 아날로그 신호 수신부는 컨버터, 인버터, 배터리 및 무정전 전원 공급 장치에 연결된 절환부로부터 실시간으로 측정된 전압 및 전류 데이터를 수신하고 이를 측정 시각과 매칭시킨 후 제1 저장소에 저장한다(S520).
이후 제어부는 제1 저장소에 저장된 실시간 데이터에 대하여 RMS 또는 FFT(Fast Fourier Transform : 고속 푸리에 변환) 연산을 수행한다(S530). 상술한 연산이 수행된 데이터들은 고장발생 여부를 사전에 진단하는데 사용된다.
구체적으로, 제어부는 RMS 또는 FFT 연산이 수행된 데이터가 기 설정된 파형왜율을 초과하는지를 판단한다(S540).
판단 결과, 기 설정된 파형왜율을 초과하는 것으로 판단되면 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 포함하는 시간 구간을 결정한다(S550).
기준 시간을 포함하는 시간 구간이 결정되면, 해당 시간 구간에 포함된 실시간 데이터를 제2 저장소에 저장한다(S560). 도 4에서 설명한바와 마찬가지로, 제2 저장소는 실시간 데이터가 저장되는 제1 저장소와는 구분되는 별도의 저장 공간이다.
이후, 제어부는 통신부를 통해 장애 발생을 알리기 위한 메시지 및 기준 시각을 포함하는 시간 구간에 포함된 데이터 중 적어도 하나를 관리자 단말 및 서버에 전송한다(S570).
한편, 도 5에서 설명하지는 않았지만 제1 저장소에 저장된 실시간 데이터를 RMS 연산 및 FFT(Fast Fourier Transform : 고속 푸리에변환)를 수행한 결과는 제1 저장소 및 제2 저장소와는 구분되는 별도의 저장 공간인 제3 저장소에 저장될 수 있다.
서버는 빅데이터(Big Data) 기술을 활용하여 상기 제3 저장소에 저장된 데이터를 분석하고, 분석 결과로 부하특성 및 입출력 전압/전류의 변화 등을 분석하는데 활용할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 컨버터, 인버터 및 배터리를 포함하는 무정전 전원 공급 장치(UPS: Uninterruptible Power supply System), 상기 무정전 전원 공급 장치를 우회하여 전원부로부터의 전력을 부하단에 공급하기 위한 바이패스 및 상기 무정전 전원 공급 장치 또는 바이패스가 상기 부하단에 선택적으로 연결되도록 스위칭하는 절환부를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법에 있어서,
    상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 아날로그 데이터를 측정 시각과 매칭하여 제1 저장소에 저장하는 단계;
    상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나에 대한 장애 발생 신호를 수신하는 단계;
    상기 장애 발생 신호의 수신 시각 또는 상기 장애 발생 신호에 포함된 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 포함하는 시간 구간을 결정하는 단계; 및
    장애 발생을 알리기 위한 메시지 및 상기 기준 시각을 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 아날로그 데이터를 포함하는 장애 발생 정보를 관리자 단말에 전송하는 단계를 포함하는, 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 장애 발생 신호를 수신하는 단계는
    무정전 전원 공급 장치 제어부로부터 상기 장애 발생 신호를 수신하는 단계이고,
    상기 무정전 전원 공급 장치 제어부는
    상기 실시간 데이터를 이용하여 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나에 대한 장애 발생 여부를 판단하고, 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 상기 장애 발생 여부를 판단한 적어도 하나에 대한 상기 장애 발생 신호를 출력하는, 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 장애 발생 신호의 수신 시각 또는 상기 장애 발생 신호에 포함된 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 포함하는 시간 구간을 결정하는 단계는,
    기준 시각은 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 전후 데이터를 제2 저장소에 저장하는 단계를 포함하는,
    무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법.
