KR102185020B1

KR102185020B1 - 전력선 통신을 이용한 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템

Info

Publication number: KR102185020B1
Application number: KR1020180028122A
Authority: KR
Inventors: 임창준
Original assignee: 엘에스일렉트릭(주)
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2020-12-02
Also published as: WO2019172519A1; KR20190106518A

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템은, 배전반 패널 내의 선로들에 계통을 이루도록 배치되는 복수의 차단기들, 상기 복수의 차단기들과 연결되는 게이트웨이, 및 상기 게이트웨이와 연결되는 데이터 로거를 포함하고, 상기 복수의 차단기들 각각은 전력선 통신 모듈을 포함하고, 상기 복수의 차단기들 중 상기 계통의 최상위 차단기는, 나머지 차단기들 각각에 대한 계통 정보를 상기 전력선 통신 모듈을 통해 수신하고, 수신된 계통 정보를 상기 게이트웨이를 통해 상기 데이터 로거로 전송하고, 상기 데이터 로거는, 수신된 계통 정보에 기초하여, 상기 복수의 차단기들에 대한 계통도를 생성한다.

Description

전력선 통신을 이용한 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템{ANCESTRY ANNALYSIS SYSTEM FOR CIRCUIT BREAKERS IN DISTRIBUTION PANEL USING POWER LINE COMMUNICATION}

본 발명은 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 전력선 통신을 이용하여, 배전반 패널 내에 설치되는 차단기들의 계통을 분석할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

배전반 내에는 전력변환 및 전달, 계측 등을 위한 다수의 전력기기들이 배치되어 있다. 이 중, 전력이 전달되는 선로에 배치되는 차단기(circuit breaker)는, 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써, 배전반 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호할 수 있다.

배전반이 설치된 건물 등의 장소에 포함된 부하의 수나 양에 따라, 외부의 전력 공급원과 연결된 선로는 배전반 패널 내에서 다수의 선로들로 분기될 수 있다. 이에 따라, 분기된 선로들 각각에 차단기가 배치되므로, 배전반 패널 내에는 다수의 차단기들이 배치될 수 있다.

배전반 패널 내에 다수의 차단기들이 배치되므로, 관리자 또는 사용자는 배전반 패널 내에 배치된 다수의 차단기들 간의 계통 관계에 대해, 육안으로는 한눈에 확인하기 어려울 수 있다. 이 경우, 관리자는 차단기들에 대한 관리가 어려울 수 있다.

따라서, 종래의 경우 관리자가 배전반 패널의 설치 및 차단기들의 연결 시, 차단기들의 계통도를 수동으로 생성하였다. 그러나, 배전반 패널 내에 포함되는 차단기들의 수가 증가할수록 계통도 생성에 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 실수에 의해 계통도를 오 생성할 가능성이 증가할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전력선 통신을 이용하여, 배전반 패널 내에 배치되는 차단기들의 계통도를 용이하게 생성 및 분석할 수 있는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템을 제공하는 것이다.

상기 계통 정보 각각은, 대응하는 차단기의 식별 정보, 및 상기 대응하는 차단기의 상위 차단기 정보를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 복수의 차단기들은 상기 선로들 중 제1 선로에 배치되고, 상기 최상위 차단기에 대응하는 제1 차단기, 및 상기 제1 선로의 하위 선로인 제2 선로에 배치되는 제2 차단기를 포함하고, 상기 제2 차단기의 전력선 통신 모듈은, 상기 제2 차단기의 계통 정보를 상기 제2 선로를 통해 상기 제1 차단기로 전송할 수 있다.

상기 복수의 차단기들은 상기 제2 선로의 하위 선로인 제3 선로에 배치되는 제3 차단기를 더 포함하고, 상기 제3 차단기의 전력선 통신 모듈은, 상기 제3 차단기의 계통 정보를 상기 제3 선로를 통해 상기 제2 차단기로 전송하고, 상기 제2 차단기의 전력선 통신 모듈은, 상기 수신된 제3 차단기의 계통 정보를 상기 제2 선로를 통해 상기 제1 차단기로 전송하고, 상기 제1 차단기는, 상기 제2 차단기의 계통 정보 및 상기 제3 차단기의 계통 정보를 상기 게이트웨이로 전송할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 데이터 로거는 상기 생성된 계통도를 상기 게이트웨이로 전송할 수 있다.

