KR102452127B1 - Apparatus for monitoring overcurrent and earth leakage for both ac and dc, and method thereof - Google Patents

Apparatus for monitoring overcurrent and earth leakage for both ac and dc, and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102452127B1
KR102452127B1 KR1020200144975A KR20200144975A KR102452127B1 KR 102452127 B1 KR102452127 B1 KR 102452127B1 KR 1020200144975 A KR1020200144975 A KR 1020200144975A KR 20200144975 A KR20200144975 A KR 20200144975A KR 102452127 B1 KR102452127 B1 KR 102452127B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
leakage
overcurrent
detection signal
control unit
Prior art date
Application number
KR1020200144975A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220059619A (en
Inventor
박병철
정규창
오성문
Original Assignee
한국전자기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Priority to KR1020200144975A priority Critical patent/KR102452127B1/en
Publication of KR20220059619A publication Critical patent/KR20220059619A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102452127B1 publication Critical patent/KR102452127B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16528Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values using digital techniques or performing arithmetic operations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/252Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques using analogue/digital converters of the type with conversion of voltage or current into frequency and measuring of this frequency
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 교류/직류 겸용의 과전류 차단 및 누전 감시 장치에 관한 것으로, 종래기술에서 교류와 직류용 과전류 차단 장치와 누전 감시 장치를 따로 운용하던 것을, 센서와 제어부를 갈바닉 절연 하고 검출 신호를 이용하여 누설 전류를 감시함으로써 교류/직류를 동시에 감시할 수 있는 과전류 차단 및 누전 감시 장치를 제공할 수 있고, 그에 따라 과전류 및 누설 감시 장치를 간편화 할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an AC/DC combined overcurrent blocking and leakage monitoring device. In the prior art, an AC and DC overcurrent blocking device and an earth leakage monitoring device are separately operated, a sensor and a control unit are galvanically isolated and a detection signal is used to By monitoring the leakage current, it is possible to provide an overcurrent blocking and leakage monitoring device capable of simultaneously monitoring AC/DC, thereby simplifying the overcurrent and leakage monitoring device.

Description

교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MONITORING OVERCURRENT AND EARTH LEAKAGE FOR BOTH AC AND DC, AND METHOD THEREOF}AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device and method

본 발명은 저압 전원의 과전류나 누전을 차단하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for blocking overcurrent or short circuit of a low voltage power supply.

저압 전기를 화재나 감전으로부터 안전하게 사용하기 위해서는 과전류 차단기와 누전 차단기는 필수이다. 대한민국의 저압 내선 규정에는 가정이나 공장의 배전반 또는 분전반에 전기 화재나 감전을 예방할 수 있는 과전류, 누전을 감시 및 차단할 수 있는 차단기를 반드시 설치하도록 규정되어 있다.In order to safely use low voltage electricity from fire or electric shock, an overcurrent circuit breaker and an earth leakage circuit breaker are essential. Korea's low voltage extension regulations stipulate that a circuit breaker that can monitor and block overcurrent and short circuit to prevent electric fire or electric shock must be installed in the switchboard or distribution board of a home or factory.

과거 전력망은 한국전력 등의 공급자가 전기를 보내고 소비자가 사용하는 형태여서 공급자의 배전선로는 TN(Terra-Neutral) 접지를 사용하고, 저압 강압 변압기 이후 옥내에서는 TT(Terra-Terra)접지를 사용하였다. 여기에 과전류, 누전 차단기는 교류 60Hz, 220V, 누전 500mA이하로 표준화되어 정해져 있었다.In the past, power grids such as Korea Electric Power Corporation (KEPCO) send electricity and consumers use them, so TN (Terra-Neutral) grounding was used for the supplier's distribution line, and TT (Terra-Terra) grounding was used indoors after the low-voltage step-down transformer. . Here, the overcurrent and earth leakage breaker were standardized and set at 60Hz AC, 220V, and 500mA or less of leakage current.

하지만 전력망에 재생에너지 발전, 전기차 충전, 에너지 저장 장치(ESS: Energy Storage System) 등과 같은 분산 전원이 다수 연계되면서 전원 계통을 과거와 같이 하나의 표준으로 규정할 수 없게 되었다. 특히 직류 전력망(LVDC: Low Voltage Direct Current)이 증가하고 있으므로 교류 전기 외에 직류 전기에도 과전류, 누전을 탐지하고 차단하는 제품이 필요하게 되었다.However, as many distributed power sources such as renewable energy generation, electric vehicle charging, and energy storage system (ESS) are connected to the power grid, the power system cannot be defined as a single standard as in the past. In particular, as the DC power grid (LVDC: Low Voltage Direct Current) is increasing, there is a need for a product that detects and blocks overcurrent and short circuit in DC electricity as well as AC electricity.

하지만 교류만 사용하던 과거에 교류 과전류, 누전을 차단하던 제품들은 직류 전기에 대한 과전류, 누전을 차단할 수 없어 직류 차단기를 따로 추가해야 하는 문제가 있다. 또한 직류 차단기의 경우에도 과전류와 누전을 동시에 감시할 수 있는 제품이 없는 문제가 있다. 따라서 교류용, 직류용 과전류, 누전 감시 및 차단을 위한 장치를 따로 설치해야 하므로 설치의 복잡성과 비용이 증가할 수밖에 없었다.However, in the past when only AC was used, products that blocked AC overcurrent and short circuit could not block overcurrent and leakage of DC electricity, so there is a problem that a DC circuit breaker must be added separately. Also, in the case of a DC circuit breaker, there is a problem that there is no product capable of monitoring overcurrent and leakage at the same time. Therefore, it is necessary to separately install devices for monitoring and interrupting AC and DC overcurrent and leakage current, which inevitably increases the complexity and cost of installation.

