KR20040081280A

KR20040081280A - 심야 전력용 복합기능 일체형 저압 전자식 원격검침전력량계

Info

Publication number: KR20040081280A
Application number: KR1020030016043A
Authority: KR
Inventors: 최성재
Original assignee: 용성전기 주식회사
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-09-21
Also published as: KR100516790B1

Abstract

본 발명은 일반 가정 및 공장에서 사용하는 전력량을 계측함에 있어서 상시 부하와 심야 부하를 동시에 계량하고 그 계량된 값을 무선통신모듈을 이용하여 원격지에서 검침이 가능하도록 하는 일체형 심야 전력용 저압 전자식 전력량계에 관한 것으로서, 계량 값을 계량함에 있어 기존의 전력계량 방법에서 고려되지 않았던 유효전력량과 무효 전력량 및 역율을 고려하여 보다 정확하게 상시 전력량과 심야 전력량을 계량하고 계량된 값을 각각 누적하고 전체 누적 계량값, 시간대별 계량, 월 단위 누산 계량, 유효전력량 및 무효 전력량 등을 자체에 내장된 비휘발성 메모리에 저장하고 저장된 값을 외부에서 송신을 요구할 경우 상시 계량 값, 심야 계량 값, 시간대별 계량, 월단위 누산 계량, 연속 누적량, 유효전력량 및 무효 전력량등을 직렬 포트를 이용하여 무선 모뎀에 데이터를 전송하여 원격 검침이 이루어지도록 하는 일체형 심야 전력용 저압 전자식 전력량계로서, 기존의 일체형 전력량계는 일반 부하와 심야부하를 계량하기 위하여 별도의 변류계를 사용하여 계량하였으나 본 저압 전자식 일체형 전력량계에서는 한 개의 변류계로 일반부하와 심야부하를 동시에 계량하도록 만들었으며 심야 부하를 사용할 경우 미리 저장해 놓은 심야 시간이 되면 심야 부하에 전력을 공급하기 위한 타임스위치가 구동되어 심야전기를 공급하는 기능을 구비하고 있으며 저압 전자식 전력량계로서 단상 2선식과 3상 4선식 교류회로에 사용이 가능하다.

Description

심야 전력용 복합기능 일체형 저압 전자식 원격검침 전력량계{Multi function watt hour meter for midnight hour eletric power}

본 발명은 심야 전력용 복합기능 일체형 저압 전자식 원격검침 전력량계에 관한 것으로서, 더욱 자세히는전력사용량이 적어 전기요금이 할인되는 심야에 전력을 공급하기 위한 타임스위치를 구비하고 소비되는 심야 전력 및 상시전력을 하나의 전력량계로 시간대별로 동시에 계량할 수 있는 전력량계에 있어서, 사용량을 측정하는 회로 부분에서 기존에 나와 있는 복합식 전력량계는 상시 전력과 심야 전력을 계량함에 있어서 별도의 변류계를 사용하였으나 본 발명에서는 하나의 변류계를 사용하여 심야전력량 및 상시전력량을 계량하여 전체 누적 전력량뿐 아니라 유효전력량, 무효 전력량 및 역율 등의 전기적 특성별 데이터를 구분하여 정밀하게 복합적으로 측정하므로서 측정된 계량 값을 기준으로 정확하게 전력량을 계량할 수 있고, 계량된 값은 디지털 데이터로 저장되고 무선 통신을 사용하여 상시 전력 및 심야 전력에 따른 유효전력량, 무효전력량, 시간대별 계량 값, 월단위 누산계량값 및 연속 누적 계량 값으로 구분하여 설정된 시간대에 원격지로 송신할 수 있어 정확한 전력량 계측과 신뢰성 향상으로 고품질의 전력공급서비스를 제공할 수 있는 심야 전력용 일체형 저압 전자식 전력량계에 관한 것이다.

