KR102308258B1 - 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치 - Google Patents

역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치 Download PDF

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Abstract

복수의 라인 인터렉티브 정전 보상장치가 병렬 연결되어 운용되는 병렬 운전이 가능한 오프라인 정전 보상 장치에서 사용할 수 있는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어 장치를 제공한다. 본 발명의 바이패스 스위치 장치는 바이패스 스위치의 입력단에 위치하여 전류의 흐름을 감지하는 전류 검출부로부터 전류가 흐르지 않는 것을 감지하는 영 전류 감지부(Zero Current Detector) 와 상기 바이패스 스위치 입출력 단의 전압을 검출하는 입력전압 검출부 및 출력전압 검출부로부터 상기 바이패스 스위치 입력전압과 출력전압 상태를 감지하는 전압 감지부를 포함하는 바이패스 스위치 상태 검출부를 포함하며, 상기 영 전류 감지부와 입력 및 출력 전압 감지부의 신호를 비교하여 스위치의 Off 상태를 종합적으로 판단하여, 바이패스 스위치의 도통 또는 차단 상태를 검출하도록 하여, 역전류 방지 기능을 갖는다.

Description

역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치{Bypass Switch Controller with Reverse Current Protection Function}
본 발명은 라인 인터렉티브 방식을 포함한 오프라인 정전 보상장치의 역전류(Back Feed) 현상을 완벽히 방지하기 위한 것이다.
본 발명은 정전 보상 장치의 바이패스 스위치 제어장치에 관한 것이며, 특히 외부입력 전원이 정상일 때는 상기 외부 입력전원을 그대로 바이패스 스위치를 통하여 부하에 공급하고 상기 외부입력 전원이 비정상 상태일 때는 바이패스 스위치를 차단하고(절체방식의 오프라인 정전보상장치의 경우는 절체한다) 미리 저장된 직류에너지 저장부로부터 직류 에너지를 공급받아 인버터를 사용하여 교류로 변환하여 교류전원을 상기 부하에 공급하는 순간정전보상장치와 라인 인터렉티브(Line-Interactive) 방식을 포함하는 모든 종류의 오프라인(Off Line) 정전보상장치(UPS:Uninterrupted Power Supply)(이하 통칭하여‘오프라인 정전보상장치’라 칭한다)에 사용되는 SCR을 사용하는 바이패스 스위치 제어장치에 관한 것이다.
오프라인 정전 보상장치의 바이패스 스위치는 교류를 직류로 변환하는 컨버터부, 직류에너지 저장부, 직류에너지를 교류에너지로 변환하는 인버터부와 함께 핵심적인 구성부이지만 다른 부분과는 달리 제어기술이 가장 완벽하지 못한 부분이다. 바이패스 스위치의 도통과 차단의 제어가 정확하지 않은 경우에는 역전류에 의한 보상전력의 손실은 물론, 심할 경우에는 보상장치의 파손이나 화재의 위험을 초래하기도 한다.
특히 입력 전원에 이상이 발생하면 바이패스 스위치를 차단시키고 미리 저장된 직류에너지 저장부로부터 에너지를 공급받아 미리 설정된 교류의 전력으로 변환하여 보상출력을 부하에 공급하는 오프라인 정전보상장치는 입력스위치의 정격전류용량, 바이패스스위치의 정격전류용량, 트랜스포머의 정격전력용량, 인버터, 직류에너지 저장장치의 허용 순간 방전전류용량 등의 용량이 한정되어 있으며 바이패스 스위치가 완전히 차단되지 않은 상태에서 보상전력을 출력하게 되면 아직 도통상태를 유지하고 있는 바이패스 스위치를 통하여 입력 측으로 역전류가 흐르게 된다. 이때 입력측 부하는 한정된 오프라인 정전보상장치의 보상 용량에 비해 무한대에 해당하므로 실제로는 입력 단락 현상을 가지게 되어 출력전압은 0[V] 가까이 떨어지고 역전류는 무한대로 흐르게 되므로 최소한도의 전력도 부하에 공급되지 않는 것은 물론이고 상기 오프라인 정전보상장치가 파손이 되거나 심하면 입력측으로의 단락전류로 인하여 화재가 발생하게 되는 치명적 결함이 있다. 이 같은 결함을 제거하기 위해 대표적인 반도체 스위치인 SCR 스위치의 도통과 차단 제어를 완벽하게 하기 위하여 기술의 개발과 발명이 지속적으로 시도되고 있으나 아직 완벽하게 제어하는 장치는 존재하지 않고 있다.
