KR200294734Y1 - 다중 부하용 전자식 전력량계의 부하 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다중 부하용 전자식 전력량계의 부하 제어장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 한 대의 전력량계에서 다중 부하의 전력량을 측정하고 이를 저정할 수 있는 다중 부하용 전자식 전력량계에 있어서, 외부에서 전원이 공급되는 주전원선(7)에는 외부전원의 공급을 제어할 수 있는 주개폐기(72)를 설치하고, 주전원선(7)에서 분기되어 각 부하별로 전원을 공급하는 각각의 개별공급선(8)(8a)(8b)(8c)에는 각 부하별로 공급되는 상전류를 검출하는 전류센서(1)(1a)(1b)(1c)와 개별전원의 공급을 제어할 수 있는 보조개폐기(82)(82a)(82b)(82c)를 설치하여 중앙처리장치(3)에 의해 주개폐기(72)와 보조개폐기(82)(82a)(82b)(82c)의 작동을 제어 가능케하며, 통신포트(56)를 이용해 통해서 중앙처리장치(3)에 명령을 전달할 수 있게 하므로서 다중부하를 측정하는 전자식 전력량계에서 특정 부하나 전체부하의 전력공급을 제어할 수 있게되어, 부하 초과로 인한 주상변압기나 기타 고가 장비의 파손을 방지할 수 있을뿐 만 아니라, 적정부하의 사용을 유도하여 절전효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.

Description

다중 부하용 전자식 전력량계의 부하 제어장치{load controling device for multi load of Electronic WHMS}

본 고안은 다중 부하용 전자식 전력량계의 부하 제어장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 한 대의 전자식 전력량계에 다수의 출력부를 형성하여 각 출력부의 전기부하를 측정하고, 출력부의 전기 공급을 선택적으로 제어할 수 있는 장치를 부가하므로서, 한 대의 전자식 전력량계를 이용해 다중 부하에 대한 사용량의 측정과 제어가 가능케 한 것이다.

전력사용량의 급증과 더불에 매년 여름마다 최대 전력사용량이 증가하여 전력대란에 대한 우려가 증가함에 따라서 전력을 생산하는 한국전력공사에서는 전기요금의 인상과 더불어 전력사용량이 많은 피크타임대의 전기요금은 비싸게 책정하고, 전력사용량이 적은 심야의 비피크타임대의 전기요금은 싸게 책정하는 요금제도를 시행하고 있을뿐 만 아니라, 누진요금제도를 시행하여 일정량 이상의 전기를 사용하게되면 훨씬 비싼 전기요금을 부과하여 전력의 과다사용을 억제하고 절전을 유도하고 있는 실정이다.

따라서, 산업체나 다세대 주택등 전기의 사용량이 많은 곳에서는 한국전력공사와 사전 계약을 통해 일정량의 계약 전력을 공급받아 사용하므로서 적절한 전력공급의 확보와 더불어 누진 요금의 부과를 막기위한 피크요금제를 사용하는 곳이 점차 증가하고 있는 실정이다.

그러나 이러한 피크요금제를 사용하는 곳에서도 점차적으로 전력 사용량이 증가하는 경우에는 사용자가 이를 미쳐 인지하지 못하는 경우가 많고, 그로인해 전력사용량이 계약된 사용량을 초과하는 경우, 일정한 전력을 공급받기위해 설치된 주상변압기가 과부하로 인해 파손되는 경우가 발생하여 고가의 장비에 대한 보수에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 한대의 전력량계에서 다중 부하를 개별적으로 계량하여 피크타임의 관리가 가능한 전자식 전력량계의 외부전원을 공급받는 주 전원선과, 이로부터 분기되는 개별공급선에 각각 개폐기를 설치하여 전력량이 계산된 데이타를 처리, 저장하는 중앙처리장치에 의해 각 개폐기들의 작동을 제어할수 있게 한 것으로서 이를 첨부된 도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 기본 구성을 나타낸 블럭도