본 발명의 발명자들은 이러한 종래 기술의 교류, 직류 전기의 과전류, 누전 감시 및 차단 장치들의 문제점을 해결하기 위해 연구 노력해 왔다. 전자식으로 직류와 교류 전원의 단락과 과전류를 감시하면서 동시에 누설전류도 감시할 수 있는 장치 및 그 방법을 완성하기 위해 많은 노력 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present invention have been researching and trying to solve the problems of such prior art AC and DC overcurrent, leakage monitoring and interruption devices. The present invention was completed after much effort to complete a device and method capable of electronically monitoring short circuit and overcurrent of DC and AC power while simultaneously monitoring leakage current.

본 발명은 교류와 직류에 모두 사용할 수 있는 전자식 과전류 및 누전 감시장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an electronic overcurrent and leakage monitoring device and method that can be used for both AC and DC.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론 할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other objects not specified in the present invention will be additionally considered within the range that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

본 발명에 따른 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치는,AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device according to the present invention,

전력망의 각 상의 선로에 설치되는 전류 센서; 상기 전류 센서에 의해 측정한 값을 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터; 누설 전류 검출을 위한 신호를 생성하는 검출 신호 생성부; 상기 생성된 검출 신호를 감지하는 검출 신호 감지부; 및 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부;를 포함하되, 상기 전류 센서와 상기 제어부는 갈바닉 절연(Galvanic Isolation)되어 있고, 상기 제어부는 상기 전류 센서에 의해 측정되어 디지털로 변환된 전류 또는 전압 값에 의해 직류 또는 교류 과전류 보호기능을 수행하고 상기 검출 신호 감지부에서 감지된 신호에 의해 누설전류 보호기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.a current sensor installed in a line of each phase of the power grid; an analog-to-digital converter for converting the value measured by the current sensor into digital; a detection signal generator generating a signal for detecting a leakage current; a detection signal detection unit for detecting the generated detection signal; and a control unit including one or more processors and a memory; including, wherein the current sensor and the control unit are galvanic isolation, and the control unit is measured by the current sensor and converted to a digital current or voltage value. It is characterized in that the DC or AC overcurrent protection function is performed and the leakage current protection function is performed by the signal detected by the detection signal sensing unit.

상기 전류 센서는 션트 저항을 이용한 전류 센서인 것을 특징으로 한다.The current sensor is characterized in that it is a current sensor using a shunt resistor.

상기 제어부는, 상기 전류 센서에 의해 측정되어 상기 아날로그 디지털 컨버터에 의해 변환된 전류의 주파수를 계산하여 상기 전류를 교류 또는 직류로 구분하는 것을 특징으로 한다.The controller calculates a frequency of a current measured by the current sensor and converted by the analog-to-digital converter to classify the current into alternating current or direct current.

상기 제어부는, 상기 주파수를 계산한 전류가 교류인 경우 상기 전류의 DC 옵셋 성분을 제거하여 교류 전류만의 크기를 산출하고, 상기 교류 전류만의 크기가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키는 것을 특징으로 한다.The control unit calculates the magnitude of only the AC current by removing the DC offset component of the current when the current for which the frequency is calculated is AC, and operates a blocking circuit when the magnitude of only the AC current exceeds a preset value characterized by doing.

상기 제어부는, 상기 주파수를 계산한 전류가 직류인 경우 상기 전류 중 고유 DC 옵셋 성분을 제거한 직류 전류의 크기만을 산출하고, 상기 직류 전류의 크기가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키는 것을 특징으로 한다.The control unit calculates only the magnitude of the DC current from which the intrinsic DC offset component is removed from the current when the current for which the frequency is calculated is DC, and operates the blocking circuit when the magnitude of the DC current exceeds a preset value characterized.

상기 제어부는, 상기 검출 신호 감지부에서 감지된 신호의 값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키되, 상기 감지된 신호가 상기 검출 신호 생성부에서 생성한 검출 신호와 동일한 주파수와 위상을 가지는 경우에만 차단회로를 동작시키는 것을 특징으로 한다.The control unit operates a blocking circuit when the value of the signal detected by the detection signal detection unit exceeds a preset value, and the detected signal has the same frequency and phase as the detection signal generated by the detection signal generation unit. It is characterized in that the blocking circuit is operated only when it has.

본 발명의 다른 실시예에 따른 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 방법.은,AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring method according to another embodiment of the present invention.

각 상의 선로에 설치되고 상기 제어부와 갈바닉 절연된 전류 센서에 의해 측정한 전류 또는 전압을 수신하는 단계; 누설 전류 검출을 위한 검출 신호를 생성하는 단계; 상기 선로에서 상기 검출 신호를 감지하는 단계; 상기 전류 센서에 의해 측정한 전류 또는 전압에 의해 과전류 보호 기능을 수행하는 단계; 및 상기 감지한 검출 신호에 의해 누설전류 보호 기능을 수행하는 단계를 포함한다.receiving a current or voltage measured by a current sensor installed in a line of each phase and galvanically isolated from the control unit; generating a detection signal for detecting leakage current; detecting the detection signal in the line; performing an overcurrent protection function by the current or voltage measured by the current sensor; and performing a leakage current protection function according to the sensed detection signal.

상기 전류 센서에 의해 측정한 전류 또는 전압의 주파수를 계산하여 상기 측정한 전류를 교류 또는 직류로 구분하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that by calculating the frequency of the current or voltage measured by the current sensor, the measured current is divided into alternating current or direct current.

상기 측정한 전류가 교류인 경우 상기 전류의 DC 옵셋 성분을 제거한 교류 전류만의 크기를 산출하고, 상기 교류 전류만의 크기가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.When the measured current is AC, calculating the magnitude of only the AC current by removing the DC offset component of the current, and operating a blocking circuit when the magnitude of only the AC current exceeds a preset value; further comprising characterized in that

상기 측정한 전류가 직류인 경우 상기 전류 중 고유 DC 옵셋 성분을 제거한 직류 전류의 크기를 산출하고, 상기 직류 전류의 크기가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.When the measured current is DC, calculating the magnitude of the DC current from which the intrinsic DC offset component is removed from the current, and operating the blocking circuit when the magnitude of the DC current exceeds a preset value; characterized.

