KR102442418B1 - 삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 기준상 측정 시스템 - Google Patents

삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 기준상 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

삼상 배전선로의 부하 전류 검출과 임의상을 기준상과 비교 판별하고 각 절대상의 부하 전류를 측정하여 배전 계통의 설비를 최적화시킴은 물론 삼상 불평형 부하전류를 해소함으로써 전력 손실 방지와 설비의 효율화 및 전력사고 예방 기능을 겸비한 삼상 배전선로의 기준상 측정 방법 및 시스템에 관한 것으로, 통신 가능하고 기준상 정보를 생성하는 호스트, 삼상 전력 설비에서 통신 가능하고 각 상의 전류 및 전압을 검출하는 전류 전압 검출 모듈, 상기 전류 전압 검출 모듈과 통신 가능하고 검출된 임의상을 상기 호스트로부터 수신한 기준상 데이터와 비교하여 특정된 A 상, B 상, C 상의 각상의 부하 전류를 산출하는 단말기, 상기 단말기가 산출한 부하 전류 및 기준상 정보를 표시하고, 상기 단말기를 제어하며 상기 호스트와 통신하여 상기 호스트의 상 정보를 상기 단말기에 제공하는 스마트폰을 포함하는 구성을 마련하여, 배전계통의 설치 및 관리를 효율적으로 할 수 있다.

Description

삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 기준상 측정 시스템 {Standard phase measurement system with three-phase load unbalance detection function}
본 발명은 삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 기준상 측정 시스템에 관한 것으로, 특히 삼상 배전선로의 부하 전류 검출과 임의상을 기준상과 비교 판별하고 각 절대상의 부하 전류를 측정하여 배전 계통의 설비를 최적화시킴은 물론 삼상 불평형 부하전류를 해소함으로써 전력 손실 방지와 설비의 효율화 및 전력사고 예방 기능을 겸비한 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수력, 화력 또는 원자력 발전소 등으로부터 발전된 전력은 장거리 송전에 필요한 고압으로 승압하여 변전소로 보낸다. 이때 발전기에서 정해진 상을 가진 즉, A, B, C(절대 상)의 위상 차(각 상별 Sin 120°의 차이)를 가진 전력을 상(A, B, C) 별로 구분하여 송전하고 변전소에서는 발전소로부터 송전된 전력을 배전에 필요한 전압으로 감압하여 발전기에서 구분된 상별로 배전한다.
예를 들어, 우리나라의 전력계통은 154kV, 345kV, 765kV, 전기 철도, 229kV-y 배전방식 등 가공 송배전선로를 통해 변전소로부터 공장이나 빌딩과 같은 큰 규모의 수용가에 직접 전력을 공급하거나, 2차 변압기를 통해 소규모 공장이나 일반 가정에 전력을 공급하는 방식이다.
이와 같은 전기는 사용 및 관리가 용이한 클린 에너지로 현대사회에서는 필수 에너지원이라 할 수 있다. 그러나 도심내의 전력 사용이 각상에 따라 같은 양의 전력을 소모할 수 있도록 분배하지 못해 부하 불 평형에 의한 전력 공급의 효율 저하와 전력 품질의 저하로 배전계통의 설비에 무리한 전력이 가해져 설비관리의 비용 증대 와 전기사고 및 화재발생의 원인 중 하나이다.
