KR19990039376A

KR19990039376A - Power transfer and intermittent control device

Info

Publication number: KR19990039376A
Application number: KR1019970059454A
Authority: KR
Inventors: 유완식
Original assignee: 이영호; 주식회사 서일기전
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 1999-06-05
Also published as: KR100256910B1

Abstract

본 발명은 주전원의 정전 등의 이상 발생시에 예비전원으로 전환하거나 또는 전원단속을 수행할 수 있는 전원절체 및 단속시스템에 있어서, 양 전원의 위상변화를 감지하여 최적의 절체작동을 수행함으로서, 전원절체시의 아크발생을 감소시키는 한편, 전원절체 및 복귀의 동작지연시간을 조절할 수 있는 전원절체 및 단속제어장치에 관한 것이다.The present invention, in the power supply switching and interruption system that can be switched to the standby power supply or interrupt the power supply when an abnormality such as power failure of the main power supply occurs, by performing the optimum switching operation by detecting the phase change of both power supply, The present invention relates to a power switching and interruption control device that can reduce the occurrence of arcing and control the operation delay time of power switching and returning.

본 발명에 따른 전원절체 및 단속제어장치는, 주전원의 정전시 예비전원으로 절체하는 작동과 주전원의 회복시 다시 주전원으로 복귀하는 절체작동이 자동으로 이루어지며, 전원의 절체시 양 전원의 위상의 차를 감지하여, 최적의 절체시간에 절체작동이 이루어지는 기술적 효과를 제공한다. 따라서, 전원절체기의 접점부에서의 아킹에 의한 절체기의 손상 및 관련회로소자의 손상을 방지하여 전원절체기의 고장율을 감소시킴과 동시에 관련회로의 안정성 향상이 이루어질 수 있다.In the power switching and interruption control apparatus according to the present invention, an operation of switching to a standby power supply in the case of a power failure of the main power supply and a switching operation of returning to the main power supply again when the main power is restored automatically performs a difference between the phases of both power sources when switching the power supply. By detecting the, provides the technical effect that the transfer operation is performed at the optimum transfer time. Accordingly, damage of the switch and the related circuit elements due to arcing at the contact portion of the power switch can be prevented, thereby reducing the failure rate of the power switch and improving the stability of the related circuit.

Description

Power transfer and intermittent control device

중요한 전기설비의 경우에는 예비전원장치를 마련하여 사용함이 일반적이다.In the case of important electrical equipment, it is common to prepare and use a backup power supply.

또한, 일정한 전기설비에 대해서는 예비전원을 마련하여 대비하고 있다가, 주전원이 정전되면 신속히 전원 공급원을 절체할 수 있는 시스템의 설치가 법적으로 요구되기도 한다.In addition, the provision of a preliminary power supply for a certain electrical equipment is prepared, the installation of a system that can quickly switch the power supply when the main power failure is legally required.

이러한 전원절체장치에 있어서는 그 작동의 신뢰성, 신속성 및 안정성이 요구된다.In such a power supply switching device, the reliability, speed and stability of its operation are required.

즉, 전원절체장치 및 그 시스템은 유사시 예비전원이 신속히 공급될 수 있어야 하며, 전원절체시의 아크발생으로 인한 서지전압 발생을 가급적 줄여야 하며, 이러한 전원절체 과정을 반복하여 사용하여도 그 정확한 동작이 보장되어야 한다.That is, the power switching device and its system should be able to supply the spare power quickly in case of emergency, and should reduce the surge voltage caused by the arc generation when switching the power as much as possible. Should be guaranteed.

이때의 예비전원으로서는 별도의 발전설비를 가동하는 방식이 있을 수 있으며, 또는 별개의 송전선로를 통해 공급되어 상시대기하고 있는 예비전원을 사용하는 방식이 있을 수 있다.In this case, there may be a method of operating a separate power generation facility, or there may be a method of using a standby power is always supplied by a separate transmission line.

종래의 전원절체장치에 있어서는 대용량의 릴레이 또는 기계식 절체기를 사용하여 전원의 절체를 행하는 것이 일반적이다. 즉 정전이 감지되면, 릴레이 또는 기계식 절체기를 수동으로 작동하여 예비전원으로 전환하게 한다.In a conventional power supply switching device, it is common to switch power using a large-capacity relay or a mechanical switching machine. In other words, when a power failure is detected, the relay or mechanical changer is manually operated to switch to the standby power source.

또한 종래기술의 자동식 전원절체장치는 주전원의 정전시 이를 자동으로 감지하여, 예비전원으로 전환시키는 작동을 자동으로 수행하도록 한 것뿐으로서, 양 전원의 위상변화를 고려하는 절체방식을 채용하지 않고 있다.In addition, the automatic power supply switching device of the prior art automatically detects a power failure of the main power and automatically switches to a standby power supply, and does not adopt a switching method that takes into account the phase change of both power sources. .

따라서 종래의 수동식 전원절체방식은 주 전원의 정전을 대비하여 이를 감시하고 전원의 절체 조작을 행하기 위한 인원을 필요로 하므로, 전원절체 시스템의 운영비 상승을 가져올 뿐만 아니라, 전원 절체가 필요한 경우에 즉시 대처하지 못한다는 문제점이 지적된다.Therefore, the conventional manual power switching system requires personnel to monitor the power supply in preparation for the power failure of the main power supply and to perform the power supply switching operation. The problem of not coping is pointed out.