상기 감지된 검출 신호의 값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키되, 상기 감지된 검출 신호가 상기 검출 신호 생성부에서 생성한 검출 신호와 동일한 주파수와 위상을 가지는 경우에만 차단회로를 동작시키는 것을 특징으로 한다.When the value of the detected detection signal exceeds a preset value, the blocking circuit is operated, but the blocking circuit is operated only when the detected detection signal has the same frequency and phase as the detection signal generated by the detection signal generator characterized by doing.

본 발명에 따르면 하나의 장치로 교류와 직류에 모두 사용할 수 있으므로 설치가 간편하고 비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since one device can be used for both AC and DC, installation is simple and cost can be saved.

또한 종래 두 개의 차단기로 구현하던 직류 전기망의 차단기를 하나로 구현할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage in that a circuit breaker of a DC electric network, which has been implemented with two conventional circuit breakers, can be implemented as one.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if it is an effect not explicitly mentioned herein, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1 및 도 2는 종래 기술의 직류/교류 과전류 또는 누전 감시 장치의 대략적인 구조도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 누전 감지부의 좀 더 자세한 구조도이다.
도 5는 비접지 전원 계통의 누설 커패시터와 누설 전류를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따라 누전을 감시하기 위한 신호들의 위상 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 과전류 및 누전 감시 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 과전류 보호 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 누설 전류 보호 방법의 흐름도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다
1 and 2 are schematic structural diagrams of a conventional DC/AC overcurrent or earth leakage monitoring device.
3 is a structural diagram of an AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a more detailed structural diagram of an earth leakage detecting unit according to a preferred embodiment of the present invention.
5 shows a leakage capacitor and a leakage current of an ungrounded power system.
6 is a diagram illustrating a phase relationship of signals for monitoring an electric leakage according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a method for monitoring overcurrent and leakage according to another preferred embodiment of the present invention.
8 is a flowchart of an overcurrent protection method according to another preferred embodiment of the present invention.
9 is a flowchart of a leakage current protection method according to another preferred embodiment of the present invention.
※ It is revealed that the accompanying drawings are exemplified as a reference for understanding the technical idea of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereby

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, the configuration of the present invention guided by various embodiments of the present invention and effects resulting from the configuration will be described with reference to the drawings. In the description of the present invention, if it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscured as it is obvious to those skilled in the art with respect to related known functions, the detailed description thereof will be omitted.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.Terms such as 'first' and 'second' may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the above terms. The above term may be used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a 'first component' may be termed a 'second component', and similarly, a 'second component' may also be termed a 'first component'. can Also, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. Unless otherwise defined, terms used in the embodiments of the present invention may be interpreted as meanings commonly known to those of ordinary skill in the art.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다.Hereinafter, the configuration of the present invention guided by various embodiments of the present invention and effects resulting from the configuration will be described with reference to the drawings.

도 1 내지 3은 종래 기술의 직류/교류 과전류 또는 누전 감시 장치의 대략적인 구조도이다.1 to 3 are schematic structural diagrams of a conventional DC/AC overcurrent or earth leakage monitoring device.

전류 측정 센서로는 CT(Current Transformer), 홀 효과 센서(Hole Effect Sensor), 공심 코일(Rogowski Coil) 전류 센서, 션트 저항을 이용한 전류 센서 등이 있다.Current measuring sensors include a current transformer (CT), a Hall effect sensor, a Rogowski coil current sensor, and a current sensor using a shunt resistor.

홀 효과 센서는 직류 및 교류에 모두 사용이 가능하지만 센서 가격이 높고 큰 전류가 흐를 때마다 약간의 전류 옵셋값이 변하기 때문에 누전 측정용으로는 사용이 어렵다.Hall effect sensor can be used for both DC and AC, but it is difficult to use for leakage measurement because the sensor price is high and a slight current offset value changes whenever a large current flows.

도 1은 CT(Current Transformer)를 이용한 센서의 예이다.1 is an example of a sensor using a CT (Current Transformer).

CT 센서는 선로에 흐르는 전류가 철심(1)에 자속(2)을 발생시키면 2차 코일(2)에 유도전류가 발생하는 원리로 선로에 흐르는 전류를 측정한다. 그런데 이는 교류에 의해 발생하는 유도기전력의 원리를 이용하는 것이므로 직류에는 사용할 수 없는 문제가 있다.The CT sensor measures the current flowing in the line on the principle that when the current flowing in the line generates a magnetic flux 2 in the iron core 1 , an induced current is generated in the secondary coil 2 . However, since this uses the principle of induced electromotive force generated by alternating current, there is a problem that it cannot be used for direct current.

도 1은 션트 저항을 이용한 전류 센서의 사용 예이다.1 is an example of using a current sensor using a shunt resistor.

션트 저항을 이용한 전류 센서(4)는 옴의 법칙에 기초하여 저항 양단의 전압을 측정함으로써 저항에 흐르는 전류를 계산하는 방식이므로 직류와 교류에 모두 사용할 수 있다. 그런데 션트 저항을 이용한 전류 센서(4)에는 전류가 직접 흐르므로, 흐르는 전류에 의해 줄 열(Joule 열=I2R)이 발생하여 큰 전류가 흐르는 장치에는 사용하기 힘든 한계가 있다. 줄 열을 줄이기 위해서는 저항 값이 수~수십 마이크로 옴(uΩ) 수준으로 낮아져야 하는데 그러면 센싱할 수 있는 신호도 함께 작아져서 측정이 불가능하거나 오차가 커지는 문제가 있다.Since the current sensor 4 using the shunt resistor calculates the current flowing through the resistor by measuring the voltage across the resistor based on Ohm's law, it can be used for both direct and alternating current. However, since the current directly flows through the current sensor 4 using the shunt resistor, Joule heat (I2R) is generated by the flowing current, so that it is difficult to use in a device through which a large current flows. In order to reduce the Joule heat, the resistance value should be lowered to the level of several tens to tens of microohms (uΩ).