도 2는 본 고안의 작동순서를 나타내 흐름도

도 3은 본 고안의 심야전기 사용을 나타낸 블럭도

도 4는 도 3의 작동순서를 나타낸 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 1a, 1b, 1c : 전류센서 2 : 디지털신호처리부

3 : 중앙처리장치 32 : LCD

4 : 메모리부 5 : 데이타통신부

52 : 광포트 54 : 콘넥터

56 : 통신포트 6 : 전원부

7 : 주전원선 72 : 주개폐기

8, 8a, 8b, 8c : 개별공급선 82, 82a, 82b, 82c : 보조개폐기

한 대의 전력량계에서 다중 부하의 상전류량을 각 부하별로 측정하는 전류센서(1)(1a)(1b)(1c)와, 전류센서(1)(1a)(1b)(1c)에서 측정된 신호값을 디지털 신호로 변환 처리하는 디지털신호처리부(2)와, 각 부하별로 측정된 상전류량을 통해 전력사용량을 적산 처리하고 필요한 데이타를 디스플레이창을 통해 출력하며 각 부의 제어를 담당하는 중앙처리장치(3)와, 처리된 데이타 및 데이타 처리에 관련된 프로그램을 저장하는 메모리부(4)와, 검침수단의 요구를 수신하고 기억수단에 저장된 데이타를 송신하는 데이타통신부(5)와, 상기 회로 각부에 광범위 안정화 전원을 공급하고 또 정전에 대비하는 백업전원을 공급하기 위한 전원부(6)로 구성된 다중 부하용 전자식 전력량계에 있어서,

외부에서 전원이 공급되는 주전원선(7)에는 외부전원의 공급을 제어할 수 있는 주개폐기(72)를 설치하고, 주전원선(7)에서 분기되어 각 부하별로 전원을 공급하는 각각의 개별공급선(8)(8a)(8b)(8c)에는 각 부하별로 공급되는 상전류를 검출하는 전류센서(1)(1a)(1b)(1c)와 개별전원의 공급을 제어할 수 있는 보조개폐기(82)(82a)(82b)(82c)를 설치하여 중앙처리장치(3)에 의해 주개폐기(72)와 보조개폐기(82)(82a)(82b)(82c)의 작동을 제어 가능케하며, 통신포트(56)를 이용해 통해서 중앙처리장치(3)에 명령을 전달할 수 있게 한 구성이다.

이와 같이 된 본 고안은 한 대의 전력량계를 이용해 다중 부하의 전력사용량을 동시에 계량할 수 있을뿐 만 아니라, 메모리부(4)에 저장된 프로그램에 의해 지정된 설정값과, 전력사용량을 측정하는 측정수단을 통해 수집된 데이타를 비교, 분석하여 필요에 따라, 각 부하별로 설치된 보조개폐부나, 주개폐부를 선택적으로 작동시켜 특정 부하나 전체 부하로의 전력공급을 제어할 수 있게 되어 계약 전력의 사용초과를 예방할 수 있게 되는데 이러한 본 고안의 바람직한 실시예를 도면과 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 첨부도면 도 1은 본 고안의 전체적인 기본구성을 나타낸 블럭도로서, 다중 부하에 대하여 각 부하별로 전력의 사용량을 측정할 수 있는 전자식 전력량계의 구성을 나타낸 것인데, 이러한 전자식 전력량계의 기본적인 작동형태를 설명하면 다음과 같다.

도면에서 제1전원부(62)는 저전압 선형 레귤레이터(Regulator)를 이용해 입력전압(A상전압)을 12V로 정류 및 평활하여 안정화 직류전압을 출력하며 제2전원부(64)는 상기 제1전원부(62)에서 출력된 12V전압을 5V의 로직전압으로 변환하여 회로에 공급하고, 기준전압부(66)는 5V전압을 입력으로 하여 2.5V의 기준전압을 디지털신호처리부(2)에 공급하게된다.

또한, 각 부하마다 설치되는 전류센서(1)(1a)(1b)(1c)에서 각각 감지된 전류값들이 디지털신호처리부(2)에 입력되면, 입력된 전압과 전류신호를 아날로그/디지털 변환하고 이 디지털 변환된 값을 이용해서 전력량 연산을 수행하게된다.