전기의 이용은 편리한 반면 적절한 관리나 사용을 잘못하면 크나큰 위험에 처할 측면도 함께 지니고 있다. 전기화재나 감전사고, 정전 등의 중대한 사고를 일으킬 가능성도 적지 않다. 일반적으로 부하 불 평형에 의해 발생되는 전력 공급의 과대 및 과소로 인해 고조파 발생 및 조류 현상 등이 발생하여 배전 설비 및 전기기기의 손상이 발생될 수 있고 그로인한 누전 화재의 원인이 되기도 하는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1, 2 및 3에 게시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 변전소 내에 설치되고, 배전선로 상의 상에 대한 정보를 수집하는 주 장치, 변전소 내에 설치되고, 주변압기에서 다수의 2차 변압기로 송전하기 위한 각각의 배전선로마다 마련된 다수의 선로감시장치, 작업자가 임의의 측정장소에서 배전선로의 상 정보를 검출하는 상 정보 검출장치 및 상 정보 검출장치와 주 장치와의 정보를 유무선 통신으로 중계하는 중계국을 포함하고, 상 정보 검출장치는 측정한 상에 대한 정보 및 상 정보 검출장치의 인증번호에 대한 정보를 중계국을 거쳐 주 장치로 송신하고, 주 장치는 상 정보 검출장치에서 송신된 상 정보에 따라 대응하는 변전소의 배전선로의 상에 대한 정보를 중계국을 거쳐 상기 상 정보 검출장치로 통지하는 상 정보 검출 시스템에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 주 장치와 측정 장치의 각각이 측정 장치와 주장치의 통신이 이루어진 후, 상기 무선통신을 중계하는 통신중계국의 현재 시각으로 상기 측정 장치와 주장치의 시각을 일정시각마다 동기시키는 동기수단, 상기 동기수단에서 동기된 시간을 세분하여 분주하는 분주 수단과 상기 분주 수단에서 분주된 시간에 측정선로의 위상과 동일하거나 대응하는 의사파형을 만들어 측정한 상에 대한 위상을 대입하여 위상각 정보를 산출하는 산출 수단을 마련하고, 주 장치와 측정 장치에 LTE, CDMA 또는 GSM 방식의 이동통신모듈을 내장하여 상기 주 장치와 측정 장치 사이의 상 정보가 직접 통신되는 상 정보 검출 시스템에 대해 개시되어 있다.
한편, 하기 특허문헌 3에는 GPS 시각신호 및 유ㆍ무선 통신을 이용하여 표준 상에 대한 정보를 검출하고 확인할 수 있는 표준 상 검출 장치를 제공하고, 발전소, 변전소 또는 표준 상 확인이 가능한 임의장소에 각상의 표준 상(위상)을 검출하는 표준 상 확인장치를 설치하며 임의 전력공급회사가 공급하는 전체 송ㆍ배전망 어디서나 유ㆍ무선 통신중계국을 통한 송ㆍ배전선로의 표준 상에 대한 정보를 임의상 검출장치로 전송하여 임의상 검출장치에서 해당 표준 상에 대한 정보를 측정자에게 제공하는 타임마크를 이용한 시각 동기화 및 표준 상 검출 장치에 대해 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0594778호(2006. 06. 22. 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-0730627호(2007. 06. 14. 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-0844166호(2008. 06. 30. 등록)
상술한 바와 같은 특허문헌에 개시된 기술은 배전선로의 기준상 또는 절대 상을 검출하기 위한 방법으로서, 배전선로 확장 시 선로의 상 일치로 약간의 부하 불평형을 해결할 수 있으나, 불평형 정도를 알 수 없어 배전설계 시 설비 용량이나 고장 사고의 예측을 하기 위한 정량화를 할 수 없다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 기준상 측정과 동시에 실시간으로 부하 전류를 측정하여 정확한 각 상의 부하전류 분포를 파악하여 배전계통의 설비를 최적화할 수 있는 삼상 배전선로의 기준상 측정 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 각 상의 균일한 전력 공급이 이루어질 수 있도록 배전하여 전력품질을 향상시켜 불평형 전류에 의해 야기되는 여타의 안전사고를 최소화할 수 있는 삼상 배전선로의 기준상 측정 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템은 삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 기준상 측정 시스템으로서, 통신 가능하고 기준상 정보를 생성하는 호스트, 삼상 전력 설비에서 통신 