선행 발명으로서 특허제10-1091176은 입력전압의 극성 또는 SCR 입력전류의 방향을 인위적으로 바꾸는 것이 불가능하므로 미리 저장된 직류에너지 저장부로부터 직류의 에너지를 공급받아 인버터를 통하여 미리 설정된 전압의 교류전력으로 인버팅하여 부하에 공급할 때 인위적으로 입력전력과 위상차를 만들므로서 강제로 SCR 스위치의 도통 상태를 차단하는 방법으로서 상당한 효과가 입증되었지만 이 역시 완벽하지는 못하여 보다완벽한 방법이 필요하게 되었다.
오프라인 정전보상장치의 불안정한 바이패스 스위치 제어로 인해 발생하는 외부입력 측으로의 전력 역 공급(BACK FEED POWER) 현상의 발생 가능성을 사전에 완벽히 제거하여 보상출력의 전력손실과 상기 오프라인 정전 보상장치의 소손을 방지하도록 하여, 외부 입력전원이 비정상일 때, 특히 병렬로 연결된 모든 오프라인 정전보상장치의 바이패스 스위치의 차단 상태를 확인하여 동기를 맞춰 보상전력을 출력할 수 있도록 하고, 외부 입력전원이 정상을 회복하면 모든 오프라인 정전보상장치의 바이패스 스위치를 동시에 도통(절체방식의 오프라인 정전보상장치의 경우는 복귀) 시켜 외부 입력전원을 바이패스 스위치를 통하여 부하에 공급하도록 하는 것이다.
따라서 본 발명에서는 오프라인 정전보상장치의 불안정한 바이패스 스위치 제어로 인해 발생하는 외부입력 측으로의 전력 역 공급(BACK FEED POWER) 현상의 발생 가능성을 사전에 완벽히 제거하여 종래에 불가능했던 오프라인 정전보상장치의 바이패스 스위치의 제어를 완벽하게 하게 할 뿐만 아니라 지금까지 상기의 외부입력 측으로의 전력 역 공급(BACK FEED POWER) 현상으로 인해 실현이 불가능 했던 오프라인 정전보상장치의 병렬 운전을 가능하게 함으로써 복수의 정전 보상장치가 하나의 출력을 제공할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따라, 복수의 라인 인터렉티브 정전 보상장치가 병렬 연결되어 운용되는 병렬 운전이 가능한 오프라인 정전 보상 장치에서 사용할 수 있는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어 장치로서, 바이패스 스위치의 입력단에 위치하여 전류의 흐름을 감지하는 전류 검출부로부터 전류가 흐르지 않는 것을 감지하는 영 전류 감지부(Zero Current Detector) 와 상기 바이패스 스위치 입출력 단의 전압을 검출하는 입력전압 검출부 및 출력전압 검출부로부터 상기 바이패스 스위치 입력전압과 출력전압 상태를 감지하는 전압 감지부를 포함하는 바이패스 스위치 상태 검출부를 포함하며, 상기 영 전류 감지부와 입력 및 출력 전압 감지부의 신호를 비교하고 스위치의 Off 상태를 종합적으로 판단하여, 바이패스 스위치(120)의 도통 또는 차단 상태를 검출하도록 하는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치가 제공된다.
본 발명의 다른 한 특징에 따라, 영 전류 감지부(Zero Current Detector)는 상기 바이패스 스위치의 입력 전류의 크기가 미리 정한 기준 영 전류 값의 편차 내에 있으면 상기 스위치의 입력 전류의 크기가 상기 기준 영 전류 값의 편차 내에 있다는 신호를 발생하고, 상기 바이패스 스위치의 입력 전류가 상기 기준 영 전류 값의 -편차(음의 값 편차) 보다 작거나 상기 기준 영 전류 값의 +편차(양의 값 편차) 보다 크게 되면 상기 바이패스 스위치의 입력 전류의 크기가 상기 기준 영 전류 값의 편차를 벗어났다는 신호를 발생하는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 스위치 입력전압 및 출력전압 감지부는 상기 바이패스 스위치 양단에서 입력 전압과 출력 전압을 검출하여 상기 바이패스 스위치의 입력전압과 출력전압의 차이가 미리 정한 기준 전압 값의 편차 내에 있으면 상기 바이패스 스위치의 입력 전압과 출력 전압의 차가 상기 기준 전압 값을 만족함을 나타내는 신호를 발생하고, 상기 바이패스 스위치 양단에서 입력 전압과 출력 전압이 상기 기준 전압 값의 편차를 벗어나면, 상기 바이패스 스위치의 입력 전압과 출력 전압의 차가 상기 기준 전압 값을 벗어남을 나타내는 신호를 발생하는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치가 제공된다.