또한 션트 저항을 이용한 전류 센서(4)의 양단을 측정 회로(5)에 연결해야 하는데 고전압의 전력망 전압이 측정 회로(5)에 직접 연결되면 감전의 위험이 있고, 다상(3상, 2상) 전력망의 각 상을 회로 절연(Circuit Isolation) 없이 공통 측정 회로(5)에 연결하면 각 상을 단락(합선)시키는 결과를 초래하는 문제도 존재한다.In addition, both ends of the current sensor (4) using a shunt resistor must be connected to the measurement circuit (5). However, if a high-voltage grid voltage is directly connected to the measurement circuit (5), there is a risk of electric shock, and multi-phase (3-phase, 2-phase) If each phase of the power grid is connected to the common measurement circuit 5 without circuit isolation, there is also a problem in that each phase is short-circuited (short-circuited).

따라서 본 발명에서는 션트 저항을 이용한 전류 센서와 측정 회로 간의 전기적 절연을 하여 이 문제를 해결한다.Therefore, the present invention solves this problem by electrically insulating the current sensor and the measuring circuit using a shunt resistor.

도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치의 구조도이다.3 is a structural diagram of an AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치(10)는 전류센서(110), 교류/직류 변환기(120, ADC: Analog to Digital Converter), 검출 신호 생성부(130), 검출 신호 감지부(140), 제어부(160) 및 차단부(170)를 포함한다.AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device 10 according to the present invention includes a current sensor 110, an AC/DC converter 120 (ADC: Analog to Digital Converter), a detection signal generator 130, and a detection signal detection unit. 140 , a control unit 160 , and a blocking unit 170 .

전류센서(110)는 션트 저항을 이용한 전류 센서로 이루어진다. 선로에 직접 흐르는 전류를 측정하기 때문에 직류와 교류를 모두 측정할 수 있다.The current sensor 110 is composed of a current sensor using a shunt resistor. Since it measures the current flowing directly through the line, both direct current and alternating current can be measured.

ADC(120)는 전류센서(110)에서 측정한 전류 또는 전압을 디지털 신호로 변환한다. 변환된 디지털 신호는 제어부(160)에 전달되어 과전류 판단을 위해 사용된다.The ADC 120 converts the current or voltage measured by the current sensor 110 into a digital signal. The converted digital signal is transmitted to the controller 160 and used for overcurrent determination.

전류 측정을 위한 전류 센서(110) 및 ADC(120)는 도 2와 달리 제어부(160)와 전기적으로 절연되어 있다. 본 발명에서는 전류 센서(110) 및 ADC(120)는 제어부(160)와 갈바닉 절연(Galvanic Isolation) 되는 것을 특징으로 한다. 갈바닉 절연은 앞서 살펴본 바와 같이 감전이나 단락의 위험을 막기 위해 센서부와 측정부를 전기적으로 절연하는 기술이다. 갈바닉 절연 방법으로는 절연 트랜스포머, 커플링 커패시터, 광 커플러(Optocouplers) 등이 사용될 수 있다. 갈바닉 절연된 전류 센서(110)와 ADC(120)에는 제어부(160)와 별도의 전원이 공급된다.Unlike FIG. 2 , the current sensor 110 and ADC 120 for measuring current are electrically insulated from the controller 160 . In the present invention, the current sensor 110 and the ADC 120 are characterized in that the control unit 160 and galvanic isolation (Galvanic isolation). As described above, galvanic isolation is a technology that electrically insulates the sensor unit and the measurement unit to prevent electric shock or short circuit. As the galvanic isolation method, an isolation transformer, a coupling capacitor, an optocoupler, or the like may be used. A separate power supply from the control unit 160 is supplied to the galvanically isolated current sensor 110 and ADC 120 .

제어부(160)는 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하여 구성될 수 있다. 메모리에는 프로세서를 동작시키기 위한 프로그램 코드와 교류/직류 판단과 과전류 또는 누설 전류 판단을 위한 데이터들이 저장될 수 있다.The controller 160 may include one or more processors and memories. A program code for operating the processor and data for determining AC/DC and overcurrent or leakage current may be stored in the memory.

제어부(160)에서는 전류 센서(110)에서 측정하여 ADC(120)에서 디지털 값으로 변환된 전류 또는 전압 데이터에 의해 과전류를 판단한다.The controller 160 determines the overcurrent based on the current or voltage data measured by the current sensor 110 and converted into a digital value by the ADC 120 .

우선 측정된 전압 또는 전류 데이터의 주파수 값을 계산한다. 계산한 주파수 값이 30~90Hz 범위인 경우 교류로 판단하고, 주파수를 인식하지 못하거나 1Hz 미만인 경우에는 직류로 판단한다.First, the frequency value of the measured voltage or current data is calculated. If the calculated frequency value is in the range of 30~90Hz, it is judged as AC, and if the frequency is not recognized or less than 1Hz, it is judged as DC.

교류로 판단한 경우에는 전압 또는 전류 데이터에 포함된 DC 성분은 노이즈이므로 매 주기마다 DC 오프셋(Offset) 성분을 제거하여 교류 전류 또는 전압의 크기를 산출해낸다.When it is determined as AC, since the DC component included in the voltage or current data is noise, the DC offset component is removed at every cycle to calculate the magnitude of the AC current or voltage.

직류로 판단한 경우에는 회로상의 고유의 DC 오프셋 값을 제거해야 한다. 과전류 및 누전 감시 장치(10)에 전기 신호를 인가하지 않은 상태에서도 전류 센서(110)나 ADC(120)의 특성으로 인해 발생하는 DC 오프셋 값을 의미하는데 제작 단계에서 무전류, 무전압 상태에서 측정하여 제어부(160)에 미리 저장된 값이다. 따라서 측정한 전류 또는 전압 값에서 고유 DC 오프셋 값을 제거한다.If it is determined as DC, the unique DC offset value on the circuit must be removed. It means a DC offset value that occurs due to the characteristics of the current sensor 110 or ADC 120 even in a state where no electrical signal is applied to the overcurrent and leakage monitoring device 10, and is measured in a state of no current and no voltage in the manufacturing stage. Thus, it is a value stored in advance in the control unit 160 . Therefore, the intrinsic DC offset value is removed from the measured current or voltage value.

