KR200144066Y1 - 다기능 전력 수급용 복합 계기의 주파수변동 검출회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다기능 전력 수급용 복합 계기의 주파수변동 검출회로에 관한 것으로, 주파수 검출회로에서 검출한 저주파수에 비례한 전원주파수 동기신호는 플립플롭의 클럭신호로 입력되도록 하고, 발진회로로 부터의 발진주파수 신호를 분주기에서 분주한 후 플립플롭의 리세트신호로 인가 되도록 함으로써 플립플롭의 출력단에서 입력주파수에 비례하는 전압주파수가 출력되어 전력량 연산회로에 주파수 오차 보정신호로 입력되도록 한 것이다.

Description

다기능 전력 수급용 복합 계기의 주파수변동 검출회로

제1도는 전력수급용 복합 계기의 전력량 검침부의 구성을 나타낸 블록도.

제2도는 본 고안의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

IC1,IC3 : 3상태버퍼 IC : 플립플롭

IC4 : 분주 IC TR : 트랜지스터

본 고안은 다기능 전력 수급용 복합 계기의 주파수변동 검출회로에 관한 것으로, 특히 입력전원의 전원주파수에 동기하는 전원주파수 동기신호를 기준 클럭으로하여 발진회로로 부터의 발진주파수를 분주하면서 입력주파수에 비례하는 전압신호를 구할 수 있도록 한 다기능 전력 수급용 복합 계기의 주파수변동 검출회로에 관한 것이다.

일반적으로 적산전력량계라 하면 일정한 시간내에 소비되는 전력의 합계를 누산 표시하면서 요금을 산정하기 위하여 유효전력량 등을 검침하도록 한 것임은 이미 잘 알려진 사실이다.

그리고 유효전력량을 측정하기 위하여 보통의 전력량계를 이용하면서 전일 전력량과 최대수요 전력의 정밀한 측정을 위한 정밀전력량계를 사용하고, 다시 역률측정에 의한 무효전력량을 측정하기 위하여 타임스위치와 무효전력량계 추가로 설치하여야 하였다.

그러므로 보통의 전력량계, 정밀전력량계, 타임스위치 및 무효전력량계들을 일체화한 전력수급용 복합계기를 사용하게 되고 복잡한 내부구성에 의한 계량치와 동작과정을 외부로 알려주어야 한다.

또한 변류기나 계기용 변압기에서 검출한 전류신호 및 전압신호의 주파수가 각상에 따라 다르게 되면 정확한 전력량의 계량이 되지 않게 되므로 유효전력량과 지상무효전력량 및 진상무효전력량을 계산하는 중에 주파수의 동기가 이루어지도록 하여야 한다.

이에따라 본 고안은 전원주파수에 동기한 전원주파수 동기신호를 클럭신호로 하여 입력주파수에 비례하는 전원신호를 구하여 전력량계산중에 주파수의 오차를 보정할 수 있도록 한 다기능 전력 수급용 복합 계기의 주파수변동 검출회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 주파수 검출회로에서 검출한 전원주파수에 비례한 전원주파수 동기신호는 플립플롭의 클럭신호로 입력되도록 하고, 발진회로로 부터의 발진주파수 신호를 분주기에서 분주한 후 플립플롭의 리세트신호로 인가되도록 함으로써 플립플롭의 출력단에서 입력주파수에 비례하는 전압주파수가 출력되어 전력량 연산회로에 주파수 오차 보정신호로 입력되도록 한 것이다.

이하 본 발명을 첨부도면에 의거 상세히 기술하면 다음과 같다.