한편, 종래의 자동식 전원절체장치를 교류전원간의 전원절체에 사용하는 경우에는, 양 전원의 위상 중첩에 의하여 전원절체기의 절체접점에 아킹이 발생한다는 문제점을 또한 가지고 있다.On the other hand, when the conventional automatic power supply switching device is used for power supply switching between AC power sources, there is also a problem that arcing occurs at the switching contact of the power supply switching machine due to the phase superposition of both power sources.

그러므로 이러한 아킹에 의하여, 통상의 전원전압의 2배 이상의 순간전압 파형이 회로에 인가될 수 있으므로, 회로소자의 내압을 넘어서서 전압이 인가되는 결과가 되어 회로소자의 열화 내지는 손상을 유발하기도 한다.Therefore, by this arcing, an instantaneous voltage waveform of more than twice the normal power supply voltage can be applied to the circuit, resulting in the voltage being applied beyond the breakdown voltage of the circuit element, which may cause deterioration or damage of the circuit element.

또한 종래의 자동식 전원절체장치는 전원절체의 작동지연시간을 조절할 수 없으므로, 주전원 또는 예비전원의 정상가동에 필요한 적정시간이 확보되지 않는다는 점에서 또다른 문제점으로 지적되기도 한다.In addition, the conventional automatic power supply switching device can not control the operation delay time of the power switching, it is pointed out as another problem in that the proper time required for the normal operation of the main power supply or the reserve power is not secured.

본 발명은 상술한 종래의 전원절체장치의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 양 전원의 위상을 감지하고 이를 비교하여 전원의 절체를 행할 수 있는 전원절체 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems of the conventional power switching device, an object of the present invention is to provide a power switching control device that can switch the power supply by sensing the phase of the two power supply and compare them.

또한 본 발명은 입력전압값이 정상전압값을 벗어나는 경우에는, 자동으로 전원공급을 차단할 수 있는 전원절체 및 단속제어장치를 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a power switching and control device that can automatically cut off the power supply when the input voltage value is out of the normal voltage value.

도 1 은 본 발명이 적용되는 전원절체 및 단속제어 시스템의 전체 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of the power switching and interruption control system to which the present invention is applied.

도 2 는 본 발명에 따른 전원 절체 제어장치의 회로구성의 일실시예를 보인 회로도로서,2 is a circuit diagram showing an embodiment of a circuit configuration of a power switching control device according to the present invention,

도 2a는 위상신호입력부의 회로실시예,2A illustrates a circuit embodiment of a phase signal input unit;

도 2b는 기준전압발생회로부의 회로실시예,Figure 2b is a circuit embodiment of the reference voltage generation circuit portion,

도 2c는 전압신호생성회로부의 회로실시예를 보인 회로도이다.2C is a circuit diagram illustrating a circuit embodiment of the voltage signal generation circuit unit.

도 3은 본 발명에 따른 전원절체 제어장치의 절체제어 동작흐름을 보인 동작 흐름도이다.3 is an operation flowchart showing a switching control operation flow of the power switching control device according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100 : A전원(주전원)110 : B전원(예비전원)100: A power supply (main power supply) 110: B power supply (spare power supply)

120 : 전원절체 및 단속제어부130 : 중앙처리수단120: power switching and control unit 130: central processing means

140 : 전원절체수단150 : 전원단속수단140: power switching means 150: power interrupting means

160 : 부하(전기설비)160: load (electrical equipment)

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주전원과, 예비전원과, 상기 각 전원간의 절체작동을 수행하는 전원절체수단과, 공급전원의 트립 및 리턴 작동을 행할 수 있는 전원단속수단과, 상기 전원절체수단 및 전원단속수단의 작동을 제어하기 위한 전원절체 및 단속제어부를 포함하여 구성되는 전원절체시스템에 있어서, 각 전원의 위상변화 신호를 중앙처리수단에 입력하기 위한 위상신호입력회로부; 기준 전압 신호를 중앙처리수단에 입력하기 위한 기준전압발생회로부; 각 전원의 전압값에 따른 신호를 중앙처리수단에 입력하기 위한 전원전압신호입력회로부; 상기 위상신호입력회로부, 기준전압발생회로부, 그리고 전원전압신호입력회로부로부터 입력되는 신호들을 처리하여 전원간의 절체신호, 전원전압의 과대·과소 전압시 트립신호, 전원전압의 정상 복귀시 리턴신호의 출력을 제어하기 위한 중앙처리수단을 포함하여 구성되는 전원절체 및 단속제어장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object, the main power supply, the preliminary power supply, the power supply switching means for performing the switching operation between each power supply, the power supply intermittent means for performing the trip and return operation of the power supply, and the power supply A power switching system comprising a power switching and an interruption control unit for controlling the operation of the switching means and the power interrupting means, the power supply switching system comprising: a phase signal input circuit unit for inputting a phase change signal of each power source to the central processing means; A reference voltage generating circuit section for inputting a reference voltage signal to the central processing means; A power supply voltage signal input circuit section for inputting a signal according to the voltage value of each power supply to the central processing means; Processing the signals input from the phase signal input circuit section, the reference voltage generation circuit section, and the power supply voltage signal input circuit section to output a switching signal between power supplies, a trip signal upon excessive and undervoltage of the power supply voltage, and a return signal when the power supply voltage returns normally. Provides a power switching and interruption control device comprising a central processing means for controlling the.