가능하고 각 상의 전류 및 전압을 검출하는 전류 전압 검출 모듈, 상기 전류 전압 검출 모듈과 통신 가능하고 검출된 임의상을 상기 호스트로부터 수신한 기준상 데이터와 비교하여 특정된 A 상, B 상, C 상의 각상의 부하 전류를 산출하는 단말기, 상기 단말기가 산출한 부하 전류 및 기준상 정보를 표시하고, 상기 단말기를 제어하며 상기 호스트와 통신하여 상기 호스트의 상 정보를 상기 단말기에 제공하는 스마트폰을 포함하며, 상기 전류 전압 검출 모듈은 각 상의 전계 및 전류를 검출하는 센서와 상기 센서로부터의 검출 값에 따라 전압 위상과 전류 데이터를 생성하는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템에서, 상기 기준상 정보를 생성하는 호스트는 LTE, CDMA, WCDMA, GSM 또는 GPRS 방식의 무선 이동통신망을 이용하여 생성된 기준상 정보를 상기 스마트폰으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템에서, 상기 기준상 정보를 생성하는 호스트는 생성된 기준상 데이터를 SMS(Short Message Service) 데이터로 변환하여 상시 스마트폰으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템에서, 상기 센서는 전계를 검출하여 전압의 위상각을 알 수 있는 안테나와 전류를 검출할 수 있는 변류기용 코일을 구비하고, 상기 검출기는 상기 센서로부터 감지된 전계 및 전류 값의 변동에 따라 각 상의 전압 위상 및 전류를 검출하는 전압 전류 위상 검출기, 상기 전압 전류 위상 검출기에 검출된 전압, 전류를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭부에서 증폭된 전압 위상과 전류의 세기를 디지털 신호에 맞는 데이터로 변환하는 연산부, 상기 연산부에서 연산된 데이터를 상기 단말기로 송출하는 무선 데이터 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템에서, 상기 스마트폰은 상기 SMS 데이터를 블루투스 데이터로 변환하여 상기 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 한다.
또 본 발명에 따른 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템에서, 상기 호스트와 스마트폰은 LTE, CDMA, WCDMA, GSM 또는 GPRS 방식의 무선 이동통신망을 이용하고, 상기 단말기와 스마트폰은 블루투스 통신을 적용하는 것을 특징으로 한다.
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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템에 의하면, 배전선로의 부하 불평형에 의한 각 상의 전류와 임의의 상을 검출하고 호스트로부터 수신한 기준상 데이터를 비교하여 특정된 A상, B상, C상에서 각 상의 전류를 산출하고, 부하 불평형에 의한 각상의 전류 분포를 파악하여 배전계통의 설비를 최적화 하고 각상의 균일한 전력 공급이 이루어 질 수 있도록 배전공사의 기준을 마련할 수 있으며, 전력품질을 향상시켜 불평형 부하 전류에 의해 야기되는 여타의 안전사고를 최소화하며, 배전 전문가 및 관리자가 알 수 있도록 데이터화할 수 있어 배전계통의 설치 및 관리를 효율적으로 할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명에 따른 기준상 및 불평형 부하 전류 검출을 위한 측정 상황을 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 기준상 및 불평형 부하 전류 검출을 위한 센서의 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 센서와 연동하여 임의상 및 전류를 검출하는 검출기의 블록도,
도 4는 도 1에 도시된 기준상 검출을 위한 시스템의 운영을 설명하기 위한 흐름도.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
본원에서는 수력, 화력 또는 원자력 발전소 등으로부터 발전된 발전기 또는 변전소에서 정해진 상을 "기준상"이라 하고, 이 기준상은 A, B, C의 위상 차(각 상별 Sin 120°의 차이)를 가지고, 가정, 사무실, 공장 등의 최종 수용가 측으로 송ㆍ배전되는 것을 의미하고, "임의상"은 임의의 배전 전송로 상에서 검출되는 A, B, C 상을 의미한다.