제1도는 3상의 선로에 각각 설치된 제1내지 제3변류기에서 소비전류에 비례하는 전류신호를 검출하도록 하면서 3상의 선로에 각각 설치된 제1내지 제3계기용 변압기에서 부하전압에 비례하는 전압신호로 검출하도록 하고 이를 이용하여 유효전력량 등을 계량하도록 한 전력수즙용 복합게기의 전력량 검출부의 구성을 나타낸 것으로서, 상기의 제1내지 제3계기용 변압기의 전압신호를 입력받고 평형 조정부(1)와 위상보정부(2)가 각각 구비되어 유효전력용 전압으로 출력하는 제1전압변환회로(3)와, 상기 제1내지 제3변류기로 부터의 전류신호가 입력전류에 비례한 전압으로 변환시켜 출력하는 전류 변환회로(4)와, 상기 제1전압변환회로(3) 및 전류 변환회로(4)로 부터 입력되는 유효전력용 전압과 전압을 승산하고 가산ㆍ적분하여 유효전력에 비례하는 전압신호로 변환하는 제1전력-전압변환회로(5)와, 상기 제1전력-전압변환회로(5)로 부터의 전압신호를 입력받아 적분한후 펄스 주파수로 변환하는 제1전압-주파수 변환회로(6)와, 상기 제1내지 제3계기용 변압기로 부터 입력되는 전압신호의 위상을 90˚만큼 늦추어 상(Phase)이 변환되도록 하여 출력하는 이상회로(7)와, 상기 이상회로(7)로 부터의 입력되는 상기 변환된 전압신호에 대해 평형 조정부(8)와 위상 보정부(9)가 각각 구비되어 진상무효전력용 전압 및 지상무효 전력용 전압으로 출력하는 제2전압변환회로(10)와, 상기 이상회로(7)로 부터 상이 변환된 전압신호를 입력받아 전원주파수에 동기하는 전원주파수 동기신호로 출력하는 주파수 검출회로(11)와, 상기 주파수 검출회로(11)로 부터 전원주파수 동기신호를 클럭신호로 입력받아 발진회로(12a)로 부터의 발진주파수 신호를 분주하고 적분하여 입력주파수에 비례하는 전압신호로 출력하는 주파수 변동검출회로(12)와, 상기 제2전압 변환회로(10)로 부터 입력되는 지상무효전력용 전압과 상기 전류변환회로(4)로 부터의 전압을 승산하고 가산, 적분하여 무효전력에 비례한 전압으로 변환하는 제2전력-전압변환회로(13)와, 상기 주파수 변동검출회로(12)로 부터 입력되는 주파수에 비례하는 전압신호를 입력받으면서 상기 제2전력-전압 변환회로(13)로 부터의 전압을 보정하여 무효전력의 지상전력에 비례하는 전압신호로 출력하는 제1주파수 오차 보정회로(14)와, 상기 제1주파수 오차 보정회로(14)로 부터의 전압신호를 입력받아 적분한 후 펄스주파수로 변환하는 제2전압-주파수 변환회로(15)와, 상기 제2전압변환회로(10)로 부터 입력되는 진상 무효전력용 전압과 상기 전류변환회로(4)로 부터의 전압을 승산하고 가산, 적분하여 무효전력에 비례하는 전압으로 변환하는 제3전력-전압 변환회로(16)와, 상기 주파수 변동검출회로(12)로 부터 입력되는 주파수에 비례하는 전압신호를 입력받으면서 상기 제3전력-전압 변환회로(16)로 부터의 전압을 보정하여 무효전력의 진상전력에 비례하는 전압신호로 출력하는 제2주파수 오차 보정회로(17)와, 상기 제2주파수 오차보정회로(17)로 부터 입력되는 전압신호를 적분한 후 펄스주파수로 변환하는 제3전압-주파수 변환회로(18)와, 상기의 제1내지 제3전압-주파수 변환회로(6)(15)(18)로 부터의 펄스주파수를 입력받으면서 시스템 클럭에 의해 동작하면 정밀전력량계용 계량 펄스 신호의 계수와 계량값의 기억, 최대수요 전력계용 계량신호의 현재치, 최대치, 누적치의 기억, 만년카렌다 시계기능, 로드서베이(LOAD Survey)기능, 데이터 통신기능, 자기검사기능, 최대수요 전력복귀기능, 월간역률 계산기능, 경고기능, 계량치, 기록치, 설정치의 송ㆍ수신기능, 통신에 의한 각종 설정치 변경기능을 수행하는 중앙제어부(19)들로 구성한 것이다.

제2도는 주파수 변동 검출회로의 구성을 나타낸 것으로, 상기의 주파수 검출회로(11)로 부터의 전원주파수 동기신호(ACP)가 3상태버퍼(IC1)를 거쳐 플립플롭(IC2)의 클럭단자(CK)에 인가되도록 하고, 발진회로(12a)의 수정진동자(X-tal)에서 앤드케이트(A1)(A2)를 경유하는 중에 형성된 발진주파수는 트랜지스터(TR)에 의해 반전증폭된 후 3상태버퍼(IC3)를 거치고 분주IC(IC4)에서 분주되어 상기 플립플롭(IC2)의 리세트단자(R)에 인가되도록 하여 이의 출력단(Q)에서 입력주파수에 비례하는 전압신호가 지상무효 전력량 연산회로 및 진상무효전력량 연산회로의 주파수 오차 보정회로(14),(17)에 입력되도록 한 것이다.

이와 같이 구성한 본 고안의 다기능 전력수급용 복합계기의 주파수 변동검출회로는 상기의 제1내지 제3계기용 변압기의 전압신호를 입력받으면 평형 조정부(1)와 위상보정부(2)가 각각 구비된 제1전압변환회로(3)에서 유효전력용 전압으로 출력하고, 상기 제1내지 제3변류기로 부터 전류신호를 입력받는 전류변환회로(4)에서는 입력전류에 비례한 전압으로 변환시켜 출력한다.

그러므로 상기 제1전압변환회로(3) 및 전류변환회로(4)로 부터 유효전력용 전압과 전압을 입력받는 제1전력-전압변환회로(5)에서는 이들 전압치를 승산하고 가산ㆍ적분하여 유효전력에 비례하는 전압신호로 변환한다.

상기 제1전력-전압변환회로(5)로 부터의 전압신호를 입력받는 제1전압-주파수 변환회로(6)는 이를 적분한 후 펄스 주파수로 변환하여 출력한다.

