KR200347104Y1

KR200347104Y1 - 인공지능형 자동 전압 조절장치

Info

Publication number: KR200347104Y1
Application number: KR20-2003-0040558U
Authority: KR
Inventors: 이영석
Original assignee: 이영석
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2004-04-09

Abstract

본 고안은, 인공지능형 전압 자동 조절장치에 관한 것이다. 본 고안은 전력 공급업체로부터 수용가측의 전기 기기로 공급되는 전압을 자동으로 조절하는 자동 전압 조절장치에 있어서, 입력되는 전압의 변동에 관계없이 일정한 전압을 출력하는 인공지능형 자동 전압 조절장치에 있어서, 전력 공급업체에서 수용가측에 설치된 전기기기를 구동하는데 필요한 전원을 공급하는 전원입력부(100)와; 상기 전원입력부(100)와 스위칭장치에 전기적으로 연결되어, 상기 전원입력부에서 공급되는 전압 및 전류를 검출하는 입력전압 검출부(200)와; 상기 입력전압 검출부(200)를 통해서 일정 시간동안 최저 전압, 최고 전압 및 전류를 검출하고 제어하여 기준 전압을 설정함과 동시에, 표시장치를 통해서 상기 최저 전압, 최고 전압, 전류 및 온도를 표시하는 제어부(300)와; 상기 제어부(300)의 제어에 따라 상기 전원입력부(100)에서 공급되는 전압을 유지하거나 차단하는 조작부(400)와; 상기 제어부(300)에서 설정된 상기 기준 전압에 따라 상기 전원입력부(100)에서 공급되는 전압을 단계적으로 조절하는 전압조절부(500)와; 상기 제어부(300)와 상기 전압조절부(500)의 사이에 설치되어 상기 전압조절부(500)에서 출력되는 전압을 검출하는 출력전압 검출부(600)와; 상기 출력전압 검출부(600)에서 검출되는 전압에 따라 상기 전원입력부(100) 또는 상기 전압조절부(500)에서 공급되는 전압을 전환하여 공급하는 바이패스부(700) 및 상기 바이패스부(700)에서 전환되어 공급되는 전압을 전기적으로 연결되는 전기기기에 공급하는 전원출력부(800)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인공지능형 자동 전압 조절장치{Automatic voltage regulator for artificial intelligence}

본 고안은 인공지능형 자동 전압 조절장치(Automatic Voltage Regulator;AVR)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력 공급업체에서 수용가측으로 공급되는 전압을 일정 시간동안 모니터링해서 최저 전압과 최고 전압을 검출하고, 적절한 기준 전압을 설정하여 전기 기기로 자동적으로 공급하는 인공지능형 자동 전압 조절장치에 관한 것이다.

자동 전압 조절장치(AVR)란, 각종 전기기기에 일정한 전압을 공급하는 장치로서, 전기기기로 공급되는 전압이 높으면 감압하고, 낮으면 승압하여 미리 설정된 기준 전압을 자동적으로 전기기기에 공급하는 것이다. 즉, 각종 전기기기로 공급되는 전압이 미리 설정된 기준 전압의 범위를 벗어나게 되면, 검출회로가 이를 검출하고, 자동으로 조절하여 전기기기로 기준 전압을 공급하는 장치이다.

일반적으로, 우리나라의 경우 전력 공급업체에서 수용가측으로 공급되는 전압은, 정격 전압의 ±6% 범위내에서 공급되고 있으며, 예를 들면 정격 전압이 220V인 경우, 최저 207V의 전압에서 최고 233V의 전압까지 공급되고 있으며, 이것은 전기의 사용 시간이나 장소에 따라 다르다. 또, 통상적으로 수용가측에 설치되는 전기기기는 정격 전압의 ±10% 범위, 예를 들면 정격 전압이 220V인 경우 최저 198V에서 최고 242V의 전압이 공급되어도 정상적으로 동작하도록 전기형식 승인사항에 규정하고 있다.

실제로, 전기를 많이 사용하는 시간대에는 전압 강하가 많이 생겨 207V 이하로 떨어지는 경우도 있다. 그래서, 실제로 전력 공급업체에서 수용가측으로 공급하는 전압은, 전압 강하를 고려하여 승압된 전압을 전송하므로, 수용가측의 인입 전압이 과전압으로 되는 경우가 많다.