또 본 발명에 따른 삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 삼상 배전선로의 기준상 측정 방법 및 시스템에서는 발전소, 변전소 또는 기준상 확인이 가능한 임의 장소에 호스트가 설치되고, 송ㆍ배전선로의 상에 대한 정보를 검출하는 기준상 확인 수단 및 상기 기준상 확인 수단과 무선 통신에 의해 작업자가 임의의 측정 장소에서 송ㆍ배전선로의 상 정보를 확인하는 임의상 검출 수단을 이용하여 송전선로 또는 배전선로에서 선로의 위상 검출과 동시에 각 상의 전류를 측정하여 불평형 부하량을 정량화하고 불평형률을 산출할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 도면에 따라서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기준상 및 불평형 부하 전류 검출을 위한 측정 상황을 도시한 개략도이다.
본 발명에 따른 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템은 삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 기준상 측정 시스템으로서, 삼상 배전 선로에서 기준상을 검출하고 데이터화하여 기준상 정보를 생성하는 호스트, 고전압 선로에 연결된 센서의 변류기 코일 및 전계 검출용 안테나에 의해 감지되는 각상의 전압 위상 및 전류를 검출,증폭,전송하는 검출기, 상기 검출기로부터 수신한 전압 위상,전류와 상기 호스트로부터 수신한 기준상 정보를 비교하여 기준 상을 결정한 후 각상의 부하 전류의 크기를 연산하여 삼상 부하 불평형률을 산출하는 단말기;를 포함하며,
상기 단말기가 산출한 삼상 부하 불평형률 및 기준상 정보를 스마트폰에 표시하고, 상기 스마트폰이 단말기를 제어하는 것에 의하여 삼상 부하 불평형률을 최소화하여 안전사고를 최소화하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템은 삼상 배전선로의 부하 불평형에 위한 각상의 부하 전류와 임의의 상을 검출하고 호스트로부터 수신한 기준상 데이터를 비교하여 특정된(A 상, B 상, C 상) 각상을 산출하고, 삼상의 부하 불평형에 위한 부하 전류를 산출하여 배전 설비의 전력 용량 환산에 적용할 수 있고, 배전 품질을 향상시키기 위한 삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 기준상 측정 시스템이다.
이와 같은 삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 기준상 측정 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 통신 가능하고 기준상 정보를 생성(표준상 검출)하는 호스트(100), 삼상 전력 설비에서 통신 가능하고 각 상의 전류 및 전압을 검출하는 전류 전압 검출 모듈, 상기 전류 전압 검출 모듈과 통신 가능하고 검출된 임의상을 상기 호스트(100)로부터 수신한 기준상 데이터와 비교하여 특정된 A 상, B 상, C 상의 각상의 부하 전류를 산출하는 단말기(300), 상기 단말기(300)가 산출한 부하 전류 및 기준상 정보를 표시하고, 상기 단말기(300)를 제어하며 상기 호스트(100)와 통신하여 호스트(100)의 상 정보를 상기 단말기(300)에 제공하는 스마트폰(400)을 포함한다. 즉 스마트폰(400)은 호스트와의 통신 및 단말기를 제어한다.
이와 같은 구성에 의해, 호스트(100)에서 기준상이 검출되고, 스마트폰(400)을 통해 상기 기준상이 단말기(300)로 전달되며, 전류 전압 검출 모듈에서 검출한 각상의 전류 및 전압 위상을 비교하여 임의의 상을 기준상과 일치시켜 삼상에서 검출한 전류를 어떤 상의 전류인지 파악하여 정확한 부하 불평형을 알 수 있고, 또한 삼상의 불평형률을 산출할 수 있다.
또 도 1에서는 호스트(100)가 변전소에 적용된 예를 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 임의 장소 예를 들어, 발전소, 변전소 또는 기준상 확인이 가능한 임의의 장소에 마련될 수 있다. 또한, 배전 전송로 상의 전류 전압 검출 모듈이 전주에 마련된 변압기와 같은 임의의 특정 장소의 배전 전송로를 나타내었지만, 이는 공장이나 빌딩과 같은 큰 규모의 삼상 전력 설비에 적용할 수도 있다.