본 발명의 다른 한 특징에 따라, 정전 보상장치가 복수의 정전보상장치를 서로 상호 제어하도록 연결하는 통신포트를 더욱 포함하는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 한 특징에 따라, 정전 보상장치가 통신 지연시간과 위상의 동기화를 고려하여 병렬 연결된 모든 오프라인 정전보상장치가 동시에 입력과 출력을 연결 또는 차단하기 위한 동기신호를 발생하는 동기 신호 발생기능을 확보한 통합 제어부를 더욱 포함하는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치가 제공된다.
본 발명에 따르면 오프라인 정전 보상장치의 외부입력 측으로의 전력 역공급(Back Feed) 현상을 완벽히 방지 함으로서 입력전원에 이상이 발생하였을 때 부하에 공급하는 보상전력을 입력측으로의 손실 없이 완벽히 확보하고 또한 그 결과로서 상기 정전보상장치의 소손을 방지하며, 나아가 오프라인 정전보상장치의 불안정한 바이패스 스위치 제어로 인해 발생하는 상기 외부입력 측으로의 전력 역 공급(BACK FEED POWER) 현상의 발생으로 인해 병렬운전이 불가하여 단독으로만 설치 운용되던 종래의 오프라인 정전보상장치의 기술적인 문제를 해결하여 상기 오프라인 정전 보상장치의 병렬 증설 또는 감축시의 용량 조절의 어려움을 해결하고 부하 용량의 증가 또는 감소에 따라 상기 오프라인 정전보상장치의 용량을 신축성 있게 추가 또는 감축시킴으로써 상기 부하용량의 변화에 대한 신축성 있는 대응을 용이하게 하여 라인 인터렉티브 방식을 포함하는 모든 종류의 오프라인 정전보상장치의 병렬운전을 가능하게 한다.
본원 발명에서는 오프라인 정전보상장치의 병렬운전을 가능하게 하는 기술 발명을 통해 기존에 설치된 중소 용량의 장치에 추가되는 용량의 증설만으로 대용량 부하에 대한 단일 전력공급이 가능해 지며, 대용량 장치를 위한 단일의 넓은 공간이 불필요해지고 자투리 공간을 활용할 수 있게 되며, 공간 활용도가 높아지고 중량의 분할이 가능해짐으로써 이동 설치가 매우 용이하게 되며 대용량의 장치를 위하여 일시에 큰 자금을 투입할 필요 없이 증설이 필요한 만큼만 추가하면 되므로 자금의 운용이 여유롭게 된다. 또한 예비전력의 준비도 단일의 대용량 장치의 증설에 비해 매우 간단하고 현저히 저렴해 지므로 자금과 공간 등의 문제로 예비전력의 필요성을 알면서도 선뜻 설치하기 어려웠던 수요자에게 매우 큰 장점들을 제공하게 된다.
도 1은 종래의 오프라인 정전보상장치의 구성을 도시한 블럭도.
도 2는 종래의 라인 인터렉티브 정전보상장치의 구성을 도시한 블럭도.
도 3는 본원 출원인의 병렬운전이 가능한 라인 인터렉티브 정전보상장치에서의 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치를 도시한 도면.
도 4는 본원 출원인의 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치를 채용한 병렬운전이 가능한 라인 인터렉티브 정전보상장치의 구성을 도시한 블록도.
도 1에 도시된 바이패스 스위치 절체 방식의 오프라인 정전보상장치는 별도의 컨버터부(P21)와 인버터부(P22)로 구성되지만 추가로 외부입력을 변환하지 아니하고 직접 출력할 수 있도록 고안된 별도의 바이패스 회로부(P24)를 병렬로 가지며 상기 컨버터부와 인버터부로 구성된 전력보상 회로부와 상기 바이패스 회로부(P24)를 외부입력의 상태에 따라 절체할 수 있는 바이패스 스위치(P25)로 구성되어있다.