그리하여 디지털신호처리부(2)의 연산결과(B상정보, 주파수정보, 전력정보 삭제/기록 등)가 중앙처리장치(3)로 전달되면, 중앙처리장치(3)는 데이타를 처리하여 전력값을 LCD구동수단을 이용해서 LCD(32)에 표시하고 아울러, 처리된 데이타는 데이타의 처리에 필요한 각종 프로그램들이 저장되어 있는 비휘발성 메모리로 된 메모리부(4)에 저정되고, 현재 계량기간의 TOU데이타는 중앙처리장치(3)내의 램(RAM)에 저장되기 때문에, 검침기를 이용해 중앙처리장치(3)에 명령을 전달하여 상기 계량 정보에 대한 전자적 접근을 시도하면, 중앙처리장치(3)는 전력량계 내부의 데이타통신부(5)를 제어하므로서 데이타통신부(5)를 이용해서 상기 계량 정보에대한 전자적 접근을 확보해 주므로서 검침기에 의한 검침이 이루어질수 있게 되는 것이다.

이와 같은 과정을 통해 하나의 계량기에서 다중 부하에 대한 각각의 전압과 전류를 검출하고, 이 검출된 전압과 전류의 곱으로 유효전력과 무효전력을 측정(연산)하고, 이것들을 시간에 대하여 적산하여 측정값에 대한 출력펄스를 제공함으로써, 다수의 부하에 대한 각각의 전력량을 저장, 표시, 광통신 출력할 수 있게 되는데, 도면에서와 같이 외부에서 전원이 공급되는 주전원선(7)에는 외부전원의 공급을 제어할 수 있는 주개폐기(72)를 설치하고, 주전원선(7)에서 분기되어 각 부하별로 전원을 공급하는 각각의 개별공급선(8)(8a)(8b)(8c)에는 각 부하별로 공급되는 상전류를 검출하는 전류센서(1)(1a)(1b)(1c)와 개별적으로 공급되는 전원의 공급을 제어할 수 있는 보조개폐기(82)(82a)(82b)(82c)를 각각 설치하여 중앙처리장치(3)에 의해 주개폐기(72)와 보조개폐기(82)(82a)(82b)(82c)의 작동을 제어 가능케 하므로서 특정 부하의 전력사용량 초과나 전체 부하의 전력사용량 초과를 부하를 차단할 수 있게 된다.

즉, 본 고안에서 데이타를 저장하는 메모리부(4)에는 데이타의 처리에 필요한 각종 프로그램들이 저장되어 있어서, 중앙처리장치(3)가 데이타를 처리할때, 프로그램을 구동시켜 각종 데이타를 처리하게 되는데, 이 메모리부(4)에 저장된 프로그램에 주개폐기(72)나 보조개폐기(82)(82a)(82b)(82c)가 차단 작동하는 전기부하값이나 또는 단속되는 시간등을 설정해 두게되면, 각 부하나 전체 부하에 대하여 전원 공급을 제어할 수 있게 되는데, 이를 첨부도면 도 2의 흐름도를 통해 설명하면 다음과 같다.

먼저 각 부하별로 전압와 전류값을 측정하여 이를 디지털신호로 변환한 후 전력사용량을 계산하게 되는데, 이를 통해 얻어진 각 부하별 전력사용량 데이타는 메모리부(4)에 저장됨과 동시에 중앙처리장치(3)에 의해 메모리부(4)의 프로그램상에 저장된 개폐기 작동 설정값과 비교가 이루어지게된다.

그리하여 각 부하별로 얻어진 데이타중에서 프로그램상에 저장되어있던 개폐기 작동 설정값을 초과하는 데이타가 있으면 중앙처리장치(3)는 그 데이타를 추적하여 그 데이타가 얻어진 부하를 공급하는 개별공급선(8)(8a)(8b)(8c)에 설치된 보조개폐기(82)(82a)(82b)(82c)를 작동시켜 그 부하로의 전력공급을 제어하게 되는 것이다.

