KR102648384B1 - 디지털 축소형 비디오 월 배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명의 디지털 축소형 비디오 월 배전반은, 기존의 아날로그 입출력 정보의 통신과 제어 방식에서 수행되는 감시, 제어, 경보, 계측의 기능을 디지털화하고, 현장설비를 모니터링하고 원격 제어할 수 있도록 함으로써, 고장 및 오류 요인 감소와 실시간 감시 능력 향상으로 인해 변전소 설비에 대한 감시제어 기술 증대, 정전 비용 감소, 변전설비 운전비용 감소 효과가 발생하여 신뢰성이 높고 안전하며 친환경적인 운영이 가능한 변전소 설비 감시용 디지털 축소형 비디오 월 배전반을 제공하는 데 목적이 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반은, 변전소 현장설비; 현장설비의 동작 및 설비 상태 신호를 수신하여 디지털 배전반에 전달하는 현장데이터입력모듈과, 디지털 배전반으로부터 현장설비 제어신호를 수신하여 현장설비에 제공함으로써 현장설비를 제어하는 기능을 수행하는 현장데이터출력모듈로 구성되는 현장정보처리반; 및 현장정보처리반으로부터 현장설비 동작 및 설비 상태를 수신하고 현장설비의 제어 및 작동 신호를 현장정보처리반에 송신하며, 중앙관제센터에서 현장설비를 모니터링 할 수 있도록 현장설비의 결선상태를 축소 구현하고 현장설비의 감시, 제어, 경보, 계측의 기능을 디지털화하는 디지털 배전반;을 포함하되, 디지털배전반은, 현장데이터입력모듈에서 수신한 현장설비 정보를 분석하고 현장설비의 상태에 따른 제어 명령을 생성 후 현장정보처리반과 송수신하여 현장설비를 운전하는 주 정보처리장치; 주 정보처리장치에 연결되어 현장설비에 대한 제어 명령 입력 및 모니터링 기능을 수행하며, 모자익 제어용 입출력 장치로 구성되는 모자익 제어장치; 주 정보처리장치에 연결되며, 현장정보처리반의 입력신호에 따라 현장설비의 표시램프를 점등 제어하는 램프제어모듈; 현장설비의 비정상 상태를 수신하여 비상램프를 점등 제어하는 비상램프모듈; 및 모자익 제어장치의 제어명령를 현장설비에 맞게 변환하여 제어신호를 송신하는 스위치제어모듈;로 구성되는 현장제어모듈; 주 정보처리장치에 연결되어 현장설비의 장애 상태를 음성과 음향의 확성으로 안내하는 경보장치; 주 정보처리장치에 연결되어 현장설비의 차단기 작동횟수를 누산하는 계측기; 및 디지털 배전반에 송수신되는 현장설비의 정보들이 스크린으로 영상 출력되는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 축소형 비디오 월 배전반{Digital Reduction-Type Video Wall Switchboard}

본 발명은 디지털 축소형 비디오 월 배전반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개별 중앙처리장치 탑재 모듈의 분산 기법을 적용한 변전설비 감시 및 운전 기능을 디지털 통신 기술로 축소형 모자익 배전반에 도입함으로써 기존의 아날로그 입출력 정보의 통신과 제어 방식에서 수행되는 감시, 제어, 경보, 계측의 기능을 디지털화 하는 디지털 배전반을 구성하고, 현장설비 근단에 입출력 모듈을 분산 설치하며, 디지털 배전반을 통해 현장 운전정보를 취득하고 상기 운전정보를 모니터링하며 원격 제어할 수 있도록 함으로써, 고장 및 오류 요인 감소와 실시간 감시 능력이 향상되고 변전소 설비에 대한 감시제어 기술 증대, 정전 비용 감소 및 변전설비 운전비용 감소 효과가 발생하여 신뢰성이 높고 안전하며 친환경적인 운영이 가능한 변전소 설비 감시용 디지털 축소형 비디오 월 배전반에 관한 것이다.

전기에너지는 사회 전반에 걸친 경제활동의 성장과 첨단기술의 개발, 그리고 디지털 기반의 기술 발달로 생활의 질과 산업 활동이 증가 되어 사용량도 계속 증가하고 있다. 이에 따른 전력기기 및 송ㆍ변전설비가 대형화되고 있으며, 현재의 전력설비 고장은 곧바로 광역정전으로 파급될 수 있으며 경제와 사회활동에 미치는 영향은 점점 커지고 있다.

특히 송ㆍ변전 설비인 경우 점차 선로용량의 증대뿐만 아니라 선로와 연계된 변전설비의 기기가 다양화되고 복잡화되고 있어 고장횟수 및 정전시간의 증가 우려뿐만 아니라 고장 시 제품의 생산 차질 및 불량 발생 등으로 산업 활동 전반에 막대한 지장을 초래하고 있으며 타 에너지산업보다 경제활동에 미치는 영향은 상대적으로 더욱 증가되고 있는 실정이다. 따라서 전력에너지 환경 변화에 적극 대처하기 위해서는 전력계통의 안정적 공급이 최우선 선행되어야 한다.

그러나 최근 변전소 내에 있는 각종 전력기기들의 품질 저하 및 보호장치의 미흡으로 인적 실수들이 유발되고 있으며 이로 인해 송ㆍ변전설비의 고장은 대형 정전으로 확대되어 크나큰 사회적 물의를 야기하고 있는 바, 이를 미연에 방지하기 위해서는 지속적인 신기술개발에 집중하여 안정적인 전력공급과 고장 등의 사고를 사전에 차단할 수 있는 보안 대책이 요구되고 있다.

우리나라의 2020년 3월 기준 송·변전 설비는 송전설비가 가공 34,122(C-km), 지중 4,437(C-km), 수중 291(km)가 설치되어 환상망으로 구성되어 있으며, 변전설비는 866개 변전소를 운영하고 있고 그 중 약 86.61 %인 750개 변전소가 무인화 운전 되고 있으며 신설 변전소는 물론 기존 변전소도 지속적으로 무인화가 되고 추세인데, 무인변전소에는 설비운전 상태를 자동으로 감시하는 원방감시제어시스템(Supervisoory Control and Data Acquisition:SCADA)에 의한 변전설비 운전방식 및 디지털 신기술을 적용한 변전소 종합자동화를 추진하고 있다.

축소형 모자익 배전반은 변전소 운전설비의 종합적인 감시, 제어 및 관리 기능을 수행하는 설비로서 2020년 후반부터 변전소에 적용된 이후 현재까지 지속적으로 설치, 운영중에 있는데, 현행 축소형 모자익 배전반의 문제점은 다음과 같다.

우선 현재 변전소에 적용하고 있는 축소형 모자익 배전반과 변전설비 간의 정보교환 방식은 설비의 감시, 제어 각 관제 지점별로 1:1 제어케이블로 매칭 구성되어 있다.

변전소내 설비 운전정보는 제어케이블로 감시실에 집중되도록 시설되어 있으며 기존 축소형 모자익 배전반은 아날로그(analog) 기술을 기반으로 구성되어 있고 변전설비용 원방감시제어시스템(SCADA) 정보통신 방식은 한전 고유의 프로토콜(protocol)이 적용되어 있어서 설비 오동작 시의 파급효과가 막대하여 설비 제어 등의 수행방식에 다단계 검증 절차가 요구되며 설비의 종류 및 특성이 다양하여 설비별 감시, 제어 등의 관제점 규모가 상이하다.

또한 다량의 제어케이블 포설로 시설투자비(전기, 건축 등)가 과다하게 소요되며 복잡한 설비 구성으로 고장 발생 요인 증가에 따른 막대한 손실비용의 발생 요인이 되며 향후 설비 운전방식 등 디지털화 변경 시에는 기 시공된 제어케이블 투자비 손실이 발생된다.

게다가 복잡한 제어케이블 포설로 시공성이 저하되며 단위 설비 내 제어케이블 포화로 설비 유지보수가 곤란하고 제어케이블 시설을 위한 복잡한 건축 구조물 및 부대시설 시공이 필요하며 배전반 높이가 높아 감시운전 및 유지보수에 불합리하다.