상기 바이패스 스위치 절체 방식의 오프라인 정전보상장치는 외부 입력전원이 정상일 때는 상기 바이패스 회로부(P24)를 선택하여 상기 외부 입력전원을 직접 출력으로 연결하여 상기 외부 입력전원의 전압에 따라 변동하는 전압을 출력에 공급하고, 상기 외부 입력전원이 비정상일 때에만 상기 바이패스 스위치(P25)로 상기 인버터부의 회로를 선택하여 직류 에너지 저장부(P23)에 저장된 직류에너지를 미리 정해진 교류로 변환하여 출력에 공급하기 때문에 온라인 정전보상 장치에 비해 현저히 효율이 높고 시스템이 간단한 장점이 있다.
도 2에 도시된 라인 인터렉티브 방식의 정전보상장치는 가장 진보된 방식의 오프라인 정전보상장치로서 바이패스 스위치를 통하여 외부입력 전력의 공급 여부를 총괄 제어하며, 컨버터부와 인버터부를 별도로 구분하지 아니하고 기능이 통합된 컨버터부(P31) 하나만으로 구성하여 외부입력의 상태에 따라 컨버터부의 역할과 인버터부의 역할을 번갈아 하도록 하며, 추가하여 상기 외부입력이 정상인 때 상기 외부입력을 변환하지 아니하고 직접 출력하는 바이패스 회로부(P34)와 상기 외부입력의 상태에 따라 차단과 도통 기능을 수행할 수 있는 바이패스 스위치(P35) 회로부로 구성되어 있다.
외부 입력전원이 정상범위 내에서는 상기 바이패스 스위치를 도통시키고 상기 바이패스 회로부(P34)를 통하여 외부 입력전원을 직접 출력으로 연결하여 외부 입력전원의 전압에 따라 변동하는 전압을 출력에 공급하면서, 컨버터부를 통하여 입력된 교류 에너지를 직류에너지로 전환하여 직류 에너지 저장부(P33)에 저장하고, 외부 입력전원이 정상범위를 벗어나면 바이패스 스위치를 차단하여 바이패스 회로부를 통해 외부입력과 인버터 출력이 서로 연결되는 것을 방지한 후 컨버터부를 인버터부로 전환하여 직류 에너지 저장부에 저장된 직류에너지를 미리 정해진 교류로 변환하여 출력에 공급하기 때문에 상기 바이패스 스위치 절체 방식의 오프라인 정전보상장치가 별도의 컨버터부와 인버터부로 구성되어 있음에 비하여 하나의 컨버터부로 입력 상황에 따라 컨버터부와 인버터부의 역할을 번갈아 하게 구성함으로서 구성요소가 반으로 축소되어 가장 원가가 절감되고 부피가 작아지면서도 효율은 극대화되는 장점이 있다.
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예는 오프라인 정전 보상장치 중 가장 진보되고 기술적으로 난이도가 높은 라인 인터렉티브 정전보상장치의 병렬운전의 실시를 통하여 설명한다.
도 3은 본원 발명의 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치를 도시한 도면이며, 바이패스 스위치 상태 검출부가 포함된 라인 인터렉티브 정전 보상장치의 구성을 도시한 도면이다. 바이패스 스위치 상태 검출부(130)는, 바이패스 스위치(120)의 입력단에 위치하여 전류의 흐름을 감지하는 전류 검출부(112)로부터 전류가 흐르지 않는 것을 감지하는 영 전류 감지부(Zero Current Detector) 와 상기 바이패스 스위치 입출력 단의 전압을 검출하는 바이패스 스위치 입력전압 검출부(111) 및 바이패스 스위치 출력전압 검출부(113)로부터 상기 바이패스 스위치(120) 입력전압 및 출력전압 상태를 감지하는 전압 감지부를 포함하며, 상기 영 전류 감지부와 입력 및 출력 전압 감지부의 신호를 비교하여 스위치의 Off 상태를 종합적으로 판단한다. (영전류 감지부와 전압 감지부를 포함하는 '바이패스 스위치 상태검출부')
즉, 상기 바이패스 스위치 상태 검출부(130)는 영 전류 감지부와 입력 및 출력 전압 감지부를 포함하여 비로서 스위치가 Off 상태임을 확실하게 확인하도록 하며, 이 같은 전류와 전압 감지를 통한 이중 감지 장치가 외부 입력전원이 비정상일 때 바이패스스위치의 차단이 완벽하지 못하여 발생하는 역전류(Back Feed) 현상을 완벽히 방지하여 오프라인 정전 보상장치의 병렬운전을 가능하게 하도록 한다.