상기 게이트웨이는, 상기 데이터 로거로부터 수신되는 계통도를 HMI를 통해 출력할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 계통 분석 시스템은 상기 데이터 로거와 연결되는 서버를 더 포함하고, 상기 데이터 로거는 상기 계통 정보를 상기 서버로 전송하고, 상기 서버는, 수신된 계통 정보에 기초하여, 상기 복수의 차단기들에 대한 계통도를 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 서버는 상기 생성된 계통도를 이동 단말기로 전송할 수 있다.

상기 데이터 로거 또는 상기 서버는, 상기 생성된 계통도에 기초하여, 상위 차단기의 허용전류보다 큰 허용전류를 갖는 하위 차단기를 검출할 수 있다.

상기 데이터 로거 또는 상기 서버는, 검출 결과에 기초하여, 상기 상위 차단기와 상기 하위 차단기의 배치 변경을 유도하는 배치 변경 가이드를 생성하고, 생성된 배치 변경 가이드를 이동 단말기 또는 상기 게이트웨이로 전송할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템은, 배전반 패널 내의 선로들에 계통을 이루도록 배치되는 복수의 차단기들, 상기 복수의 차단기들 각각에 포함되는 전력선 통신 모듈, 및 상기 복수의 차단기들과 연결되는 게이트웨이를 포함하고, 상기 복수의 차단기들 중 상기 계통의 최상위 차단기는, 나머지 차단기들 각각에 대한 계통 정보를 상기 전력선 통신 모듈을 통해 수신하고, 수신된 계통 정보를 상기 게이트웨이로 전송하고, 상기 게이트웨이는, 수신된 계통 정보에 기초하여, 상기 복수의 차단기들에 대한 계통도를 생성한다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 계통 분석 시스템은 전력선 통신을 이용하여 차단기들의 계통도를 자동으로 생성함으로써, 계통도의 수동 생성에 따른 시간 소모나 오류의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 계통 분석 시스템은 배전반 내 선로들을 통한 전력선 통신을 이용함으로써, 차단기들의 계통도 생성을 위한 추가적인 구성이 불필요하므로, 보다 경제적이며 효율적인 시스템 구성이 가능할 수 있다.

뿐만 아니라, 계통 분석 시스템은 차단기들의 허용전류에 기초하여 차단기들이 최적의 형태로 배치되도록 함으로써, 허용전류가 상대적으로 낮은 차단기가 상위 선로에 배치될 경우 선로가 빈번하게 차단되어 부하로 전류 공급이 원활하게 이루어지지 않는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 복수의 차단기들 간의 계통도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 4는, 상위 차단기의 하위 계통에 연결되는 하위 차단기들이, 계통도 생성을 위한 정보를 전력선 통신을 이용하여 상위 차단기로 전송하는 동작을 나타내는 예시도들이다.
도 5와 도 6은, 계통 분석 시스템이 계통도 생성을 위한 정보를 이용하여 계통도를 생성하는 동작을 나타내는 도면들이다.
도 7은 계통 분석 시스템이, 전력선 통신을 이용하여 생성된 차단기 계통도에 기초하여 차단기 배치의 변경을 위한 가이드를 제공하는 실시 예를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 8은 도 7에 도시된 실시 예에 따라 제공되는 차단기 배치 변경 가이드의 일례를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 복수의 차단기들 간의 계통도의 일례를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템(이하, '계통 분석 시스템'이라 함)은, 배전반 패널(10)의 내부에 구비되는 복수의 차단기들(circuit breakers; 11), 계전기(relay; 12), 미터기(meter; 13), 및 게이트웨이(gateway; 14)와, 데이터 로거(data logger; 20), 및 서버(server; 30) 등을 포함할 수 있다. 계통 분석 시스템이 도 1에 도시된 구성들만으로 이루어지는 것은 아닌 바, 실시 예에 따라 계통 분석 시스템은 보다 많거나 적은 구성들을 포함할 수 있다.

배전반 패널(10)의 내부에는 복수의 차단기들(11)이 배치될 수 있다. 도 2에서 후술할 바와 같이, 배전반 패널(10)의 내부에 배치되는 차단기들의 수는, 배전반 패널(10) 내부에서 분기되는 선로들의 수에 기초하여 결정될 수 있다.