상술한 것과 같이 다량의 제어케이블이 감시실로 집중되어 시설되는 후진적 구성방식이 유지됨으로 축소형 모자익 배전반 내부구성이 제어케이블에 의해 복잡하게 이뤄져 있어 비정상 상황 발생 시 원인분석 파악 및 조치가 지연되는 등 기술적 장애요인이 상존하는 실정이다.

이에 변전소 설비의 운전상태에 대한 감시, 제어, 계측 기능을 디지털화 하고 변전소 설비의 외형을 축소하고 비용을 최소화하면서도 설비운전의 안전성을 확보할 수 있는 디지털 기반의 변전소 설비 감시용 축소형 배전반이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 10-0783503

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 개별 중앙처리장치 탑재 모듈의 분산 기법을 적용한 변전설비 감시 및 운전 기능을 디지털 통신 기술로 축소형 모자익 배전반에 도입함으로써 기존의 아날로그 입출력 정보의 통신과 제어 방식에서 수행되는 감시, 제어, 경보, 계측의 기능을 디지털화 하는 디지털 배전반을 구성하고, 현장설비 근단에 입출력 모듈을 분산 설치하며, 디지털 배전반을 통해 현장 운전정보를 취득하고 상기 운전정보를 모니터링하며 원격 제어할 수 있도록 함으로써, 고장 및 오류 요인 감소와 실시간 감시 능력이 향상되고 변전소 설비에 대한 감시제어 기술 증대, 정전 비용 감소 및 변전설비 운전비용 감소 효과가 발생하여 신뢰성이 높고 안전하며 친환경적인 운영이 가능한 변전소 설비 감시용 디지털 축소형 비디오 월 배전반을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 것으로,

본 발명의 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반은, 변전소 현장설비; 현장설비의 동작 및 설비 상태 신호를 수신하여 디지털 배전반에 전달하는 현장데이터입력모듈과, 디지털 배전반으로부터 현장설비 제어신호를 수신하여 현장설비에 제공함으로써 현장설비 제어 기능을 수행하는 현장데이터출력모듈로 구성되는 현장정보처리반; 및 현장정보처리반으로부터 현장설비 동작 및 설비 상태를 수신하고 현장설비의 제어 및 작동 신호를 현장정보처리반에 송신하며, 중앙관제센터에서 현장설비를 모니터링 하도록 현장설비의 결선상태를 축소 구현하고 현장설비의 감시, 제어, 경보, 계측의 기능을 디지털화하는 디지털 배전반;을 포함하되, 디지털배전반은, 현장데이터입력모듈에서 수신한 현장설비 정보를 분석하고 현장설비의 상태에 따른 제어 명령을 생성 후 현장정보처리반과 송수신하여 현장설비를 운전하는 주 정보처리장치; 주 정보처리장치에 연결되어 현장설비에 대한 제어 명령 입력 및 모니터링 기능을 수행하며, 모자익 제어용 입출력 장치로 구성되는 모자익 제어장치; 주 정보처리장치에 연결되며, 현장정보처리반의 입력신호에 따라 현장설비의 표시램프를 점등 제어하는 램프제어모듈; 현장설비의 비정상 상태를 수신하여 비상램프를 점등 제어하는 비상램프모듈; 및 모자익 제어장치의 제어명령를 현장설비에 맞게 변환하여 제어신호를 송신하는 스위치제어모듈;로 구성되는 현장제어모듈; 주 정보처리장치에 연결되어 현장설비의 장애 상태를 음성과 음향의 확성으로 안내하는 경보장치; 주 정보처리장치에 연결되어 현장설비의 차단기 작동횟수를 누산하는 계측기; 및 디지털 배전반에 송수신되는 현장설비의 정보들이 스크린으로 영상 출력되는 디스플레이부;를 더 포함한다.

일 실시예에 따르면, 디지털 배전반은, 예비 정보처리장치;를 더 포함하고, 현장정보처리반은 주 정보처리장치와 예비 정보처리장치 중 하나에 선택적으로 스위칭 되어 연결되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 디지털 배전반은. 외측에 별도 구성되어 연결되는 배전반 시뮬레이터;를 더 포함하고, 배전반 시뮬레이터는, 주 정보처리장치에 연결되어 디지털 배전반의 구성과 현장설비의 구조를 포함한 리얼데이터를 전달받아 가상현장 설비 계통도를 작성하고 모의데이터에 동기화시켜 가상현장 설비를 구성하는 정보처리 모의장치; 정보처리 모의장치에 연결되어 가상현장 설비 계통도 및 모의데이터를 화면에 출력하는 훈련영상출력부; 정보처리 모의장치에 연결되어 가상현장 설비를 대상으로 감시, 제어, 경보, 계측 기능을 조정하는 모자익 모의제어장치; 모자익 제어장치에 연결되어 조정에 따른 제어 및 경보기능을 출력하는 경보모의장치; 및 모자익 제어장치에 연결에되 가상현장 설비의 차단기 누산값을 산출하는 계측모의기;를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 경보장치는, 현장설비의 광역 구간별로 구분되는 다수의 광역경보구간부;로 구성되고, 각 광역경보구간부는 주위를 둘러싸는 경보조명등;이 별도 구성되며, 특정 현장설비 장애 발생 시 경보조명등이 점멸됨으로서 해당 광역경보구간부 전체를 점검하도록 안내하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 모자익 제어용 입출력 장치는 모니터, 키보드 및 증폭마우스를 포함하며, 증폭마우스는, 일측에 구비된 스퀴즈버튼을 구동시키면 모니터에 현장설비 상태가 부분적으로 확대 출력되어 모니터링을 위해 다수의 화면을 이동할 수 있도록 구현되고, 타측에 구비된 와이드버튼을 구동시키면 모니터에 현장설비 상태 전체가 광범위하게 출력되어 하나의 화면으로 모니터링 하도록 구현할 수 있는 것을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 디지털 축소형 비디오 월 배전반에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 한국전력에서 추진하고 있는 한국형 디지털 뉴딜 정책에 발맞추어 변전소의 디지털 변환을 이루게 되며, 이를 통해 노후화된 전력 인프라에 대한 업그레이드와 함께 변전소 지능화 신기술을 접목하여 고품질 전력을 수용가에 안정적 공급이 가능하다.

둘째, 디지털 기반의 안정적 변전소 운영이 가능한 선진국형 제어관리 기술력을 확보하여 기업의 역량을 증진시키고 해외기업과의 경쟁력 우위 조건을 확보할 수 있어 해외 수출의 길이 확대될 수 있다.

셋째, 신뢰성 높은 감시제어기술의 증대를 통해 시설의 간소화와 고장의 우려가 감소하고 정전비용이 감소하며 변전설비 운영 비용이 감소하여 경제적 효과가 뛰어나다.

넷째, 안정적이고 예측이 가능한 설비 운영과 낮은 고장 발생률 및 고장 발생 시 신속한 대응 복구가 가능하므로 변전소의 송·배전 품질에 대한 신뢰성이 높고 안전하며 친환경적인 운영이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반과 현장설비의 전체 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 및 추가 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반 및 먼지제거부의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반의 기본적인 감시제어 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반의 배선 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반의 메인시스템과 백업시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반의 경보장치 및 계측기의 연결구조를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반의 제어방식 운전상태 및 제어전원 공급상태를 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 추가 실시예에 따른 먼지제거부의 전체 구성을 도시한 사시도 및 상면도이다.
도 9는 본 발명의 추가 실시예에 따른 먼지제거부의 집진롤러를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 추가 실시예에 따른 먼지제거부의 구성 및 외부 모습을 도시한 전면도, 배면도 및 단면도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 여러 가지 형태로 변형되어 실시될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

또한 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다.