본 발명의 실시예로서, 상기 중앙처리수단은 위상신호입력회로부로부터 입력된 위상신호를 비교하여, 양 전원의 위상의 차가 소정범위내일 경우에 전원 절체신호를 출력하는 중앙처리수단으로 구성되어, 전원절체수단에서의 아킹발생을 방지시키는 특징을 갖도록 바람직하게 구성될 수 있다. 이러한 구성을 통하여, 예비전원으로부터 주전원으로 복구시, 아킹발생에 의한 회로손상을 발지하는 기술적 작용이 달성된다.As an embodiment of the present invention, the central processing means comprises a central processing means for comparing the phase signals inputted from the phase signal input circuit part and outputting a power switching signal when the phase difference between the two power supplies is within a predetermined range. It may be preferably configured to have a feature to prevent the occurrence of arcing in the transfer means. Through this configuration, a technical action of triggering a circuit damage due to arcing is achieved when recovering from the standby power supply to the main power supply.

또한 본 발명의 일 실시예로서, 상기 전원절체 및 단속제어장치는, 전원절체신호의 출력 지연시간을 설정하기 위한 절체시간 설정부; 트립신호의 출력 지연시간을 설정하기 위한 트립시간 설정부; 리턴신호의 출력 지연시간을 설정하기 위한 리턴시간 설정부를 더 포함하여 구성되는 것도 바람직하다. 이로서, 전원절체수단 및 단속수단의 동작지연시간을 조절가능하므로, 관련 장치의 안정화에 필요한 적정시간을 확보하는 기술적 작용이 달성된다.In addition, as an embodiment of the present invention, the power switching and interruption control apparatus, the switching time setting unit for setting the output delay time of the power switching signal; A trip time setting unit for setting an output delay time of the trip signal; It is also preferably configured to further include a return time setting unit for setting the output delay time of the return signal. As a result, since the operation delay time of the power supply switching means and the interrupting means can be adjusted, a technical action of securing an appropriate time necessary for stabilizing the related apparatus is achieved.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명하고자 한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

여기서, 도면부호 120은 본 발명에 따라 구성된 전원절체 및 단속제어부를 지시하며, 도면부호 140은 전원절체수단, 150은 전원단속수단, 그리고 160은 부하로서의 전기설비를 각각 지시한다.Here, reference numeral 120 denotes a power switching and interruption control unit constructed in accordance with the present invention, reference numeral 140 denotes a power switching means, 150 denotes a power interruption means, and 160 denotes an electrical installation as a load.

전원절체수단(140)은 주전원(100) 및 예비전원(110)간의 절체를 행하기 위한 수단이다. 전원절체수단(140)은 본 발명에 따라 구성된 전원절체 및 단속제어부(120)로부터의 제어신호에 따라 동작하여, 부하(160)측으로 공급되는 전원을 선택하여 절체하는 작용을 수행한다.The power switching unit 140 is a means for switching between the main power supply 100 and the preliminary power supply 110. The power switching unit 140 operates according to the control signal from the power switching and the interruption control unit 120 configured according to the present invention, and selects and switches the power supplied to the load 160 side.

전원단속수단(150)은 부하(160)에서 과전류 등의 현상이 발생할 경우에 전원공급을 차단함과 더불어, 입력전압의 과대전압 또는 과소전압시에, 부하(160)를 보호하기 위한 장치이다. 전원단속수단(150)은 본 발명에 따라 구성된 전원절체 및 단속제어부(120)로부터의 제어신호에 따라 동작하여, 입력전압의 과대전압 또는 과소전압시에, 부하(160)측으로 공급되는 전원을 단속하는 작용을 수행한다.The power interruption means 150 is a device for shutting off the power supply when an overcurrent or the like occurs in the load 160, and protecting the load 160 when the input voltage is over or under voltage. The power interruption means 150 operates according to the control signal from the power switching and interruption control unit 120 configured according to the present invention to interrupt the power supplied to the load 160 when the input voltage is over or under voltage. To perform the action.

본 발명에 따른 전원절체 및 단속제어부(120)는 위상신호입력부(122), 기준전압신호발생회로부(124), 전원전압신호 입력회로부(126), 절체시간설정부(127), 트립시간설정부(128), 리턴시간설정부(129), 그리고 중앙처리수단(130)을 포함하여 구성된다.The power switching and interruption control unit 120 according to the present invention includes a phase signal input unit 122, a reference voltage signal generation circuit unit 124, a power voltage signal input circuit unit 126, a transfer time setting unit 127, and a trip time setting unit. (128), a return time setting unit 129, and a central processing unit (130).

