KR102423868B1 - 스마트 수배전반 - Google Patents

Abstract

스마트 수배전반이 개시된다. 고압선에 설치되는 영상 변류기; 수배전 모듈의 동작 및 상기 영상 변류기의 전류의 이상 여부를 감지하는 복합 센서 모듈; 상기 복합 센서 모듈에서 감지된 이상 여부를 실시간 모니터링하는 실시간 모니터링 모듈; 상기 실시간 모니터링 모듈에서 실시간 모니터링된 이상 여부에 따라 해당 수배전 모듈을 차단 제어하는 차단 제어 모듈; 상기 차단 제어 모듈의 차단 제어에 따라 해당 수배전 모듈을 차단하는 차단기를 구성한다. 상술한 스마트 수배전반에 의하면, 수배전반의 화재, 아크 및 누전을 신속하게 검출하여 차단하도록 구성됨으로써, 전력 설비를 보호하고 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다. 특히, 누전 감지 시 수배전반 모듈들을 순차적으로 차단시키면서 누전을 감지하도록 구성됨으로써, 누전이 발생한 수배전반 모듈을 정확하게 찾아내고, 해당 수배전반 모듈을 차단시켜 사고를 신속하게 방지하고 다른 정상적인 수배전반 모듈의 동작을 정상적으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

스마트 수배전반{SMART DISTRIBUTION BOARD}

본 발명은 스마트 수배전반에 관한 것이다.

각종 건물, 공장, 교통 설비 등이 대형화 및 지능화되고 있는 추세에서 전력 수요의 증가와 전력 설비의 대용량화의 흐름이 이어지고 있다.

이러한 흐름에 따라 수배전 설비의 이상 및 사고에 의한 인명 피해 및 재산 피해도 증가하고 있다.

전력 설비가 대용량화되고 복잡해짐에 따라 현장 점검이 더더욱 어려워지고, 분산 설치된 설비의 설비 관리가 쉽지 않게 된다.

이에, 대용량 수배전반과 같은 전력 설비에 있어서 합선이나 누전(지락)이 발생되는 부위를 정확하게 파악하고 신속한 조치를 취할 수 있는 수단이 필요하다.

특히, 누전의 경우에는 수배전반에 연결되는 고압선을 통해서 감지하기 때문에 대용량화되는 수배전반에 있어서 어느 모듈에서 누전이 발생하는지를 파악하기가 쉽지 않다는 문제점이 있다.

공개특허공보 10-1363287 공개특허공보 10-1886707

본 발명의 목적은 스마트 수배전반을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 스마트 수배전반은, 고압선에 설치되는 영상 변류기; 수배전 모듈의 동작 및 상기 영상 변류기의 전류의 이상 여부를 감지하는 복합 센서 모듈; 상기 복합 센서 모듈에서 감지된 이상 여부를 실시간 모니터링하는 실시간 모니터링 모듈; 상기 실시간 모니터링 모듈에서 실시간 모니터링된 이상 여부에 따라 해당 수배전 모듈을 차단 제어하는 차단 제어 모듈; 상기 차단 제어 모듈의 차단 제어에 따라 해당 수배전 모듈을 차단하는 차단기를 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 복합 센서 모듈은, 수배전반의 화재를 감지하는 화재 감지 센서; 각 수배전 모듈의 아크를 검출하는 아크 검출 센서; 상기 영상 변류기를 통해 상기 수배전반의 지락 전류를 검출하는 지락 전류 검출 센서를 포함하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 차단기의 차단에 따른 해당 수배전 모듈의 차단 여부를 감지하는 차단 감지 센서를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 실시간 모니터링 모듈에서 실시간 모니터링된 이상 여부를 사용자 단말로 실시간 알림 송신하는 이상 알림 송신 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 지락 전류 검출 센서에서 지락 전류가 검출된 경우, 상기 차단기를 제어하여 각 수배전 모듈을 순차적으로 차단하는 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈; 상기 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈에 의해 각 수배전 모듈이 순차적으로 차단되는 과정에서 상기 지락 전류 검출 센서에 의해 지락 전류가 검출되는지 여부를 실시간 탐색하고, 실시간 탐색 결과 지락 전류가 검출되지 않는 경우 현재 차단 중인 수배전 모듈을 지락 전류 수배전 모듈로 판단하는 지락 전류 발생 수배전 모듈 탐색 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈은, 상기 실시간 모니터링 모듈의 이상 여부에 대한 실시간 모니터링 결과, 상기 아크 검출 센서에서 아크가 가장 많이 검출되는 수배전 모듈부터 순차적으로 차단 제어하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 차단 제어 모듈은, 상기 차단기를 이용하여 상기 지락 전류 발생 수배전 모듈 탐색 모듈에서 판단된 지락 전류 발생 수배전 모듈을 차단 제어하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 지락 전류 발생 수배전 모듈 탐색 모듈에서 판단된 지락 전류 발생 수배전 모듈을 사용자 단말로 알림 송신하는 지락 전류 발생 수배전 모듈 알림 송신 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상술한 스마트 수배전반에 의하면, 수배전반의 화재, 아크 및 누전을 신속하게 검출하여 차단하도록 구성됨으로써, 전력 설비를 보호하고 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