이때, 개폐기 작동 설정값은 전체부하에 관한 값과 개별부하에 관한 값을 별도로 프로그램상에 저장하기때문에, 개별부하의 초과시와 마찬가지로 전체부하가 개폐기 작동 설정값을 초과하는 경우에는 주전원선(7)에 설치된 주개폐기(72)를 작동시켜 전체 부하로의 전력공급을 제어하므로서, 부하초과로 인한 주상변압기나 그 밖의 각종 장치들의 파손을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 첨부도면 도 3은 본 고안의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 시간에 의한 개폐기의 작동을 이용해 심야전기를 사용하는 예를 나타낸 것인데 이는 중앙처리장치(3) 내부에 내장된 시간회로를 통해 전력사용량의 데이타가 얻어진 시간을 측정하여 메모리부(4)의 프로그램상에 설정된 개폐기 작동시간과 비교한 후 미리 설정된 시간대가 심야부하의 개폐기(82a')(82c')를 작동시킬 수 있게 하므로서 심야전기의 공급도 자동으로 제어할 수 있게 되는 것이다.

한편, 전력량계 내부의 중앙처리장치(3)에 명령을 전달할 있는 데이타통신부(5)에는 근거리 접속을 위한 광포트(52)나 또는 직접 접속을 위한 콘넥터(54) 외에도 통신포트(56)를 부가하므로서 온라인 접속을 통해 원격으로 중앙처리장치(3)에 명령을 전달할 수 있기때문에, 원거리에서 다수의 전력량계에 대한 원격 검침이나 원격제어가 가능케 된다.

아울러 본 고안에서 사용되는 개폐기는 통상적으로 전기설비에 사용되는 모든 종류의 제품을 사용할 수 있으되, 부하 용량에 따라서 그 종류가 변경될 수 있음을 미리 밝혀두는 바이다.

상술한 바와 같이 본 고안은 다중부하를 측정하는 전자식 전력량계에서 특정 부하나 전체부하의 전력공급을 제어할 수 있게되어, 부하 초과로 인한 주상변압기나 기타 고가 장비의 파손을 방지할 수 있을뿐 만 아니라, 적정부하의 사용을 유도하여 절전효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 한 대의 전력량계에서 다중 부하의 상전류량을 각 부하별로 측정하는 전류센서(1)(1a)(1b)(1c)와, 전류센서(1)(1a)(1b)(1c)에서 측정된 신호값을 디지털 신호로 변환 처리하는 디지털신호처리부(2)와, 각 부하별로 측정된 상전류량을 통해 전력사용량을 적산 처리하고 필요한 데이타를 디스플레이창을 통해 출력하며 각 부의 제어를 담당하는 중앙처리장치(3)와, 처리된 데이타 및 데이타 처리에 관련된 프로그램을 저장하는 메모리부(4)와, 검침수단의 요구를 수신하고 기억수단에 저장된 데이타를 송신하는 데이타통신부(5)와, 상기 회로 각부에 광범위 안정화 전원을 공급하고 또 정전에 대비하는 백업전원을 공급하기 위한 전원부(6)로 구성된 다중 부하용 전자식 전력량계에 있어서,

   외부에서 전원이 공급되는 주전원선(7)에는 외부전원의 공급을 제어할 수 있는 주개폐기(72)를 설치하고, 주전원선(7)에서 분기되어 각 부하별로 전원을 공급하는 각각의 개별공급선(8)(8a)(8b)(8c)에는 각 부하별로 공급되는 상전류를 검출하는 전류센서(1)(1a)(1b)(1c)와 개별전원의 공급을 제어할 수 있는 보조개폐기(82)(82a)(82b)(82c)를 설치하여 중앙처리장치(3)에 의해 주개폐기(72)와 보조개폐기(82)(82a)(82b)(82c)의 작동을 제어 가능케하며, 통신포트(56)를 이용해 통해서 중앙처리장치(3)에 명령을 전달할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 다중 부하용 전자식 전력량계의 부하 제어장치