교류 또는 직류에 따라 계산된 전류 또는 전압 값을 미리 정해진 과전류 기준값과 비교하고, 차단 지연시간을 고려하여 현재 상태가 조건을 만족하면 차단부(170)를 제어하여 전기 선로 및 연결된 회로를 보호하게 된다.The current or voltage value calculated according to alternating current or direct current is compared with a predetermined overcurrent reference value, and when the current state satisfies the condition in consideration of the cut-off delay time, the cut-off unit 170 is controlled to protect the electric line and the connected circuit. .

도 4는 본 발명에 따른 누설 전류 검출을 위한 검출 신호 생성부(130) 및 검출 신호 감지부(140)를 좀 더 자세히 나타낸다.4 shows the detection signal generating unit 130 and the detection signal detecting unit 140 for detecting leakage current according to the present invention in more detail.

도 1과 같은 일반적인 CT 센서를 이용한 방법은 직류 전류를 감지할 수 없는 문제가 있다.The method using a general CT sensor as shown in FIG. 1 has a problem in that direct current cannot be detected.

따라서 본 발명에서는 직류/교류에서 모두 사용하기 위해 검출 신호를 생성하여 선로에 주입하고 이를 다시 감지하여 누설 전류를 측정하는 방법을 사용했다.Therefore, in the present invention, a method of generating a detection signal for use in both DC/AC, injecting it into the line, sensing it again, and measuring the leakage current was used.

검출 신호 생성부(130)는 누설 전류 검출을 위한 신호를 생성하여 선로에 주입한다. 검출 신호는 선로에 흐르는 전류와 상관 없는 고주파의 미소 신호를 선로에 주입함으로써 선로의 누설을 측정하기 위한 신호이다. 검출 신호를 생성하거나 감지하기 위해서 CT를 사용하므로 검출 신호는 교류가 사용된다. 바람직하게는 5Hz 이상 30Hz 미만의 교류 신호를 사용하는 것이 좋다.The detection signal generator 130 generates a signal for detecting the leakage current and injects it into the line. The detection signal is a signal for measuring the leakage of a line by injecting a high-frequency minute signal irrespective of the current flowing in the line into the line. Since CT is used to generate or sense a detection signal, an alternating current is used for the detection signal. Preferably, an AC signal of 5 Hz or more and less than 30 Hz is used.

생성된 검출 신호는 CT를 통해 유도기전력 원리에 의해 전송 선로에 전송된다.The generated detection signal is transmitted to the transmission line by the induced electromotive force principle through the CT.

검출 신호 감지부(140)는 검출 신호 생성부(130)에 의해 생성되어 삽입된 검출 신호를 마찬가지로 유도기전력의 원리를 이용하여 CT를 통해 감지한다. 교류 신호인 검출 신호에 의해 발생하는 유도기전력을 코일을 통해 감지하는 것이다.The detection signal detection unit 140 senses the detection signal generated and inserted by the detection signal generation unit 130 through CT similarly using the principle of induced electromotive force. The induced electromotive force generated by the detection signal, which is an AC signal, is sensed through the coil.

제어부(160)는 이렇게 감지된 신호에서 유효성분만을 분리해 내야 한다.The control unit 160 should separate only the effective signal from the detected signal.

도 5는 무효성분 설명을 위한 비접지 전원 계통의 개략적인 구조를 나타낸다. 비접지 전원 계통은 접지(PE)와 연결되지 않으므로 이론상으로는 접지 전류(If)가 흐르지 않아야 한다. 하지만 실제로는 전송 선로와 대지 사이에 누설 커패시터(Ce)에 의한 미세한 누설 전류(Ic)가 발생하기 때문에 전송 선로와 대지가 완전한 절연 상태가 아니다. 따라서 이러한 누설 커패시터 혹은 비접지 전원의 부하의 노이즈 저감을 위해 설치한 Y-커패시터 때문에 무시할 수 있을 정도의 누설 전류가 발생한다.5 shows a schematic structure of an ungrounded power supply system for the description of the reactive component. Since the ungrounded power system is not connected to the ground (PE), in theory, the ground current (If) should not flow. However, in reality, the transmission line and the ground are not completely insulated because a minute leakage current (Ic) is generated between the transmission line and the ground due to the leakage capacitor (Ce). Therefore, negligible leakage current occurs due to the leakage capacitor or the Y-capacitor installed to reduce the noise of the ungrounded power load.

따라서 제어부(160)는 이러한 누설 전류(Ic)를 검출 신호에 의해 발생하는 전류와 구분해야 한다. 단순히 감지된 전류 또는 전압의 크기만으로 누설이 발생하였는지 판단할 수 없는 이유이다.Therefore, the controller 160 must distinguish the leakage current Ic from the current generated by the detection signal. This is the reason that it cannot be determined whether leakage has occurred simply by the magnitude of the sensed current or voltage.

제어부(160)는 신호의 위상에 의해 무효 성분과 유효 성분을 구분할 수 있다.The controller 160 may distinguish an invalid component from an active component according to the phase of the signal.

도 6은 전송 선로에 삽입한 검출 신호(Is)와 검출 신호에 의해 감지된 전류 신호(If) 및 누설 커패시터에 의해 발생한 누설 전류(Ic)의 위상 관계를 나타낸다.6 shows the phase relationship between the detection signal Is inserted into the transmission line, the current signal If detected by the detection signal, and the leakage current Ic generated by the leakage capacitor.

도 6의 (a)는 세 신호 사이의 위상 차이를 나타내는데, 검출 신호(Is)와 검출 신호(Is)에 의해 감지된 전류 신호(If)는 같은 위상을 가지고 누설 커패시터에 의해 발생한 누설 전류(Ic)는 90도 위상 차이를 가지는 것을 볼 수 있다.6A shows the phase difference between the three signals, the detection signal Is and the current signal If sensed by the detection signal Is have the same phase and the leakage current Ic generated by the leakage capacitor ) can be seen to have a phase difference of 90 degrees.