위상신호입력부(122)는 주전원(100)과 예비전원(110)을 입력으로 하여 양 전원의 위상변화를 감지하고, 이에 따른 신호를 생성하여 중앙처리수단(130)에 입력한다. 기준전압신호발생회로부(124)는 소정의 기준전압에 따른 신호를 생성하여 중앙처리수단(130)에 입력하는 기능을 담당한다. 전원전압신호 입력회로부(126)는 주전원(100)과 예비전원(110)을 입력으로 하여 전원의 전압을 감지하고 이에 따른 신호를 생성하여 중앙처리수단(130)에 입력한다. 절체시간설정부(127)는 전원절체의 동작시간을 설정하고 이를 중앙처리수단(130)에 입력한다. 트립시간설정부(128)는 전원전압의 과대·과소전압시에 전원단속수단(150)을 트립시키는 동작시간을 설정하여 이를 중앙처리수단(130)에 입력한다. 지연시간설정부(129)는 전원전압의 정상복귀시에 전원단속수단(150)을 리턴시키기 위한 동작시간을 설정하여 이를 중앙처리수단(130)에 입력한다.The phase signal input unit 122 detects a phase change of both power sources by inputting the main power source 100 and the reserve power source 110, generates a signal according thereto, and inputs the signal to the central processing unit 130. The reference voltage signal generation circuit unit 124 is responsible for generating a signal according to a predetermined reference voltage and inputting it to the central processing unit 130. The power supply voltage signal input circuit unit 126 detects the voltage of the power supply by inputting the main power supply 100 and the preliminary power supply 110, generates a signal, and inputs the signal to the central processing unit 130. The transfer time setting unit 127 sets an operation time of power switching and inputs it to the central processing unit 130. The trip time setting unit 128 sets an operation time for tripping the power interrupting means 150 when the power supply voltage is over or under voltage and inputs it to the central processing unit 130. The delay time setting unit 129 sets an operation time for returning the power interrupting means 150 at the normal return of the power supply voltage and inputs it to the central processing means 130.

중앙처리수단(130)은 상술한 입력신호들을 입력으로 하여 소정의 알고리즘에 따라 동작하여, 전원절체수단(140)과 전원단속수단(150)으로 제어신호를 출력하는 기능을 담당한다.The central processing unit 130 takes the input signals described above as inputs, operates according to a predetermined algorithm, and outputs a control signal to the power switching unit 140 and the power interrupting unit 150.

도 2 는 본 발명에 따른 전원절체 및 단속제어부의 회로구성의 일실시예를 보인 회로도로서, 도 2a는 위상신호입력부의 회로실시예, 도 2b는 기준전압발생회로부의 회로실시예, 도 2c는 전압신호생성회로부의 회로실시예를 보이고 있다.Figure 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the circuit configuration of the power switching and interruption control unit according to the present invention, Figure 2a is a circuit embodiment of the phase signal input unit, Figure 2b is a circuit embodiment of the reference voltage generation circuit unit, Figure 2c A circuit embodiment of the voltage signal generation circuit portion is shown.

먼저 도 2a를 참조하여 본 발명에 따른 위상신호입력부의 회로실시예를 자세히 설명한다.First, a circuit embodiment of the phase signal input unit according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2A.

본 발명에 따른 위상신호입력부는 주전원 및 예비전원으로부터의 전원위상을 각각 감지한다. 위상신호입력부는 주전원으로부터 입력되는 교류전압을 정류하기 위한 다이오드(D1), 예비전원으로부터 입력되는 교류전압을 정류하기 위한 다이오드(D2), 정류된 맥류전압을 분압하여 연산증폭기의 정단자(+)에 입력하기 위한 전압분배저항기(R1, R2, R3, R4), 연산증폭기의 부단자(-)에 기준전압 신호를 입력하기 위한 전압분배저항기(R13), 그리고, 슈미트 트리거 특성을 갖는 연산증폭기(ST1, ST2)를 포함하여 구성된다.The phase signal input unit according to the present invention detects power phases from the main power supply and the reserve power, respectively. The phase signal input unit has a diode (D1) for rectifying the AC voltage input from the main power supply, a diode (D2) for rectifying the AC voltage input from the spare power supply, and a rectified terminal (+) by dividing the rectified pulse voltage. Voltage divider resistors R1, R2, R3, R4 for input to the voltage divider resistor R13 for inputting a reference voltage signal to the negative terminal (-) of the operational amplifier, and an operational amplifier having a Schmitt trigger characteristic ( ST1 and ST2).

위상신호입력부의 슈미트 트리거 연산증폭기(ST1, ST2)의 부단자(-)는 전압분배저항기(R13)를 통하여, 기준전압을 공통으로 입력받는다. 따라서, 공통의 기준전압 바탕하에서, 정단자(+)를 통해 입력되는 주전원의 전압값 또는 예비전원의 전압값에 따라서, 각각의 연산증폭기(ST1, ST2)가 작동한다.The negative terminal (−) of the Schmitt-trigger operational amplifiers ST1 and ST2 of the phase signal input unit receives a reference voltage in common through the voltage distribution resistor R13. Therefore, under the common reference voltage, each of the operational amplifiers ST1 and ST2 operates in accordance with the voltage value of the main power supply or the voltage value of the spare power supply input through the positive terminal (+).