상기 영 전류 감지부(Zero Current Detector)는, 상기 바이패스 스위치(120)의 입력 전류의 크기가 미리 정한 기준 영 전류 값의 편차 내에 있으면 상기 스위치의 입력 전류의 크기가 상기 기준 영 전류 값의 편차 내에 있다는 신호를 발생하고, 상기 바이패스 스위치(120)의 입력 전류가 상기 기준 영 전류 값의 -편차(음의 값 편차) 보다 작거나 상기 기준 영 전류 값의 +편차(양의 값 편차) 보다 크게 되면 상기 바이패스 스위치의 입력 전류의 크기가 상기 기준 영 전류 값의 편차를 벗어났다는 신호를 발생한다.
상기 스위치 입력전압 및 출력전압 검출 부(Switch Voltage Detector)(111, 113)는 상기 바이패스 스위치(120) 양단에서 입력 전압과 출력 전압을 검출하여 상기 바이패스 스위치의 입력전압과 출력전압의 차이가 미리 정한 기준 전압 값의 편차 내에 있으면 상기 바이패스 스위치(120)의 입력 전압과 출력 전압의 차가 상기 기준 전압 값을 만족함을 나타내는 신호를 발생하고, 상기 바이패스 스위치(120) 양단에서 입력 전압과 출력 전압이 상기 기준 전압 값의 편차를 벗어나면, 상기 바이패스 스위치의 입력 전압과 출력 전압의 차가 상기 기준 전압 값을 벗어남을 나타내는 신호를 발생한다.
상기 바이패스 스위치(120)의 입력 전류가 상기 기준 영 전류 값의 편차 내에 있고 상기 바이패스 스위치의 입력 전압과 출력 전압의 차가 상기 기준 전압 값을 벗어나면, 상기 바이패스 스위치 상태 검출부(130)는 상기 바이패스 스위치(120)가 Off상태인 것으로 판단하고 제어부(140)에 상기 바이패스스위치가 Off상태인 것을 알린다. 상기 바이패스 스위치의 입력 전류가 상기 기준 영 전류 값의 편차 범위를 벗어나거나 상기 바이패스 스위치(120)의 입력 전압과 출력 전압의 차가 상기 기준 전압 값의 편차 내에 있으면 상기 바이패스 스위치 상태 검출부(130)는 상기 바이패스 스위치(120)가 ON상태인 것을 제어부(140)에 알린다.
상기 제어부(140)는 상기 바이패스 스위치 상태 검출부(130)로부터 상기 바이패스 스위치(120)가 차단되었음을 알리는 신호를 받은 후에 직류에너지를 교류 전력으로 변환하는 인버팅 동작을 수행 함으로서 상기 바이패스 스위치가 아직 도통인 상태에서 인버팅 하였을 때 발생하는 역전류 현상을 방지한다.
상기 바이패스 스위치(120)의 입력단에 위치하여 전류의 흐름을 검출하는 전류 검출부(112)로부터 전류가 흐르지 않는 것을 감지하는 영 전류 감지부(Zero Current Detector) 와 상기 바이패스 스위치 입력 단의 전압을 검출하는 입력전압 검출부(111)로부터 입력전압 상태를 감지하는 전압 감지부는 도 4의 입력 검출부(221)에 해당하며, 상기 스위치 출력전압 검출부(113)는 도 4의 출력전압 검출부(222)에 해당한다.
도 4는 본원 출원인의 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치를 채용한 병렬운전이 가능한 라인 인터렉티브 정전보상장치의 구성을 도시한 블록도이다. 라인 인터렉티브 정전보상장치의 병렬운전을 위해서는 외부 입력 검출부(221), 바이패스 스위치(210), 바이패스 스위치 ON/OFF 제어부(224), 병합된 컨버터/인버터부(230)(일반 오프라인 정전 보상장치는 별도의 컨버터부와 인버터부를 가진다), 인버터 제어부(225)를 포함하는 라인 인터렉티브 정전보상장치, 다수의 병렬 연결된 상기 라인 인터렉티브 정전보상장치들 상호간의 제어신호를 송수신 하기 위한 통신포트(223) 그리고 상기 다수의 병렬 연결된 상기 라인 인터렉티브 정전보상장치들의 인버터 제어부의 인버팅 시작 시각을 동기화 시키기 위한 동기신호 발생기능을 갖는 통합 제어부(220)가 설치되어 병렬운전이 가능한 라인 인터렉티브 정전보상장치가 제공된다.