도 6의 (b)는 세 신호의 파형 관계를 나타낸다. 누설 전류(Ic)는 다른 두 신호에 비해 90도 늦게 전송되는 것이 나타나 있다.6(b) shows the waveform relationship of the three signals. It is shown that the leakage current Ic is transmitted 90 degrees later than the other two signals.

따라서 제어부(160)는 검출 신호 감지부(140)에 의해 감지된 신호 중 검출 신호와 같은 위상을 가진 신호만을 분리해 내고, 이를 이용하여 누전을 감시할 수 있다. 감지된 신호 중 검출 신호와 같은 주파수와 같은 위상을 가진 신호의 전류 또는 전압 값이 미리 지정한 값보다 크고 일정 지연시간을 초과한 경우에는 누전으로 판단하여 차단부(170)을 작동시킬 수 있다.Accordingly, the control unit 160 may separate only a signal having the same phase as the detection signal from among the signals detected by the detection signal detection unit 140 , and monitor the leakage using this signal. When a current or voltage value of a signal having the same frequency and the same phase as the detection signal among the detected signals is greater than a predetermined value and exceeds a predetermined delay time, it is determined as a short circuit and the blocking unit 170 may be operated.

이와 같이 본 발명에 따른 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치(10)는 교류와 직류를 하나의 장치에서 모두 감시할 수 있는 장점이 있다.As described above, the AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device 10 according to the present invention has the advantage of being able to monitor both AC and DC in one device.

도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 과전류 및 누전 감시 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart of a method for monitoring overcurrent and leakage according to another preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 과전류 및 누전 감시 방법은 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부에 의해 수행될 수 있다.The overcurrent and leakage monitoring method of the present invention may be performed by a controller including one or more processors and memories.

우선 과전류 방지를 위해 전류 센서에 의해 측정한 선로의 전압 또는 전류 신호를 수신한다(S10). 전류 센서와 제어부는 갈바닉 절연되어 있어야 한다. First, a voltage or current signal of a line measured by a current sensor is received to prevent overcurrent (S10). The current sensor and control unit must be galvanically isolated.

다음 누설 전류 감시를 위한 검출 신호를 생성하여(S20) 이를 선로에 전송하고 검출 신호에 의해 발생한 신호를 감지한다(S30). 검출 신호 생성과 감지는 CT에 의하므로 전송 선로의 전기가 교류인지 직류인지에 무관하다. 검출 신호는 5~30Hz의 교류 신호일 수 있다.Next, a detection signal for monitoring the leakage current is generated (S20), transmitted to the line, and a signal generated by the detection signal is detected (S30). Since the detection signal is generated and sensed by the CT, it is irrelevant whether the electricity of the transmission line is AC or DC. The detection signal may be an AC signal of 5 to 30 Hz.

전류 센서에 의해 측정한 전압 또는 전류 신호에 의해 과전류 보호를 수행하고(S40), 검출 신호에 의해서는 누설 전류 보호를 수행한다.The overcurrent protection is performed by the voltage or current signal measured by the current sensor (S40), and the leakage current protection is performed according to the detection signal.

도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 과전류 보호 방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of an overcurrent protection method according to another preferred embodiment of the present invention.

과전류 보호를 위해서는 우선 센서에 의해 측정한 전류의 주파수를 계산한다(S41). For overcurrent protection, first, the frequency of the current measured by the sensor is calculated (S41).

계산한 주파수 값이 30~90Hz 범위인 경우 교류로 판단하고, 주파수를 인식하지 못하거나 1Hz 미만인 경우에는 직류로 판단한다(S42).If the calculated frequency value is in the range of 30 to 90 Hz, it is determined as AC, and if the frequency is not recognized or less than 1 Hz, it is determined as DC (S42).

직류로 판단한 경우에는 회로상의 고유의 DC 오프셋 값을 제거해야 한다(S43). 전기 신호를 인가하지 않은 상태에서도 전류 센서나 ADC의 특성으로 인해 발생하는 DC 오프셋 값을 제거하고 전류 크기를 보상해준다(S44).If it is determined as DC, a unique DC offset value on the circuit must be removed (S43). Even in a state where no electric signal is applied, the DC offset value generated due to the characteristics of the current sensor or ADC is removed and the current size is compensated (S44).

교류로 판단한 경우에는 전압 또는 전류 데이터에 포함된 DC 성분은 노이즈이므로 매 주기마다 DC 오프셋(Offset) 성분을 제거하여(S45) 교류 전류 또는 전압의 크기 및 위상을 보상한 전류의 크기를 산출해낸다(S46).When it is determined as AC, the DC component included in the voltage or current data is noise, so the DC offset component is removed every cycle (S45) to calculate the magnitude of the AC current or the current that compensates for the magnitude and phase of the voltage ( S46).

교류 또는 직류 전류의 크기를 산출해내면 전류의 크기가 기준값 이상인지 판단하여(S47) 기준값 이상인 경우 과전류로 판단하여 차단 회로를 동작시키게 된다(S48).If the magnitude of the AC or DC current is calculated, it is determined whether the magnitude of the current is equal to or greater than the reference value (S47), and when the magnitude of the current is greater than the reference value, it is determined as overcurrent and the blocking circuit is operated (S48).

도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 누설 전류 보호 방법의 흐름도이다.9 is a flowchart of a leakage current protection method according to another preferred embodiment of the present invention.

우선 검출 신호에 의해 발생한 신호를 감지하여 신호의 위상과 주파수를 계산하게 된다(S51). First, a signal generated by the detection signal is detected to calculate the phase and frequency of the signal (S51).

전송 선로상에서 누설 커패시터에 의해 발생하는 누설 전류는 무효성분이므로 감지한 신호가 검출 신호와 동일 위상인지 판단하여(S52) 동일 위상이고 신호 크기가 기준 값을 초과하면(S53) 차단회로를 동작시켜(S54) 누설 전류를 차단한다.Since the leakage current generated by the leakage capacitor on the transmission line is an invalid component, it is determined whether the detected signal is in the same phase as the detection signal (S52). S54) Cut off the leakage current.