연산증폭기(ST1)의 정단자(+)에는 주전원으로부터 정류된 맥류전압이 입력된다. 이때의 전압파형은 반파정류파이다. 이와 같이 변화하는 맥류전압은 전압분배저항기(R1, R2)를 거쳐 연산증폭기(ST1)에 입력된다. 이때, 연산증폭기(ST1)의 부단자(-)에는 동작전원(Vcc)을 분압한 일정한 기준값이 입력된다. 따라서, 정단자의 전압값이 부단자의 전압값보다 상승하여 기준값을 초과하는 순간, 연산증폭기(ST1)는 동작하여 하이(HIGH) 출력을 마이크로 프로세서(130)에 입력한다. 또한 정단자의 전압값이 기준값보다 작아지는 순간, 로우(LOW)의 출력이 마이크로 프로세서(130)에 입력된다.The pulsating voltage rectified from the main power supply is input to the positive terminal (+) of the operational amplifier ST1. The voltage waveform at this time is a half-wave rectified wave. The changing pulse current is input to the operational amplifier ST1 via the voltage distribution resistors R1 and R2. At this time, a constant reference value obtained by dividing the operating power source Vcc is input to the negative terminal (−) of the operational amplifier ST1. Therefore, when the voltage value of the positive terminal rises above the voltage value of the negative terminal and exceeds the reference value, the operational amplifier ST1 operates to input the HIGH output to the microprocessor 130. In addition, when the voltage value of the positive terminal becomes smaller than the reference value, a low output is input to the microprocessor 130.

반면, 연산증폭기(ST2)의 정단자(+)에는 예비전원으로부터 정류된 맥류전압이 입력된다. 이때의 정류파형은 반파정류파이다. 이와 같이 변화하는 맥류전압은 전압분배저항기(R3, R4)를 거쳐 연산증폭기(ST2)에 입력된다. 이때, 연산증폭기(ST2)의 부단자(-)에는 동작전원을 분압한 일정한 기준값이 입력된다. 따라서, 정단자의 전압값이 부단자의 전압값보다 상승하여 기준값을 초과하는 순간, 연산증폭기(ST2)는 동작하여 하이(HIGH) 출력을 마이크로 프로세서(130)에 입력한다. 또한 정단자의 전압값이 기준값보다 작아지는 순간, 로우(LOW)의 출력이 마이크로 프로세서(130)에 입력된다.On the other hand, to the positive terminal (+) of the operational amplifier (ST2), the pulse current voltage rectified from the spare power supply is input. The rectified waveform at this time is a half-wave rectified wave. The changing pulse voltage is input to the operational amplifier ST2 via the voltage distribution resistors R3 and R4. At this time, a constant reference value obtained by dividing the operating power is input to the negative terminal (-) of the operational amplifier ST2. Therefore, as soon as the voltage value of the positive terminal rises above the voltage value of the negative terminal and exceeds the reference value, the operational amplifier ST2 operates to input the HIGH output to the microprocessor 130. In addition, when the voltage value of the positive terminal becomes smaller than the reference value, a low output is input to the microprocessor 130.

따라서, 입력전원의 주파수가 60Hz인 경우, 1/60초 즉 16.67ms의 주기로 주전원의 위상신호가 하이(HIGH)로서 마이크로 프로세서에 입력되고, 마찬가지로 1/60초 즉 16.67ms의 주기로 예비전원의 위상신호가 하이(HIGH)로서 마이크로 프로세서에 입력된다.Therefore, when the frequency of the input power source is 60 Hz, the phase signal of the main power supply is input to the microprocessor at a high frequency of 1/60 second or 16.67 ms, and similarly, the phase of the spare power supply is 1/60 second or 16.67 ms. The signal is input to the microprocessor as HIGH.

마이크로 프로세서는 상기 양 위상신호 입력의 시간차를 측정하여 양 전원의 동기성을 판단한다. 예를 들어, 주전원으로부터의 위상신호가 입력되고 나서, 16.67/2ms 즉, 8.335ms 후에 예비전원으로부터 위상신호가 입력되면, 양 전원은 180°의 위상차를 갖고 있음을 판단할 수 있다. 따라서, 마이크로 프로세서는 양 전원입력으로부터의 위상신호의 간격이 0에 접근할 수록, 양 위상이 근접하다고 판별하며, 양 전원입력으로부터의 위상신호 간격이 8.335ms에 접근할 수록, 양 위상은 정반대의 위상이라고 판별할 수 있다.The microprocessor determines the synchronization of the two power sources by measuring the time difference between the two phase signal inputs. For example, if the phase signal is inputted from the preliminary power supply after 16.67 / 2ms, that is, 8.335ms after the phase signal from the main power supply, it can be determined that both power supplies have a phase difference of 180 degrees. Therefore, the microprocessor determines that both phases are closer to each other as the phase signal distance from both power inputs approaches 0, and that the phases are reversed as the phase signal distance from both power inputs approaches 8.335 ms. It can be determined that the phase.

한편, 주전원은 통상 한국전력측으로부터 공급받는바 그 주파수는 비교적 안정되지만, 자기 발전시설로부터 예비전원을 공급하는 경우에는 그 주파수는 변동폭이 크다. 따라서 예컨대, 주전원의 주파수가 60Hz로 고정되어 있고, 예비전원의 주파수가 50Hz라면, 양전원은 20/16.67=1.2초를 주기로 위상의 동기 및 비동기를 반복한다. 즉 1.2초를 주기로 제로 크로스점이 일치한다. 그리고, 이러한 제로크로스의 주기는 양 전원의 주파수차가 클 수록 그 주기는 짧고, 양 전원의 주파수차가 작을 수록 그 주기는 길다.On the other hand, the main power source is usually supplied by the Korea Electric Power side, and its frequency is relatively stable. However, when the preliminary power is supplied from the self-generating facility, the frequency varies greatly. Thus, for example, if the frequency of the main power supply is fixed at 60 Hz and the frequency of the spare power supply is 50 Hz, the two power supplies repeat the synchronous and asynchronous phases with a period of 20 / 16.67 = 1.2 seconds. That is, the zero cross point coincides every 1.2 seconds. The period of the zero-cross is shorter as the frequency difference between both power supplies is shorter, and the longer as the frequency difference between both power sources is smaller.