차단기들(11) 각각은 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써, 배전반 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호할 수 있다. 차단기들(11)은 선로들 각각에 하나씩 대응하여 배치됨으로써, 대응하는 선로의 차단 동작을 수행할 수 있다. 이러한 차단기들(11) 각각은 ACB(air circuit breaker), MCCB(molded case circuit breaker), MCB(molded circuit breaker) 등으로 구현될 수 있다. 일반적으로 허용 전류가 가장 높은 ACB는 상위 선로에 배치되고, 허용 전류가 가장 낮은 MCB는 하위 선로에 배치될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 차단기들(11) 각각은 전력선 통신(power line communication; PLC) 을 지원하는 전력선 통신 모듈(PLC module; 112)을 포함할 수 있다. 차단기들(11) 각각은 전력선 통신 모듈(112)을 이용하여, 전력선 통신 방식에 따라 서로 정보를 송수신할 수 있다. 즉, 차단기들(11)은 각각이 배치된 선로를 통해 서로 연결되므로, 상기 선로를 통해 전력선 통신 방식에 따라 정보를 송수신할 수 있다.

차단기들(11)은 배전반 패널(10) 내의 분기된 선로들 각각에 배치되는 바, 선로들 간의 계통(ancestry) 관계에 따라 차단기들(11) 또한 계통 관계를 가질 수 있다.

이와 관련하여 도 2를 참조하면, 차단기들(11)은 제1 차단기(CB1) 내지 제8 차단기(CB8)를 포함할 수 있다. 도 2는 설명의 편의를 위한 일 실시 예에 지나지 아니하므로, 차단기들의 수 및 계통도는 다양하게 변경될 수 있다.

외부의 전력 공급원(50)과 연결된 제1 선로(PL1)는 제2 선로(PL2)와 제3 선로(PL3)로 분기될 수 있다. 제2 선로(PL2)는 제4 선로(PL4) 내지 제6 선로(PL6)로 분기되고, 제3 선로(PL3)는 제7 선로(PL7)와 제8 선로(PL8)로 분기될 수 있다. 즉, 제1 선로(PL1)는 제2 선로(PL2)와 제3 선로(PL3)의 부모(parent) 선로 또는 상위 선로에 해당할 수 있다. 유사하게, 제2 선로(PL2)는 제4 선로(PL4) 내지 제6 선로(PL6)의 부모 선로 또는 상위 선로에 해당하고, 제3 선로(PL3)는 제7 선로(PL7) 및 제8 선로(PL8)의 부모 선로 또는 상위 선로에 해당할 수 있다.

차단기들(CB1~CB8) 각각은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 선로(PL1) 내지 제8 선로(PL8) 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 차단기(CB1)는 제2 차단기(CB2)와 제3 차단기(CB3)의 부모(parent) 차단기 또는 상위 차단기에 해당할 수 있다. 유사하게, 제2 차단기(CB2)는 제4 차단기(CB4) 내지 제6 차단기(CB6)의 부모 차단기 또는 상위 차단기에 해당하고, 제3 차단기(CB3)는 제7 차단기(CB7) 및 제8 차단기(CB8)의 부모 차단기 또는 상위 차단기에 해당할 수 있다. 즉, 차단기들(CB1~CB8)은 배치된 선로에 기초한 계통 관계를 가질 수 있다.

다시 도 1을 설명한다.

계전기(12)는 모터나 전동기 등과 같은 부하단에 전원을 공급 또는 차단하도록 제어하고, 부하단에 흐르는 전류에 있어서 과전류, 단락 전류 등과 같은 사고 전류 발생 시 부하단을 보호할 수 있다. 이러한 계전기(12)는 전자식 모터보호계전기(electronic motor protection relay (EMPR))로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

미터기(13)는, 배전반의 전력계통의 전력량을 계측 및 모니터링할 수 있다. 예컨대, 미터기(13)는 디지털 집중표시제어장치(digital integrated meter; GIMAC)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

배전반 패널(10)의 내부에는 게이트웨이(14)가 구비될 수 있다. 실시 예에 따라, 게이트웨이(14)는 배전반 패널(10)의 외부에 배치될 수도 있다.