심야전력은 에너지 절약차원에서 전력회사가 주간과 전력사용량이 적은 시간대를 구분하여 전력 사용시간대에 따라 사용요금을 차등 적용 할인하는 소비전력으로서 종래 심야 전력과 상시전력(일반전력)을 계량하기 위해서는 주간의 상시 전력을 계량하는 전력량계와 심야 전력량을 계량하기 위한 심야전력량계를 동시에 구비하여 시계기능과 부하 개폐기능을 가진 타임스위치를 작동시키고 시간대별로 부하를 배분한 다음 각각 별도로 소비전력량을 계량하므로서 복수개의 전력량계와 타임스위치가 각각 별도로 설치되므로 번거롭고 설치 및 관리에 따른 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결한 선행기술로서 현재 개발된 타임스위치 기능을 내장한 전자식 전력량계로는 대한민국 특허청 공개특허공보 "타임스위치 기능을 구비한 2종 전자식 전력량계"(공개번호: 특2000-8906, 공개일자:2000.2.15)가 있으나 이는 입력 전원측과 연결되어 일반 부하 사용 전력량을 카운터 하기 위한 전력 비례 주파수를 공급하는 일반용 전력/주파수 변환부와 입력 전원측과 연결되어 심야 부하 사용 전력량을 카운터 하기 위한 심야용 전력/주파수 변환부와 일반용 전력/주파수 변환부의 출력 주파수를 카운트하여 일반 부하 사용량과 심야 부하 사용량을 연산하는 디지털 회로부와 심야 전력/주파수 변환부의 사용량을 연산하는 디지털 회로부와 연산된 값을 표시하는 표시부와 개폐 신호의 입력에 따라 심야에 전력을 공급하는 심야용 전원 개폐부로 이루어진 구성으로서, 상기한 전력량계는 전압 및 전류의 값을 측정하기 위하여 승산기와 전력/주파수 변환기를 이용하여 입력 전원을 펄스로 만들고 이렇게 발생한 펄스를 카운트하고 그 카운트 값을 누적하여 현재 사용한 심야부하 전력량과 일반부하 전력량을 계량하는 방법으로서, 또한 상시 전력과 심야 전력을 계량함에 있어 상시 전력을 계량하기 위하여 변압기 및 변류계를 사용하였고 또한 심야 전력량을 계량하기 위한 변압기와 변류계를 각각 사용하여 심야 전력량 및 상시전력량을 계량하였으며, 실제 사용한 전력량을 계측할 경우 전력/주파수 변환부에서 출력되는 주파수 신호를 디지털 회로부에서 세어서 계산하므로서 오차의 발생 요인을 가지게 되고 주변회로의 구성이 복잡하여 전류소모량이 많으며 또한 기능을 다양화시킬 수 없고 외부와 인터페이스 하는데 제약이 따르므로 사용전력량에 대한 요금을 부가함에 있어서도 유효전력량, 무효전력량, 역율 등의 세부 계량항목별 전기적 특성을 복합적으로 고려하지 않은 계량값에 의한 요금부가방법으로서 계측된 사용량이 시간대별, 월별, 현재 누적사용량이 유효전력량 및 무효전력량으로 구분되어 표시장치에 표시될 수 없어 기본적인 오차가 발생하며, 정확하지 않은 계량값에 의하여 표시장치에 표시된 부정확한 전력사용량이 원격 검침시 그대로 송신되므로서 이러한 부정확한 자료를 토대로 한 전력사용 요금의 부가로 전력공급사업자에 대한 소비자의 신뢰성이 떨어지고 정확한 전력수급계획을 세울 수 없으므로서 고품질의 전력공급서비스를 실천할 수 없는 문제점이 있다.