도 3은 본 발명에 따른 전원절체제어동작의 동작흐름을 보인 동작흐름도이다.3 is a flowchart illustrating the operation of the power switching control operation according to the present invention.

이 동작흐름도는 마이크로 프로세서에서의 위상비교제어 프로그랩 서브루틴에 대한 것이다.This flow chart is for the phase comparison control program subroutine in the microprocessor.

상술한 바와 같이, 마이크로 프로세서는 연산증폭기(ST1)를 통하여 A전원의 위상신호를 입력받는다(S102단계). 그 후, B전원의 위상신호의 입력을 대기한다. 이를 위하여 A전원의 위상신호입력이 있으면, 타이밍 카운트 수단(도면 미도시)을 리세트하여 B전원으로부터의 위상신호입력이 있을 때까지 카운트를 계속하도록 할 수 있다.As described above, the microprocessor receives the phase signal of the A power source through the operational amplifier ST1 (step S102). After that, the input of the phase signal of the B power supply is awaited. For this purpose, if there is a phase signal input of the A power supply, the timing counting means (not shown) can be reset to continue counting until there is a phase signal input from the B power supply.

B전원으로부터는 연산증폭기(ST2)를 통하여 위상신호가 입력된다(S104단계). 이때에는 상기 카운트 수단의 카운트를 중지시키고 카운트값 즉 양 입력간의 시간차를 계산할 수 있다.The phase signal is input from the B power supply via the operational amplifier ST2 (step S104). At this time, the count of the counting means is stopped and a count value, that is, a time difference between both inputs can be calculated.

그 후, 양 신호의 시간차를 소정의 설정범위(X)와 비교하는 위상차 비교단계(S106)가 수행된다. 여기서의 설정범위는 사용자에 의하여 그 값이 설정될 수 있다. 예를 들어, 위상차의 범위를 10%로 설정하였다면, 상기 양 산호가 1.67ms(16.67/100×10)의 시간간격안에서 입력된 경우에 비교결과를 예(Y)로 출력한다.Thereafter, a phase difference comparison step S106 of comparing the time difference between both signals with a predetermined setting range X is performed. Herein, the setting range may be set by the user. For example, if the range of the phase difference is set to 10%, the comparison result is output as an example (Y) when both corals are input within a time interval of 1.67 ms (16.67 / 100 x 10).

반면, 상기 비교단계(S106)에서의 비교결과가 아니오(N)이면, 다시 A전원의 위상신호 입력단계(S102)로 되돌아가며 이러한 사이클내를 순환한다.On the other hand, if the comparison result in the comparison step (S106) is NO (N), the flow returns to the phase signal input step (S102) of the A power supply and circulates in this cycle.

상기 비교단계(S106)에서의 비교결과가 예(Y)이면, 절체제어신호가 출력된다(S108). 따라서, 전원절체수단이 동작하여 A전원 및 B전원간의 전원절체가 이루어질 수 있다.If the comparison result in the comparison step S106 is YES, the transfer control signal is output (S108). Therefore, the power switching means may be operated to switch power between the A power source and the B power source.

이와 같이 주전원과 예비전원간의 절체를 수행하는 데 있어서, 양 전원의 위상이 동기되는 순간 전원절체를 수행한다면, 절체기의 접점 양단간의 아킹발생이 감소된다.As described above, in performing the switching between the main power supply and the reserve power supply, if the power supply switching is performed at the same time when the phases of both power supplies are synchronized, the occurrence of arcing between both ends of the contact point of the switching device is reduced.

다음은 도 2b를 참조하여, 기준전압신호발생회로부(124)에 대하여 설명한다.Next, the reference voltage signal generation circuit unit 124 will be described with reference to FIG. 2B.

발명에 따른 기준전압발생회로는 제너다이오드(ZD), 전압안정용 커패시터(C1), 그리고 전압분배저항기(R1, VR1, R2)를 포함하여 구성된다. 동작전압(Vcc)은 제너다이오드(ZD)에 역극성으로 인가된다. 이때, 제너다이오드의 양단은 소정의 전압이 유지된다. 따라서, 이 전압을 전압분배저항기(R1, VR1, R2)를 사용하여 분압하고, 이를 마이크로 프로세서에 입력하면, 동작전압(Vcc)의 변화에 관계없이 일정한 기준전압값이 마이크로 프로세서에 입력된다. 이때, 가변저항기(VR1)는 기준전압의 미세조정용이다.The reference voltage generating circuit according to the present invention includes a zener diode ZD, a voltage stabilizing capacitor C1, and voltage divider resistors R1, VR1, and R2. The operating voltage Vcc is applied in reverse polarity to the zener diode ZD. At this time, both ends of the zener diode maintain a predetermined voltage. Therefore, when the voltage is divided using the voltage divider resistors R1, VR1, and R2, and inputted to the microprocessor, a constant reference voltage value is input to the microprocessor regardless of the change in the operating voltage Vcc. At this time, the variable resistor VR1 is for fine adjustment of the reference voltage.

