KR102232027B1 - 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러 및 그 컨트롤러를 이용한 이중화 제어방법 - Google Patents

전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러 및 그 컨트롤러를 이용한 이중화 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러는 배전 차단기에 내장된 CT가 측정한 전류정보를 수신하는 계측전류 정보 수신부; 상기 배선 차단기에서 제로 릴레이로 배선된 선로로부터 전압정보를 수신하는 계측전압 정보 수신부; 상기 배전 차단기 내의 선로로 흐르는 전류의 과전류 또는 순시 대전류 여부를 판단하기 위한 기준전류 값을 설정하고, 상기 선로의 저전압, 과전압 또는 결상 여부를 판단하기 위한 기준전압 값을 설정하는 전류&전압 설정부; 상기 배전 차단기 또는 제로 릴레이의 트립시간을 설정하기 위한 설정 시간 설정부; 상기 전류정보와 전압정보를 가지고 순시 대전류, 전류결상, 과전류, 저전압, 과전압, 또는 전압결상 여부를 분석하하여 상기 배선 차단기 또는 제로 릴레이를 트립시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러 및 그 컨트롤러를 이용한 이중화 제어방법{DIGTAL-ZERO RELAY CONTROLLER FOR MOTOR CONTROL AND DUAL CONTROL METHOD USIGN THE SAME CONTROLLER}
본 발명은 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 전동기로 공급되는 일반적인 과부하로 인한 과전류와, 고장 등 이상 현상으로 발생되는 순시 대전류를 이원적으로 구분 감지하여, 전동기 전단에 연결된 제로 릴레이(ZR:Zero Relay) 또는 외부 전력설비로부터 전원을 인가 받는 배선 차단기(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)를 선택적으로 차단시켜 제로 릴레이의 소손을 방지시키는 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러에 관한 것이다.
산업현장에서 전동기의 소손 방지를 위하여 모터에 허용되는 전류 또는 전압 이상이 흐르는 경우 이를 EOCR(Electronic Overload Relays, 전자식 과부하계전기)이 감지하여 전자식 접촉기(MC: Magnetic Contactor)로 하여금 전원을 차단하도록 제어하고 있다.
기존의 EOCR(Electronic Overload Relays, 전자식 과부하계전기)은 아크 소호 및 차단 능력이 없는 접점식 기존 MC(전자식 접촉기, Magnetic Contactor)만을 제어하도록 특화되어 있어, 순시 대전류(통상 전동기 기동 전류인 운전전류의 6~8배 이상으로 단락전류, 아크 전류 등 이상 전류 포함)를 MC(전자식 접촉기)로 개폐하는 경우, 내부의 MC의 마그네트 접점이 소손되어 작은 고장이 발생하거나 트립이 불가한 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0096634호(2019.08.20)
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 배선 차단기에 내장된 CT로부터 전류를 감지하여, 일반 과전류에 대해서는 아크소호 및 차단 능력이 없는 제로 릴레이(ZR:Zero Relay)를 트립하고, 순시 대전류에 대해서는 아크소호 및 차단 능력이 있는 배선 차단기(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)를 선택적으로 트립하여 제로 릴레이의 파손을 방지하는 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러를 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 배선 차단기, 또는 제로 릴레이가 선택적으로 트립될 때 해당 트립 원인에 따라 스마트 뷰어를 제어하여 사용자에게 전달함에 의해 사고를 사전에 예방하는할 수 있는 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러를 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 제로 릴레이 컨트롤러는 배선 차단기에 내장된 CT에서 전류정보를 수집 분석함으로서 종래 EOCR 처럼 독자적인 CT를 구비하지 않고 전동기를 제어할 수 있는 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러는 배전 차단기에 내장된 CT가 측정한 전류정보를 수신하는 계측전류 정보 수신부; 상기 배선 차단기에서 제로 릴레이로 배선된 선로로부터 전압정보를 수신하는 계측전압 정보 수신부; 상기 배전 차단기 내의 선로로 흐르는 전류의 과전류 또는 순시 대전류 여부를 판단하기 위한 기준전류 값을 설정하고, 상기 선로의 저전압, 과전압 또는 결상 여부를 판단하기 