또한 상기한 전력계통의 전압, 전류, 유효전력량, 무효전력량, 역율등의 세부적인 전기적 특성별로 정밀한 계측 데이터를 얻기 위해서 종래에는 일반적인 전력량계 이외에 계측 범위가 상이한 각각 다른 회사에서 제조한 유효전력량계, 무효전력량계, 역율계, 타임스위치 등의 장치를 조합 연결하여 사용하여야 하므로 정확한 계측이 어렵고, 상기와 같이 개별적으로 부정확하게 계측된 결과치를 관리자가 이동하면서 직접 계측현장에서 확인하여야 하므로 원격지에서 검침 및 기기의 동작확인과 제어가 불가능하여 불필요한 민원이 야기되고 고장에 대한 신속한 대응이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 심야에 전력을 공급하기 위한 타임스위치를 구비하고 소비되는 심야 전력 및 상시전력을 단품으로 된 하나의 전력량계로 누적 전력량 데이터 및 여러 가지 전기적 특성별 전력계통 데이터를 구분하여 정밀하게 복합적으로 측정한 시간대별 계측 데이터를 무선 원격 모뎀을 이용하여 원격지의 핸디 터미널이나 중계기에 전송할 수 있는 기능을 포함하므로서 원격지에서 정밀 검침이 가능한 심야 전력용 복합기능 일체형 저압 전자식 원격검침 전력량계를 제공하는데 목적이 있으며 또한 기존의 계량 방식에서는 심야전력량과 상시 전력량을 계량하기 위하여 각각의 전류/전압변환부를 가지고 게량하였으나 본 발명에서는 이것을 하나의 전류/전압변환부를 가지고 계량하며 시간대별로 심야와 상시 전력을 계량할 수 있도록 회로를 간소화 하였다.

도 1은 종래 기술에 의한 전력량계의 구성을 도시한 블럭 구성도

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전체 구성을 나타낸 블럭 구성도

도 3은 본 발명의 동작과정을 나타낸 흐름도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10:전원부 11:트랜스포머

12:전원회로 13:정전감지회로

14:밧데리전원인가회로 20:분압기

30:전력/전류변환부 31:변류기

32:전류/전압변환기 40:디지털신호처리부

41:마이크로프로세서 41a:A/D변환기

42:EEPROM 43:표시장치

44:CLOCK 45:KEY SWITCH

46:원격검침모뎀 50:심야용전원개폐부

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 첨부 도면에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같으며 본 발명의 요지를 불명료하게 흐릴 수 있는 공지의 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명은 심야에 전력을 공급하기 위한 타임스위치를 구비하고 소비되는 심야 전력 및 상시전력을 하나의 전력량계로 시간대별로 동시에 계량할 수 있는 전력량계에 있어서,

입력 전원을 이용하여 전력량계 각 기기장치에 전원을 공급하게끔 트랜스포머(11)와 주전원으로서 전원회로(12)와 보조전원의 정전 보상부로서 정전시 현재 상태를 유지하게끔 정전감지회로(13), 밧데리 전원인가회로(14)로 구성된 전원부(10)와 입력 전원에 연결되어 인가되는 전압을 적정치의 측정레벨로 감소시키는 분압기(20), 전력/전류변환부로서 상시 부하사용 및 심야부하의 전력량을 계측하기 위해 마이크로프로세서(41)에 아날로그 신호를 공급하는 변류기(CT)(31)와 전류/전압변환기(I/V)(32)로 구성된 전력/전류변환부(30)로 구성되어 있어 하나의 전력/전류변환부를 이용하여 상시전력량 및 심야 전력량을 동시에 게량할 수 있도록 회로를 간단히 하였으며, 상기 분압기(20), 전류/전압변환기(I/V)(32)는 각각의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기(41a)를 내장하여 변환된 디지털 입력을 연산하여 계량 저장하고 통신을 제어하는 마이크로프로세서(41)와 주변기기로서 계량 데이터들을 시간대별로 저장하여 주기 위한 비휘발성 메모리의 EEPROM(42), 결과 값을 표시하는 표시장치(43), 설정된 시간에 심야 전력을 공급하게 클럭신호를 발생하는 CLOCK발생기(44), 키 입력부로서 사용자나 검침원이 검침에 필요한 각종 데이터를 설정하거나 표시를 제어하는 KEY SWITCH(45), 검침 데이터를 외부에 송출하는 무선 통신 회로의 원격검침모뎀(46)으로 구성된 디지털 신호처리부(40)와 상기 전원부(10), 전력/전류변환부(30)에 연결되고 디지털 신호처리부(40)의 개폐신호입력에 따라 심야전력을 개폐시키는 타임스위치로서 심야용 전원 개폐부(50)로 구성되어, 심야 전력 및 상시전력을 하나의 전력량계로 전체 누적 전력량, 유효전력량, 무효 전력량 및 역율 등의 전기적 특성별 데이터로 구분하여 정밀하게 복합적으로 측정, 저장하고 측정 저장된 디지털 데이터를 원격지로 무선 송신함을 특징으로 한다.