각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반과 현장설비의 전체 구성을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예 및 추가 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반 및 먼지제거부의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반의 기본적인 감시제어 흐름을 도시한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반의 배선 구조를 개략적으로 도시한 구성도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반의 메인시스템과 백업시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반의 경보장치 및 계측기의 연결구조를 도시한 구성도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반의 제어방식 운전상태 및 제어전원 공급상태를 도시한 구성도이고, 도 8은 본 발명의 추가 실시예에 따른 먼지제거부의 전체 구성을 도시한 사시도 및 상면도이며, 도 9는 본 발명의 추가 실시예에 따른 먼지제거부의 집진롤러를 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 추가 실시예에 따른 먼지제거부의 구성 및 외부 모습을 도시한 전면도, 배면도 및 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 축소형 비디오 월 배전반(1)은 디지털 배전반(10), 현장정보처리반(20) 및 현장설비(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

변전소 현장설비(30)는 변전소의 기능 수행을 위한 각종 시설, 즉 발전소에서 생산된 전력을 전달받고 이를 송전선로나 배전선로를 통해 수요자에게 공급하기 위해 전압을 높이거나 낮추는 등 전압 및 전류의 성질을 변환하는 시설로써, 변전 시설은 물론 변전 완료된 전압 및 전류를 배전하는 송전 및 배전을 위해 다양한 지점에 설치된 각종 시설을 의미하는 것으로, 변압기, 단로기, 차단기, 조상설비, 피뢰기 등을 포함한다.

배전반은 변전소의 각종 현장설비(30) 전체의 운전이나 제어, 상태 감시를 위한 장치로써 안전장치, 계기, 표시등, 계전기, 개폐기 및 상태를 표시하는 램프나 장애 발생 시 경보기능을 수행하는 알람장치 등이 포함되며, 배전반이 중앙관제센터 등에 설치되면 현장설비(30)는 배전반과 연결되어 중앙관제센터에서 배전반을 통해 모든 현장의 상황을 일괄적으로 통제할 수 있게 되며, 본 발명의 일 실시예로 배전반은 디지털 배전반(10)으로 구성된다.

이때 현장설비(30)는 무수히 많은 시설과 배선의 결합체로 이뤄져 개별 시설 각각이 배전반에 연결되기도 어렵고 연결할 수 있다 하더라도 그 효율성 및 신뢰도가 매우 낮고 비합리적이기 때문에 특정 현장설비(30)를 지역 단위, 기능 단위로 묶어 현장정보처리반(20)을 형성하여 관리하게 되며, 다수의 현장정보처리반(20)이 배전반에 연결되면 배전반이 모든 현장설비(30)를 감시 및 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예로 현장정보처리반(20)은 현장데이터입력모듈(21)과 현장데이터출력모듈(22)로 구성될 수 있다.

현장데이터입력모듈(21)은 현장설비(30)의 동작 및 설비 상태, 즉 운전정보를 수신하고 이를 디지털 배전반(10)에 전달하는 기능을 수행하여 디지털 배전반(10)에서 현장설비(30)의 상태를 실시간으로 감시하고 비정상 상황 발생 시 이를 즉각 인지할 수 있도록 지원하는 기능을 한다.

현장데이터입력모듈(21)은 현장설비(30)의 운전정보를 수신하면 이를 디지털화하여 디지털 배전반(10)에 전달하게 되는데, 전달방식은 광케이블(40)에 의한 통신방식으로 한국전력 분산 통신망 프로토콜(kepco DNP1.0) 기반의 통신 기능으로 구성된다.

또한 현장데이터입력모듈(21)은 현장설비(30)의 운전정보를 디지털 배전반(10)에 송신함과 동시에 원격소장치(RTU;Remote Terminal Unit)에 송신하여 정보공유를 위한 연계구조로써 원방감시제어시스템(SCADA;Supervisory Control And Data Acquisition)을 구현하며, 유지 보수 시에도 원격소장치의 공유정보 유지를 위한 입력모듈 이원화를 구축할 수 있게 되어, 만약 디지털 배전반(10)의 전원 상실 등 중앙관제 기능을 수행할 수 없게 되는 경우 현장데이터입력모듈(21)로 전달되는 모든 정보는 원격소장치에 저장되었다가 디지털 배전반(10)이 복구된 이후에 디지털 배전반(10)의 고장 이전과 고장 중의 모든 정보가 디지털 배전반(10)으로 공유가 되어 현장설비(30)에 대한 정상적인 인지가 됨으로써, 디지털 배전반(10)의 고장 상황에도 불구하고 고장 이전과 복구 이후에 동일한 수준의 관리가 가능하도록 하는 기능을 수행하게 된다.

현장데이터출력모듈(22)은 현장데이터입력모듈(21)과 방향성만 반대일 뿐 기본 구성 및 기능은 현장데이터입력모듈(21)과 동일한데, 현장데이터출력모듈(22)은 디지털 배전반(10)으로부터 현장설비(30) 제어신호를 수신하여 현장설비(30)에 제공하여 현장설비(30)를 제어하는 기능을 수행하는 것으로 중앙관제센터에서 변전소 각 지점 현장에 대한 설비 제어를 직접적으로 할 수 있도록 지원하는 기능을 수행한다.

디지털 배전반(10)은 현장정보처리반(20)에 연결되며 현장정보처리반(20)을 통해 현장설비(30)의 상태를 인지하고 필요 조치를 제어할 수 있도록 구현되는데, 현장데이터입력모듈(21)을 통해 현장정보현장설비(30)의 동작 및 설비 상태를 수신하고, 현장설비(30)의 상태에 따라 특정한 조치가 적용되어야 할 경우 자동 제어 프로그램이나 또는 관리자의 인위적인 조정에 의해서 해당 현장설비(30)에 대한 제어 및 작동신호가 발생되며 이를 현장데이터출력모듈(22)을 통해 해당 현장설비(30)로 전달되도록 하여 현장설비(30)에 대한 제어가 이뤄질 수 있다.

디지털 배전반(10)에는 중앙관제센터에서 현장설비(30)를 감시할 수 있는 모니터링 기능 및 현장설비(30)를 조정할 수 있는 제어 기능을 제공하기 위해 현장설비(30)의 결선상태가 축소 구현되는데 이러한 현장설비(30)의 감시, 제어, 경보, 계측의 기능 수행을 위한 정보가 디지털화 되어 디지털 배전반(10)에 구현될 수 있다.

이를 위해 디지털 배전반(10)은 주 정보처리장치(100), 모자익 제어장치(200), 디스플레이부(300), 현장제어모듈(400), 경보장치(500) 및 계측기(600)를 포함하여 구성될 수 있다.

주 정보처리장치(100)는 현장정보처리반(20)과 디지털 배전반(10) 간에 설치된 통신용 모듈 간의 데이터를 통신방식으로 입력받아 상호 연동 논리를 분석, 처리하는 장치로써, 현장데이터입력모듈(21)에서 수신한 현장설비(30) 정보를 분석하여 상태를 판단하고, 현장설비(30)의 상태에 따라 필요한 조치로써 제어 결정을 하게 되며, 제어신호를 생성하여 현장데이터출력모듈(22)에 송신하여 현장설비(30)를 운전하도록 한다.

이를 위해 주 정보처리장치(100)를 중심으로 모자익 제어장치(200), 현장제어모듈(400), 디스플레이부(300), 경보장치(500) 및 계측기(600)가 연계 구성되고 동작하며 상기 모자익 제어장치(200)를 위시한 구성요소들은 주 정보처리장치(100)를 통해서 현장설비(30)와 연결이 이뤄질 수 있다.

모자익 제어장치(200)는 주 정보처리장치(100)에 연결되며 현장설비(30)의 상태에 따라 현장설비(30)에 대한 제어 명령을 입력하게 되며 현장설비(30)에 대한 모니터링 기능을 수행하게 되며, 이를 위해 모자익 제어장치(200)에 모자익 제어용 입출력 장치(미도시)가 구성되어 중앙관제센터에서 현장설비(30)에 대한 운전이 가능하게 한다.

이때 모자익 제어용 입출력 장치는 모니터, 키보드 및 마우스를 포함하여 구성될 수 있는데, 특히 마우스는 본 발명의 특수한 실시예로써 증폭마우스로 구성될 수 있다.

증폭마우스(미도시)는 일측에 스퀴즈버튼이 구비되고 타측에 와이드버튼이 구비된 것으로 스퀴즈버튼을 눌러 증폭마우스를 구동시키고 조작하면 모니터에 현장설비(30) 상태가 부분적으로 확대 출력되어 상세한 상황을 볼 수 있게 하며 다만 전체 설비 중 특정 부문에 대해 확대 출력되므로 나머지 설비를 보려면 마우스 드래그 조정을 통해 다수의 화면을 이동하면서 봐야 한다. 반면 전체 화면에 대한 포괄적인 인지 및 넓은 범위의 화면 이동이 필요한 경우에는 와이드버튼을 구동시킬 수 있으며, 이 경우 현장설비(30) 상태 전체가 모니터에 광범위하게 출력되어 단일 또는 소수의 화면으로 모니터링 하도록 구현할 수 있으며 사용자는 증폭마우스를 조금만 드래그해도 간단하게 전체 화면에 대해 광범위한 이동이 이뤄질 수 있다.