또한, 상가가 밀집된 지역이나 주택가, APT 단지 등의 경우에는 초저녁 시간대에 전기 사용량이 많다. 이것을 기준으로 하여 전력 공급업체에서 수용가측으로전압을 공급하는 경우, 심야 시간대에 비해 낮시간대의 공급 전압이 230V 이상으로 높게 되는 경우가 있다. 반대로, 공단 지역의 경우에는 낮 시간대에 공급 전압이낮고, 휴일 및 밤 시간대에는 공급 전압이 높게 된다. 그리고, 농촌지역에서는 심야 전력의 과다 사용과 농공단지의 활성화로 인해 시간대별로 많은 차이를 보이고 있어 전압 편차가 심하다. 이 경우, 예를 들면 시간대별로 조명등의 조도에 차이가 생겨, 조명등의 수명이 단축된다.

이와 같이, 전력 공급업체에서 수용가측으로 공급되는 전압의 차이 중, 최저 전압에 의해 발생되는 사고를 미연에 방지하기 위해, 전력 공급업체에서는 거의 최대 전압에 가까운 전압을 수용가측으로 공급하고 있다.

또한, 전력 공급업체에서 수용가측으로 공급되는 전압이 불안정하거나 또는 공급되는 전압이 변동하여도 일정한 기준 전압을 전기기기로 공급하도록 자동 전압 조절장치(AVR)가 사용되고 있다.

그렇지만, 종래의 자동 전압 조절장치는, 전력 공급업체에서 수용가측으로 공급되는 전압이 높거나 낮게 변동하여도 미리 설정된 기준 전압으로 설정하여 전기기기로 출력하기 때문에, 최저 전압이 공급되면 공급되는 전압을 상승시키고, 최대 전압이 공급되면 공급되는 전압을 강하시켜 공급하여야 하기 때문에, 전력이 과잉으로 소비된다는 문제점이 있다.

또한, 수용가측에 설치되는 전기기기의 이상이나 과부하에 의해 전력 공급업체에서 전기기기로 공급되는 전원이 차단되어 정전 사태가 발생된다는 문제점도 있다.

따라서, 본 고안의 목적은 전력 공급업체에서 전기기기로 공급되는 전압을효율적으로 제어하여 전력 소비를 절감시키는 인공지능형 자동 전압 조절장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 전기기기의 이상이나 과부하에 의해 정전 사태가 발생되는 것을 방지하는 인공지능형 자동 전압 조절장치를 제공하는데 있다.

도 1 은 본 고안의 개략적인 구성을 기능적으로 나타내는 블록도,

도 2 는 본 고안의 개략적인 회로 구성을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 전원입력부, 200 입력전압 검출부,

300 제어부, 400 조작부,

500 전압조절부 600 출력전압 검출부,

700 바이패스부, 800 전원출력부

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 전력 공급업체에서 수용가측에 설치된 전기기기를 구동하는데 필요한 전원을 공급하는 전원입력부와; 상기 전원입력부와 스위칭장치에 전기적으로 연결되어, 상기 전원입력부에서 공급되는 전압 및 전류를 검출하는 입력전압 검출부와; 상기 입력전압 검출부를 통해서 일정 시간동안 최저 전압, 최고 전압 및 전류를 검출하고 제어하여 기준 전압을 설정함과 동시에, 표시장치를 통해서 상기 최저 전압, 최고 전압, 전류 및 온도를 표시하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전원입력부에서 공급되는 전압을 유지하거나 차단하는 조작부와; 상기 제어부에서 설정된 상기 기준 전압에 따라 상기 전원입력부에서 공급되는 전압을 단계적으로 조절하는 전압조절부와; 상기 제어부와 상기 전압조절부의 사이에 설치되어 상기 전압조절부에서 출력되는 전압을 검출하는 출력전압 검출부와; 상기 출력전압 검출부에서 검출되는 전압에 따라 상기 전원입력부 또는 상기 전압조절부에서 공급되는 전압을 전환하여 공급하는 바이패스부 및 상기 바이패스부에서 전환되어 공급되는 전압을 전기적으로 연결되는 전기기기에 공급하는 전원출력부를 포함한다.