본 발명은 전술한 바와 같이 상시 부하와 심야 부하를 계량하고, 심야 전력사용시 개폐를 위한 타임스위치 기능, 계량한 값을 무선 모뎀을 통하여 송신하는 무선통신의 복합기능을 하나의 전력량계에 일체화시킨 것으로서 이하 첨부도면에 의거 바람직한 실시예를 상세하게 살펴본다.

입력 전원을 인가받아 전력량계의 각 기기 장치에 내부 동작전원을 공급하는 전원부(10)는 주전원으로서 전원측에 연결된 트랜스포머(11)와 이의 출력을 직렬로 인가받는 전원회로(12)로 구성되어, 입력 전원을 인가 받아 저전압으로 다운시킨 다음 교류(AC) 전원을 직류(DC)전원으로 바꾸어서 각각의 디지털회로 및 무선 원격 검침모뎀에 전원을 공급해주는 기능을 하며, 보조 전원의 정전 보상부는 입력된 DC 전압을 측정하여 현재 전원의 인가 상태가 정상인지 정전상태인지를 판단하는 정전 감지회로(13)와 여기서 나오는 출력을 인가받은 마이크로프로세서(41)가 현재 전원 상태를 판단하여 정전시 주전원의 전원 공급을 충전된 밧데리의 전원(백업전원)으로 바꾸어 공급하여 정전시에도 디지털 전력 신호처리부(40)의 마이크로프로세서(41)에 전원을 공급하여 마이크로프로세서(41)내의 램(미도시함)과 EEPROM(42)의 데이터가 소실되지 않게 하고 시간동작을 유지하게 하므로서 현재 상태를 유지시키는 밧데리 전원인가 회로(14)로 구성되어 최소동작전원으로 정전시 절약모드로서 정전보상시간을 최대로 연장시키는 기능을 한다.

전력/전류 변환부는 인가되는 전력량을 계측하기 위해서 부하에 인가되는 전력을 마이크로프로세서(41)가 계측할 수 있도록 인가된 전력량을 전압 및 전류량으로 변화 시켜주는 변환부로서, 분압기(20)와 전력/전류변환부(30)로 구성되며, 전력량을 계측하기 위하여 인가되는 전압을 측정레벨로 감소시키는 분압기(20)는 일차측과 이차측의 권선비에 따라 직접 전압을 다운시켜 마이크로프로세서에 인가 할 수 있도록 저손실의 상전압으로 낮춰서 전력량을 변환 시켜주며, 변류기(CT)(31)와 전류/전압변환기(I/V)(32)의 전력/전류변환부(30)는 전류량을 계측하기 위하여 전원선로의 일차측에 인가되는 전류 값에 대응하는 전류값을 이차측에 흐르게 하여 전원 선로에 흐르는 전류를 검출하게 하는 것으로서 변류기(CT)(31)에서 나온 출력을 전류/전압변환기(I/V)(32)에서 입력 전류에 비례하는 전압으로 변환 시켜 마이크로프로세서(41)가 전류량을 측정 할 수 있도록 구성되며 도2에서 그려진 바와 같이 하나의 전류/전압변환부를 이용하여 상시 전력량 및 심야 전역량을 시간대 별로 동시에 계량할 수 있도록 회로를 간단히 하였으며, 정해진 시간대에 디지털 신호처리부(40)의 개폐신호입력에 따라 심야전력을 개폐시키는 심야용 전원 개폐부(50)의 동작으로 상시 부하와 심야 부하를 동시에 계량한다.