게이트웨이(14)는 배전반 패널(10) 내의 차단기들(11), 계전기(12), 및 미터기(13)와 유선 또는 무선 통신 방식에 따라 연결(예컨대, RS485 등)되어, 차단기들(11), 계전기(12), 및 미터기(13) 각각으로부터 배전반의 동작 상태 등과 관련된 각종 정보를 수신할 수 있다. 게이트웨이(14)는 수신된 정보를 데이터 로거(20)나 서버(30)로 전송할 수 있다. 또한, 게이트웨이(14)는 데이터 로거(20)나 서버(30) 등으로부터 배전반 패널(10) 내부의 구성들에 대한 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 기초하여 구성들(11, 12, 13)을 제어할 수도 있다.

실시 예에 따라, 게이트웨이(14)는 HMI(human machine interface; 40)와 연결될 수 있다. HMI(40)는 배전반 패널(10)의 외부 일면 또는 배전반 패널(10)의 외부에 구비될 수 있다. HMI(40)는 게이트웨이(14)로부터 배전반 패널(10) 내의 동작 상태와 관련된 각종 정보를 수신하여 그래픽이나 텍스트 형태로 상기 정보를 표시할 수 있다. 또한, HMI(40)는 관리자 또는 사용자로부터 배전반의 동작과 관련된 각종 명령이나 요청 등을 수신하고, 수신된 명령이나 요청을 게이트웨이(14)로 전송할 수 있다. 게이트웨이(14)는 HMI(40)로부터 수신된 명령 또는 요청을 처리하고, 처리 결과를 HMI(40)를 통해 출력할 수도 있다.

데이터 로거(20)는, 게이트웨이(14) 및 서버(30)와 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 연결될 수 있다. 데이터 로거(20)는 게이트웨이(14) 및 하부 기기들(차단기들(11), 계전기(12), 미터기(13) 등)의 동작과 관련된 각종 정보를 수신하고, 수신된 정보를 서버(30)로 전송할 수 있다. 또한, 데이터 로거(20)는 서버(30)로부터 수신되는 제어 명령을 게이트웨이(14)로 전송할 수도 있다.

서버(30)는 클라우드 서버 형태로 구현되어, 배전반 패널(10) 내의 정보를 통합적으로 관리할 수 있다.

한편, 관리자 또는 사용자는, 도 2에서 상술한 바와 같은 차단기들(CB1~CB8) 간의 상기 계통 관계를 나타내는 계통도에 기초하여, 차단기들(CB1~CB8)을 관리할 수 있다. 예컨대, 제4 차단기(CB4)에 이상이 발생한 경우, 관리자는 제4 차단기(CB4)뿐만 아니라, 제4 차단기(CB4)의 상위 차단기들인 제1 차단기(CB1) 및 제2 차단기(CB2)에 대해서도 확인 또는 점검을 수행할 수 있다.

다만, 종래의 경우, 게이트웨이(14)가 차단기들(11)과 통신은 가능하나, 차단기들(11)의 계통 관계에 대한 정보를 획득할 수는 없기 때문에, 상기 계통도는 관리자에 의해 수동으로 생성되었다. 그러나, 배전반 패널(10) 내에 포함되는 차단기들(11)의 수가 증가할수록 계통도 생성에 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 실수에 의해 계통도를 오 생성할 가능성이 증가할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 선로들 각각에 배치되는 차단기들(11)은, 선로를 이용한 전력선 통신을 통해 계통 정보를 상위 차단기로 전송하고, 최상위 차단기는 하위 차단기들로부터 수신된 계통 정보를 게이트웨이(14)로 전송할 수 있다. 상기 계통 정보는 차단기들(11) 각각의 식별 정보(예컨대, ID)와, 부모 차단기(또는 상위 차단기) 정보를 포함할 수 있다.

데이터 로거(20) 또는 서버(30)는 상기 계통 정보에 기초하여, 배전반 패널(10) 내의 차단기들(11)에 대한 계통도를 생성할 수 있다. 실시 예에 따라서는, 게이트웨이(14)가 상기 계통도를 생성할 수도 있다.