마이크로 프로세서의 내부에는 입력전압값을 디지탈 값으로 변환하는 A/D 변환기가 내장된다. 따라서, 기준전압발생회로부에서 입력된 기준전압과 전압신호생성회로부에서 입력되는 전압과 그 크기를 서로 비교할 수 있다.The microprocessor has an internal A / D converter that converts the input voltage value into a digital value. Therefore, the reference voltage input from the reference voltage generation circuit unit and the voltage input from the voltage signal generation circuit unit and their magnitudes can be compared with each other.

다음은 도 2c를 참조하여, 전압신호생성회로부(126)에 대하여 설명한다.Next, the voltage signal generation circuit unit 126 will be described with reference to FIG. 2C.

본 발명에 따른 전원신호생성회로부는 정류용 다이오드(D1), 평활 콘덴서(C1), 콘덴서에 충전된 전압을 분압하여 마이크로 프로세서에 입력하기 위한 전압분배저항기(R1, R2, R3), 마이크로 프로세서로부터 출력되는 신호에 의해 턴온 또는 턴오프되는 트랜지스터(TR1), 그리고 기준전압용 다이오드(D2)를 포함하여 구성된다.The power signal generation circuit unit according to the present invention includes a rectifier diode (D1), a smoothing capacitor (C1), a voltage divider (R1, R2, R3) for dividing a voltage charged in the capacitor and inputting it to a microprocessor. The transistor TR1 is turned on or off by the output signal, and the diode D2 is referenced.

주전원 또는 예비전원으로부터 입력되는 교류전압은 다이오드(D1)의 양극에 입력되어 정류된다. 다이오드(D1)를 통하여 정류된 파형은 맥류파이므로, 콘덴서(C1)는 이를 평활하여 매끄러운 직류파형을 이루게 한다. 이와 같이 콘덴서(C1)의 양단에 충전된 직류전압은 전압분배저항기(R1, R2, R3)를 통하여 분압된 후, 마이크로 프로세서에 입력된다. 이때, 전압분배저항기(R3)는 역극성으로 연결된 소정의 전압강하값을 갖는 다이오드(D2)를 통하여 그라운드와 연결된다.The AC voltage input from the main power supply or the reserve power supply is input to the anode of the diode D1 and rectified. Since the waveform rectified through the diode D1 is a pulse wave, the capacitor C1 smoothes it to form a smooth DC waveform. In this way, the DC voltage charged at both ends of the capacitor C1 is divided through the voltage distribution resistors R1, R2, and R3, and then input to the microprocessor. At this time, the voltage distribution resistor R3 is connected to the ground through a diode D2 having a predetermined voltage drop value connected in reverse polarity.

따라서, 트랜지스터(TR1)가 동작하지 않을 때에는 다이오드(D2)의 양단은 소정의 전압값을 유지하고 있다. 반면, 마이크로 프로세서로부터의 출력신호에 따라 상기 트랜지스터(TR1)가 동작하면, 전압분배저항기(R3)를 통한 직류전압은 트랜지스터(TR1)의 컬렉터와 이미터를 통하여 그라운드로 바이패스되므로, 다이오드(D2)의 양단전압값은 트랜지스터(TR1)의 컬렉터-이미터간 전압과의 병렬값이 된다.Therefore, when the transistor TR1 does not operate, both ends of the diode D2 maintain a predetermined voltage value. On the other hand, when the transistor TR1 operates according to the output signal from the microprocessor, the DC voltage through the voltage distribution resistor R3 is bypassed to ground through the collector and emitter of the transistor TR1, and thus, the diode D2. Is a parallel value with the collector-emitter voltage of the transistor TR1.

이와 같이, 마이크로 프로세서로부터의 출력신호의 유무에 의하여, 동일한 전원전압일지라도, 마이크로 프로세서로 입력되는 전압값을 변동시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명 장치를 사용한 설비의 적용대상 전원전압이 예컨대 220V에서 380V로 변화되더라도, 별도의 회로개조 없이도 전압변화에 기술적으로 대처할 수 있다.In this way, by the presence or absence of an output signal from the microprocessor, the voltage value input to the microprocessor can be varied even with the same power supply voltage. Therefore, even if the target power supply voltage of the equipment using the apparatus of the present invention is changed from 220V to 380V, it is possible to technically cope with the voltage change without a separate circuit modification.

마이크로 프로세서의 내부에는 입력전압값을 디지탈 값으로 변환하는 A/D 변환기가 내장된다. 따라서, 전압신호생성회로부에서 입력된 전압값과 기준전압신호생성회로부에서 입력되는 전압값과의 크기를 서로 비교하여, 과전압 또는 과소전압 여부를 판별할 수 있다.The microprocessor has an internal A / D converter that converts the input voltage value into a digital value. Therefore, by comparing the magnitudes of the voltage values input from the voltage signal generation circuit unit and the voltage values input from the reference voltage signal generation circuit unit, it is possible to determine whether overvoltage or undervoltage.

