KR102352938B1 - Dcu 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템에 관한 것으로, DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템은 수용가에 구비되어 수용가 부하를 검침하는 전력량계와, 전주의 소정부에 부착되되, 변압기 2차측의 부하 전력량을 검침하고, 각 수용가의 전력량계로부터 전송된 수용가별 전력 검침량을 원격 검침서버로 전송하는 DCU와, 상기 DCU로부터 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량 데이터를 수신하여 배전 손실율을 연산하는 원격 검침서버로 구성될 수 있다. 다른 실시 예들도 가능하다.

Description

DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템{TRANSFORMER LOAD MONITORING SYSTEM USING METERING OF DCU}

본 발명은 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 전주에 설치된 DCU에 변압기 2차측의 실질 전력량을 검침하고, 각 수용가별 검침량과 비교함으로써 신속하고 정밀하게 배전 손실율을 모니터링할 수 있는 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 전력을 공급하는 전력회사에서는 배전 손실율이 회사의 수익에 큰 영향을 끼치게 되고, 심지어는 세금의 낭비로 이어질 수 있다.

따라서, 전력회사에서는 변압기의 배전 손실율을 지속적으로 관리하고 있다.

일반적으로 변압기 무선부하 감시시스템은 변압기의 과부하로 인한 소손 방지를 위하여 변압기에 무선부하 감시장치를 부착하고 이를 이용하여 변압기의 부하상태를 감시한다. 무선부하 감시시스템은 주로 대도시 변압기의 과부하 소손방지를 위하여 설치되는데, 현재 전체 변압기의 7.1% 정도 설치되어 운영중에 있다.

도 1은 종래의 무선부하 감시시스템의 블럭도를 도시하고 있다.

도 1을 참고하여 종래의 무선부하 감시시스템을 살펴보면 다음과 같다.

변전소(S/S)가 복수의 변압기(예컨대, 변압기 1, 변압기 2, 및 변압기 3)를 통해 배분전력량을 다수의 부하측에 공급할 수 있다. 각 변압기는 다수의 부하측의 용량에 맞도록 전압을 변압하여 다수의 부하측에 공급한다.

무선부하 감시장치는 복수의 변압기 각각에 개별적으로 설치된다. 각각의 무선부하 감시장치는 해당 변압기의 전압값 및 전류값을 이용하여 부하에 공급하는 전력(power)을 연산하고, 부하에 공급하는 전력이 해당 변압기의 소정 용량(예컨대, 100kW)을 초과하는 경우에 이에 대한 정보를 원격 감시 서버에 전송한다.

즉, 종래의 무선부하 감시시스템은 변압기의 전력을 측정하고, 이렇게 측정된 전력이 변압기 용량을 초과하는 경우 이에 대한 정보를 원격 감시 서버에 전송함으로써 변압기의 과부하를 방지하도록 설치되어 운영된다.

또한, 일반적으로 변전소(S/S)에서 공급하는 배분전력량과, 부하측에서 소비하는 판매전력량을 이용하여 다음 식에 의해서 배전손실율을 구함으로써 부하 감시를 수행할 수 있다.

배전손실율=((배분전력량-판매전력량(1+2+3+4))/배분전력량)×100%

이렇게 배전손실율을 이용하여 부하를 감시하는 것은 실제적인 저압 부하 상태를 확인할 수 없고, 종래의 무선부하 감시시스템은 변압기의 과부하 여부를 확인할 수 있을 뿐 변압기별 손실율을 점검할 수 없다.

따라서, 종래 기술에 의해서는 변압기별 수용가의 저압 부하의 상태를 실제적으로 파악하는 것에 취약하므로 부하를 효율적으로 관리하지 못한다.

최근에는 상기 배분전력량과 판매전력량 이외 보다 합리적인 손실율을 산정하는 방법이 등록특허 10-1809353호와 같이 개발되었으며, 도 2를 참조하여 아래에 설명한다.

이를 참조하면, 각 수용가(11,12,13,14,15,16,17,18,19)의 전력량을 검출하는 수용가별 전력량계(21,22,23,24,25,26,27,28,29)와, 소정 개수의 수용가별 전력량계(21,22,23,24,25,26,27,28,29)의 전력량 데이터를 무선망을 통해 원격 검침서버(200)로 제공하는 DCU(Data concentrator unit)(31)가 구성되고, 그 원격 검침서버(200)는 아래의 식으로 손실율을 연산하여, 최종적인 배전 손실상태를 모니터링하게 된다.