위한 기준전압 값을 설정하는 전류&전압 설정부; 상기 배전 차단기 또는 제로 릴레이의 트립시간을 설정하기 위한 설정 시간 설정부; 상기 전류정보와 전압정보를 가지고 순시 대전류, 전류결상, 과전류, 저전압, 과전압, 또는 전압결상 여부를 분석하하여 상기 배선 차단기 또는 제로 릴레이를 트립시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러는 디지털 제로 릴레이 컨트롤러(D-ZRC)가 제로 릴레이(ZR:Zero Relay)에서 차단할 일반 과전류와 배선 차단기(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)에서 차단할 순시 대전류를 구분 감지하여 선택적으로 트립 제어함으로써 기존 EOCR의 제어로 순시 대전류를 전자접촉기인 MC로 트립시키는 경우 전자접촉기(MC)가 소손되는 문제를 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러는 배선 차단기, 또는 제로 릴레이가 선택적으로 트립될 때 해당 트립 원인에 따라 다양한 다른 시각화 램프와 경보알람, 시간차 점멸을 표시하는 스마트 뷰어를 제어하여 사고를 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러와 배선 차단기 및 제로 릴레이간 연결된 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러에 의해 제어되는 제로 릴에이(ZR)의 다면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러의 블록도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러를 이용한 이중화 제어방법의 플로우차트 이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 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 가 장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러가 제로 릴레이(200) 및 배선 차단기(200)와 연결된 구조를 도시한 도면이다.
상기 배선 차단기(100)는 외부의 전신주와 같은 전력설비에서 3상의 배전선을 통해 입력측으로 전원을 인가받아 출력측의 부하로 전류를 공급하면서 부하로 설정전류 이상의 전류가 공급되는 경우 전류의 공급을 차단시킨다.
특히 배선 차단기(100)는 부하전류가 흐르는 상태에서 선로를 차단할 수 있는 아크소호 챔버를 구비하고 있다.
또한, 상기 배전 차단기(100)는 단상 또는 두개의 CT(Current Transformer)가 내장되는데, 보다 구체적으로 상기 배전 차단기(100)에 배선된 3상 중, R상과 T상에 각각 형성된 제1 CT(110)와 제2 CT(120)는 과전류와 순시 대전류를 측정한다.
여기서 과전류라 함은 전동기 운전 중에 정격전류 이상으로서 과부하 등으로 인해 전동기가 소손되는 것을 방지하기 위해 제로 릴레이(ZR:200)가 차단될 수 있도록 미리 설정된 전류를 말한다.
상기 순시 대전류라 함은 통상 전동기 기동 전류 이상의 대전류, 아크전류, 단락전류로 인해 제로 릴레이(200)가 소손되는 것을 방지하기 위해 배선 차단기(100)가 차단될 수 있도록 미리 설정된 전류를 말한다.
도 1에서 상기 CT는 R상과 T상에 CT가 형성되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, R, S, 및 T상 중 임의의 두 상에 또는 단상에 CT가 형성될 수 있다.
상기 배전 차단기(100)에 내장되어 탑재되는 2개의 상기 제1 CT(110)와 제2 CT(120)는 퍼말로이 CT로 0.5A×1% 정밀도를 가지고 R상과 T상에 흐르는 과전류와 순시 대전류를 측정한다.
내장 CT는 외장 CT에 비하여 배선 차단기(100)의 트립을 위한 외부 배선이 용이하고, 배선 차단기(100)의 내장 CT에서 측정된 전류정보를 D-ZRC(디지털 제로 릴레이 컨트롤러) 그대로 이용하므로 D-ZRC(300)는 자신의 CT를 구비할 필요가 없는 이점이 있다.
상기 제로 릴레이(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 투입코일(210), 트립코일(220), 고정단자(230), 가동단자(240), 영구자석(250), 철심(260), 로드(270)를 포함한다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 제로 릴레이(200)의 작동에 대해 설명한다.
먼저, 부하에 전원을 공급할 수 있도록 고정단자(230)와 가동단자(240)를 연결하기 위해서 투입코일(210)에 외부전원을 공급하여 철심(260)의 영구자석(250)을 향한 단부가 해당 영구자석(250)과 반대극성이 되게하여 영구자석(250)이 철심 측으로 당겨지게 하고 이렇게 영구자석(250)이 당겨짐에 따라 가동단자(240)가 설치된 로드(270)가 당겨지면, 상기 가동단자(240)는 고정단자(230)와 접촉하게 된다.