특히, 누전 감지 시 수배전반 모듈들을 순차적으로 차단시키면서 누전을 감지하도록 구성됨으로써, 누전이 발생한 수배전반 모듈을 정확하게 찾아내고, 해당 수배전반 모듈을 차단시켜 사고를 신속하게 방지하고 다른 정상적인 수배전반 모듈의 동작을 정상적으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수배전반의 블록 구성도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수배전반의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 수배전반(100)은 영상 변류기(zero current transformer, ZCT)(101), 복합 센서 모듈(102), 실시간 모니터링 모듈(103), 차단 제어 모듈(104), 차단기(105), 차단 감지 센서(106), 이상 알림 송신 모듈(107), 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈(108), 지락 전류 발생 수배전 모듈 탐색 모듈(109), 지락 전류 발생 수배전 모듈 알림 송신 모듈(110)을 포함하도록 구성될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

영상 변류기(101)는 고압선(10)에 설치되도록 구성될 수 있다. 고압선(10)은 수배전 모듈(20)에 연결되는 고전압의 전선이다. 영상 변류기(101)는 고압선(10)을 통해 수배전 모듈(20)로 들어가는 전류와 나오는 전류의 차이를 감지하여 수배전 모듈(20)의 누전 발생 여부를 감지하는 데 이용될 수 있다.

복합 센서 모듈(102)은 수배전반에 설치되어 수배전 기능을 수행하는 수배전 모듈(20)의 동작 및 영상 변류기(101)의 전류의 이상 여부를 감지하도록 구성될 수 있다.

복합 센서 모듈(102)은 화재 감지 센서(102a), 아크 검출 센서(102b), 지락 전류 검출 센서(102c)를 포함하도록 구성될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

화재 감지 센서(102a)는 수배전반의 화재를 감지하도록 구성될 수 있다.

아크 검출 센서(102b)는 각 수배전 모듈(20)의 아크를 검출하도록 구성될 수 있다. 수배전반에는 다수의 수배전 기능을 수행하는 수배전 모듈(20)이 구비될 수 있으며, 최근에는 수배전반이 대형화 및 복합화됨에 따라 수배전 모듈(20)의 수가 점점 더 증가하는 추세이다.

지락 전류 검출 센서(102c)는 영상 변류기(101)를 통해 수배전반의 지락 전류를 검출하도록 구성될 수 있다. 영상 변류기(101)의 전기 입출력의 벡터합이 0이 되어야 정상이지만, 그렇지 않은 경우에는 수배전반의 누전이 발생하는 것을 예측할 수 있다. 지락 전류 검출 센서(102c)는 이를 이용하여 수배전반 전체의 지락 전류를 검출할 수 있다. 그러나, 고압선(10)이 수배전반 자체에 연결되기 때문에 어느 수배전반 모듈(20)에서 지락 전류가 발생되는지는 알 수 없다.

실시간 모니터링 모듈(103)은 복합 센서 모듈(102)에서 감지된 이상 여부를 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다. 즉, 화재, 아크, 지락 전류를 실시간 모니터링할 수 있다.

차단 제어 모듈(104)은 실시간 모니터링 모듈(103)에서 실시간 모니터링된 이상 여부에 따라 해당 수배전 모듈(20)을 차단 제어하도록 구성될 수 있다.

차단기(105)는 차단 제어 모듈(104)의 차단 제어에 따라 해당 수배전 모듈(20)을 차단하도록 구성될 수 있다.

차단 감지 센서(106)는 차단기(105)의 차단에 따른 해당 수배전 모듈(20)의 차단 여부를 감지하도록 구성될 수 있다. 즉, 차단기(105)가 정상적으로 동작하였는지 여부를 감지할 수 있다.

이상 알림 송신 모듈(107)은 실시간 모니터링 모듈(103)에서 실시간 모니터링된 이상 여부를 사용자 단말(200)로 실시간 알림 송신하도록 구성될 수 있다.

한편, 다음은 지락 전류가 어느 수배전 모듈(20)에서 발생하는지를 탐색하기 위한 프로세스이다.

먼저 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈(108)은 지락 전류 검출 센서(102c)에서 지락 전류가 검출된 경우, 차단기(105)를 제어하여 각 수배전 모듈(20)을 순차적으로 차단하도록 구성될 수 있다.

그리고 나서, 지락 전류 발생 수배전 모듈 탐색 모듈(109)은 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈(108)에 의해 각 수배전 모듈(20)이 순차적으로 차단되는 과정에서 지락 전류 검출 센서(102c)에 의해 지락 전류가 검출되는지 여부를 실시간 탐색하도록 구성될 수 있다.