손실율=((부하전력량-전력점검량)/부하전력량)×100%

하지만, 상기 부하전력량은 변압기 2차측의 부하전력을 의미하는 것이 아니고, 수용가에 구비된 전력량계의 인입측에 대한 부하전력을 의미하는 것이므로 실제로, 변압기 2차측과 수용가의 전력량계 사이의 도전이나 누전 또는 저압선로의 전기적 손실에 대해서는 종래의 시스템으로는 신속하고 정확한 파악이 불가하다는 문제가 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 제10-1809353호(2017.12.08. 등록, 무선 및 전력선 통신을 이용한 원격검침 시스템 및 원격검침 서버의 동작 방법)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 전주에 설치된 DCU에 변압기 2차측의 실질 전력량을 검침하고, 각 수용가별 검침량과 비교하여 손실율을 연산하고 일정 손실율 이상은 경보를 발생시킴으로써 더 신속하고 정밀하게 배전 손실율을 모니터링할 수 있는 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 수용가에 구비되어 수용가 부하를 검침하는 전력량계와; 전주의 소정부에 부착되되, 변압기 2차측의 부하 전력량을 검침하고, 각 수용가의 전력량계로부터 전송된 수용가별 전력 검침량을 원격 검침서버로 전송하는 DCU와; 상기 DCU로부터 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량 데이터를 수신하여 배전 손실율을 연산하는 원격 검침서버로 구성된 것을 특징으로 하는 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템이 제공된다.

바람직하게, 상기 DCU는 그 내부에, 상기 변압기 2차측의 부하 전력량을 검침하는 부하검침부와; 각 수용가의 전력량계로부터 전송된 수용가별 전력 검침량을 수신하는 수용가 측정 데이터 포집부와; 상기 변압기 2차측의 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량을 상기 원격 검침서버로 전송하는 데이터 전송부가 구성된 것을 특징으로 하는 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템이 제공된다.

바람직하게, 상기 원격 검침서버는 상기 DCU로부터 상기 변압기 2차측의 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량을 수신하는 데이터 수신부와; 상기 변압기 2차측의 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량을 통해 손실율을 연산하는 손실율 연산부와; 상기 손실율 연산부에서 연산된 손실율이 일정 기준 손실율을 초과하면 경고를 발생시키는 손실율 경고발생부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템이 제공된다.

바람직하게, 상기 손실율 연산부에서의 손실율은, 손실율=((변압기 2차측 부하 전력량-전력 점검량)/부하 전력량)×100%이며, 상기 변압기 2차측 부하 전력량은, 변압기 2차측 부하 전력량(Wh)=전압(V)×전류(A)×Cosθ(역률)×h(시간)이고, 상기 Cosθ(역률)는 실시간 역률로 연산한 것을 특징으로 하는 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템이 제공된다.

바람직하게, 상기 원격 검침서버는 고객의 영업정보 데이터를 이용하여 배전 손실율을 산출하고, 다수의 수용가의 각각의 변압기로부터 갱신가능한 다수의 부하별 인입주 번호, 고객번호, 검침일, 계기번호, 사용자 성명, 검침 전력량을 포함하는 영업정보 데이터를 저장하는 영업정보 데이터 저장부가 더 구성된 것을 특징으로 하는 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템이 제공된다.

바람직하게, 상기 DCU는 2차측 전력이 검침된 각 변압기와, 그 변압기로부터 전력을 전송받는 수용가 데이터를 연계하여 전송할 데이터를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템이 제공된다.