이때, 상기 투입코일(210)에 외부전원의 공급을 차단시켜도, 상기 영구자석(250)의 자력에 의해 상기 철심(260)의 단부와의 인력(Attractive force)이 작용하여 상기 가동단자(240)와 고정단자(230)가 접촉된 상태를 유지한다.
즉, 상술한 바와 같이 본 발명은 투입코일(210)에 외부전원의 공급이 차단된 상태에서도 영구자석(250) 자체의 자력에 의해 상기 가동단자(240)와 고정단자(230)가 접촉된 상태를 유지할 수 있어 지속적인 외부전원 공급에 따라 대기전류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
반대로, 상기 고정단자(230)와 가동단자(240)의 연결을 트립시켜 부하에 공급되는 전원을 차단하기 위해 상기 트립코일(220)에 외부전원을 공급하고, 상기 철심(260)의 영구자석(250)을 향한 단부가 해당 영구자석과 동일한 극성이 되게 하며, 척력(Repulsive force)에 의해 영구자석(250)이 철심(260)의 반대방향으로 밀리게 하여, 영구자석(250)의 밀림에 의해 가동단자(240)를 포함한 로드(270)가 밀리면서 상기 고정단자(230)와 가동단자(240)의 연결이 트립된다.
본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러(300)는 상기 배선 차단기(100)와 상기 제로 릴레이(200) 사이에서 상기 배선 차단기(100)에 내장된 상기 제1 CT(110)와 제2 CT(120)가 측정한 전류정보와 3상 선로의 전압정보를 수신하여 상기 배선 차단기(100) 또는 상기 제로 릴레이(200)를 제어한다.
보다 구체적으로 본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 계측전류 정보 수신부(310), 계측전압 정보 수신부(320), 전류&전압 설정부(330), 시간 설정부(340), 및 제어부(350)를 포함한다.
상기 계측전류 정보 수신부(310)는 상기 배전 차단기(100)에 내장된 제1 CT(110)와 제2 CT(120)가 측정한 계측전류 정보를 수신한다.
상기 계측전압 정보 수신부(320)는 상기 배선 차단기(100)에서 상기 제로 릴레이(200)로 배선된 3상의 선로와 연결되어 해당 선로의 전압을 직접 계측하여 정보를 수집하거나, 상기 3상의 선로상에 각각 전압센서가 형성되어 해당 전압센서가 계측한 전압정보를 수신할 수도 있다.
사용자의 조작에 따라 상기 전류&전압 설정부(330)는 전동기에 입력되는 전류가 과전류 또는 순시 대전류인지 여부를 판단하기 위해 필요한 전류값의 크기를 설정한다.
또한, 상기 전류&전압 설정부(330)는 상기 배선 차단기(100)에서 상기 제로 릴레이(200)로 배선된 선로의 저전압, 과전압 또는 결상을 판단하기 위해 상기 전동기(400)의 개폐에 필요한 기준 전압값을 설정한다.
또한, 상기 전류&전압 설정부(330)는 상기 배선 차단기(100)에서 상기 제로 릴레이(200)로 배선된 전동기의 순시 대전류를 판단하기 위한 기준 전류값을 설정한다.
상기 순시 대전류는 통상 전동기 기동 전류[(운전전류의 6~8배)를 초과한 것으로서 아크전류, 단락 전류 등을 포함한다.
본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러(300)는 전동기에 입력되는 전류값이 전류&전압 설정부(330)에서 미리 설정된 순시 대전류 값을 초과하면 제로 릴레이(200)의 트립신호를 중지시키고, 배선 차단기(100)에만 트립신호를 출력시킴으로서, 아크 소호 차단 능력이 없는 제로 릴레이(200)의 소손을 방지할 수 있다.
일반적으로 상기 전류&전압 설정부(330)는 제로 릴레이(200)를 차단하기 위해 정한시로 사용할 경우 전동기의 기동이 완료된 후 정상적인 부하로 운전되고 있을 때 그 운전전류의 110~120%로 전류값을 설정한다.