이상과 같이 본 발명은 션트 저항을 이용한 전류 센서를 사용하면서도 측정 회로와 갈바닉 절연을 유지하여 높은 전류의 직류 및 교류에서 모두 과전류를 방지할 수 있고 CT를 이용하여 검출 신호를 발생 및 감지함으로써 누설 전류도 감지할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention can prevent overcurrent in both direct and alternating current of high current by maintaining galvanic isolation from the measuring circuit while using a current sensor using a shunt resistor, and by generating and detecting a detection signal using a CT, leakage current There is also a detectable effect.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the protection scope of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention pertains.

Claims (11)

비접지 전원 계통의 선로에 설치되는 전류 센서;
상기 전류 센서에 의해 측정한 값을 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터;
누설 전류 검출을 위한 교류 검출 신호를 생성하여 상기 비접지 전원 계통의 선로에 인가하는 검출 신호 생성부;
상기 비접지 전원 계통의 선로에 상기 교류 검출 신호가 인가된 후 상기 비접지 전원 계통의 선로에 흐르는 전류 신호를 감지하는 검출 신호 감지부; 및
하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부;를 포함하되,
상기 전류 센서와 상기 제어부는 갈바닉 절연(Galvanic Isolation)되어 있고,
상기 제어부는 상기 전류 센서에 의해 측정되어 디지털로 변환된 전류 또는 전압 값에 의해 직류 또는 교류 과전류 보호기능을 수행하고 상기 검출 신호 감지부에서 감지된 상기 전류 신호에 의해 누설전류 보호기능을 수행하고,
상기 제어부는
상기 전류 신호 중 상기 교류 검출 신호와 동일한 위상을 갖는 제1 전류 신호를 분리하고, 상기 제1 전류 신호의 값이 미리 설정된 값을 초과하면 상기 누설전류가 발생한 것으로 판단하는
교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치.
a current sensor installed on a line of an ungrounded power system;
an analog-to-digital converter for converting the value measured by the current sensor into digital;
a detection signal generator generating an AC detection signal for detecting leakage current and applying it to a line of the ungrounded power system;
a detection signal detection unit for detecting a current signal flowing through the line of the ungrounded power system after the AC detection signal is applied to the line of the ungrounded power system; and
A control unit including one or more processors and memory; including,
The current sensor and the control unit are galvanic isolation (Galvanic Isolation),
The control unit performs a DC or AC overcurrent protection function by the digitally converted current or voltage value measured by the current sensor and performs a leakage current protection function by the current signal detected by the detection signal detection unit,
the control unit
Separating a first current signal having the same phase as the AC detection signal from among the current signals, and determining that the leakage current has occurred when the value of the first current signal exceeds a preset value
AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device.
제1항에 있어서,
상기 전류 센서는 션트 저항을 이용한 전류 센서인 것을 특징으로 하는, 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치.
According to claim 1,
The current sensor is a current sensor using a shunt resistor, AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device.
제1항에 있어서 상기 제어부는,
상기 전류 센서에 의해 측정되어 상기 아날로그 디지털 컨버터에 의해 변환된 전류의 주파수를 계산하여 상기 전류를 교류 또는 직류로 구분하는 것을 특징으로 하는, 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치.
According to claim 1, wherein the control unit,
AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device, characterized in that by calculating the frequency of the current measured by the current sensor and converted by the analog-to-digital converter to divide the current into alternating current or direct current.
제3항에 있어서 상기 제어부는,
상기 주파수를 계산한 전류가 교류인 경우 상기 전류의 DC 옵셋 성분을 제거하여 교류 전류만의 크기를 산출하고, 상기 교류 전류만의 크기가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키는 것을 특징으로 하는, 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치.
According to claim 3, wherein the control unit,
When the current for which the frequency is calculated is AC, the magnitude of only the AC current is calculated by removing the DC offset component of the current, and the blocking circuit is operated when the magnitude of only the AC current exceeds a preset value. AC and DC combined overcurrent and short circuit monitoring device.
제3항에 있어서 상기 제어부는,
상기 주파수를 계산한 전류가 직류인 경우 상기 전류 중 고유 DC 옵셋 성분을 제거한 직류 전류의 크기만을 산출하고, 상기 직류 전류의 크기가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키는 것을 특징으로 하는, 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치.
According to claim 3, wherein the control unit,
When the current for which the frequency is calculated is DC, only the magnitude of the DC current from which the intrinsic DC offset component is removed from among the current is calculated, and when the magnitude of the DC current exceeds a preset value, the blocking circuit is operated, AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device.
제1항에 있어서 상기 제어부는,
상기 제1 전류 신호의 값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키는 것을 특징으로 하는, 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 장치.
According to claim 1, wherein the control unit,
AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring device, characterized in that the operation of the blocking circuit when the value of the first current signal exceeds a preset value.
하나 이상의 프로세서를 포함하는 제어부에 의해 수행되는 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 방법에 있어서:
비접지 전원 계통의 선로에 설치되고 상기 제어부와 갈바닉 절연된 전류 센서에 의해 측정한 전류 또는 전압을 수신하는 단계;
누설 전류 검출을 위한 교류 검출 신호를 생성하여 상기 비접지 전원 계통의 선로에 인가하는 단계;
상기 비접지 전원 계통의 선로에 상기 교류 검출 신호가 인가된 후 상기 비접지 전원 계통의 선로에 흐르는 전류 신호를 감지하는 단계;
상기 전류 센서에 의해 측정한 전류 또는 전압에 의해 과전류 보호 기능을 수행하는 단계; 및
상기 감지한 전류 신호에 의해 누설전류 보호 기능을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 누설 전류 보호 기능을 수행하는 단계는
상기 전류 신호 중 상기 교류 검출 신호와 동일한 위상을 갖는 제1 전류 신호를 분리하고, 상기 제1 전류 신호의 값이 미리 설정된 값을 초과하면 상기 누설전류가 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함하는
교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 방법.
In the AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring method performed by a control unit including one or more processors:
receiving a current or voltage measured by a current sensor installed on a line of an ungrounded power system and galvanically isolated from the control unit;
generating an AC detection signal for detecting leakage current and applying it to a line of the ungrounded power system;
detecting a current signal flowing through the line of the ungrounded power system after the AC detection signal is applied to the line of the ungrounded power system;
performing an overcurrent protection function by the current or voltage measured by the current sensor; and
Including; performing a leakage current protection function by the sensed current signal;
The step of performing the leakage current protection function is
Separating a first current signal having the same phase as the AC detection signal from among the current signals, and determining that the leakage current has occurred when the value of the first current signal exceeds a preset value
A method for monitoring overcurrent and leakage current for both AC and DC.
제7항에 있어서,
상기 전류 센서에 의해 측정한 전류 또는 전압의 주파수를 계산하여 상기 측정한 전류를 교류 또는 직류로 구분하는 것을 특징으로 하는, 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 방법.
8. The method of claim 7,
AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring method, characterized in that by calculating the frequency of the current or voltage measured by the current sensor to classify the measured current into AC or DC.
제8항에 있어서,
상기 측정한 전류가 교류인 경우 상기 전류의 DC 옵셋 성분을 제거한 교류 전류만의 크기를 산출하고, 상기 교류 전류만의 크기가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 방법.
9. The method of claim 8,
When the measured current is AC, calculating the magnitude of only the AC current by removing the DC offset component of the current, and operating a blocking circuit when the magnitude of only the AC current exceeds a preset value; further comprising characterized in that, AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring method.
제8항에 있어서,
상기 측정한 전류가 직류인 경우 상기 전류 중 고유 DC 옵셋 성분을 제거한 직류 전류의 크기를 산출하고, 상기 직류 전류의 크기가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 방법.
9. The method of claim 8,
When the measured current is DC, calculating the magnitude of the DC current from which the intrinsic DC offset component is removed from the current, and operating the blocking circuit when the magnitude of the DC current exceeds a preset value; Characterized, AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring method.
제7항에 있어서,
상기 누설전류 보호 기능을 수행하는 단계는,
상기 제1 전류 신호의 값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우 차단회로를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 교류 및 직류 겸용 과전류 및 누전 감시 방법.
8. The method of claim 7,
The step of performing the leakage current protection function,
The step of operating a blocking circuit when the value of the first current signal exceeds a preset value, the AC and DC combined overcurrent and leakage monitoring method.
KR1020200144975A 2020-11-03 2020-11-03 Apparatus for monitoring overcurrent and earth leakage for both ac and dc, and method thereof KR102452127B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200144975A KR102452127B1 (en) 2020-11-03 2020-11-03 Apparatus for monitoring overcurrent and earth leakage for both ac and dc, and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200144975A KR102452127B1 (en) 2020-11-03 2020-11-03 Apparatus for monitoring overcurrent and earth leakage for both ac and dc, and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220059619A KR20220059619A (en) 2022-05-10
KR102452127B1 true KR102452127B1 (en) 2022-10-07