따라서 상기한 구성으로 종래 기술에 의한 전류치를 검출하는 변류기(CT), 전압치를 검출하는 계기용 변압기(PT)와 승산작용에 의하여 펄스폭 변조를 수행하는 승산기, 펄스폭 변조신호를 주파수로 변환하여 출력하는 주파수 변환기로 구성되어 승산기에 의한 펄스폭 변조신호를 전력에 비례하는 주파수로 변환하여 출력하는 주변회로 및 기존의 상시 전력량 및 심야 전력량을 계량하기 위하여 상시 전력량을 계량하기 위한 전류/전압변환부와 심야전력량을 계량하기 위한 전류/전압변환부를 따로 따로 사용하여 계량하였던 것을 하나의 전류/전압변환부를 이용하여 계량할 수 있도록 회로를 간소화시키므로서 자체 전류 소모량이 줄어드는 효과가 있다.

상기한 전력/전류변환부(30)의 입력을 연산하여 사용전력량을 계량하고 저장하는 디지털 신호처리부(40)는 A/D변환기(41a)가 내장된 마이크로프로세서(41)와 하부기능의 주변기기로서 EEPROM(42), 표시장치(43), CLOCK발생기(44), KEY SWITCH(45), 원격검침모뎀(46)으로 구성된다.

소정의 프로그램이 내장되어 데이터 처리 및 통신 제어 기능의 마이크로프로세서(41)는 상기 전력/전류변환부에서 변환되어 직접 인가되는 상시부하 및 심야부하의 전압 및 전류량의 아날로그 값을 A/D 변환기(41a)를 이용하여 디지털 값으로 변환하여 전압과 전류의 위상차를 고려한 정밀한 계산방법으로 현재 부하에 인가되는 사용 전력의 계량 항목인 시간대별 유효전력 사용량, 무효전력 사용량, 역율등을 구분하여 연산하고 계량값의 데이터 송출을 제어하는 복합기능의 중앙제어장치로서, 상시부하 및 심야 부하 사용 전력량의 동시 계량이 가능하고 사용자의 설정에 따라 시간대 별로 연산하여 주는 기능을 하며, 전력량을 계측함에 있어서 사용자가 검침을 하고자 하는 시간대를 전력량계에 부착되어 있는 키 스위치(45)를 조작하여 설정하면 설정된 시간에 대한 전력 사용량이 시간대별로 누적되며, 또한 사용자가 설정된 시간대에 전력 사용량을 보고자 하는 경에는 간단한 키 조작을 통하여 전월, 현재까지 시간대별 전력량의 무효전력, 유효전력, 총 사용전력에 대한 상시 부하 사용량 및 심야 부하 사용량에 대한 전력량을 계측 할 수 있으며 시간대 설정은 사용자의 요구에 따라 설정이 가능하다.

본 발명에서는 마이크로프로세서(41)에서 디지털 값의 연산에 의한 전력량계산에 있어서 최적치를 벗어나서 재조정이 필요한 측정된 전압과 전류의 곱에 의한 피상전력의 검침이 아니라 전압과 전류의 위상차 및 역율을 고려한 유효전력, 무효전력, 역율등의 정밀한 복합 계측이 가능하며 A/D변환기(41a)의 전류 및 전압의 디지털 출력을 가지고 디지털 필터(미도시함)가 필터링하여 신호를 평균하고 노이즈를 분산 제거하므로서 노이즈로 인한 연산오차를 방지하여 정확한 계측을 가능하게 한다.

마이크로프로세서(41)의 외부 주변기기로서 마이크로프로세서(41)에서 처리되는 정보를 저장하는 EEPROM(42)은 비휘발성 메모리로서 계량된 값들을 정전시에도 계속 유지할 수 있도록 계량항목으로서 일반 부하 사용량 및 심야부하 사용량을 구분하고 현재 누적 유효 전력량, 현재 누적 무효 전력량, 전월 누적 유효 전력량, 전월 누적 무효 전력량, 전월 누적 최대 수요 전력량, 전월 평균 역율, 검침일 등의 복합 계량 데이터들을 시간대별로 저장하는 기능을 하고 CLOCK발생기는 마이크로프로세서(41)를 구동하기 위한 CLOCK신호를 발생시키는 장치이며, 키 입력부로서 메뉴, 이동, 입력키로 구성된 KEY SWITCH(45)는 사용자나 검침원이 환경에 따라 본 계기장치의 검침에 필요한 계측범위나 시간대를 조정하여 각종 데이터를 자유롭게 설정하거나 표시를 제어하는 장치로서 심야 및 주간의 시작 및 종료시간 설정, 역률측정시간의 시작 및 종료시간 설정, 현재의 요일, 연, 월 ,일, 시, 분, 검침일 등을 임의로 설정 및 기억, 숫자변환 스위치를 이용한 스위치 조작에 의하여 설정한다.