이와 같이 감지된 과전압 또는 과소전압시에 마이크로 프로세서(130)는 전원단속수단(150)에 제어신호를 출력하여, 전원공급을 트립시킬 수 있으며, 전원전압이 정상범위내로 복귀하면, 다시 제어신호를 출력하여 전원공급을 리턴시킬 수 있다.The microprocessor 130 outputs a control signal to the power interrupting means 150 to trip the power supply when the detected overvoltage or undervoltage is detected. When the power supply voltage returns to the normal range, the microprocessor 130 outputs the control signal again. Output to return the power supply.

다음은 절체시간설정부(127), 트립시간설정부(128), 그리고 지연시간설정부(129)의 동작을 설명한다.Next, operations of the transfer time setting unit 127, the trip time setting unit 128, and the delay time setting unit 129 will be described.

사용자는 절체시간설정부(127)를 통하여, 절체작동의 지연시간을 설정할 수 있다. 이러한 절체시간은 예를 들어, 0초에서 30초의 시간범위내에서 설정될 수 있다. 절체시간이 설정되면, 마이크로 프로세서는 전원절체의 제어신호를 설정된 시간 후에 출력한다. 따라서, 이러한 동작지연시간은 절체수단의 작동시간에 맞추어 설정될 수 있으므로, 양 전원을 비교하여 최적의 시각에 절체작동이 이루어지도록 조정가능하다.The user may set a delay time of the transfer operation through the transfer time setting unit 127. This transfer time can be set, for example, within a time range of 0 seconds to 30 seconds. When the transfer time is set, the microprocessor outputs the control signal of the power transfer after the set time. Therefore, since this operation delay time can be set in accordance with the operation time of the switching means, it is possible to adjust the switching operation to be performed at the optimum time by comparing the two power supplies.

또한 사용자는 트립시간설정부(128)를 통하여 전원전압의 이상시에 전원단속수단(150)에 의한 트립작동의 지연시간을 설정할 수 있다. 이러한 트립지연시간도 상기 절체시간설정부(127)의 동작과 마찬가지이지만, 전원단속의 제어신호를 설정된 시간지연후에 트립되도록 하는 점에 그 차이가 있다.In addition, the user may set the delay time of the trip operation by the power interrupting means 150 in the event of an abnormal power supply voltage through the trip time setting unit 128. The trip delay time is similar to the operation of the switching time setting unit 127, but there is a difference in that the control signal of the power interruption is tripped after a set time delay.

또한 사용자는 지연시간설정부(129)를 통하여 전원전압의 정상복귀시에 전원단속수단(150)의 리턴작동시간을 설정할 수 있다.In addition, the user may set the return operation time of the power interruption means 150 at the time of normal return of the power supply voltage through the delay time setting unit 129.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전원절체 및 단속제어부는 주전원의 정전시 예비전원으로의 절체하는 작동과 주전원의 회복시 다시 주전원으로 복귀하는 절체작동이 자동으로 이루어진다.As described above, the power switching and interruption control unit according to the present invention automatically performs a switching operation to switch back to the main power when the main power is switched to the backup power when the main power failure.

또한 본 발명에 따르면, 전원의 절체시 양 전원의 위상의 차를 감지하여, 최적의 절체시간에 절체작동이 이루어지므로, 전원절체기의 접점부에서의 아킹에 의한 절체기의 손상 및 관련회로소자의 손상이 방지된다.In addition, according to the present invention, by detecting the difference between the phase of the power supply when switching the power supply, the switching operation is performed at the optimum switching time, the damage of the switch by the arcing at the contact portion of the power switch and related circuit elements Damage is prevented.

또한 본 발명에 따르면, 전원의 절체시 각 전원장치의 정상가동에 필요한 시간동안의 지연후에 전원절체가 이루어지므로, 전원공급의 안정화가 이루어진다.In addition, according to the present invention, since power switching is performed after a delay for a time required for normal operation of each power supply device when switching power, the power supply is stabilized.

Claims

Controlling the operation of the power supply switching means and the power interrupting means; a power supply switching means for performing a switching operation between each power source; a power supply disconnecting means for tripping and returning the supply power; In the power supply switching system comprising a power supply switching and control device for

A phase signal input circuit section for inputting a phase change signal of each power source to the central processing means;

A reference voltage generating circuit section for inputting a reference voltage signal to the central processing means;

A power supply voltage signal input circuit section for inputting a signal according to the voltage value of each power supply to the central processing means;

Processing the signals input from the phase signal input circuit section, the reference voltage generation circuit section, and the power supply voltage signal input circuit section to output a switching signal between power supplies, a trip signal upon excessive and undervoltage of the power supply voltage, and a return signal when the power supply voltage returns normally. Power supply switching and control device comprising a central processing means for controlling the.

The method of claim 1, wherein the central processing means,

And a central processing means for comparing the phase signals inputted from the phase signal input circuit section and outputting a power switching signal when the difference between the phases of the two power supplies is within a predetermined range.

A power switching and control device, characterized in that to prevent the occurrence of arcing in the power switching means.

The method of claim 1,

A switching time setting unit for setting an output delay time of the power switching signal;

A trip time setting unit for setting an output delay time of the trip signal;

It further comprises a return time setting unit for setting the output delay time of the return signal,

A power switching and interruption control device, characterized in that the operation delay time of the return signal between the power supply and the excess and undervoltage of the power supply voltage can adjust the trip signal and the return signal when the power supply voltage is normally returned.