Family

ID=81592117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200144975A KR102452127B1 (en) 2020-11-03 2020-11-03 Apparatus for monitoring overcurrent and earth leakage for both ac and dc, and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102452127B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101299444B1 (en) * 2013-03-11 2013-08-29 옥혜나 Remote power administration system using power totalizer of ac/dc
KR101721165B1 (en) * 2016-09-28 2017-04-04 주식회사유성계전 A combined use AC and DC ground fault detecting apparatus using hall sensor
KR102147657B1 (en) * 2019-07-18 2020-08-26 한국전자기술연구원 Apparatus for measuring both AC and DC power including a shunt resistor sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101299444B1 (en) * 2013-03-11 2013-08-29 옥혜나 Remote power administration system using power totalizer of ac/dc
KR101721165B1 (en) * 2016-09-28 2017-04-04 주식회사유성계전 A combined use AC and DC ground fault detecting apparatus using hall sensor
KR102147657B1 (en) * 2019-07-18 2020-08-26 한국전자기술연구원 Apparatus for measuring both AC and DC power including a shunt resistor sensor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220059619A (en) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2946139C (en) Smart sensor network for power grid health monitoring
CN103415972B (en) For detecting the mthods, systems and devices of parallel arc fault
KR101143024B1 (en) Apparatus and method for detecting leak current
CA2702210C (en) Transformer through-fault current monitor
JP4920357B2 (en) Leakage current detection apparatus and method
JP2007225625A (en) Leakage current interrupting device and method
CN104251959A (en) Method and device for positioning and detecting single-phase grounding fault of power distribution grid
CN106443320B (en) Method for detecting ground fault in LVDC wire and electronic device thereof
KR20100132316A (en) Apparatus and method for controling power quality with a blackbox, and apparatus for analyzing consumption of electric power by load
CN103823160A (en) Self-adaption ground fault line selection method and device for power distribution network
RU2550751C2 (en) Method and device for detection of ground short-circuit
US20110178649A1 (en) Method for preventing electric shock by contact with connected-to-ground electric appliances and installations, and apparatus therefor
KR20120086558A (en) Solar power generation system with monitoring and neutral line replacement
KR101527366B1 (en) Arc detection circuit by contact failure
KR102452127B1 (en) Apparatus for monitoring overcurrent and earth leakage for both ac and dc, and method thereof
EP2196812A1 (en) Monitoring device for detecting earth faults
KR102058400B1 (en) Apparatus for discriminating instantaneous current in power grid line
JP5748797B2 (en) Leakage current detection apparatus and method
JP5329470B2 (en) Leakage current detection apparatus and method
CN203983955U (en) Transformer neutral point is through circuit interrupter grounding device
Cheng et al. Residual Current Detection Prototype and Simulation Method in Low Voltage DC System
Saijai et al. Earth leakage current detection and identification scheme for a single-phase low-voltage electrical appliance system using frequency domain analysis
KR101117870B1 (en) Apparatus and method for detecting leak current
Czapp et al. Electrical safety in low-voltage DC microgrids with B-type residual current devices
KR102273351B1 (en) Ultra-precision ground detection system for energy storage system and switchgear pannel

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant