KR102280359B1 - 전자식 전력량계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 전력량계가 개시된다. 본 발명의 전자식 전력량계는, 전원부에서 부하부로 전원을 공급하는 전원라인에서 전압값을 측정하는 변성기; 변성기에서 측정된 전압값을 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 변환부; 전원부에서 부하부로 전원을 공급하는 전원라인에서 바이패스되는 바이패스 라인; 바이패스 라인에 설치되어 전류값을 측정하는 변류기; 변류기로부터 측정된 전류값을 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 변환부; 및 제1 AD 변환부에서 출력되는 디지털 전압값과 제2 AD 변환부에서 출력되는 디지털 전류값을 기반으로 전력량을 계측하는 계측부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자식 전력량계{ELECTRONIC WATT HOUR METER}

본 발명은 전자식 전력량계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부하로 전원을 공급하는 전원라인에서 설정된 저항 비를 갖도록 바이패스되는 바이패스 라인을 형성하고 바이패스 라인에서 변류기를 통해 전류를 측정함으로써, 최대 측정전류를 낮출 수 있어 변류기의 용량을 축소할 수 있도록 한 전자식 전력량계에 관한 것이다.

일반적으로, 가정이나 공장 등에서 소비되는 전력량을 계측하기 위하여 설치하게 되는 전력량계는 그 작동 방식이나 구조에 따라 기계식 전력량계와 전자식 전력량계로 구분된다.

전자식 전력량계는 기계적인 가동부가 없기 때문에 기계식 전력량계에 비해 신뢰도가 높고 안정적인 검침값을 제공할 수 있게 되며, 또 회로의 집적화를 통해 소형화할 수 있는 장점을 가지게 될 뿐만 아니라 다양한 매체(전화선, 전용선, 전력선, 광케이블, 무선 등)를 이용한 원격 검침 기능을 용이하게 적용할 수 있게 되므로, 그 수요가 점차적으로 증대되고 있는 실정이다.

전자식 전력량계는, 검출한 전류와 전압을 승산(곱셈)하고 이를 시간경과에 따라 누적하여 사용전력량을 계량하는 계량기기로서, 사용전력량을 액정표시장치와 같은 표시기를 이용하여 표시할 수 있다.

전자식 전력량계는, 승산과 시간경과에 따른 누적적산을 위해 마이크로 프로세서(microprocessor)를 구비하고, 전류 검출용 센서로서 계기용 변류기(Current Transformer)를 구비하고, 전압 검출용 센서로서 계기용 변성기(Potential Transformer)를 구비하며, 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환기를 포함한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0090695호(2012.08.17. 공개, 전자식 전력량계)에 개시되어 있다.

이러한 전자식 전력량계의 변류기는 전력량계의 규격별로 적용되는 용량이 상이하기 때문에 변류기를 대량 구매하여 모든 전자식 전력량계에 적용할 수 없어 대량 구매를 통한 구비 비용에 한계가 있는 문제점이 있다.

또한, 전자식 전력량계의 정격전류가 증가할 경우 적용되는 변류기의 용량도 증가하기 때문에 전력량계의 제작비용이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 부하로 전원을 공급하는 전원라인에서 설정된 저항 비를 갖도록 바이패스되는 바이패스 라인을 형성하고 바이패스 라인에서 변류기를 통해 전류를 측정함으로써, 최대 측정전류를 낮출 수 있어 변류기의 용량을 축소할 수 있도록 한 전자식 전력량계를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자식 전력량계는, 전원부에서 부하부로 전원을 공급하는 전원라인에서 전압값을 측정하는 변성기; 변성기에서 측정된 전압값을 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 변환부; 전원부에서 부하부로 전원을 공급하는 전원라인에서 바이패스되는 바이패스 라인; 바이패스 라인에 설치되어 전류값을 측정하는 변류기; 변류기로부터 측정된 전류값을 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 변환부; 및 제1 AD 변환부에서 출력되는 디지털 전압값과 제2 AD 변환부에서 출력되는 디지털 전류값을 기반으로 전력량을 계측하는 계측부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 바이패스 라인은 전원라인의 저항값보다 큰 저항값을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 계측부는, 디지털 전류값에 대해 전원라인의 저항값과 바이패스 라인의 저항값의 저항비에 기초하여 전원라인의 전류값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 바이패스 라인의 저항값을 설정하기 위한 저항부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 저항부는, 가변저항인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자식 전력량계는 부하로 전원을 공급하는 전원라인에서 설정된 저항 비를 갖도록 바이패스되는 바이패스 라인을 형성하고 바이패스 라인에서 변류기를 통해 전류를 측정함으로써, 최대 측정전류를 낮출 수 있어 변류기의 용량을 축소할 수 있을 뿐만 아니라 전력량계의 적격용량이 다르더라도 동일한 용량의 변류기를 적용할 수 있어 대량구매로 인한 구매단가를 감소시켜 제작 비용을 절감할 수 있고, 변류기의 용량을 축소시킴으로써 전력량계의 크기를 감소시킬 수 있어 설치 및 철거 비용을 감소시킬 수 있고 관련 계기함의 크기도 축소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 전력량계를 나타낸 구성도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전자식 전력량계를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 전력량계를 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 전력량계는, 변성기(30), 제1 AD 변환부(40), 바이패스 라인(70), 변류기(80), 제2 AD 변환부(100) 및 계측부(50)를 비롯하여 저항부(90)를 포함할 수 있다.