또한, 사용자의 조작에 따라 상기 전류&전압 설정부(330)는 제로 릴레이(200)를 차단하기 위해 반한시로 사용할 경우 운전전류의 130%, 150%, 170% 및 200%를 설정할 수 있고, 이에 한정되지 않으며 다양한 퍼센테이지로 설정할 수 있다.
상기 시간 설정부(340)는 순시 대전류를 감지한 경우 배선 차단기(100)가 즉시 차단되도록 세팅되어있다.
또한 상기 시간 설정부(340)는 전동기의 기동시 발생하는 과전류를 감지하여 차단하는 오해를 막기 위해 전동기의 기동시간을 설정할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 시간 설정부(340)는 상기 전류&전압 설정부(330)에서 설정된 운전전류의 130%, 150%, 170% 및 200%와 대응되게 상기 제로 릴레이(200)의 트립시간을 설정할 수 있다.
이때, 상기 시간 설정부(340)는 반한시 인점을 고려하여 운전전류의 퍼센테이지 크기와 반비례하게 짧은 시간으로 트립시간을 설정할 수 있는데, 예를 들어 운전전류의 130%인 경우 10초, 150%인 경우 3초, 170%인 경우 1초 및 200%인 경우 0.1초 등으로 연속적으로 전류가 커지면 상기 제로 릴레이(200)의 트립시간을 급격히 짧아지도록 설정할 수 있다.
또한, 상기 시간 설정부(340)는 상기 전류&전압 설정부(330)를 통해 과전압과 저전압을 판단하기 위한 설정전압에 대해서도 시간을 설정할 수 있다.
상기 제어부(350)는 상기 계측전류 정보 수신부(310)가 수신한 계측전류 정보를 전달받아 분석하여 계측전류가 상기 전류&전압 설정부(330)를 통해 설정한 설정전류와 상기 시간 설정부(340)를 통해 설정한 설정시간을 고려하여 과전류 또는 순시 대전류로 판단한다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(350)는 상기 계측전류가 상기 전류&전압 설정부(330)를 통해 미리 설정한 설정전류 이상의 과전류가 시간 설정부(340)를 통해 설정한 설정시간 이상 흘렀을 경우 배선 차단기(100) 또는 제로 릴레이(200) 중, 제로 릴레이(200)를 선택하여 차단할 차단전류로서 판단한다.
또한 상기 시간 설정부(340)에서 과전류 차단은 차단 대기시간이 한시(정한시 또는 반한시)로 설정되어 있지만 순시 대전류 차단은 차단 대기시간이 즉시로 세팅되어 있으므로, 상기 제어부(350)는 상기 계측전류가 순시 대전류 이상인 경우 배선 차단기(100) 또는 제로 릴레이(200) 중 배선 차단기(100)가 먼저 선택되어 차단할 차단전류로서 판단한다.
예를들어, 상기 제어부(350)는 상기 계측전류가 특별한 시간지연이 없이 수십ms에 해당하는 임의의 시간에서 순간적으로 과전류 상태를 나타내는 경우 순시 대전류로 판단한다.
또한, 상기 제어부(350)는 상기 계측전류가 상기 전류&전압 설정부(330)를 통해 설정된 130%, 150%, 170% 및 200%와 같이 운전전류의 소정 퍼센테이지 이상의 과전류인 경우 과전류의 크기에 반비례하는 길이의 시간으로 트립시켜야 하는 반한시 특성을 갖는 과전류로 분석한다.
한편, 상기 제어부(350)는 상기 계측전압 정보 수신부(320)가 수신한 계측전압 정보를 전달받아, 계측된 전압이 저전압, 과전압, 결상인지 판단한다.
즉, 상기 제어부(350)는 상기 계측전압이 상기 전류&전압 설정부(330)를 통해 설정한 설정전압 보다 높은 전압이 상기 시간 설정부(340)를 통해 설정된 시간이상으로 지속될 경우 상기 제로 릴레이(200)에서 차단할 과전압으로 판단한다.
또한, 상기 제어부(350)는 상기 계측전압이 상기 전류&전압 설정부(330)를 통해 설정한 설정전압 보다 낮은 전압이 상기 시간 설정부(340)를 통해 설정된 시간이상으로 지속될 경우 상기 제로 릴레이(200)에 차단할 저전압으로 판단한다.