모자익 제어장치(200)는 관리자가 디지털 배전반(10) 전체를 조정하면서 현장정보처리반(20)과 현장설비(30) 전반에 걸친 운영을 하는 창구의 역할을 하는 것이므로 인가되지 않은 사용자가 임의로 조작하는 것을 차단하여 안전사고 발생을 미연에 방지하도록 안전장치가 구비될 필요가 있다.

이를 위해 모자익 제어장치(200)의 일측에는 인가된 관리자인지를 확인하는 절차로써 인증시스템이 구비될 수 있어서 관리자가 인증시스템의 인증절차를 거쳐야 비로소 모자익 제어장치(200)의 조정을 할 수 있도록 시스템 보안잠금이 해제될 수 있는데, 인증시스템은 가령 지문 인식, 안면 인식 등 생체인식 기능으로 구현될 수 있으며, 따라서 관리자가 모자익 제어장치(200)에 접근하여 지문, 안구, 정맥 등을 인증시스템에 접근시키면 인가된 관리자에게는 운전 자격이 주어져 디지털 배전반(10) 시스템이 오픈되고, 비 인가된 관리자에게는 비인가 안내 멘트와 함께 시스템 보안잠금이 유지되는데 비 인가된 관리자의 반복 접근이 인지되면 경보음이 울리면서 타 관리자에게 고지되도록 경고기능이 작동할 수 있다.

디스플레이부(300)는 현장정보처리반(20)과 송수신되는 현장설비(30)의 정보들이 디스플레이 되는 기능을 수행하며 적어도 하나 이상의 디스플레이 화면으로 구성되고 주 정보처리장치(100)와 연결되어 주 정보처리장치(100)로 송수신되는 현장설비(30)의 상태 표시, 주 정보처리장치(100)에 입출력되는 모자익 제어장치(200)의 제어명령 및 제어상태, 주 정보처리장치(100)에 연결되어 제어 및 상태표시 기능을 수행하는 현장제어모듈(400)의 현재 상태 및 정상여부 등을 화면 출력하는 기능을 수행하며, 주 정보처리장치(100)를 통해 디스플레이부(300)는 모자익 제어장치(200) 및 현장제어모듈(400)과 직접 연결될 수 있다.

이때 본 발명의 특수한 실시예로써 디스플레이부(300)는 스크린 형태이되 터치스크린으로 형성될 수 있으며, 디스플레이부(300)에서 스크린 터치를 통해 모자익 제어장치(200)의 제어 명령을 직접 입력할 수 있고, 현장설비(30)의 상태를 스크린에 확대 출력하거나 다수 현장설비(30)의 상태를 선택적으로 골라가며 화면 출력하여 확인할 수 있으며, 현장제어모듈(400)을 직접 제어하는 기능을 수행할 수도 있다.

그리고 디스플레이부(300)에서 특정 제어명령을 수행할 때 다중 확인 절차가 구행될 수 있는데, 가령 현장설비 중 10번 변압기에 문제가 생겨 이의 전원 연결을 차단하고자 할 때 디스플레이부(300)에서 해당 현장데이터출력모듈(22)을 터치 선택하고 10번 변압기를 터치 선택한 후 작동중지 버튼을 터치 선택하는데, 이때 바로 10번 변압기를 중단시키는 게 아니라 변압기 중단할 의사가 있는지, 중단하려는 게 10번 변압기가 맞는지 등을 연속해서 질의 하고 이에 대해 다수의 확인 절차가 반영되면 실행하도록 함으로써 관리자가 실수로 제어명령을 잘못 내리는 것을 방지할 수 있다.

상기 다중 확인절차는 단지 디스플레이부(300)에만 적용되는 것은 아니고 디지털 배전반(10)의 모든 제어명령 입력 시 적용되어 명령 오류에 의한 인적 사고를 미연에 방지하는 조치로 활용될 수 있다.

현장제어모듈(400)은 주 정보처리장치(100)에 연결되어 현장정보처리반(20) 및 모자익 제어장치(200)와 연계됨으로써, 현장설비(30)의 상태를 수신하여 표시램프를 통하여 디지털 배전반(10)에 표시하고 현장설비(30) 제어명령을 현장설비(30)에 적용하여 실행하는 기능을 수행하게 된다.

현장제어모듈(400)은 본 발명의 일 실시예로 램프제어모듈(410), 비상램프모듈(420), 스위치제어모듈(430)로 구성될 수 있으며, 램프제어모듈(410)은 현장설비(30)의 상태 정보를 현장정보처리반(20)으로부터 수신하면 상기 수신된 입력신호에 따라 표시램프를 점등 제어하면서 현장설비(30)의 상태를 나타내는 기능을 하며, 비상램프모듈(420)은 현장정보처리반(20)의 입력신호를 해석하여 현장설비(30)가 비정상 상태라고 판단되면 비상램프를 점등하여 현장설비(30)의 비정상 상태를 알리는 기능을 수행하며, 스위치제어모듈(430)은 모자익 제어장치(200)의 제어 명령을 현장설비(30)에 적용될 수 있도록 변환하여 현장설비(30)에 송신하는 기능을 수행할 수 있다.

경보장치(500)는 주 정보처리장치(100)로부터 현장설비(30)의 장애 상태를 수신하면 사전에 프로그래밍된 경보기준 및 경보신호에 따라 음향과 음성으로 확성 출력함으로써 현장설비(30) 장애상태를 안내하는 기능을 수행하며, 프로그래밍이 자체 내장되어 주 정보처리장치(100)의 입력 신호를 자체 해석하여 경보기능을 수행할 수도 있고, 또는 모자익 제어장치(200)나 현장제어모듈(400)의 제어 명령을 수신하여 그에 따라 차별화된 경보안내를 수행하는 출력장치로써 기능할 수도 있다.

이때 경보장치(500)는 현장설비(30)의 광역 구간별로 구분되는 다수의 광역경보구간부(미도시)로 구성될 수 있어서 특정 현장설비(30)에 장애가 발생하면 해당 설비가 포함된 광역경보구간부 전체에 경보장치(500)가 발생하여 음성 및 음향으로 경고 메시지가 확성 출력될 수 있으며, 또한 광역경보구간부의 주위를 둘러싸는 경보조명등(미도시)이 설치될 수 있어서 경보장치(500) 작동 시 경보조명등이 반복적으로 점멸되면서 시각적인 인지 효과를 더하게 됨으로써 해당 광역경보구간부 전체를 점검하도록 안내하는 기능을 할 수 있는데, 이를 통해 현장설비(30) 장애 발생 시 음향 및 음성은 물론 점멸 조명까지 작동함으로써 장애 발생에 대한 신속한 인지와 즉각적 대처를 유도할 수 있다.

상기 광역경보구간부 및 경보조명등은 경보장치(500) 뿐 아니라 표시램프, 비상램프 등의 상태램프에도 적용되어 상태램프를 광역구간으로 구획하여 소속 구간에서 장애 발생 시 해당 구간 전체의 경보조명등이 점멸되도록 하여 현상 인지효과를 증대할 수 있다.

계측기(600)는 주 정보처리장치(100)에 연결되어 현장설비(30)의 차단기 작동횟수를 누산하는 기능을 수행한다.

본 발명의 일 실시예로 현장데이터입력모듈(21)에서 현장설비(30) 상태 신호 데이터를 디지털 배전반(10)에 송신하면 주 정보처리장치(100)는 상기 데이터를 연산 처리하여 두 가지 이상의 서로 다른 형태의 데이터 처리 결과를 보여줄 수 있도록 하는데 표시램프 및 비상램프를 통하여 해당 설비의 상태 표시를 함과 동시에 차단기의 작동횟수를 카운트하여 차단 누산값을 계측기(600)에 표시함으로써 처리할 수 있다.