상기 외부 입력 검출부(221)는 정전 보상장치가 교류 입력과 바이패스 스위치 사이의 입력 전압 및 전류를 검출하고, 바이패스 스위치 제어부(224)는 바이패스 스위치(210)를 제어하며, 출력전압 검출부(222)는 바이패스 스위치(210)의 출력전압을 검출하며 제어부(226)는 상기 입력 검출부와 출력전압 검출부로부터 받은 정보를 분석하여 상기 바이패스 스위치의 도통 또는 차단 상태를 감시하고, 통신포트(223)는 복수의 정전보상장치를 서로 상호 제어하도록 하며, 통합 제어부(220)가 통신 지연시간과 위상의 동기화를 고려하여 동시에 입력과 출력을 연결 또는 차단하기 위한 동기신호를 발생하는 동기 신호 발생기능을 확보한다.
상기 통합 제어부(220)는 병렬로 연결된 복수의 오프라인 정전 보상장치의 입력과 출력이 상기 통신포트(223)를 통하여 서로 동기화 되도록 하며 외부 입력전원의 비정상을 최초로 감지한 한 정전 보상장치가 마스터 장치가 되거나, 상기 병렬로 연결된 복수의 오프라인 정전 보상장치 중 하나의 장치가 마스터 장치가 되고, 상기 마스터에 병렬로 연결된 복수의 정전 보상장치가 슬레이브 장치가 되어 상기 마스터 장치가 상기 슬레이브 장치에게 바이패스 차단 지령을 송출하고, 상기 마스터 장치는 상기 슬레이브 장치로 보내는 지령의 통신 지연시간과 위상의 동기화를 고려하여 자신의 바이패스 스위치를 차단하며, 상기 슬레이브 장치로부터 바이패스 스위치 차단 상태 신호를 수신하여, 상기 마스터 장치 자신을 포함하는 상기 병렬 연결된 모든 슬레이브 장치들에게 인버팅의 시작, 인버팅의 중지 및 바이패스 스위치의 도통 지령을 송출한다.
본 발명에 따라, 도 3와 관련하여 앞서 설명된, 오프라인 정전보상장치의 불안정한 바이패스 스위치 제어로 인해 발생하는 외부입력 측으로의 전력 역 공급(BACK FEED POWER) 현상의 발생 가능성을 사전에 완벽히 제거하여 보상출력의 전력손실과 상기 오프라인 정전 보상장치의 소손을 방지하도록 함으로써, 비로서 상기 오프라인 정전보상장치는 병렬운전이 가능하게 된다.
본원 발명의 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치를 이용함으로써, 상기 오프라인 정전보상장치는 병렬 연결된 각각의 장치의 바이패스 스위치의 도통 또는 차단 상태를 감시하는 제어부(226), 복수의 정전보상장치를 서로 상호 제어하도록 연결하는 통신포트(223), 통신 지연시간과 위상의 동기화를 고려하여 동시에 입력과 출력을 연결 또는 차단하기 위한 동기신호를 발생하는 동기신호 발생기능을 확보한 통합 제어부(220)(기존의 제어부와 구분되도록 명칭을 추가한다)를 포함하여 구성된다.
앞서 밝힌 바와 같이, 상기 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예는 오프라인 정전 보상장치 중 가장 진보되고 기술적으로 난이도가 높은 라인 인터렉티브 정전보상장치의 병렬운전의 실시를 통하여 설명하였다. 그러나 본 발명에서 오프라인 정전 보상 장치에서 사용할 수 있는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어 장치는 단독으로 운영되는 오프라인 정전 보상 장치에서도 사용할 수 있는 것이며, 이때 전류와 전압 감지를 통한 이중 안전 장치가 외부 입력전원이 비정상일 때 바이패스스위치의 차단이 완벽하지 못하여 발생하는 역전류(Back Feed) 현상을 완벽히 방지하여 단독으로 사용되는 오프라인 정전 보상장치를 안전하게 사용함이 가능하도록 한다.