상기 호스트(100)는 통상의 호스트와 같이, 유무선 통신 수단인 송수신부, 마이크로프로세서 및 메모리로 이루어지고, 상기 송수신부는 제1 안테나(110)와 LTE, CDMA 또는 GSM 망에 연결할 수 있는 무선 모뎀으로 이루어지고 스마트폰(400)과 정보의 송수신이 가능하며, 상기 메모리에는 변전소의 삼상 배전선로에서 검출된 기준상 정보, SMS(Short Message Service) 변환 정보, GPS 정보 등이 저장되며, 상기 마이크로프로세서는 스마트폰(400)에서의 호출 신호에 따라 메모리에 저장된 기준상 정보를 SMS 정보로 변환하여 송수신부를 통해 스마트폰(400)으로 기준상 검출 정보를 SMS 정보로 전송하게 한다.
상기 전류 전압 검출 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이, 각 상의 전계 및 전류를 검출하는 센서(220)와 상기 센서(220)로부터의 검출 값에 따라 전압 위상과 전류 데이터를 생성하는 검출기(200)를 포함한다. 검출기(200)는 센서(220)로부터 검출된 전압 상 및 전류를 필터링하고 증폭하여 단말기로 무선 전송한다.
상기 센서(220)는 배전선로 및 송전선로를 포함하는 고전압 선로에 연결되고 도 2에 도시된 바와 같이, 전계를 검출하여 전압의 위상각을 알 수 있는 제2 안테나(221)와 전류를 검출할 수 있는 변류기용 코일(222)을 구비하여 동시에 전압 위상과 전류를 검출할 수 있다. 도 2는 본 발명에 따른 기준상 및 불평형 부하 전류 검출을 위한 센서의 구성도이다.
상기 센서(220)에서 검출된 A, B, C 상의 각각의 배전선로에서 검출된 전계 및 전류 값의 변동에 대한 정보는 변류기용 코일(222)과 제2 안테나(221)를 통해 검출기(200)로 전달된다. 이와 같은 검출기(200)는 예를 들어, 전주에 모듈 형태로 마련될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 센서와 연동하여 임의의 상 및 전류를 검출하는 검출기의 블록도이다.
상기 검출기(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센서(220)로부터 감지된 전계 및 전류 값의 변동에 따라 각 상의 전압 위상 및 전류를 검출하는 전압 전류 위상 검출기(201), 상기 전압 전류 위상 검출기(201)에 검출된 전압, 전류를 증폭하는 증폭부(202), 증폭부(202)에서 증폭된 전압 위상과 전류의 세기를 디지털 신호에 맞는 데이터로 변환하는 연산부(MCU, 203), 연산부(203)에서 연산된 데이터를 제3 안테나(송신안테나)(210)를 통해 단말기(300)로 송출하는 무선 데이터 송신부(204)를 포함할 수 있다.
즉, 검출기(200)는 센서로부터 검출된 전압 상 및 전류를 필터링하고 증폭하여 단말기로 무선 전송한다.
또한, 상기 검출기(200) 및 센서(220)에는 각각 ID를 부여하여 센서가 설치된 장소 등을 식별하도록 마련될 수도 있다.
상기 단말기(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 스마트폰(400)과의 블루투스 데이터를 무선으로 송수신을 위한 제4 안테나(310a) 및 상기 검출기(200)에서의 연산 데이터를 수신하고 GPS 데이터를 수신하기 위한 GPS 모듈을 구비한다.
그리고 검출기(200)의 데이터를 분석하여 기준 상 및 임의 상 부하전류의 세기를 데이터화한다.
상기에서 제4 안테나(310a)와 제5 안테나(310b)는 단말기(300)의 기능을 설명하기 위해 분리하여 나타내었지만, 하나의 안테나 구조에 의해 실현될 수 있다.