상술한 구성요소 특징 및 구조을 통해 본 발명의 디지털 축소형 비디오 월 배전반(1)의 종합적인 구성 및 기능에 대해 설명하면 다음과 같다.

종래 발명에서 한국전력 변전소에 적용하고 있는 축소형 모자익 배전반과 변전설비 간의 정보교환 방식은 설비의 감시, 제어 각 관제점 별로 일대일 제어케이블로 구성되어 있어서, 변전소 내 설비운전정보는 제어케이블로 감시실에 집중되도록 시설되어 있으며, 기존 축소형 모자익 배전반은 아날로그(analog) 기술을 기반으로 구성되어 있고 변전설비용 원방감시제어시스템(SCADA) 정보통신 방식은 한전 고유의 프로토콜(protocol)을 적용하며 설비 오동작 시의 파급효과가 막대하여 설비제어 등의 수행방식에 다단계 검증 절차가 요구됨은 물론 설비의 종류 및 특성이 다양하여 설비별 감시, 제어 등의 관제점 규모가 상이하다.

모자익 배전반이 아날로그 기술기반 설비인 상태에서는 전체 송배전 시설의 운영환경 디지털화에 대한 대응이 불가하여 설비기술 향상에 저해 요인이 되며, 운전설비의 중요성 및 요구기술 특수성을 감안한 다양한 디지털 설비의 적용이 어려워지므로 설비의 개선을 추진하기 어려운 상황에 처하게 된다.

게다가 다량의 제어케이블 포설로 전기, 건축 등 시설투자비가 과다하게 소요되어 복잡한 설비 구성으로 고장 발생요인이 증가하며 이에 함께 손실비용 발생 요인도 증가하고 향후 설비 운전방식 등 디지털화 변경 시 기 시공된 제어케이블 투자비 손실이 발생하는 문제가 발생하고 있다. 또한 복잡한 제어케이블 포설로 시공성이 저하되며 단위 설비 내 제어케이블 포화로 설비 유지보수가 곤란하고 제어케이블 시설을 위한 복잡한 건출 구조물 및 부대시설 시공이 필요하며 배전반 높이가 높아져 감시운전 및 유지보수에 불합리하다.

이와 같이 다량의 제어케이블이 감시실로 집중 시설되는 후진적 구성방식이 유지되면 축소형 모자익 배전반 내부구성이 제어케이블에 의해 복잡하게 이뤄지게 되어 현장설비 및 배전반의 비정상 상황 발생 시 원인분석이 지연되는 등 기술적 장애요인이 상존하고 있다.

이에 대한 대응으로써 본 발명의 디지털 축소형 비디오 월 배전반(1)의 특징 및 장점을 설명하면 다음과 같다.

현장정보처리반(20)과 디지털 배전반(10)의 약 2,500회선의 제어케이블 구성방식을 RS-485를 사용한 광통신 구성방식으로 함으로써 현장설비(30)에 대한 감시, 제어, 계측 기능을 디지털화 하는데, 현장설비(30) 근단에 현장데이터입력모듈(21)과 현장데이터출력모듈(22)을 분산 시설하고 광케이블(40)로 구성하여 현장설비(30) 운전정보의 디지털화 모듈이 적용되며, 디지털 및 광케이블(40) 환경 하에서 현장설비(30)의 개폐기, 차단기 등의 운전 시 운전상태 점등 기능과 개폐기 동작횟수를 원격으로 누산 계측하고 표시하게 되어 변전소 설비 운전의 안전성을 제고할 수 있다.

또한 디지털화로 인해 케이블 부피가 현격히 감소하고 디지털 배전반(10)의 외형이 축소될 수 있으면서도 현장설비(30) 관련 제공정보는 더욱 증가되는 효과를 가져오므로, 가격상승 요인 배제로 인한 비용 최소화에 따른 경제적 효과와 함께 관리자의 감시 시야 확보 및 유지보수의 용이성 확보 효과도 가질 수 있다.

본 발명의 디지털 축소형 비디오 월 배전반(1)은 모듈 분산기법을 적용하였는데 이는 현장정보처리반(20)의 각 모듈에 개별적으로 중앙처리장치(CPU)를 탑재하여 분산 배치하는 것으로써 각 현장설비(30)에 대한 정확하고 빠른 정보 취득과 상태 해석, 제어 및 감시가 가능해지는 기반이 되어서 고신뢰, 친환경 변전설비 운전기능을 보유하고 축소형 모자익 배전반의 전 기능, 즉 감시, 제어, 경보, 계측을 디지털화 할 수 있게 된다.

한편 본 발명의 중단 없는 연속적인 운영과 안정성 확보를 위해 디지털 배전반(10)이 주 정보처리장치(100)를 이중화하여 구성될 수 있으며, 이를 위해 디지털 배전반(10)은 예비 정보처리장치(700)를 포함하여 구성될 수 있다.

예비 정보처리장치(700)는 주 정보처리장치(100)와 동일한 기능 및 구성으로 형성될 수 있어서 모자익 제어장치(200), 현장제어모듈(400), 디스플레이부(300), 경보장치(500) 및 계측기(600)와 연결되고, 원방감시제어시스템(SCADA)에 의해 현장설비(30)의 상태 및 제어 정보를 실시간으로 수신하면서 대기 상태로 준비하게 되며, 현장정보처리반(20)은 주 정보처리장치(100)와 예비 정보처리장치(700) 중 하나에 선택적으로 스위칭 되어 연결될 수 있다.

따라서 주 정보처리장치(100) 동작 이상 발생 시 디지털 배전반(10)에서 주 정보처리장치(100) 오류 신호가 발송되면 현장정보처리반(20)은 주 정보처리장치(100)와의 접속을 자동으로 해제하고 동시에 예비 정보처리장치(700)에 접속하여 디지털 배전반(10)의 기능을 중단 없이 이어나가게 함으로써 운전 데이터의 상실 없이 본 발명의 디지털 축소형 비디오 월 배전반(1) 기능을 수행할 수 있다.

또한 주 정보처리장치(100)는 실시간으로 분산 설치된 현장정보처리반(20)의 현장데이터입·출력모듈(21,22)과의 통신품질을 점검하며 모듈 기능 이상 상태 발견 시 관리자가 확인할 수 있도록 관련 상태 정보를 디스플레이부(300)에 시현하고 경보장치(500) 및 표시램프, 비상램프를 구동하게 되며, 동시에 원방감시제어시스템에서 상기 이상 상태 정보를 인지할 수 있도록 관련 정보를 제공할 수 있도록 하며, 상기 이상 문제가 복구될 시 주 정보처리장치(100) 전면의 통신 복귀 스위치 및 원방감시제어시스템에서 원격 통신 초기화 기능을 할 수 있다.

이때 분산 설치되는 현장데이터입력모듈(21) 및 현장데이터출력모듈(22) 각각은 개별로 중앙처리장치(CPU)를 탑재되므로 모듈 단위별로 각자 통신이 가능하고, 시스템 운전 중 이상이 있는 모듈은 복구되기 전까지 통신선로에서 자동분리될 수 있어서 전체 시스템의 성능 및 통신품질에 영향을 주지 않도록 구성될 수 있다.

한편 종래 발명에 있어 원격소장치와 배전반이 시간 동기화가 되지 않아 시간적 오차로 인한 고장판단 지연의 문제가 있었는데, 이는 원격속장치에는 위성항법장치(GPS;Global Positioning System)를 사용하면서 배전반에는 자체 설치된 디지털 시계를 사용하는 것에 기인하는 것으로, 현장설비의 고장 발생 시 원격소장치에 전송되는 상위 전송시간과 현장에 설치된 배전반에 기록되는 시간이 불일치하여 고장시간을 정확하게 판단할 수 없는 문제에 기인한다.