데이터 로거(20) 또는 서버(30)는, 생성된 계통도를 게이트웨이(14)로 전송하거나, 관리자 또는 사용자의 단말기 등으로 전송할 수 있다. 즉, 계통 분석 시스템은 전력선 통신을 이용하여 차단기들(11)에 대한 계통 정보를 획득하고, 획득된 계통 정보에 기초하여 차단기들(11)의 계통도를 자동으로 생성 가능하다.

이하 도 3 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 계통 분석 시스템이 차단기들의 계통도를 생성하는 방법에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

이하 도면들에서는 도 2에 도시된 차단기들(CB1~CB8)의 계통도를 예로 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 계통 분석 시스템의 동작에 대해 설명한다.

도 3 내지 도 4는, 상위 차단기의 하위 계통에 연결되는 하위 차단기들이, 계통도 생성을 위한 정보를 전력선 통신을 이용하여 상위 차단기로 전송하는 동작을 나타내는 예시도들이다.

도 3을 참조하면, 배전반 패널(10)의 설치 시, 배전반 패널(10) 내에 차단기들이 순차적으로 설치될 수 있다.

예컨대, 최상위 선로인 제1 선로(PL1)에 제1 차단기(CB1)가 설치되고, 제2 선로(PL2)와 제3 선로(PL3) 각각에 제2 차단기(CB2)와 제3 차단기(CB3)가 설치될 수 있다. 제1 차단기(CB1)는 ACB에 해당할 수 있고, 제2 차단기(CB2)와 제3 차단기(CB3)는 MCCB에 해당할 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다.

제1 차단기(CB1) 내지 제3 차단기(CB3)가 설치되면, 제1 차단기(CB1) 내지 제3 차단기(CB3) 각각에 구비된 PLC 모듈은 선로들을 통해 제1 차단기(CB1) 내지 제3 차단기(CB3) 사이의 전력선 통신 네트워크를 형성할 수 있다.

상기 전력선 통신 네트워크의 형성 시, 제2 차단기(CB2)의 PLC 모듈은 선로들의 계통 관계에 기초하여 제2 차단기(CB2)의 부모 차단기가 제1 차단기(CB1)임을 확인할 수 있다. 제3 차단기(CB3)의 PLC 모듈 또한 유사한 방식으로 제3 차단기(CB3)의 부모 차단기가 제1 차단기(CB1)임을 확인할 수 있다. 확인 결과에 기초하여, 제2 차단기(CB2)의 PLC 모듈은 제2 차단기(CB2)의 식별 정보(ID), 및 제2 차단기(CB2)의 부모 차단기(CB1)에 대한 정보를 포함하는 제1 계통 정보(INFO1)를, 전력선 통신 방식에 따라 제1 차단기(CB1)로 전송할 수 있다. 마찬가지로, 제3 차단기(CB3)의 PLC 모듈은 제3 차단기(CB3)의 식별 정보(ID), 및 제3 차단기(CB3)의 부모 차단기(CB1)에 대한 정보를 포함하는 제2 계통 정보(INFO2)를 제1 차단기(CB1)로 전송할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제2 차단기(CB2)와 제3 차단기(CB3)의 하위 차단기로서, 제4 차단기(CB4) 내지 제8 차단기(CB8)가 설치될 수 있다. 예컨대, 제4 차단기(CB4) 내지 제8 차단기(CB8)는 MCB일 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다.

제4 차단기(CB4) 내지 제8 차단기(CB8)가 설치되면, 차단기들(CB1~CB8) 각각에 구비된 PLC 모듈은 선로들을 통해 제1 차단기(CB1) 내지 제8 차단기(CB8) 사이의 전력선 통신 네트워크를 형성할 수 있다.

도 3에서 상술한 바와 같이, 상기 전력선 통신 네트워크의 형성 시, 제4 차단기(CB4) 내지 제8 차단기(CB8) 각각의 PLC 모듈은 선로들의 계통 관계에 기초하여 각 차단기의 식별 정보(ID)와 상기 각 차단기의 부모 차단기에 대한 정보를 포함하는 계통 정보(제3 계통 정보(INFO3) 내지 제7 계통 정보(INFO7))를 제2 차단기(CB2) 또는 제3 차단기(CB3)로 전송할 수 있다. 제2 차단기(CB2) 및 제3 차단기(CB3)는 수신된 계통 정보(INFO3~INFO7)를 제1 차단기(CB1)로 전송할 수 있다.