또한, 본 고안의 스위칭장치는 NFB(No Fuse Breaker)로 구성되며, 상기 전원입력부(100)에서 공급되는 전류가 일정치 이상으로 일정 시간 이상 흐르는 경우에는 상기 전원입력부로부터의 전류 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다. 또한, 제어부는 부저 등과 같은 경보장치를 더 포함하고, 그 표시장치는, LED 또는 LCD로 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 조작부는 계전기(릴레이)로 구성되고, 상기 전압조절부는 주권선과 여자권선을 가지는 오토 트랜스로 구성되며, 상기 여자권선은 4개의 탭으로 구분되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 1 은 본 고안의 개략적인 구성을 기능적으로 나타내는 블록도이고, 도 2 는 본 고안의 개략적인 회로 구성을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안은 입력되는 전압의 변동에 관계없이 일정한 전압을 출력하는 인공지능형 전압 자동 조절장치에 있어서, 전원입력부(100)와; 입력전압 검출부(200)와; 제어부(300)와; 조작부(400)와; 전압조절부(500)와; 출력전압 검출부(600), 바이패스부(700) 및 전원출력부(800)를 를 포함한다.

전원입력부(100)는, 수용가측의 내부에 설치되어, 전력 공급업체로부터 공급되는 전압이 입력되는 부분이다. 또, 상기 전원입력부(100)와 전기적으로 연결되는 스위칭장치로는 NFB(No Fuse Breaker)가 사용되며, 상기 NFB(No Fuse Breaker)는 상기 전원입력부(100)로부터 공급되는 전류가 일정치 이상으로 일정 시간 이상 흐르는 경우 상기 전원입력부(100)로부터의 전류 공급을 차단한다.

또한, 입력전압 검출부(200)는 상기 NFB와 전기적으로 연결되어, 상기 전원입력부(100)로부터 공급되는 전류 및 전압을 검출한다.

다음에, 제어부(300)는 일정 시간동안 상기 입력전압 검출부(200)를 통해서 검출되는 전압중 최저 전압과 최고 전압을 선택하고, 이들 최저 및 최고 전압을 참조하여 기준 전압을 설정하여 표시장치를 통해서 최저 전압, 최고 전압, 전류 및 온도를 각각 표시한다. 또한, 상기 제어부(300)는 부저 등과 같은 경보장치를 더 포함하며, 상기 표시장치는, LED 또는 LCD로 구성한다.

또한, 조작부(400)는 계전기(릴레이)로 구성되며, 상기 제어부(300)의 제어에 따라 상기 전원입력부(100)에서 공급되는 전압을 유지하거나 차단한다.

또, 전압조절부(500)는 주권선과 여자권선을 가지는 오토 트랜스로 구성되며, 상기 제어부(300)에서 설정된 상기 기준 전압에 따라 상기 전원입력부(100)에서 공급되는 전압을 단계적으로 조절한다. 상기 여자권선은 4개의 탭으로 구분된다.

또한, 출력전압 검출부(600)는, 상기 제어부(300)와 상기 전압조절부(500)의 사이에 설치되어 상기 전압조절부(500)에서 출력되는 전압을 검출하고, 바이패스부(700)는 상기 출력전압 검출부(600)에서 검출되는 전압에 따라 상기 전원입력부(100) 또는 상기 전압조절부(500)에서 공급되는 전압을 전환하여 전기기에 전기적으로 연결되는 전원출력부(800)에 공급한다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 동작을 설명하면, 다음과 같다.

먼저, 전력 공급업체에서 수용가측에 설치된 각종 전기기기를 구동하는데 필요한 전원이 전원입력부(100)로 공급된다.

이어서, 상기 전력 공급업체에서 수용가측으로 공급되는 전원은 스위칭장치인 NFB를 통해서 입력전압 검출부(200)로 공급되어 전압 및 전류가 검출됨과 동시에, 제어부(300)로 공급된다.

다음에, 제어부(300)는 일정 시간동안 상기 입력전압 검출부(200)를 통해 검출되는 전압 중 최전 전압과 최고 전압을 검출하여 기준 전압을 설정하고, 또 전류 및 온도를 검출하여 LED 또는 LCD로 구성되는 표시장치를 통해서 최전 전압, 최고 전압, 전류 및 온도를 표시하여 외부의 사용자에게 알린다. 또한, 상기 제어부(300)는 부저 등과 같은 경보장치를 더 포함한다.

이때, 상기 제어부(300)는 상기 전력 공급업체에서 수용가측으로 공급되는 전압중 검출되는 최전 전압을 기준 전압으로 설정한다. 또, 상기 제어부(300)와 전압조절부(500)의 사이에 설치되는 출력전압 검출부(600)에서 출력전압을 검출하여 상기 제어부(300)로 통지한다. 이렇게 설정된 기준 전압에 따라, 상기 전력 공급업체에서 공급되는 전압이 기준 전압보다 낮으면, 경보장치를 구동하여 외부 사용자에게 통지함으로써 상기 전력 공급업체에서 공급되는 전압을 승압시킨다. 또, 기준 전압이 공급되면 바이패스부(700)를 전환하여 상기 전원입력부(100)에서 공급되는 전압을 바이패스부(700)를 통해서 각종 진기기기에 전기적으로 연결되는 전원출력부(800)로 공급한다.