한편, 상기 제어부(350)는 상기 계측전압 편차 즉 3상간 전압 편차를 계산하여 해당 편차가 38% 이상일 경우 전압 결상으로 판단하고, 상기 계측전류 편차 즉 3상간 전류 편차를 계산하여 상간의 전류 편차가 85% 이상일 경우 전류결상으로서 상기 제로 릴레이(200)에서 차단할 편차로 판단한다.
실시 과정을 예를들어 설명하면, 본 발명에 따른 상기 D-ZRC(300)는 사용자가 전류&전압 설정부(330)에서 과전류의 크기를 설정하고 시간 설정부(340)에서 차단시간을 설정한다. 그리고 제어부(350)는 계측전류를 상시 감지상태에서 과전류가 설정 전류 이상의 크기로 설정시간을 경과하는 경우 제로 릴레이(200)에 차단한 전류를 과전류로 판단하여 제로 릴레이(200)의 트립코일의 구동을 제어한다.
본 발명에 따른 상기 D-ZRC(300)는 배선 차단기의 내장 CT로 부터 계측된 전류를 상시 감지하고 있는 상태에 있다. D-ZRC(300)는 배선 차단기로부터 입력된 아날로그 전류를 디지털 전류로 변환하는 AD컨버터 등을 포함한 전류계측 정보수신부(310)가 있음은 물론이고, D-ZRC(300)의 제어부(300)는 제로 릴레이를 개폐할 전류 여부를 판단하는 판단부와 배선 차단기를 차단할 전류 여부를 판단할 판단부를 포함하고 있다.
본 발명에 따른 상기 제어부(350)의 제로 릴레이를 개폐할 전류 여부를 판단할 판단부는 배선 차단기의 내장 CT로 부터 계측된 전류값이 전류&전압 설정부(330)에서 미리 설정된 과전류 차단 전류값 이상으로 판단되면 제어부(350)는 제로 릴레이 트립신호를 출력하고, 전류&전압 설정부(330)에서 미리 설정된 순시대전류를 초과하는 전류값 이상으로 판단되는 경우에 제어부(350)는 제로 릴레이(200)의 트립신호를 출력하지 않도록 하여 제로 릴레이(200)의 소손을 방지한다.
또한 상기 제어부(350)의 배선 차단기(100)를 차단할 전류 여부를 판단할 판단부는 배선 차단기(100)의 내장 CT로부터 계측된 전류값이 전류&전압 설정부(330)에서 미리 설정한 순시대전류 값을 초과하는 것으로 판단하는 경우에 제어부(350)는 배선 차단기(100)에만 트립 신호를 출력하여 제로 릴레이(200)의 소손을 방지한다.
더 나아가 배선 차단기(100)의 트립 설정시간을 시간 설정부에서 즉시(예: 50msec 이내)로 설정하고 제로 릴레이(200)에서 차단할 정한시 또는 반한시의 과전류에 대하여 시간차를 둠으로서(예: 100msec) 배선 차단기(100), 제로 릴레이 순으로 순차 차단시킬 수 도 있다.
이와 같이 이원화 방식으로 배선 차단기(100)를 트립시키거나, 상기 제로 릴레이(200)를 선택적으로 트립시켜 제로 릴레이(200)가 순시 대전류를 차단하지 않도록 함으로서 제로 릴레이(200) 접점을 아크로부터 파괴되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
결과적으로 상기 D-ZRC(300)는 상기 배선 차단기(100)에 배선된 단상 또는 3상 중 임의의 두상에 각각 형성된 제1 CT와 제2 CT로부터 수집한 전류정보를 분석하여 순시 대전류보다 낮은 과전류가 감지된 경우에는 정해진 시간 경과후 상기 제로 릴레이(200)를 선택적으로 트립시키고, 상기 순시 대전류를 초과한 전류를 감지한 경우 제로 릴레이의 트립 신호의 출력이 발생하지 않아 배선 차단기(100)만을 선택적으로 트립시켜 제로 릴레이(200)의 소손을 방지한다.