본 발명에 따른 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템은 변압기 2차측의 부하를 실제로 인접하여 검침하고, 그 검침부하량을 적용하여 손해율을 산출함으로써 도전이나 누전에 대한 신속하고 정밀한 손해율을 산출해낼 수 있고, 그에 따라 빠르게 현장 조치를 취할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 무선부하 감시시스템의 블록도,
도 2는 종래의 DCU가 구성된 변압기 부하 감시시스템을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템의 구성을 도시한 블록구성도이다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템을 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템의 구성을 도시한 블록구성도이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템(100)은 전주에 설치된 DCU에 변압기 2차측의 실질 전력량을 검침하고, 각 수용가별 검침량과 비교하여 손실율을 연산하고 일정 손실율 이상은 경보를 발생시킴으로써 더 신속하고 정밀하게 배전 손실율을 모니터링할 수 있는 시스템이다.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템(100)은 수용가(11,12,13,14,15,16,17,18,19)에 구비되어 수용가 부하를 검침하는 전력량계(21,22,23,24,25,26,27,28,29)와; 전주의 소정부에 부착되되, 변압기 2차측(Tr2)의 부하 전력량을 검침하고, 각 수용가의 전력량계(21,22,23,24,25,26,27,28,29)로부터 전송된 수용가별 전력 검침량을 원격 검침서버(200)로 전송하는 DCU(111)와; 상기 DCU(111)로부터 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량 데이터를 수신하여 배전 손실율을 연산하는 원격 검침서버(40)로 구성된다.

이때, 상기 수용가의 전력량계(21,22,23,24,25,26,27,28,29)는 다수의 수용가의 부하측과 전기적으로 연결되고, 다수의 수용가의 부하 전류, 전압을 감지할 수 있는 감지 센서(미도시)를 더 포함하여, 부하측의 복수의 전류, 전압 및 전류와 전압을 측정하는 복수의 측정시간을 측정할 수 있다.

한편, 상기 DCU(111)는 그 내부에, 상기 변압기 2차측(Tr2)의 부하 전력량을 검침하는 부하검침부(121)와; 각 수용가의 전력량계(21,22,23,24,25,26,27,28,29)로부터 전송된 수용가별 전력 검침량을 수신하는 수용가 측정 데이터 포집부(52)와; 상기 변압기 2차측(Tr2)의 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량을 상기 원격 검침서버(40)로 전송하는 데이터 전송부(54)가 구성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템(100)의 주요한 특징중 하나는 DCU(111)는 그 내부 또는 그 인근에 구비된 상기 부하검침부(121)를 통하여, 변압기 2차측(Tr2)의 부하전력량을 직접 검침할 수 있게 구성된 바, 그 부하검침부(121)는 전류, 전압을 감지할 수 있는 감지 센서(미도시)를 통해 부하전력량을 검출할 수 있게 구성된다.

바람직하게, 상기 DCU(111)는 2차측 전력이 검침된 각 변압기와, 그 변압기로부터 전력을 전송받는 수용가 데이터를 연계하여 전송할 데이터를 생성하도록 구성된다.

보다 상세하게, 상기 원격 검침서버(40)는 상기 DCU(111)로부터 상기 변압기 2차측(Tr2)의 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량을 수신하는 데이터 수신부(42)와; 상기 변압기 2차측(Tr2)의 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량을 통해 손실율을 연산하는 손실율 연산부(44)와; 상기 손실율 연산부(44)에서 연산된 손실율이 일정 기준 손실율을 초과하면 경고를 발생시키는 손실율 경고발생부(46)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 손실율 연산부(44)에서의 손실율은 아래의 식과 같다.

손실율=((변압기 2차측 부하 전력량-전력 점검량)/부하 전력량)×100%.

여기서, 변압기 2차측 부하전력량을 연산하는 식은 아래와 같다.

변압기 2차측 부하전력량(Wh)=전압(V)×전류(A)×Cosθ(역률)×h(시간).

이때, 상기 Cosθ(역률)는 통상의 0.9가 아니고, 실시간 역률이 적용된다.

한편, 상기 손실율 경고발생부(46)를 통하여, 관제실에서는 용이하게 손실율에 대해 모니터링할 수 있고, 이상 손실율 경고가 발생되면 해당 현장으로 신속하게 작업자를 파견하여 현장 직접 감시를 수행할 수 있게 된다.

더불어, 상기 원격 검침서버(40)는 수용가별 전력 검침량 대신, 고객의 영업정보 데이터를 이용하여 배전 손실율을 산출할 수 있으며, 다수의 수용가의 각각의 변압기로부터 갱신가능한 다수의 부하별 인입주 번호, 고객번호, 검침일, 계기번호, 사용자 성명, 검침 전력량을 포함하는 영업정보 데이터를 저장하는 영업정보 데이터 저장부(48)가 더 구성된다.