상기 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 현장설비(30)와 현장정보처리반(20) 및 디지털 배전반(10)의 시간을 동기화하도록 조치될 수 있는데 일 실시예로써 현장설비(30), 현장정보처리반(20) 및 디지털 배전반(10)에 네트워크 타임 프로토콜(NTP;Network Time Protocol) 모듈을 구축하고 NTP를 통해 GPS 신호를 수신하여 업데이트 함으로써 현장부터 배전반에 이르기까지 시간을 동기화 할 수 있으며, 다른 실시예로는 현장설비(30)에서 GPS 수신모듈을 이용하여 시간을 업데이트하고 광케이블을 통해 상기 업데이트된 시간 정보를 현장정보처리반(20) 및 디지털 배전반(10)에 전송하여 상호 간에 시간이 동기화되도록 할 수도 있어서, 이를 통해 종래 발명에서 현장과 배전반 간 시간의 오차로 인한 문제점 발생을 방지할 수 있다.

그리고 본 발명의 디지털 축소형 비디오 월 배전반(1)은 제어방식 운영상태 및 제어전원 공급상태 확인을 위하여 보조릴레이를 이용한 감시 기능을 구비할 수 있으며, 이로써 운전 및 제어전원 정상 시에는 운전상태 표시램프가 점등되고, 시험 시에는 시험상태 표시램프가 점등되지 않도록 할 수 있다.

한편 본 발명의 디지털 축소형 비디오 월 배전반(1)은 디지털 배전반(10) 외측에 별도 구성되어 디지털 배전반(10)에 연결되는 배전반 시뮬레이터(50)가 구성될 수 있으며, 배전반 시뮬레이터(50)는 디지털 배전반(10)과 동일한 기능을 모의로 실시할 수 있도록 유사한 구성으로 이뤄질 수 있어서 정보처리 모의장치(51), 훈련영상출력부(52), 모자익 모의제어장치(53), 경보모의장치(54) 및 계측모의기(55)를 포함할 수 있다.

정보처리 모의장치(51)는 주 정보처리장치(100)에 대응되는 구성요소로써 주 정보처리장치(100)에 연결되어 디지털 배전반(10)의 구성과 현장설비(30)의 구조를 포함한 리얼데이터를 전달받고 상기 리얼데이터를 모의데이터에 동기화시켜 정보처리 모의장치(51)를 중심으로 하여 가상현장 설비를 구성하는 기능을 한다.

훈련영상출력부(52)는 디스플레이부(300)에 대응되는 장치로써 정보처리 모의장치(51)에 연결되어 가상현장 설비 계통도 및 모의데이터를 화면에 출력하고, 모자익 모의제어장치(53)는 정보처리 모의장치(51)에 연결되어 가상현장 설비를 대상으로 감시, 제어, 경보, 계측 기능을 조정하며, 경보모의장치(54) 및 계측모의기(55)는 각각 경보장치(500) 및 계측기(600)에 대응되는 장치로써 모자익 제어장치(200)에 연결되어 조정에 따른 제어 및 경보기능을 음성, 음향, 조명 등을 통해 출력하는 기능을 수행하고 가상현장 설비의 차단기 누산값을 산출하는 기능을 수행한다.

이로써 배전반 시뮬레이터(50)는 디지털 배전반(10)과 거의 동일한 구성으로 현장설비(30)를 모방한 가상현장 설비를 대상으로 하여 리얼시스템과 동일한 최신 구조의 시스템으로 디지털 배전반(10) 운전을 연습하고 그에 따른 제어 결과 시현을 통해 동작원리 이해 및 숙달을 도모할 수 있도록 지원할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예의 디지털 축소형 비디오 월 배전반(1)은 광케이블이 설치되고 인터넷 기능이 적용되어 디지털 기반으로 구현되므로, 디지털 축소형 비디오 월 배전반(1)의 구성이 모바일 휴대기기에 애플리케이션으로 적용될 수 있으며, 상기 애플리케이션은 디지털 배전반(10) 및 디스플레이부(300)에 제공되는 현장설비(30)의 계통도 및 모자익 제어장치(200)를 포함하면서 모바일 휴대기기를 통해 현장설비(30)의 상태를 모니터링 할 수 있으며, 뿐만 아니라 모바일 휴대기기에서 모자익 제어장치(200) 및 주 정보처리장치(100)에 접속하여 직접 현장설비(30)에 대한 제어 명령을 입력할 수 있다.

상기 모바일 휴대기기의 애플리케이션을 통해 관리자는 디지털 배전반(10)이나 모자익 제어장치(200)에 직접 위치하지 않더라도 원격으로 현장설비(30)에 대한 제어가 가능하며, 특히 비상사태 발생 시 야간, 휴일, 원격지 근무 등에 관계 없이 현장설비(30)에 대한 신속하고 직접적인 통제가 가능하다.

한편 본 발명의 추가 실시예로써 디지털 배전반(10)은 먼지제거부(800)를 포함할 수 있다.

먼지제거부(800)는 디지털 배전반(10)의 후면에 탈착식으로 부착되어 배전반의 후면 개방 시 또는 중앙관제실의 공사, 청소 등으로 배전반에 먼지, 이물질의 유입이 우려될 경우 이의 차단과 제거를 목적으로 사용될 수 있다.

이를 위해 먼지제거부(800)는 펜스프레임(810) 및 기둥프레임(820)으로 구성될 수 있는데, 중앙의 펜스프레임(810)은 디지털 배전반(10) 후면의 설비 배치 영역에 대응되면서 부착되고, 기둥프레임(820)은 펜스프레임(810)의 양 단에 펜스프레임(810)의 연장 형태로 구성되되 디지털 배전반(10)의 케이스 양단 기둥에 맞춰 형성될 수 있어서, 먼지제거부(800)를 디지털 배전반(10) 후면에 부착하면 양 단 기둥 부위에는 기둥프레임(820)이 부착되고 나머지 중앙부에는 펜스프레임(810)이 부착되면서 디지털 배전반(10) 후면에 소정 두께의 프레임이 연장 형성된 모습을 구성하게 된다.

펜스프레임(810)은 내부에 빈 공간이 형성되고 전면과 후면이 각각 흡착망(811)과 차단판(812)으로 구성된 형태를 지니는데, 흡착망(811)은 메쉬 형태로 공기는 통하되 먼지, 이물질이 통과되지 않고 망사에 걸리도록 하는 집진 기능을 하게 된다.

흡착망(811)은 펜스프레임(810)의 전면과 후면 각각에서 펜스프레임(810)이 형성하는 사각형의 사선 방향으로 설치되며 대부분의 영역을 차지하고 차단판(812)은 흡착망(811)을 제외한 나머지 영역으로 채워지는데, 흡착망(811)이 사각형의 전면과 후면을 사선 방향으로 대부분에 걸쳐 형성되므로 차단판(812)은 사각형의 상부 일측 모서리의 직각삼각형과 하부 타측 모서리의 직각삼각형으로 형성되고 펜스프레임(810)은 흡착망(811)이 전면과 후면에 이중으로 설치되어 외부에서 디지털 배전반(10) 내부로 유입하려는 먼지를 이중으로 차단하고 흡착망(811)에 달라붙게 하는 기능을 할 수 있다.

기둥프레임(820)에는 흡착망(811)에 집진된 먼지 및 이물질을 빨아들이고 한 곳으로 모아 배출하는 기능을 하도록 설비가 구성되며, 이를 위해 집진롤러(830), 롤링가이드(840), 롤링모터(850), 송풍기(860) 및 집진수거함(870)을 포함하여 구성될 수 있다.

집진롤러(830)는 흡착망(811)에 흡착된 먼지 및 이물질에 직접 접촉하여 빨아들이는 흡착창구의 역할을 하는 원기둥 타입의 롤러로써 펜스프레임(810)의 너비 방향으로 흡착망(811)의 사선과 동일한 기울기로 대각선으로 설치되어 흡착망(811)을 따라 상하 구간으로 롤링하면서 이동하며 먼지를 빨아들이는 기능을 하게 된다.

집진롤러(830)의 양단은 기둥프레임(820) 내부로 연결되고 모터에 의해 집진롤러(830)가 상하로 이동하면서 롤러 내부로 먼지를 빨아들인 후 기둥프레임(820) 방향으로 배출시키면 기둥프레임(820) 내에서 먼지를 수거하고 필터(871)로 걸러서 공기만 외부로 배출하도록 한다.