마지막으로 본 발명에 따른 디지털 제로 릴레이 컨트롤러가 구비된 전동기 제어반 시스템은 상기 D-ZRC(300)에 제어되어 트립상태를 표시하는 스마트 뷰어(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 스마트 뷰어(500)는 전동기 제어반 도어의 전면에 형성되어 순시 대전류, 과전류, 저전압, 과전압, 결상 등을 원인으로 상기 배선 차단기(100), 또는 제로 릴레이(200)가 트립될 때 해당 트립 원인에 따라 다양한 다른 시각화 램프와 경보알람, 시간차 점멸 등을 표시한다.
보다 구체적으로, 상기 스마트 뷰어(500)는 이원화 트립구조에서 상기 배선 차단기(100)와 제로 릴레이(200)의 트립을 구분하여 시각화 램프를 다른 색상으로 표시하고, 상기 제로 릴레이(200)의 트립 원인(과전류, 저전압 과전압, 결상)에 따라 더욱 세분화하여 시각화 램프를 다른 색상으로 표시한다.
즉, 상기 스마트 뷰어(500)는 LED와 같은 발광소자로 구성되어 별도의 구동전원을 인가받아 트립 원인에 따라 다른 색상의 빛을 발광하여 표시한다.
이하에서 다른 실시예로써 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러에 의한 이중화 제어방법에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
먼저, 사용자는 이미 언급한 바와 같이 상기 전류&전압 설정부(330)를 통해 전동기에 입력되는 전류가 과전류 또는 순시 대전류인지 여부를 판단하기 위해 필요한 전류값의 크기를 설정한느 단계를 수행한다(S100).
즉, 상기 S100단계에서 사용자의 조작에 따라 상기 전류&전압 설정부(330)는 상기 배선 차단기(100)에서 상기 제로 릴레이(200)로 배선된 선로의 저전압, 과전압 또는 결상을 판단하기 위해 상기 전동기(400)의 개폐에 필요한 기준 전압값을 설정하고, 상기 배선 차단기(100)에서 상기 제로 릴레이(200)로 배선된 전동기의 순시 대전류를 판단하기 위한 기준 전류값을 설정한다.
다음으로 사용자는 상기 시간 설정부(340)를 통해 상기 배선 차단기(100)와 제로 릴레이(200)의 트립시간을 설정하는 단계를 수행한다.(S200).
상기 S200단계에서 상기 시간 설정부(340)는 순시 대전류를 감지한 경우 배선 차단기(100)가 즉시 차단되도록 트립시간을 설정하고, 상기 전류&전압 설정부(330)에서 설정된 운전전류의 130%, 150%, 170% 및 200%와 대응되게 상기 제로 릴레이(200)의 트립시간을 설정할 수 있다.
이때, 상기 시간 설정부(340)는 반한시 인점을 고려하여 운전전류의 퍼센테이지 크기와 반비례하게 짧은 시간으로 트립시간을 설정할 수 있는데, 예를 들어 운전전류의 130%인 경우 10초, 150%인 경우 3초, 170%인 경우 1초 및 200%인 경우 0.1초 등으로 연속적으로 전류가 커지면 상기 제로 릴레이(200)의 트립시간을 급격히 짧아지도록 설정할 수 있다.
또한, 상기 시간 설정부(340)는 상기 전류&전압 설정부(330)를 통해 과전압과 저전압을 판단하기 위한 설정전압에 대해서도 시간을 설정할 수 있다.
상기 S100 및 S200단계를 통해 전류, 전압, 및 트립시간의 설정이 완료되면, 본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러의 계측전류 정보 수신부(310)는 상기 배전 차단기(100)에 내장된 CT가 측정한 전류정보를 수신하는 단계를 수행하고, 상기 계측전압 정보 수신부(320)는 상기 배선 차단기(100)에서 상기 제로 릴레이(200)로 배선 선로의 전압정보를 수신하는 단계를 수행한다(S300).
본 발명에 따른 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러의 제어부(350)는 상기 전류정보와 전압정보를 분석하는 단계를 수행한다(S400).
상기 S400 단계에서 상기 제어부(350)는 전류정보를 분석하여 계측전류가 상기 S100단계에서 설정한 설정전류 이상의 과전류로 통상 전동기 기동 전류(운전전류의 6~8배)를 초과한 아크전류, 단락 전류 등을 포함하는 순시 대전류 인지여부를 판단하는 단계를 수행한다(S500).