즉, 차단기들(CB1~CB8)은, 전력선 통신 네트워크의 형성 시 계통 정보(INFO1~INFO7)를 최상위 차단기(CB1)로 전송할 수 있다. 상기 계통 정보(INFO1~INFO7)에는 계통도 생성을 위한 식별 정보 및 부모 차단기 정보가 포함될 수 있다.

도 5와 도 6은, 계통 분석 시스템이 계통도 생성을 위한 정보를 이용하여 계통도를 생성하는 동작을 나타내는 도면들이다.

도 5를 참조하면, 게이트웨이(14)는 최상위 차단기에 해당하는 제1 차단기(CB1)로부터, 차단기들 각각의 계통 정보(INFO1~INFO7)를 수신할 수 있다. 이 때, 제1 계통 정보(INFO1) 내지 제7 계통 정보(INFO7)만으로도 제1 차단기(CB1) 내지 제8 차단기(CB8)에 대한 계통도를 생성 가능하므로, 제1 차단기(CB1) 자체에 대한 계통 정보는 포함되지 않을 수 있다. 다만, 실시 예에 따라 게이트웨이(14)는 제1 차단기(CB1)에 대한 계통 정보까지도 수신할 수 있다.

게이트웨이(14)는 수신된 계통 정보(INFO1~INFO7)를 데이터 로거(20)로 전송할 수 있다. 데이터 로거(20)는 게이트웨이(14)로부터 수신된 계통 정보(INFO1~INFO7)를 서버(30)로 전송할 수 있다. 실시 예에 따라, 데이터 로거(20)가 차단기들(CB1~CB8)의 계통도를 직접 생성하는 경우, 데이터 로거(20)는 수신된 계통 정보(INFO1~INFO7)를 서버(30)로 전송하지 않고, 생성된 계통도를 서버(30)로 전송할 수도 있다.

도 6을 참조하면, 서버(30)는 수신된 계통 정보(INFO1~INFO7)에 기초하여, 차단기들(CB1~CB8)의 계통도(ANC_DIAGRAM)를 생성할 수 있다. 도 6에서는 서버(30)가 계통도(ANC_DIAGRAM)를 생성하는 것으로 도시되어 있으나, 상술한 바와 같이 데이터 로거(20)가 계통도(ANC_DIAGRAM)를 생성할 수도 있다.

서버(30)는 수신된 계통 정보(INFO1~INFO7)로부터, 차단기들(CB1~CB8)의 계통 관계를 분석하고, 분석 결과에 기초하여 계통도(ANC_DIAGRAM)를 생성할 수 있다.

구체적으로, 서버(30)는 제1 계통 정보(INFO1)와 제2 계통 정보(INFO2)로부터, 제2 차단기(CB2)와 제3 차단기(CB3)의 부모 차단기(상위 차단기)가 제1 차단기(CB1)임을 인식할 수 있다. 또한, 서버(30)는 제3 계통 정보(INFO3) 내지 제5 계통 정보(INFO5)로부터, 제4 차단기(CB4) 내지 제6 차단기(CB6) 각각의 부모 차단기가 제2 차단기(CB2)임을 인식할 수 있다. 서버(30)는 제6 계통 정보(INFO6)와 제7 계통 정보(INFO7)로부터, 제7 차단기(CB7)와 제8 차단기(CB8)의 부모 차단기가 제3 차단기(CB3)임을 인식할 수 있다. 이에 따라, 서버(30)는 도 2에 도시된 차단기들(CB1~CB8)이 계통 관계와 동일한 계통 관계를 나타내는 계통도(ANC_DIAGRAM)를 생성할 수 있다.

즉, 도 2 내지 도 6에 도시된 실시 예에 따르면, 계통 분석 시스템은 전력선 통신을 이용하여 차단기들(11)의 계통도를 자동으로 생성함으로써, 계통도의 수동 생성에 따른 시간 소모나 오류의 발생을 방지할 수 있다.

도 7은 계통 분석 시스템이, 전력선 통신을 이용하여 생성된 차단기 계통도에 기초하여 차단기 배치의 변경을 위한 가이드를 제공하는 실시 예를 설명하기 위한 플로우차트이고, 도 8은 도 7에 도시된 실시 예에 따라 제공되는 차단기 배치 변경 가이드의 일례를 보여주는 도면이다.