상기 단말기(300)는 검출기(200)로부터 수신한 전압 위상과 전류 데이터를 호스트(100)로 얻은 기준상 정보를 비교하여 상기 검출기(200)에서 검출한 임의의 상 중 기준상과 동일한 상임을 인지하고 나머지 상을 특정화한 후 각상에서 검출한 전류 데이터에 대해 삼상 불평형률을 연산하고, 블루투스 통신을 이용 스마트폰(400)로 전송하여 스마트폰(400)의 표시 부재인 LCD 상에 상기 기준상과 부하 불평형률을 표시하게 한다. 즉, 상기 단말기(300)은 상기 호스트(100)에서 얻은 기준상 정보와 상기 검출기(200)에서 수신한 임의의 상의 위상을 비교하여 기준상을 결정한 후 각상의 전류의 크기를 연산하여 삼상 부하 불평형률을 계산한다.
상기 단말기(300)과 검출기(200)의 통신은 블루투스, 지그비(ZigBee), 바이너리 CDMA, 무선랜(WLAN), UWB(ultra wideband), 적외선 및 통신전력 소모가 적은 FSK(frequency shift keying: 주파수 편이 변조) 방식의 디지털 통신을 포함하는 다양한 근거리 무선통신 방식을 적용할 수 있다.
상기 스마트폰(400)은 관리자에 의해 이동 가능하게 마련되며, 삼상 전력 설비에 인접하여 적용되고, 통신 수단, 연산 수단, 표시 수단을 구비하며, 상기 호스트(100)로부터 수신된 기준상 정보를 단말기(300)로 전달하여, 검출기(200)에서 검출한 각상의 전류 및 전압 위상을 비교하여 임의의 상을 기준상과 일치시켜 삼상에서 검출한 전류를 어떤 상의 전류인지 파악하여 정확한 부하 불 평형을 알 수 있고 또한 삼상의 불평형률을 산출하게 한다.
또 상기 스마트폰(400)의 문자 입력 기능을 이용하여 단말기(300)의 기능을 제어하여 관리자에 필요한 기능 및 내용을 상기 단말기(300)에 요청하여 시스템 사용의 편리성 및 다양한 기능을 구비할 수 있다.
또한, 상기 설명에서는 스마트폰(400)로 한정하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 휴대 단말기(Portable Terminal), 이동 단말기(Mobile Terminal), 개인 정보 단말기(Personal Digital Assistant: PDA), PMP(Portable Multimedia Player) 단말기, 개인용 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 슬레이트 PC(Slate PC), 태블릿 PC(Tablet PC), 와이브로(Wibro) 단말기, IPTV(Internet Protocol Television) 단말기, 스마트 TV, 디지털방송용 단말기, AVN(Audio Video Navigation) 단말기, A/V(Audio/Video) 시스템, 플렉시블 단말기(Flexible Terminal) 등과 같은 다양한 단말 기기를 적용할 수 있다.
다음에 상술한 바와 같이 구성된 삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템의 운영 방법에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 기준상 검출을 위한 시스템의 운영을 설명하기 위한 흐름도이다.
삼상 전류 및 전압을 검출하고 분석하여 삼상 부하 불평형률을 계산하여 배전 및 배전 설비 품질 향상에 적용할 수 있는 삼상 불 평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 기준상 측정 방법에서는 먼저, 변전소에서 인출된 삼상 배전선로에서 호스트(100)는 기준상을 검출하고 데이터화 하여 기준상을 생성하며, 제1 안테나(110)를 통해 GPS 데이터를 수신한다. 이후, 스마트폰(400)에서 호스트(100)를 호출하면, 생성된 기준상 데이터를 SMS 데이터로 변환하고, LTE, CDMA 또는 GSM 등의 데이터 통신이 가능한 송수신부인 무선 모뎀(120) 또는 인터넷 통신이 가능한 인터넷 모뎀(130)을 통해 SMS 데이터를 스마트폰(400)으로 전송한다.
스마트폰(400)에서는 수신된 SMS 데이터를 블루투스(BT) 데이터로 변환하고, 기준상 및 설정 정보를 단말기(300)로 전송한다.
한편, 배전선로 및 송전선로를 포함하는 고전압 선로에 연결된 센서(220)의 변류기용 코일(222) 및 전계 검출용 안테나(221)는 각 상의 전계의 세기 및 전류를 검출하여 검출기(200)로 전달한다.