또한, 상기 S500 단계에서 상기 제어부(350)는 전동기로 전원이 인가되는 선로의 계측전압이 상기 전류&전압 설정부(330)를 통해 설정한 설정전압 보다 낮게 상기 시간 설정부(340)를 통해 설정된 시간이상으로 지속될 경우 저전압으로 판단하고, 반대로 계측전압이 설정전압 보다 높게 설정된 시간이상으로 지속될 경우 고전압으로 판단하는 단계를 더 수행할 수 있다.
상기 S500 단계에서 상기 CT에서 수신한 전류정보 분석결과 순시 대전류를 초과하는 전류값 이상으로 판단하는 경우, 상기 제어부(350)는 상기 배선 차단기(100)를 트립시키기 위한 트립신호를 출력하여 해당 배선 차단기(100)를 트립시키는 단계를 수행한다(S600).
한편, 상기 S500 단계에서 상기 CT로 부터 계측된 전류값이 전류&전압 설정부(330)에서 미리 설정된 과전류 차단 전류값 이상으로 판단되고, 선로의 전압이 고전압 또는 저전압으로 판단되는 경우 제어부(350)는 제로 릴레이 트립신호를 출력하여 해당 제로 릴레이(200)를 트립시키는 단계를 수행한다(S600`).
또한, 상기 S600` 단계에서 상기 제어부(500)는 전동기로 전원이 인가되는 선로의 계측전압이 상기 전류&전압 설정부(330)를 통해 설정한 설정전압 보다 낮게 상기 시간 설정부(340)를 통해 설정된 시간이상으로 지속될 경우 저전압으로 판단하고, 반대로 계측전압이 설정전압 보다 높게 설정된 시간이상으로 지속될 경우 고전압으로 판단하여 상기 제로 릴레이(200)를 트립시키는 단계를 함께 수행한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 : 배선 차단기
200 : 제로 릴레이
300 : D-ZRC
310 : 계측전류 정보 수신부
320 : 계측전압 정보 수신부
330 : 전류&전압 설정부
340 : 시간 설정부
350 : 제어부
400 : 전동기
500 : 스마트 뷰어

Claims (6)

  1. 배선 차단기에 내장된 CT가 측정한 전류정보를 수신하는 계측전류 정보 수신부;
    상기 배선 차단기에서 제로 릴레이로 배선된 선로로부터 전압정보를 수신하는 계측전압 정보 수신부;
    상기 배전 차단기 내의 선로로 흐르는 전류의 과전류 또는 순시 대전류 여부를 판단하기 위한 기준전류 값을 설정하고, 상기 선로의 저전압, 과전압 또는 결상여부를 판단하기 위한 기준전압 값을 설정하는 전류&전압 설정부;
    상기 배전 차단기 또는 제로 릴레이의 트립시간을 설정하기 위한 시간 설정부;
    상기 전류정보와 전압정보를 가지고 순시 대전류, 전류결상, 과전류, 저전압, 과전압, 또는 전압결상 여부를 분석하여 상기 배선 차단기 또는 제로 릴레이를 트립시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 시간 설정부는
    전동기의 기동시간을 설정할 수 있고, 해당 전동기 운전전류의 퍼센테이지 크기와 반비례하는 트립시간을 설정하며,
    상기 제어부는
    상기 제로 릴레이를 개폐할 전류 여부를 판단하는 판단부와 상기 배선 차단기를 차단할 전류 여부를 판단하는 판단부를 포함하되,
    상기 제로 릴레이를 개폐할 전류 여부를 판단하는 판단부가 배선 차단기의 내장 CT로부터 계측된 전류값이 전류&전압 설정부에서 미리 설정된 과전류 차단 전류값 이상으로 판단하면, 제로 릴레이 트립신호를 출력하고, 전류&전압 설정부에서 미리 설정된 순시대전류를 초과하는 전류값 이상으로 판단하면 제로 릴레이의 트립신호를 출력하지 않도록 하며,
    상기 배선 차단기를 차단할 전류 여부를 판단하는 판단부가 배선 차단기의 내장 CT로부터 계측된 전류값이 전류&전압 설정부에서 미리 설정한 순시대전류 값을 초과하는 것으로 판단하면 배선 차단기에만 트립 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제로 릴레이를 개폐할 전류 여부를 판단하는 판단부와 상기 배선 차단기를 차단할 전류 여부를 판단할 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 계측전류가 시간지연 없이 임의의 시간에서 순간적으로 과전류 상태를 나타내는 경우 순시 대전류로 분석하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 계측전압이 상기 전류&전압 설정부에서 설정한 전압보다 높게 상기 시간 설정부에서 설정한 시간이상으로 지속될 경우 과전압으로 분석하고, 설정전압 보다 낮게 상기 시간 설정부에서 설정한 시간이상으로 지속될 경우 저전압으로 분석하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 전압정보의 계측전압 편차를 계산하여 해당 편차가 소정 퍼센테이지 이상일 경우 전압결상으로 분석하고, 상기 전류정보의 계측전류 편차를 계산하여 상간의 전류 편차가 소정 퍼센테이지 이상일 경우 전류결상으로 분석하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러.