마이크로 프로세서(41)에서 출력되는 신호를 입력받아 계량관련 데이터 및 상태를 LCD, LED 등의 액정화면에 디지털로 출력 표시하여 디스플레이하는 표시장치(43)는 사용자의 요구에 따라 표시되는 값들을 현재날짜, 현재시간, 유효전력량, 무효전력량등의 계량항목을 구분하고 현재 누적상태 및 전월 누적 상태, 평균 역율, 계량 검침일등의 표시항목으로 교대 순환하여 순차적으로 표시하는 것으로 심야 전력량의 계량값은 할인된 값으로 표시한다.

상기한 표시장치(43)의 계량항목은 예를 들어, 날짜, 시간, 현월누적 유효전력량, 전월누적 유효전력량, 현월누적 무효전력량, 전월누적 무효전력량, 전월 최대수요전력, 평균역률, 검침일 등이 있으며 상시전력을 체크하고 있다가 주기가 되면 심야전력을 체크하고 디스플레이 한다.

또한 마이크로프로세서(41)의 계량 데이터를 외부에 전송하기 위하여 신호 입출력 인터페이스 수단으로서 외부 원격검침모뎀(46)과 연결되는 송수신단(RX)(TX)의 통신포트와 현재 인가된 전압을 일정량마다 출력 펄스로 내보내 원격검침모뎀(46)이 펄스를 카운터 할 수 있도록 펄스를 보내기 위한 펄스 출력포트가 구비되어 상호간에 통신된다.

본 발명에 적용되는 원격검침모뎀을 사용하여 원격 검침용 모뎀과 계량기 사이에 사용 전력량 데이터를 송수신하는 방법으로는, 첫 번째로 펄스출력포트를 이용하여 일정한 전력사용량(예 1Kw)마다 마이크로프로세서(41)에서 임의의 출력포트에 계량펄스를 출력하여 주는 방법으로서 출력된 값을 원격 검침 모뎀(46)이 카운트하여 누적시킨 후 외부의 핸디 터미널 또는 외부 중계 장치가 검침 데이터 전송을 요구하면 원격 검침용 모뎀내부에 현재까지 누적되어 있는 전력량을 전송하는 방법과 두 번째로 시리얼 포트를 이용함으로서 전력량계와 무선모뎀이 직렬포트로 연결되고, 외부의 핸디 터미널이나 중계 장치에서 데이터 송신 신호가 들어오면 전력량계에서 현재 기록되어 있는 상시 유효 전력량, 상시 무효 전력량, 심야 시간대의 유효 전력량, 심야 시간대의 무효 전력량을 미리 설정된 시간대별, 월 단위 별, 현재까지 누적된 전력량을 사용자의 요구에 따라 양방향으로 송수신하는 방법을 병용하는 것으로서 소정의 프로토콜에 의하여 통신되며 무선원격검침은 물론 원격지에서 시간정보, 할인율 변경 등을 설정하는 과정도 구현된다.

또한 전자식 타임스위치가 내장된 심야용 전원 개폐부(50)는 전원부(10), 전력/전류변환부(30)에 연결되고 디지털 신호처리부(40)의 개폐신호입력에 따라 심야전력을 개폐시키는 장치로서, KEY SWITCH(키 스위치)(45)를 이용하여 사용자가 심야 전력 사용시간을 설정 할 수 있으며 설정된 시간이 되면 자동으로 스위치를 구동하여 심야 부하를 사용할 수 있도록 전원을 공급하여 주는 타임스위치 개폐 기능을 하는 것이며 제어신호의 입력에 의하여 미도시한 모터를 구동시켜 전자개폐기를 개로 또는 폐로시킨다.