111; 바이패스 스위치 입력전압 검출부
112; 전류 검출부
113: 출력전압 검출부
120: 바이패스 스위치
130: 바이패스 스위치 상태 검출부
140: 제어부
220: 통합제어부
221: 입력 검출부
222: 출력전압 검출부
223: 통신포트
224: 바이패스 스위치 제어부
225: 인버터 제어부
226: 제어부

Claims (5)

  1. 복수의 라인 인터렉티브 정전 보상장치가 병렬 연결되어 운용되는 병렬 운전이 가능한 오프라인 정전 보상 장치에서 사용할 수 있는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어 장치로서,
    상기 정전 보상장치가 복수의 정전보상장치를 서로 상호 제어하도록 연결하는 통신포트(223) 그리고 통신 지연시간과 위상의 동기화를 고려하여 동시에 입력과 출력을 연결 또는 차단하기 위한 동기신호를 발생하는 동기 신호 발생기능을 확보한 통합 제어부(220)를 포함하며,
    바이패스 스위치(120)의 입력단에 위치하여 전류의 흐름을 감지하는 전류 검출부(112)로부터 전류가 흐르지 않는 것을 감지하는 영 전류 감지부(Zero Current Detector) 와 상기 바이패스 스위치 입출력 단의 전압을 검출하는 입력전압 검출부(111) 및 출력전압 검출부(113)로부터 상기 바이패스 스위치(120) 입력전압과 출력전압 상태를 감지하는 전압 감지부를 포함하는 바이패스 스위치 상태 검출부(130)를 포함하며, 상기 영 전류 감지부와 입력 및 출력 전압 감지부의 신호를 비교하고 스위치의 Off 상태를 종합적으로 판단하여, 바이패스 스위치(120)의 도통 또는 차단 상태를 검출하도록 함을 특징으로 하는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 영 전류 감지부(Zero Current Detector)는 상기 바이패스 스위치(120)의 입력 전류의 크기가 미리 정한 기준 영 전류 값의 편차 내에 있으면 상기 스위치의 입력 전류의 크기가 상기 기준 영 전류 값의 편차 내에 있다는 신호를 발생하고, 상기 바이패스 스위치(120)의 입력 전류가 상기 기준 영 전류 값의 -편차(음의 값 편차)보다 작거나 상기 기준 영 전류 값의 +편차(양의 값 편차)보다 크게 되면 상기 바이패스 스위치의 입력 전류의 크기가 상기 기준 영 전류 값의 편차를 벗어났다는 신호를 발생함을 특징으로 하는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스위치 입력전압 및 출력전압 감지부는 상기 바이패스 스위치(120) 양단에서 입력 전압과 출력 전압을 입력 받아 상기 바이패스 스위치의 입력전압과 출력전압의 차이가 미리 정한 기준 전압 값의 편차 내에 있으면 상기 바이패스 스위치(120)의 입력 전압과 출력 전압의 차가 상기 기준 전압 값을 만족함을 나타내는 신호를 발생하고, 상기 바이패스 스위치(120) 양단에서 입력 전압과 출력 전압이 상기 기준 전압 값의 편차를 벗어나면, 상기 바이패스 스위치의 입력 전압과 출력 전압의 차가 상기 기준 전압 값을 벗어남을 나타내는 신호를 발생함을 특징으로 하는 역전류 방지 기능을 갖는 바이패스 스위치 제어장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102614594B1 (ko) * 2022-07-07 2023-12-15 한영전기기술 주식회사 양방향 컨버터의 제어 시스템 및 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007300712A (ja) 2006-04-28 2007-11-15 Sanken Electric Co Ltd 交流電力供給装置
JP2013150415A (ja) 2012-01-18 2013-08-01 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 無停電電源装置
KR101493774B1 (ko) 2014-06-02 2015-02-23 주식회사 오키 바이패스 스위치 회로 포함의 전력변환장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2645058B2 (ja) * 1988-02-29 1997-08-25 株式会社東芝 無停電電源装置
KR20110102550A (ko) * 2010-03-11 2011-09-19 주식회사 오키 3상 전원입력용 전력공급장치
US10263459B2 (en) * 2012-07-25 2019-04-16 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power supply system
KR20150121797A (ko) * 2014-04-22 2015-10-30 (주)그린파워 정전보상기능을 갖는 에너지저장시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007300712A (ja) 2006-04-28 2007-11-15 Sanken Electric Co Ltd 交流電力供給装置
JP2013150415A (ja) 2012-01-18 2013-08-01 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 無停電電源装置
KR101493774B1 (ko) 2014-06-02 2015-02-23 주식회사 오키 바이패스 스위치 회로 포함의 전력변환장치

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