특히, 상기 영업정보 데이터 저장부(48)는 상기 수용가에 설치된 전력량계를 모두 대체하는 아니고, 통신케이블 포설 또는 무선통신 장비를 설치할 수 없는 특수 지역에 한하여, 수용가별 전력 검침량 대신, 고객의 영업정보 데이터를 이용하여 배전 손실율을 산출할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

11,12,13,14,15,16,17,18,19: 수용가
21,22,23,24,25,26,27,28,29: 수용가별 전력량계
40: 원격검침서버
42: 데이터수신부
44: 손실율 연산부
46: 손실율 경고발생부
48: 영업정보 데이터 저장부
52: 수용가 측정데이터 포집부
54:데이터 전송부
111: DCU
121: 부하검침부

Claims (6)

1. 수용가에 구비되어 수용가 부하를 검침하는 전력량계와;
   전주의 소정부에 부착되되, 변압기 2차측의 부하 전력량을 검침하고, 각 수용가의 전력량계로부터 전송된 수용가별 전력 검침량을 원격 검침서버로 전송하는 DCU(data concentrator unit)와;
   상기 DCU로부터 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량 데이터를 수신하여 배전 손실율을 연산하는 원격 검침서버를 포함하되,
   상기 DCU는 그 내부에, 상기 변압기 2차측의 부하 전력량을 검침하는 부하검침부와;
   각 수용가의 전력량계로부터 전송된 수용가별 전력 검침량을 수신하는 수용가 측정 데이터 포집부와;
   상기 변압기 2차측의 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량을 상기 원격 검침서버로 전송하는 데이터 전송부를 포함하고,
   상기 부하검침부는 전류 및 전압을 감지할 수 있는 감지 센서를 통해 상기 부하 전력량을 검출하며,
   상기 부하검침부는 상기 변압기 2차측의 부하 전력량을 직접 검침할 수 있도록 구성되고,
   상기 DCU는 2차측 전력이 검침된 각 변압기와, 각 변압기로부터 전력을 전송받는 수용가 데이터를 연계하여 전송할 데이터를 생성하도록 구성되며,
   상기 원격 검침서버는, 상기 DCU로부터 상기 변압기 2차측의 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량을 수신하는 데이터 수신부와;
   상기 변압기 2차측의 부하 전력량과, 수용가별 전력 검침량을 통해 손실율을 연산하는 손실율 연산부와;
   상기 손실율 연산부에서 연산된 손실율이 일정 기준 손실율을 초과하면 경고를 발생시키는 손실율 경고발생부를 포함하고,
   상기 손실율 연산부에서의 손실율은,
   손실율=((변압기 2차측 부하 전력량-전력 점검량)/부하 전력량)×100%이며,
   상기 변압기 2차측 부하 전력량은,
   변압기 2차측 부하 전력량(Wh)=전압(V)×전류(A)×Cosθ(역률)×h(시간)이고,
   상기 Cosθ(역률)는 실시간 역률로 연산한 것이며,
   관제실이 상기 손실율 경고발생부를 통하여 손실율에 대해 모니터링할 수 있고, 이상 손실율 경고가 발생되면 해당 현장으로 작업자를 파견하여 현장 직접 감시를 수행할 수 있도록 하며,
   상기 원격 검침서버는 고객의 영업정보 데이터를 이용하여 배전 손실율을 산출하고, 다수의 수용가의 각각의 변압기로부터 갱신 가능한 다수의 부하별 인입주 번호, 고객번호, 검침일, 계기번호, 사용자 성명, 및 검침 전력량을 포함하는 영업정보 데이터를 저장하는 영업정보 데이터 저장부를 더 포함하며,
   상기 영업정보 데이터 저장부는 수용가에 설치된 전력량계를 모두 대체하는 하는 것이 아니고, 통신케이블 포설 또는 무선통신 장비를 설치할 수 없는 특수 지역에 한하여, 수용가별 전력 검침량 대신, 고객의 영업정보 데이터를 이용하여 배전 손실율을 산출하도록 하는 것을 특징으로 하는 DCU 검침량 연계 변압기 부하 감시시스템.
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