관리자는 차단기들(11)의 설치 시, 차단기들(11) 각각의 허용전류에 기초하여 배치될 선로를 결정할 수 있다. 예컨대, 관리자는 허용전류가 상대적으로 높은 차단기를 상위 선로에 배치하고, 허용전류가 상대적으로 낮은 차단기를 하위 선로에 배치할 수 있다.

다만, 관리자의 실수나 선로의 복잡성 등으로 인해, 허용전류가 낮은 차단기가 상위 선로에 배치되는 경우가 발생할 수도 있다. 이 경우, 상위 선로에 흐르는 전류에 배치된 차단기가 빈번하게 동작하여, 부하로 전류가 원활히 공급되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

이에 기초하여 도 7을 참조하면, 계통 분석 시스템은 배전반 패널(10)에 포함된 차단기들(11)에 대한 계통도를 생성할 수 있다(S700). 도 3 내지 도 6을 통해 상술한 바와 같이, 데이터 로거(20) 또는 서버(30)는 차단기들(11)에 대한 계통도(ANC_DIAGRAM)를 생성할 수 있다.

계통 분석 시스템은 생성된 계통도에 기초하여, 상위(부모) 차단기의 허용전류보다 큰 허용전류를 갖는 하위(자손) 차단기를 검출하고(S710), 검출 결과에 기초하여, 차단기 배치 변경 가이드를 제공할 수 있다(S720).

이와 관련하여 도 8을 참조하면, 서버(30; 또는 데이터 로거(20))는 생성된 계통도(ANC_DIAGRAM)와, 차단기들(CB1~CB8) 각각의 허용전류 정보에 기초하여, 부모 차단기의 허용전류보다 큰 허용전류를 갖는 자손 차단기를 검출할 수 있다. 이를 위해, 서버(30)는 상기 차단기들(CB1~CB8) 각각의 허용전류 정보가 저장된 메모리(미도시)를 포함할 수 있다.

예컨대, 제3 차단기(CB3)의 허용전류가 60A이고, 제3 차단기(CB3)의 자손 차단기에 해당하는 제8 차단기(CB8)의 허용전류가 100A인 경우, 서버(30)는 제3 차단기(CB3)와 제8 차단기(CB8)의 위치를 변경하도록 유도하는 배치 변경 가이드(CHG_GUIDE)를 생성할 수 있다.

서버(30)는 생성된 배치 변경 가이드(CHG_GUIDE)를 게이트웨이(14)로 전송할 수 있다. 게이트웨이(14)는 HMI(40)를 통해 배치 변경 가이드(CHG_GUIDE)를 표시할 수 있다. 실시 예에 따라, 서버(30)는 배치 변경 가이드(CHG_GUIDE)를 관리자의 단말기(미도시) 등으로 전송할 수도 있다. 관리자는 배치 변경 가이드(CHG_GUIDE)에 기초하여 제3 차단기(CB3)와 제8 차단기(CB8)의 배치를 변경할 수 있다.