검출기(200)에서는 임의상 및 전류를 증폭하고, 증폭된 전압 위상과 전류의 세기를 디지털 신호에 맞는 데이터로 변환하여 제3 안테나(210)를 통해 단말기(300)로 전송한다.
상기 단말기(300)의 제4 안테나(310a)는 상기 스마트폰(400)으로부터의 블루투스 데이터를 수신하고, 제5 안테나(310b)를 통해 상기 검출기(200)에서의 연산 데이터를 수신하고 GPS 데이터를 수신하여 기준상 및 삼삼 부하 불평형률을 산출한다.
상기 단말기(300)에서 산출된 기준상 및 삼상 부하 불평형률에 대한 블루투스 정보는 스마트폰(400)으로 전송되어, 스마트폰(400)의 표시 수단에 기준상 및 삼상 부하 불평형률이 표시되어 배전 전문가 및 관리자가 배전계통의 설치 및 관리를 효율적으로 할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따른 삼상 배전선로의 기준상 측정 방법 및 시스템을 사용하는 것에 의해 전력품질을 향상시켜 불평형 전류에 의해 야기되는 여타의 안전사고를 최소화할 수 있다.
100 : 호스트 120 : 무선 모뎀
130 : 인터넷 모뎀 200 : 검출기
220 : 센서 300 : 단말기
400 : 스마트폰

Claims (9)

  1. 삼상 불평형 부하 전류 검출 기능을 겸비한 기준상 측정 시스템으로서,
    삼상 배전 선로에서 기준상을 검출하고 데이터화하여 기준상 정보를 생성하는 호스트,
    고전압 선로에 연결된 센서의 변류기 코일 및 전계 검출용 안테나에 의해 감지되는 각상의 전압 위상 및 전류를 검출,증폭,전송하는 검출기,
    상기 검출기로부터 수신한 전압 위상,전류와 상기 호스트로부터 수신한 기준상 정보를 비교하여 기준 상을 결정한 후 각상의 부하 전류의 크기를 연산하여 삼상 부하 불평형률을 산출하는 단말기;를 포함하며,
    상기 단말기가 산출한 삼상 부하 불평형률 및 기준상 정보를 스마트폰에 표시하고, 상기 스마트폰이 단말기를 제어하는 것에 의하여 삼상 부하 불평형률을 최소화하여 안전사고를 최소화하는 것을 특징으로 하는 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 기준상 정보를 생성하는 호스트는 LTE, CDMA, WCDMA, GSM 또는 GPRS 방식의 무선 이동통신망 또는 인터넷망을 이용하여 생성된 기준상 정보를 상기 스마트폰으로 전송하는 것을 특징으로 하는 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 기준상 정보를 생성하는 호스트는 생성된 기준상 데이터를 SMS(Short Message Service) 데이터로 변환하여 상시 스마트폰으로 전송하는 것을 특징으로 하는 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 센서는 전계를 검출하여 전압의 위상각을 알 수 있는 안테나와 전류를 검출할 수 있는 변류기용 코일을 구비하고,
    상기 검출기는 상기 센서로부터 감지된 전계 및 전류 값의 변동에 따라 각 상의 전압 위상 및 전류를 검출하는 전압 전류 위상 검출기, 상기 전압 전류 위상 검출기에 검출된 전압, 전류를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭부에서 증폭된 전압 위상과 전류의 세기를 디지털 신호에 맞는 데이터로 변환하는 연산부, 상기 연산부에서 연산된 데이터를 상기 단말기로 송출하는 무선 데이터 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템.
  5. 제3항에서,
    상기 스마트폰은 상기 SMS 데이터를 블루투스 데이터로 변환하여 상기 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템.
  6. 제1항에서,
    상기 호스트와 스마트폰은 LTE, CDMA, WCDMA, GSM 또는 GPRS 방식의 무선 이동통신망 또는 인터넷망을 이용하고,
    상기 단말기와 스마트폰은 블루투스 통신을 적용하는 것을 특징으로 하는 삼상 배전선로의 기준상 측정 시스템.
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