상기 제1내지 제3계기용 변압기로 부터 전압신호를 전달받는 이상회로(7)는 이의 위상을 90˚만큼 늦추어 상(Phase)이 변환된 전압신호가 제2전압변환회로(10)로 입력되도록 하여 평형 조정부(8)와 위상 보정부(9)를 각각 구비하여 진상무효전력용 전압 및 지상무효 전력용 전압으로 출력하도록 한다.

상기 이상회로(7)로 부터 상이 변환된 전압신호를 입력받는 주파수 검출회로(11)는 전원주파수에 동기하는 전원주파수 동기신호로 주파수 변동검출회로(12)에 클럭신호로 출력하여 발진회로(12a)로 부터의 발진주파수 신호를 분주하고 적분하여 입력주파수에 비례하는 전압신호로 출력하도록 한다.

즉, 제2도에 도시한 것과 같이 주파수검출회로(11)에서 전원주파수에 동기하는 전원주파수 동기신호(Acp)가 3상태버퍼(IC3)를 거쳐 플립플롭(IC2)의 클럭단자(CK)로 인가되도록 하고, 발진회로(12a)의 수정진동자(X-tal)에서 두 앤드게이트(A1),(A2)를 경유하는 중에 형성된 발진주파수는 트랜지스터(TR)에 의해 반전된 후 3상태버퍼(IC3)에서 분주되어 플립플롭(IC2)의 리세트단자(R)로 인가되도록 함으로써 분주된 발진회로(12a)의 클럭주파수를 전원주파수에 동기된 전원주파수 동기신호(Acp)의 클럭에 따라 전압신호로 출력되어 무효전력량 연산회로의 주파수 오차 보정회로(14)(17)에 공급되도록 함으로써 정확한 무효전력량의 계산이 가능하도록 한다.

한편, 상기 제2전압 변환회로(10)로 부터 지상무효전력용 전압과 상기 전류변환회로(4)로 부터 전압을 각각 전달받는 제2전력-전압변환회로(13)는 이들 전압치를 승산하고 가산, 적분하여 무효전력에 비례한 전압으로 변환한다.

그러므로 상기 주파수 변동검출회로(12)로 부터 입력되는 주파수에 비례하는 전압신호를 입력받는 제1주파수 오차 보정회로(14)는 상기 제2전력-전압 변환회로(13)로 부터의 전압을 보정하여 무효전력의 지상전력에 비례하는 전압신호로 제2전압-주파수 변환회로(15)에 출력하여 적분하면서 펄스주파수로 변환하도록 한다.

상기 제2전압변환회로(10)로 부터 진상 무효전력용 전압과 상기 전류변환회로(4)로 부터 전압을 각각 전달받는 제3전력-전압 변환회로(16)에서는 이들 전압치를 승산하고 가산, 적분하여 무효전력에 비례하는 전압신호로 변환하여 제2주파수 오차 보정회로(17)에 출력하여 상기 제3전력-전압 변환회로(16)로 부터의 전압을 보정하면서 무효전력의 진상전력에 비례하는 전압신호로 출력하도록 한다.

그리고 상기 제2주파수 오차보정회로(17)로 부터 전압신호를 입력받는 제3전압-주파수 변환회로(18)에서는 이를 적분한 후 펄스주파수로 변환하여 상기의 제1내지 제2전압-주파수 변환회로(6)(15)의 펄스주파수와 함께 중앙제어부(19)로 전달하여 정밀전력량계용 계량 펄스 신호의 계수와 계량값의 기억, 최대수요 전력계용 계량신호의 현재치, 최대치, 누적치의 기억, 만년카렌다 시계기능, 로드서베이(Lord Survey)기능, 데이터 통신기능, 자기검사기능, 최대수요 전력복귀기능, 월간역률 계산기능, 경고기능, 계량치, 기록치, 설정치의 송ㆍ수신기능, 통신에 의한 각종 설정치 변경기능을 수행하도록 한다.

Claims (1)

1. 이상회로(7)로 부터 상이 변환된 전압신호를 입력받는 주파수 검출회로(11)는 전원주파수에 동기하는 전원주파수 동기신호를 클럭신호로 전달받아 입력주파수에 비레하는 전압신호로 무효전력량 연산회로의 주파수 오차 보정회로(14)(17)에 공급하도록 한 다기능 전력 수급용 복합 계기의 주파수변동 검출회로에 있어서, 상기의 전원주파수 동기신호(Acp)는 3상태버퍼(IC1)를 거쳐 플립플롭(IC2)의 클럭단자(CK)에 인가되도록 하고, 발진회로(12a)의 발진주파수는 트랜지스터(TR)에 의해 반전증폭된 후 3상태버퍼(IC3)를 거쳐 분주IC(IC4)에서 분주되도록 하고, 분주된 발진주파수가 리세트단자(R)에 인가되는 플립플롭(IC2)의 출력단에서 전원주파수에 비례하는 전압신호가 무효전력량 연산회로의 주파수 오차 보정회로(14)(17)로 출력되도록 구성하여서 됨을 특징으로 하는 다기능 전력 수급용 복합계기의 주파수변동 검출회로.