변성기(30)는 전원부(10)에서 부하부(20)로 전원을 공급하는 전원라인(60)에 설치되어 전원라인(60)의 전압값을 측정한다.

제1 AD 변환부(40)는 변성기(30)에서 측정된 전압값을 디지털 신호로 변환하여 디지털 전압값을 출력한다.

바이패스 라인(70)은 전원부(10)에서 부하부(20)로 전원을 공급하는 전원라인(60)에서 바이패스 되도록 구성될 수 있다.

여기서, 바이패스 라인(70)은 전원라인(60)의 저항값보다 큰 저항값을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.

따라서 전원라인(60)으로 흐르는 전류를 바이패스 라인(70)의 저항값과 전원라인(60)의 저항값의 저항비를 기반으로 분배하여 바이패스 라인(70)으로 전원라인(60)보다 적은 전류가 흐르도록 할 수 있다.

한편, 바이패스 라인(70)에는 바이패스 라인(70)의 저항값을 설정하기 위한 저항부(90)를 포함할 수도 있다. 이때 저항부(90)는 가변저항으로 구성되어 바이패스 라인(70)으로 분배되는 전류를 임의로 설정할 수 있다.

변류기(80)는 바이패스 라인(70)에 설치되어 전류값을 측정한다.

따라서 전원라인(60)의 정격용량에 의존하지 않고 바이패스 라인(70)의 정격용량에 의존하여 설치할 수 있다.

제2 AD 변환부(100)는 변류기(80)로부터 측정된 전류값을 디지털 신호로 변환하여 디지털 전류값을 출력한다.

계측부(50)는 제1 AD 변환부(40)에서 출력되는 디지털 전압값과 제2 AD 변환부(100)에서 출력되는 디지털 전류값을 기반으로 전력량을 계측할 수 있다.

여기서, 계측부(50)는 디지털 전류값에 대해 전원라인(60)의 저항값과 바이패스 라인(70)의 저항값의 저항비에 기초하여 전원라인(60)의 전류값을 산출할 수 있다.

이와 같이 전원라인(60)에서 바이패스되는 바이패스 라인(70)에 변류기(80)를 설치하여 전류값을 측정할 경우, 변류기(80)의 용량은 전력량계의 정격전류를 기반으로 120%의 용량으로 설정할 때 본 실시예에 따른 변류기(80)의 용량은 수학식 1과 같이 전원라인(60)의 저항값과 바이패스 라인(70)의 저항값에 따라 축소될 수 있다.

예를 들어, 수학식 1과 같이 전원라인(60)의 저항값과 바이패스 라인(70)의 저항값이 1:2인 경우, 변류기(80)의 용량은 전력량계의 정격전류의 1/3로 축소할 수 있다.

따라서 전원라인(60)의 저항값과 바이패스 라인(70)의 저항값에 의한 저항비를 조절할 경우, 전력량계의 정격전류가 규격별로 상이하더라도 변류기(80)는 동일한 용량을 적용할 수 있게 된다.

이와 같이 바이패스 라인(70)에서 전류값을 측정한 경우, 계측부(50)는 수학식 2와 같이 변류기(80)의 용량에 1/축소비를 곱하여 전원라인(60)에서의 실제 전류값(I_(보정))을 구할 수 있고, 변류기(80)의 오차에 따른 미세한 조정은 표준오차시험기 기준전류와 비교하여 보정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전자식 전력량계에 따르면, 전자식 전력량계는 부하로 전원을 공급하는 전원라인에서 설정된 저항 비를 갖도록 바이패스되는 바이패스 라인을 형성하고 바이패스 라인에서 변류기를 통해 전류를 측정함으로써, 최대 측정전류를 낮출 수 있어 변류기의 용량을 축소할 수 있을 뿐만 아니라 전력량계의 정격용량이 다르더라도 동일한 용량의 변류기를 적용할 수 있어 대량구매로 인한 구매단가를 감소시켜 제작 비용을 절감할 수 있고, 변류기의 용량을 축소시킴으로써 전력량계의 크기를 감소시킬 수 있어 설치 및 철거 비용을 감소시킬 수 있고 관련 계기함의 크기도 축소시킬 수 있다.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 전원부 20 : 부하부
30 : 변성기 40 : 제1 AD 변환부
50 : 계측부 60 : 전원라인
70 : 바이패스 라인 80 : 변류기
90 : 저항부 100 : 제2 AD 변환부

Claims (5)

1. 전원부에서 부하부로 전원을 공급하는 전원라인에서 전압값을 측정하는 변성기;
   상기 변성기에서 측정된 전압값을 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 변환부;
   상기 전원부에서 상기 부하부로 전원을 공급하는 상기 전원라인에서 바이패스되는 바이패스 라인;
   상기 바이패스 라인에 설치되어 상기 바이패스 라인에서의 전류값을 측정하는 변류기;
   상기 변류기로부터 측정된 전류값을 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 변환부; 및
   상기 제1 AD 변환부에서 출력되는 디지털 전압값과 상기 제2 AD 변환부에서 출력되는 디지털 전류값을 기반으로 전력량을 계측하는 계측부를 포함하되,
   상기 계측부는, 상기 디지털 전류값에 대해 상기 전원라인의 저항값과 상기 바이패스 라인의 저항값의 저항비에 기초하여 상기 전원라인의 전류값을 산출하고,
   상기 바이패스 라인은 상기 전원라인의 저항값보다 큰 저항값을 갖도록 상기 바이패스 라인의 저항값을 설정하기 위한 저항부를 더 포함하며,
   상기 저항부는 가변저항인 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
   
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