이하 본 발명의 실시예에 따라 계량 및 저장, 표시, 검침, 데이터 송출의 전 과정을 기술한다.

기기에 전원을 인가하여 각 회로부를 초기화시켜 정상적인 동작조건을 생성한 다음(S1), 이어서 전력량 계량 과정으로 마이크로프로세서(41)에 내장된 A/D변환기(41a)에 의하여 전압과 전류의 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환된 데이터를 검출하고(S2), 소정의 전력량 계산 프로그램으로 누적된 현재 사용 전력 사용량을 계산하며(S3), 미리 설정된 타임스위치 시간과 마이크로프로세서 자체의 시간을 비교하여 타이머 시계작동으로 디지털 신호처리부(40)의 개폐신호입력에 심야용 전원 개폐부(50)의 시간대별 통전 및 차단 동작에 의한 전력량 계량값을 상시(일반전력)전력과 심야전력 사용량을 시간대별로 구분하여일반 부하 사용량 및 심야부하 사용량, 현재 누적 유효 전력량, 현재 누적 무효 전력량, 전월 누적 유효 전력량, 전월 누적 무효 전력량, 전월 누적 최대 수요 전력량, 전월 평균 역율, 검침일을 측정치별로 연산 계산하고 마이이크로프로세서(41)의 메모리(EEPROM)에 저장(S4)하게 되는 것으로 계량은 일정시간 주기로 수행한다.

이어서 표시과정으로 LCD 또는 LED의 액정화면 표시장치에 저장된 전력 데이터를 일정 주기로 계량항목별, 시간대별 전력량 및 총사용 전력량을 디스플레이하며(S5), 이렇게 계산 및 저장된 시간대별 전력량은 사용자의 검침명령이 있으면 저장된 데이터를 통신포맷에 실어서 원격검침모뎀(56)으로 사용자의 핸디터미널 등으로 송출하게 되며(S6), 검침 명령이 없거나 데이터 송출후에는 다시 데이터 계량단계로 복귀(S7)하여 전술한 과정을 반복적으로 수행하게 되는 것으로서, 계량 및 검침 진행중에도 정전여부를 감시하고 있다가 정전이 되면 자동으로 배터리(예비전력)에 연결되므로서 저전력으로도 시간 및 계량 데이터가 지속적으로 안정되게 유지된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 심야에 전력을 공급하기 위한 타임스위치를 구비하고 소비되는 심야 전력 및 상시전력을 단품으로 된 하나의 전력량계로 누적 전력량 데이터 및 여러가지 전기적 특성별 전력계통 데이터를 구분하여 정밀하게 복합적으로 측정한 시간대별 계측 데이터를 무선 원격 모뎀을 이용하여 원격지의 핸디 터미널이나 중계기에 전송할 수 있는 하나로 여러개의 복합기능을 구현할 수 있는 복합계기장치로서, 종래의 전력량을 주파수로 바꾸어 카운트하는 계량 방법에 비하여 마이크로프로세서에 내장된 A/D변환기로 전압 및 전류를 인가받으므로서 단순한 전압 및 전류의 곱에 의한 피상전력이 아닌 전압과 전류의 위상차 및 역율을 고려한 유효전력, 무효전력, 역율등의 정밀한 계측이 가능하게 된 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

상기한 바와 같이 본 발명은 정전시에도 계량값을 유지하여 수용가에서 소비되는 심야 전력 및 상시전력을 하나의 전력량계로 계량항목을 구분하여 시간대별로 동시에 정밀하게 계량할 수 있는 전력량계로서, 종래의 일체형 전자식 전력량계 의 주변회로를 간소화하여 자체 전류 소모량을 줄였으며, 또한 종래의 전력량을 주파수로 바꾸어 카운트하는 전력량 계산방법을 개선하여 아날로그/디지탈 변환기를 전압 및 전류량을 인가 받아 단순한 전압 및 전류의 곱에 의한 피상전력이 아닌 전압과 전류의 위상차 및 역율을 고려한 유효전력, 무효전력, 역율등의 계측이 가능하게 하였으며, 심야 전력을 공급하기 위한 타임 스위치 기능을 부가하고, 원격 검침 모뎀을 내장하여 시간대별, 월별로 유효전력량, 무효전력량, 전체 전력량 등의 원격 검침이 가능하도록 하였다.