  4. 컨버터, 인버터 및 배터리를 포함하는 무정전 전원 공급 장치(UPS: Uninterruptible Power supply System), 상기 무정전 전원 공급 장치를 우회하여 전원부로부터의 전력을 부하단에 공급하기 위한 바이패스 및 상기 무정전 전원 공급 장치 또는 바이패스가 상기 부하단에 선택적으로 연결되도록 스위칭하는 절환부를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법에 있어서,
    상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 데이터를 측정 시각과 매칭하여 제1 저장소에 저장하는 단계;
    상기 제1 저장소에 저장된 실시간 데이터에 대한 RMS 또는 FTT 연산을 수행하는 단계;
    상기 연산이 수행된 데이터가 기 설정된 파형왜율을 초과하면 장애가 발생한 것으로 판단하여 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 전후 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 아날로그 데이터를 제2 저장소에 저장하는 단계;
    장애 발생 정보 및 상기 기준 시각을 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 전후 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 아날로그 데이터를 관리자 단말에 전송하고, 상기 실시간 아날로그 데이터로 고장 발생 여부를 사전에 진단하는 단계를 포함하는, 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 방법.
  5. 삭제
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 저장소에 저장된 실시간 데이터에 대한 RMS 또는 FTT 연산을 수행하는 단계는
    상기 연산이 수행된 데이터를 제3 저장소에 저장하는 단계를 포함하는, 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 고장진단 및 장애분석 방법.
  7. 컨버터, 인버터 및 배터리를 포함하는 무정전 전원 공급 장치(UPS: Uninterruptible Power supply System), 상기 무정전 전원 공급 장치를 우회하여 전원부로부터의 전력을 부하단에 공급하기 위한 바이패스 및 상기 무정전 전원 공급 장치 또는 바이패스가 상기 부하단에 선택적으로 연결되도록 스위칭하는 절환부를 포함하는 시스템에 연결되는 고장진단 및 장애분석 장치에 있어서,
    상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 아날로그 데이터를 수신하는 아날로그 데이터 수신부;
    상기 실시간 아날로그 데이터가 측정 시각과 매칭되어 저장되는 제1 저장부;
    상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 중 적어도 하나에 대한 장애 발생 신호를 수신하는 디지털 데이터 수신부;
    상기 장애 발생 신호의 수신 시각 또는 상기 장애 발생 신호에 포함된 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각은 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 전후 데이터를 제2 저장소에 저장하며 장애 발생을 알리기 위한 메시지를 생성하는 제어부; 및
    상기 장애 발생을 알리기 위한 메시지 및 상기 기준 시각을 기준으로 기 설정된 시간 길이만큼의 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 아날로그 데이터를 관리자 단말에 전송하는 통신부를 포함하는, 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 장치.
  8. 컨버터, 인버터 및 배터리를 포함하는 무정전 전원 공급 장치(UPS: Uninterruptible Power supply System), 상기 무정전 전원 공급 장치를 우회하여 전원부로부터의 전력을 부하단에 공급하기 위한 바이패스 및 상기 무정전 전원 공급 장치 또는 바이패스가 상기 부하단에 선택적으로 연결되도록 스위칭하는 절환부를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 장치에 있어서,
    상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 데이터를 수신하는 아날로그 데이터 수신부;
    상기 실시간 데이터가 측정 시각과 매칭되어 저장되는 제1 저장소;
    상기 제1 저장소에 저장된 실시간 데이터에 대한 RMS 또는 FTT 연산을 수행하여, 상기 연산이 수행된 데이터가 기 설정된 파형왜율을 초과하면 장애가 발생한 것으로 판단하여 장애 발생 시각을 기준 시각으로 결정하고, 상기 기준 시각을 기준으로 기 설정된 길이만큼의 전후 상기 컨버터, 인버터, 배터리 및 절환부 각각의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 측정한 실시간 아날로그 데이터를 제2 저장소에 저장하며 장애 발생 정보를 관리자 단말에 전송하고, 상기 실시간 아날로그 데이터로 고장 발생 여부를 사전에 진단하는 제어부를 포함하는, 무정전 전원 공급 장치를 포함하는 시스템의 고장진단 및 장애분석 장치.
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