즉, 계통 분석 시스템은 차단기들의 허용전류에 기초하여 차단기들이 최적의 형태로 배치되도록 함으로써, 허용전류가 상대적으로 낮은 차단기가 상위 선로에 배치될 경우 선로가 빈번하게 차단되어 부하로 전류 공급이 원활하게 이루어지지 않는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템에 있어서,
배전반 패널 내의 선로들에 계통(ancestry)을 이루도록 배치되는 복수의 차단기들;
상기 복수의 차단기들과 연결되는 게이트웨이; 및
상기 게이트웨이와 연결되는 데이터 로거(data logger)를 포함하고,
상기 복수의 차단기들 각각은 전력선 통신 모듈을 포함하고,
상기 복수의 차단기들 중 상기 계통의 최상위 차단기는,
나머지 차단기들 각각에 대한 계통 정보를 상기 전력선 통신 모듈을 통해 수신하고, 수신된 계통 정보를 상기 게이트웨이를 통해 상기 데이터 로거로 전송하고,
상기 데이터 로거는,
수신된 계통 정보에 기초하여, 상기 복수의 차단기들에 대한 계통도를 생성하고,
상기 생성된 계통도에 기초하여, 상위 차단기의 허용전류보다 큰 허용전류를 갖는 하위 차단기를 검출하고,
검출 결과에 기초하여, 상기 상위 차단기와 상기 하위 차단기의 배치 변경을 유도하는 배치 변경 가이드를 생성하고,
생성된 배치 변경 가이드를 이동 단말기 또는 게이트 웨이로 전송하는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 계통 정보 각각은,
대응하는 차단기의 식별 정보, 및 상기 대응하는 차단기의 상위 차단기 정보를 포함하는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.
제2항에 있어서,
상기 복수의 차단기들은,
상기 선로들 중 제1 선로에 배치되고, 상기 최상위 차단기에 대응하는 제1 차단기; 및
상기 제1 선로의 하위 선로인 제2 선로에 배치되는 제2 차단기를 포함하고,
상기 제2 차단기의 전력선 통신 모듈은,
상기 제2 차단기의 계통 정보를 상기 제2 선로를 통해 상기 제1 차단기로 전송하는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.
제3항에 있어서,
상기 복수의 차단기들은,
상기 제2 선로의 하위 선로인 제3 선로에 배치되는 제3 차단기를 더 포함하고,
상기 제3 차단기의 전력선 통신 모듈은,
상기 제3 차단기의 계통 정보를 상기 제3 선로를 통해 상기 제2 차단기로 전송하고,
상기 제2 차단기의 전력선 통신 모듈은,
상기 수신된 제3 차단기의 계통 정보를 상기 제2 선로를 통해 상기 제1 차단기로 전송하고,
상기 제1 차단기는,
상기 제2 차단기의 계통 정보 및 상기 제3 차단기의 계통 정보를 상기 게이트웨이로 전송하는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 데이터 로거는,
상기 생성된 계통도를 상기 게이트웨이로 전송하는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.
제5항에 있어서,
상기 게이트웨이는,
상기 데이터 로거로부터 수신되는 계통도를 HMI(human machine interface)를 통해 출력하는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 데이터 로거와 연결되는 서버를 더 포함하고,
상기 데이터 로거는 상기 계통 정보를 상기 서버로 전송하고,
상기 서버는,
수신된 계통 정보에 기초하여, 상기 복수의 차단기들에 대한 계통도를 생성하는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.
제7항에 있어서,
상기 서버는,
상기 생성된 계통도를 이동 단말기로 전송하는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.
제7항에 있어서,
상기 서버는,
상기 생성된 계통도에 기초하여, 상위 차단기의 허용전류보다 큰 허용전류를 갖는 하위 차단기를 검출하는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.
제9항에 있어서,
상기 서버는,
검출 결과에 기초하여, 상기 상위 차단기와 상기 하위 차단기의 배치 변경을 유도하는 배치 변경 가이드를 생성하고,
생성된 배치 변경 가이드를 이동 단말기 또는 상기 게이트웨이로 전송하는 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.
배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템에 있어서,
배전반 패널 내의 선로들에 계통(ancestry)을 이루도록 배치되는 복수의 차단기들;
상기 복수의 차단기들 각각에 포함되는 전력선 통신 모듈;
상기 복수의 차단기들과 연결되는 게이트웨이; 및
상기 게이트웨이와 연결되는 데이터 로거(data logger)를 포함하고,
상기 복수의 차단기들 중 상기 계통의 최상위 차단기는,
나머지 차단기들 각각에 대한 계통 정보를 상기 전력선 통신 모듈을 통해 수신하고, 수신된 계통 정보를 상기 게이트웨이로 전송하고,
상기 게이트웨이는,
수신된 계통 정보에 기초하여, 상기 복수의 차단기들에 대한 계통도를 생성하고,
상기 데이터 로거는,
상기 생성된 계통도에 기초하여, 상위 차단기의 허용전류보다 큰 허용전류를 갖는 하위 차단기를 검출하고,
검출 결과에 기초하여, 상기 상위 차단기와 상기 하위 차단기의 배치 변경을 유도하는 배치 변경 가이드를 생성하고,
생성된 배치 변경 가이드를 이동 단말기 또는 게이트 웨이로 전송하는
배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템.