여기서, 실시간 탐색 결과 지락 전류가 검출되지 않는 경우, 현재 차단 중인 수배전 모듈(20)을 지락 전류 수배전 모듈로 판단하도록 구성될 수 있다. 즉, 차단된 수배전 모듈(20)에서 더 이상 지락 전류가 발생하지 않는 경우에는 해당 수배전 모듈(20)에서 지락 전류가 발생한 것으로 볼 수 있다.

한편, 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈(108)은 실시간 모니터링 모듈(103)의 이상 여부에 대한 실시간 모니터링 결과, 아크 검출 센서(102b)에서 아크 세기가 가장 많이 검출되는 수배전 모듈(20)부터 순차적으로 차단 제어할 수 있다. 아크가 많이 발생하는 경우 전선 피복 등이 벗겨지거나 녹거나 하는 등의 이유로 인해 지락 전류도 발생할 확률이 높다고 볼 수 있기 때문이다. 이러한 순서에 의해 지락 전류를 좀 더 신속하게 탐색할 수 있다.

그리고 차단 제어 모듈(104)은 차단기(105)를 이용하여 지락 전류 발생 수배전 모듈 탐색 모듈(109)에서 판단된 지락 전류 발생 수배전 모듈을 차단 제어하도록 구성될 수 있다.

지락 전류 발생 수배전 모듈 알림 송신 모듈(110)은 지락 전류 발생 수배전 모듈 탐색 모듈(109)에서 판단된 지락 전류 발생 수배전 모듈을 사용자 단말(200)로 알림 송신하도록 구성될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

101: 영상 변류기 102: 복합 센서 모듈
102a: 화재 감지 센서 102b: 아크 검출 센서
102c: 지락 전류 검출 센서 103: 실시간 모니터링 모듈
104: 차단 제어 모듈 105: 차단기
106: 차단 감지 센서 107: 이상 알림 송신 모듈
108: 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈
109: 지락 전류 발생 수배전 모듈 탐색 모듈
110: 지락 전류 발생 수배전 모듈 알림 송신 모듈

Claims (8)

1. 고압선(10)에 설치되는 영상 변류기(101);
   수배전반에 설치되어 수배전 기능을 수행하는 수배전 모듈(20)의 동작 및 상기 영상 변류기(101)의 전류의 이상 여부를 감지하는 복합 센서 모듈(102);
   상기 복합 센서 모듈(102)에서 감지된 이상 여부를 실시간 모니터링하는 실시간 모니터링 모듈(103);
   상기 실시간 모니터링 모듈(103)에서 실시간 모니터링된 이상 여부에 따라 해당 수배전 모듈(20)을 차단 제어하는 차단 제어 모듈(104);
   상기 차단 제어 모듈(104)의 차단 제어에 따라 해당 수배전 모듈(20)을 차단하는 차단기(105)를 포함하고,
   상기 복합 센서 모듈(102)은,
   수배전반의 화재를 감지하는 화재 감지 센서(102a),
   각 수배전 모듈(20)의 아크를 검출하는 아크 검출 센서(102b),
   상기 영상 변류기(101)를 통해 상기 수배전반의 지락 전류를 검출하는 지락 전류 검출 센서(102c)를 포함하며,
   상기 차단기(105)의 차단에 따른 해당 수배전 모듈(20)의 차단 여부를 감지하는 차단 감지 센서(106)를 더 포함하고,
   상기 실시간 모니터링 모듈(103)에서 실시간 모니터링된 이상 여부를 사용자 단말(200)로 실시간 알림 송신하는 이상 알림 송신 모듈(107)을 더 포함하며,
   상기 지락 전류 검출 센서(102c)에서 지락 전류가 검출된 경우, 상기 차단기(105)를 제어하여 각 수배전 모듈(20)을 순차적으로 차단하는 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈(108),
   상기 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈(108)에 의해 각 수배전 모듈(20)이 순차적으로 차단되는 과정에서 상기 지락 전류 검출 센서(102c)에 의해 지락 전류가 검출되는지 여부를 실시간 탐색하고, 실시간 탐색 결과 지락 전류가 검출되지 않는 경우 현재 차단 중인 수배전 모듈(20)을 지락 전류 수배전 모듈로 판단하는 지락 전류 발생 수배전 모듈 탐색 모듈(109)을 더 포함하고,
   상기 수배전 모듈 순차 차단 제어 모듈(108)은,
   상기 실시간 모니터링 모듈(103)의 이상 여부에 대한 실시간 모니터링 결과, 상기 아크 검출 센서(102b)에서 아크 세기가 가장 많이 검출되는 수배전 모듈(20)부터 순차적으로 차단 제어하도록 구성되며,
   상기 지락 전류 발생 수배전 모듈 탐색 모듈(109)에서 판단된 지락 전류 발생 수배전 모듈을 사용자 단말(200)로 알림 송신하는 지락 전류 발생 수배전 모듈 알림 송신 모듈(110)을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 수배전반.
   
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