  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 순시 대전류에 대해서는 상기 배전 차단기를 트립시키고, 그 외의 파라미터 값에 대해서는 상기 제로 릴레이를 트립시키는 것을 특징으로 하는 전동기 제어반의 디지털 제로 릴레이 컨트롤러.

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114184978A (zh) * 2021-12-20 2022-03-15 佛山市三目汽车照明科技有限公司 一种工程车灯具的性能检测装置及其检测方法
CN114336524A (zh) * 2021-12-28 2022-04-12 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 过载脱扣级别自动整定方法、装置及电动机保护器
KR102458039B1 (ko) * 2021-11-10 2022-10-25 한국전자통신연구원 교류 전력 시스템에서 절연체-금속 전이에 의해 발생되는 불연속 점프 전류 차단기
WO2023080493A1 (ko) * 2021-11-05 2023-05-11 한국전자통신연구원 전자파 전류센서 이용 완전 전자식 과전류 차단기

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020029544A (ko) * 2000-10-13 2002-04-19 구자홍 모터의 과전류 제어 장치
KR20070069224A (ko) * 2005-12-26 2007-07-03 주식회사 케이디파워 모터 이중 보호 장치 및 그 방법
KR101631658B1 (ko) * 2015-04-29 2016-06-17 삼화디에스피주식회사 통합형 모터 보호계전기
KR20190096634A (ko) 2018-02-09 2019-08-20 엘에스산전 주식회사 모터 보호 장치를 구비하는 전동기 제어반

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020029544A (ko) * 2000-10-13 2002-04-19 구자홍 모터의 과전류 제어 장치
KR20070069224A (ko) * 2005-12-26 2007-07-03 주식회사 케이디파워 모터 이중 보호 장치 및 그 방법
KR101631658B1 (ko) * 2015-04-29 2016-06-17 삼화디에스피주식회사 통합형 모터 보호계전기
KR20190096634A (ko) 2018-02-09 2019-08-20 엘에스산전 주식회사 모터 보호 장치를 구비하는 전동기 제어반

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023080493A1 (ko) * 2021-11-05 2023-05-11 한국전자통신연구원 전자파 전류센서 이용 완전 전자식 과전류 차단기
KR102458039B1 (ko) * 2021-11-10 2022-10-25 한국전자통신연구원 교류 전력 시스템에서 절연체-금속 전이에 의해 발생되는 불연속 점프 전류 차단기
WO2023085722A1 (ko) * 2021-11-10 2023-05-19 한국전자통신연구원 교류 전력 시스템에서 절연체-금속 전이에 의해 발생되는 불연속 점프 전류 차단기
CN114184978A (zh) * 2021-12-20 2022-03-15 佛山市三目汽车照明科技有限公司 一种工程车灯具的性能检测装置及其检测方法
CN114336524A (zh) * 2021-12-28 2022-04-12 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 过载脱扣级别自动整定方法、装置及电动机保护器
CN114336524B (zh) * 2021-12-28 2023-12-22 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂） 过载脱扣级别自动整定方法、装置及电动机保护器

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