이를 위해 집진롤러(830)는 중공관(831), 슬릿(832), 롤링기어(833), 배출관(834)을 포함하여 구성될 수 있는데, 중공관(831)은 집진롤러(830)의 내부 중심에 집진롤러(830)의 길이방향을 따라 중공 형성된 빈 공간으로써 대각선 하부를 향하는 일측 선단은 개방되어 롤링기어(833)를 지나 배출관(834)까지 연결되며 배출관(834)은 다시 집진수거함(870)에 연결되고, 대각선 상부를 향하는 타측 선단은 막힌 상태로 구비될 수 있으며, 집진롤러(830)의 외표면은 펜스프레임(810) 전면의 흡착망(811) 및 후면의 흡착망(811)에 모두 맞닿은 상태로 구비될 수 있다.

슬릿(832)은 중공관(831)으로부터 방사형으로 뻗어나가며 다수 형성되는 좁고 긴 틈새로써 슬릿(832)의 내측단은 중공관(831)에 연결되고 슬릿(832)의 외측단은 집진롤러(830)의 외표면까지 연결되면서 배출관(834), 중공관(831), 슬릿(832)이 연통되어 흡착망(811)까지 개통되는 구성을 갖게 된다.

따라서 집진롤러(830)가 복수의 흡착망(811) 사이에 장착되어 맞닿아 있는 상태에서 집진롤러(830) 일측의 배출관(834)을 통해 강한 바람으로 공기를 빨아들이게 되면 흡인력은 중공관(831)을 통해 슬릿(832)에 전달되고 흡착망(811)에까지 작용하게 되고, 흡착망(811)에 걸려있는 먼지는 슬릿(832)을 통해 중공관(831)으로 흡입된 후 배출관(834)으로 이동되면서 기둥프레임(820) 방향으로 모여지게 된다.

집진롤러(830)의 양단은 롤링기어(833)에 연결되어서 롤링기어(833)가 회전하며 기둥프레임(820)을 따라 상하로 이동하면 집진롤러(830) 또한 상하로 회전이동하게 되는데, 배출관(834)은 집진롤러(830)의 일단에 배치된 롤링기어(833)의 타측단에 연결되고, 배출관(834)의 선단에는 집진수거함(870)이 구비된다.

배출관(834)은 탄성 재질의 주름관 형태로 구비될 수 있어서 집진롤러(830)와 롤링기어(833)가 상부로 이동하더라도 배출관(834)이 늘어나면서 연결상태가 유지될 수 있고 집진수거함(870)은 기둥프레임(820)의 하부에 고정 장착된 상태로 배출관(834)의 연결상태가 유지될 수 있다.

기둥프레임(820)과 펜스프레임(810)이 접하는 면, 즉 펜스프레임(810)의 일면과 타면에는 중싱부에 상하 길이방향을 따라 장공 형성되는 롤링가이드(840)가 구비되고, 집진롤러(830)와 롤링기어(833)를 연결하는 연결축이 롤링가이드(840)에 배치되면서 집진롤러(830)와 롤링기어(833)는 롤링가이드(840)를 사이에 두고 상호 연결된 형태를 갖게 된다.

그리고 기둥프레임(820)의 내부에는 롤링가이드(840)와 기어 결합되는 가이드기어(841)가 형성되고, 가이드기어(841)는 상하 길이방향을 따라 다수의 형성되면서 U자형으로 배치될 수 있으며, 최상단 가이드기어(841)에는 롤링모터(850)가 결합되어 최상단 가이드기어(841)를 구동시킬 수 있다.

이제 가이드기어(841)의 하단에 롤링기어(833)가 위치하면 집진롤러(830)도 흡착망(811) 사이에서 가장 하부에 위치하게 되는데, 이 상태에서 롤링모터(850)가 일 방향으로 회전 구동되면 최상단 가이드기어(841)가 일 방향 회전하면서 모든 가이드기어(841)가 기어회전이 이뤄지고 따라서 롤링기어(833)도 기어회전이 이뤄지게 되어 가이드기어(841)를 타고 상부 방향으로 이동이 이뤄지게 된다.

집진롤러(830)는 양 단이 각각 롤링기어(833)에 연결된 상태이고 각 롤링기어(833)는 상술한 절차에 따라 기어회전하면서 상부로 이동하게 되므로 집진롤러(830) 또한 흡착망(811)과 밀착된 상태에서 회전하며 상부로 이동하게 되며, 마찬가지로 롤링모터(850)를 타 방향으로 회전 구동하면 가이드기어(841)의 회전은 반대 방향이 되고 롤링기어(833)가 반대로 기어회전하면서 집진롤러(830)와 롤링기어(833)는 하부로 이동하게 된다.

집진롤러(830)는 펜스프레임(810)의 대각선 방향으로 설치되고 롤링기어(833)는 기둥프레임(820) 내부에서 수평으로 설치된 채 상하로 이동하기 때문에 집진롤러(830)가 사선을 유지한 상태에서 롤링기어(833)의 이동에 따라 상하 이동하기 위해서는 집진롤러(830) 양단에서 롤링기어(833) 연결축과 결합되는 부위에 연결축 테두리를 따라 다수의 베어링이 설치되고 롤링기어(833)가 회전하면 연결축이 회전되면서 베어링에 의해 집진롤러(830)가 회전되도록 구성될 수 있다.

또는 집진롤러(830)는 회전하지 않은 채 사선을 유지한 항태로 상하로 이동할 수 있는데 이 경우에는 연결축과 롤링기어(833)가 결합되는 부위에서 연결축 주위로 베어링이 설치됨으로써 롤링기어(833)가 회전하면 집진롤러(830)의 회전에는 영향을 받지 않으면서 결합상태를 유지할 수 있다.

이때 집진롤러(830)와 양 단의 롤링기어(833)는 롤링가이드(840)를 통해 결합된 상태이고 롤링가이드(840)는 집진롤러(830) 및 롤링기어(833)의 직경보다 작고 연결축에 대응되는 틈새로 통공 형성되기 때문에 집진롤러(830)와 롤링기어(833)의 상회 회전 시 기 설치된 위치가 변경되지 않고 유지된 상태에서 상하 회전을 반복 수행할 수 있다.

한편 집진수거함(870)은 일면이 배출관(834)에 연결되고 타면에는 필터(871)가 장착되며, 타면 외측으로 송풍기(860)가 연결되어 집진수거함(870) 내부와 송풍기(860)가 연통될 수 있다.

송풍기(860)는 컴프레셔로써 구성될 수 있어서 강한 압력으로 공기를 흡입할 수 있는데, 송풍기(860)가 구동되면 집진수거함(870)의 일면에서 타면 방향으로 강하게 공기를 빨아들이게 되며, 이로 인해 집진수거함(870)과 연결된 배출관(834), 집진롤러(830), 흡착망(811)에까지 순서대로 흡인력을 작용하게 하여, 흡착망(811)의 먼지를 슬릿(832), 중공관(831), 배출관(834)을 통해 집진수거함(870)까지 빨아들이게 되며 집진수거함(870)으로 들어온 먼지는 필터(871)에 걸린 채 집진수거함(870)에 채집되고 바람은 송풍기(860) 외측으로 빠져나가게 된다.

송풍기(860)가 구동됨과 동시에 롤링모터(850)가 구동되면 집진롤러(830)는 흡착망(811)을 밀착된 채 상하로 이동하면서 전체 흡착망(811)에 흡착된 먼지를 슬릿(832)을 통해 빨아들이게 되는데, 슬릿(832)은 중공관(831)으로부터 방사형으로 형성되었으므로 집진롤러(830)가 상하 이동하면서 회전이 이뤄져도 다수의 슬릿(832)이 번갈아 흡착망(811)에 맞닿도록 배치가 되면서 먼지를 빨아들일 수 있게 된다.

집진롤러(830)는 사선 방향으로 배치되어 흡착망(811)을 타고 상하 이동함에 따라 수평으로 설치되어 상하 이동할 경우 대비 흡착망(811)에 대한 압력이 분산되어 흡착망(811) 훼손을 방지하고 내구성이 증대될 수 있으며, 흡착망(811)에 형성되는 격자 형태의 정사각형 틈새와 집진롤러(830)의 슬릿(832)이 겹치는 방향이 수평과 사선으로 어긋나게 됨으로써 흡착망(811)과 슬릿(832)이 동일한 수평방향일 경우 대비 흡착력이 더 강하게 작용하여 먼지를 더 쉽고 강하게 빨아들일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

게다가 집진롤러(830)가 회전하면서 상하 이동하게 되면 수평, 수직방향으로 배열된 흡착망(811)을 다수의 슬릿(832)이 사선방향으로 번갈아 쓸면서 접하게 되므로 먼지 흡입효과가 증대될 수 있어서 집진롤러(830)가 수평으로 배치된 경우보다 훨씬 강한 먼지 제거 효과를 거둘 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.