또한, 기준 전압보다 높으면 계전기(릴레이)로 구성되는 조작부(400) 및 오토 트랜스로 구성되는 전압조절부(500)를 제어하여 기준 전압까지 감압한 후, 바이패스부(700)를 통해서 전원출력부(800)로 공급한다. 또, 상기 전압조절부(500)는 주권선과 4개의 탭으로 구분되는 여자권선으로 구성되어, 상기 전원입력부(100)에서 공급되는 전압을 단계, 예를 들면 4단계로 조절하여 감압한다.

이상 기술한 바와 같이, 전력 공급업체에서 수용가측으로 공급되는 전압을 일정 시간, 예를 들면 24시간 모니터링하여 시간대별로 사용량에 따른 전압의 변동량을 점검 분석 후 그 지역에 맞는 적절한 기준 전압을 설정하여, 기준 전압보다 높은 전압이 공급되면 단계별로 강하시키고, 기준 전압이 공급되면 전기기기로 바이패스하도록 하였다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 의하면, 시간이나 지역에 관계없이 전력 공급업체에서 공급되는 전압을 일정 시간동안 분석하여 기준 전압을 설정함으로써, 공급되는 전압의 승압이나 강압에 따른 전력 소비를 절감할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 고안에 의하면 자동 조절된 전압을 전기기기에 공급하거나 또는 전원입력부에서 직접 전압을 전기기에 공급하는 상태를 무정전 상태에서 전환하면서 전기기기의 상태를 점검할 수 있다는 효과도 있다.

Claims

입력되는 전압의 변동에 관계없이 일정한 전압을 출력하는 인공지능형 전압 자동 조절장치에 있어서,

전력 공급업체에서 수용가측에 설치된 전기기기를 구동하는데 필요한 전원을 공급하는 전원입력부(100)와;

상기 전원입력부(100)와 스위칭장치에 전기적으로 연결되어, 상기 전원입력부에서 공급되는 전압 및 전류를 검출하는 입력전압 검출부(200)와;

상기 입력전압 검출부(200)를 통해서 일정 시간동안 최저 전압, 최고 전압 및 전류를 검출하고 제어하여 기준 전압을 설정함과 동시에, 표시장치를 통해서 상기 최저 전압, 최고 전압, 전류 및 온도를 표시하는 제어부(300)와;

상기 제어부(300)의 제어에 따라 상기 전원입력부(100)에서 공급되는 전압을 유지하거나 차단하는 조작부(400)와;

상기 제어부(300)에서 설정된 상기 기준 전압에 따라 상기 전원입력부(100)에서 공급되는 전압을 단계적으로 조절하는 전압조절부(500)와;

상기 제어부(300)와 상기 전압조절부(500)의 사이에 설치되어 상기 전압조절부(500)에서 출력되는 전압을 검출하는 출력전압 검출부(600)와;

상기 출력전압 검출부(600)에서 검출되는 전압에 따라 상기 전원입력부(100) 또는 상기 전압조절부(500)에서 공급되는 전압을 전환하여 공급하는 바이패스부(700) 및;

상기 바이패스부(700)에서 전환되어 공급되는 전압을 전기적으로 연결되는 전기기기에 공급하는 전원출력부(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 자동 조절장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스위칭장치는, NFB(No Fuse Breaker)로 구성되며, 상기 전원입력부(100)에서 공급되는 전류가 일정치 이상으로 일정 시간 이상 흐르는 경우에는 상기 전원입력부(100)로부터의 전류 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 전압 자동 조절장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부(300)는 부저 등과 같은 경보장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 자동 조절장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부(300)의 표시장치는, LED 또는 LCD로 구성하는 것을 특징으로 하는 전압 자동 조절장치.
제 1 항에 있어서,

상기 조작부(400)는 계전기(릴레이)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전압 자동 조절장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압조절부(500)는 주권선과 여자권선을 가지는 오토 트랜스로 구성되는 것을 특징으로 하는 전압 자동 조절장치.
제 6 항에 있어서,

상기 여자권선은 4개의 탭으로 구분되는 것을 특징으로 하는 전압 자동 조절장치.