Claims

심야에 전력을 공급하기 위한 타임스위치를 구비하고 소비되는 심야 전력 및 상시전력을 하나의 전력량계로 시간대별로 동시에 계량하고 계량 데이터는 무선 원격 모뎀을 이용하여 원격지의 핸디 터미널이나 중계기에 전송할할 수 있는 전력량계에 있어서,

입력 전원을 이용하여 전력량계 각 기기장치에 전원을 공급하게끔 트랜스포머(11)와 주전원으로서 전원회로(12)와 보조전원의 정전 보상부로서 정전시 현재 상태를 유지하게끔 정전감지회로(13), 밧데리 전원인가회로(14)로 구성된 전원부(10)와 입력 전원에 연결되어 인가되는 전압을 적정치의 측정레벨로 감소시키는 분압기(20), 전력/전류변환부로서 상시 부하사용 전력량 및 심야부하 사용 전력량을 계측하기 위해 마이크로프로세서(41)에 아날로그 신호를 공급하는 변류기(CT)(31)와 전류/전압변환기(I/V)(32)로 구성된 전력/전류변환부(30)를 형성하고, 상기 분압기(20), 전류/전압변환기(I/V)(32)의 각각의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기(41a)를 내장하여 변환된 디지털 입력을 연산하여 계량 저장하고 통신을 제어하는 마이크로프로세서(41)와 주변기기로서 계량 데이터들을 시간대별로 저장하여 주기 위한 비휘발성 메모리의 EEPROM(42), 결과 값을 표시하는 표시장치(43), 클럭신호를 발생하는 CLOCK(44), 키 입력부로서 사용자나 검침원이 검침에 필요한 각종 데이터를 설정하거나 표시를 제어하는 KEY SWITCH(45), 검침 데이터를 외부에 송출하는 무선 통신 회로의 원격검침모뎀(46)으로 구성된 디지털 신호처리부(40)와 상기 전원부(10), 전력/전류변환부(30)에 연결되고 디지털 신호처리부(40)의 개폐신호입력에 따라 심야전력을 개폐시키는 타임스위치로서 심야용 전원 개폐부(50)로 구성되어, 심야 전력 및 상시전력을 하나의 전력량계로 전체 누적 전력량, 유효전력량, 무효 전력량 및 역율 등의 전기적 특성별 데이터로 구분하여 정밀하게 복합적으로 측정, 저장하고 측정 저장된 디지털 데이터를 원격지로 무선 송신함을 특징함을 특징으로 하는 심야 전력용 복합기능 일체형 저압 전자식 원격검침 전력량계
제 1항에 있어서, 마이크로프로세서(41)는 분압기(20), 일반부하와 심야부하를 계량 할 수 있는 변류기(CT)(31)와 전류/전압변환기(I/V)(32)로 구성된 전력/전류변환부(30)로부터 상시부하와 심야부하에대한 전압과 전류의 아날로그값을 직접 인가받아 A/D변환기(41a)에서 디지털 신호로 변환하고 연산하여 전압과 전류의 위상차 및 역율을 고려한 유효전력량 및 무효전력량을 최소한의 소비전력으로 계측함을 특징으로 하는 심야 전력용 복합기능 일체형 저압 전자식 원격검침 전력량계
제 1항에 있어서, 마이크로프로세서(41)의 계량 데이터를 외부에 전송하기 위하여 신호 입출력 인터페이스 수단으로서 외부 원격검침모뎀(46)과 연결되는 송수신단(RX)(TX)의 통신포트와 현재 인가된 전압을 일정량마다 출력 펄스로 내보내 원격검침모뎀(46)이 펄스를 카운터 할 수 있도록 펄스를 보내기 위한 펄스 출력포트를 동시에 구비함을 특징으로 하는 심야 전력용 복합기능 일체형 저압 전자식 원격검침 전력량계