그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 디지털 축소형 비디오 월 배전반
10 : 배전반
20 : 현장정보처리반
21 : 현장데이터입력모듈
22 : 현장데이터출력모듈
30 : 현장설비
40 : 광케이블
100 : 주 정보처리장치
200 : 모자익 제어장치
300 : 디스플레이부
400 : 현장제어모듈
410 : 상태표시램프카드
420 : 제1제어스위치카드
430 : 제2제어스위치카드
500 : 경보장치
600 : 계측기
700 : 예비 정보처리장치
800 : 먼지제거부
810 : 펜스프레임
811 : 흡착망
812 : 차단판
820 : 기둥프레임
830 : 집진롤러
831 : 중공관
832 : 슬릿
833 : 롤링기어
834 : 배출관
840 : 롤링가이드
841 : 가이드기어
850 : 롤링모터
860 : 송풍기(컴푸레셔)
870 : 집진수거함
871 : 필터
50 : 배전반 시뮬레이터
51 : 정보처리 모의장치
52 : 훈련영상출력부
53 : 모자익 모의제어장치
54 : 경보모의장치
55 : 계측모의기

Claims (5)

1. 변전소 현장설비;
   현장설비의 동작 및 설비 상태 신호를 수신하여 디지털 배전반에 전달하는 현장데이터입력모듈과, 디지털 배전반으로부터 현장설비 제어신호를 수신하여 현장설비에 제공함으로써 현장설비 제어 기능을 수행하는 현장데이터출력모듈로 구성되는 현장정보처리반; 및
   현장정보처리반으로부터 현장설비 동작 및 설비 상태를 수신하고 현장설비의 제어 및 작동 신호를 현장정보처리반에 송신하며, 중앙관제센터에서 현장설비를 모니터링 하도록 현장설비의 결선상태를 축소 구현하고 현장설비의 감시, 제어, 경보, 계측의 기능을 디지털화하는 디지털 배전반;을 포함하되,
   디지털배전반은,
   현장데이터입력모듈에서 수신한 현장설비 정보를 분석하고 현장설비의 상태에 따른 제어 명령을 생성 후 현장정보처리반과 송수신하여 현장설비를 운전하는 주 정보처리장치;
   주 정보처리장치에 연결되어 현장설비에 대한 제어 명령 입력 및 모니터링 기능을 수행하며, 모자익 제어용 입출력 장치로 구성되는 모자익 제어장치;
   주 정보처리장치에 연결되며, 현장정보처리반의 입력신호에 따라 현장설비의 표시램프를 점등 제어하는 램프제어모듈; 현장설비의 비정상 상태를 수신하여 비상램프를 점등 제어하는 비상램프모듈; 및 모자익 제어장치의 제어명령를 현장설비에 맞게 변환하여 제어신호를 송신하는 스위치제어모듈;로 구성되는 현장제어모듈;
   주 정보처리장치에 연결되어 현장설비의 장애 상태를 음성과 음향의 확성으로 안내하는 경보장치;
   주 정보처리장치에 연결되어 현장설비의 차단기 작동횟수를 누산하는 계측기; 및
   디지털 배전반에 송수신되는 현장설비의 정보들이 스크린으로 영상 출력되는 디스플레이부;를 더 포함하며
   디지털 배전반(10)의 후면에 탈착식으로 부착되는 먼지제거부(800)를 더 포함하며,
   먼지제거부는
   디지털 배전반 후면의 설비 배치 영역에 대응되게 부착되며 내부에 빈 공간이 형성되는 중앙의 펜스프레임; 디지털 배전반의 케이스 양단 기둥 부위에 부착되는 기둥프레임; 및 펜스프레임과 기둥프레임이 접하는 면에 구비되며 중심부에 상하 길이 방향을 따라 장공이 형성되는 롤링가이드;를 포함하여 구성되며,
   펜스프레임의 전면 및 후면에는 사선 방향으로 메쉬 형태의 흡착망이 설치되고, 흡착망이 설치되지 아니한 나머지 영역을 채우도록 차단판이 설치되며, 펜스프레임의 내부에는 그 외표면이 흡착망에 맞닿도록 흡착망과 동일한 기울기로 원기둥 타입의 롤러인 집진롤러가 설치되며,
   집진롤러의 내부 중심에는 길이방향을 따라 중공관이 형성되며, 중공관으로부터 외표면까지 방사형으로 긴 틈새인 다수의 슬릿들이 형성되고, 대각선 상부를 향하는 집진롤러의 타측 선단은 막혀 있으나, 대각선 하부를 향하는 집진롤러의 일측 선단은 개방되어 롤링기어를 지나 배출관 및 집진수거함까지 연결되며,
   집진롤러의 양단은 롤링가이드를 사이에 두고 롤링기어의 일측단과 연결되며,
   기둥프레임의 내부에는 롤링기어와 기어 결합되는 가이드기어가 상하 길이방향을 따라 U자형으로 배치되고, 가이드기어의 최상단에 가이드기어를 구동시키는 롤링모터가 결합되며,
   롤링기어의 타측단에는 탄성 재질의 주름관 형태인 배출관이 구비되며, 배출관에 집진수거함의 일면이 연결되고 집진수거함의 타면에는 필터가 장착되며, 집진수거함에는 타면 외측으로 송풍기가 연결되게 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 축소형 비디오 월 배전반.
2. 제1항에 있어서,
   디지털 배전반은,
   예비 정보처리장치;를 더 포함하고,
   현장정보처리반은 주 정보처리장치와 예비 정보처리장치 중 하나에 선택적으로 스위칭 되어 연결되는 것을 특징으로 하는 디지털 축소형 비디오 월 배전반.
3. 제1항에 있어서,
   디지털 배전반은
   외측에 별도 구성되어 연결되는 배전반 시뮬레이터;를 더 포함하고,
   배전반 시뮬레이터는,
   주 정보처리장치에 연결되어 디지털 배전반의 구성과 현장설비의 구조를 포함한 리얼데이터를 전달받아 가상현장 설비 계통도를 작성하고 모의데이터에 동기화시켜 가상현장 설비를 구성하는 정보처리 모의장치;
   정보처리 모의장치에 연결되어 가상현장 설비 계통도 및 모의데이터를 화면에 출력하는 훈련영상출력부;
   정보처리 모의장치에 연결되어 가상현장 설비를 대상으로 감시, 제어, 경보, 계측 기능을 조정하는 모자익 모의제어장치;
   모자익 제어장치에 연결되어 조정에 따른 제어 및 경보기능을 출력하는 경보모의장치; 및
   모자익 제어장치에 연결에되 가상현장 설비의 차단기 누산값을 산출하는 계측모의기;를 포함하는 디지털 축소형 비디오 월 배전반.
4. 제1항에 있어서,
   경보장치는,
   현장설비의 광역 구간별로 구분되는 다수의 광역경보구간부;로 구성되고,
   각 광역경보구간부는 주위를 둘러싸는 경보조명등;이 별도 구성되며,
   특정 현장설비 장애 발생 시 경보조명등이 점멸됨으로서 해당 광역경보구간부 전체를 점검하도록 안내하는 것을 특징으로 하는 디지털 축소형 비디오 월 배전반.
5. 제1항에 있어서,
   모자익 제어용 입출력 장치는 모니터, 키보드 및 증폭마우스를 포함하며,
   증폭마우스는,
   일측에 구비된 스퀴즈버튼을 구동시키면 모니터에 현장설비 상태가 부분적으로 확대 출력되어 모니터링을 위해 다수의 화면을 이동할 수 있도록 구현되고,
   타측에 구비된 와이드버튼을 구동시키면 모니터에 현장설비 상태 전체가 광범위하게 출력되어 하나의 화면으로 모니터링 하도록 구현할 수 있는 것을 특징으로 하는 디지털 축소형 비디오 월 배전반.