KR200433994Y1 - 전자식 전력량계 - Google Patents

전자식 전력량계 Download PDF

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KR200433994Y1
KR200433994Y1 KR2020060022890U KR20060022890U KR200433994Y1 KR 200433994 Y1 KR200433994 Y1 KR 200433994Y1 KR 2020060022890 U KR2020060022890 U KR 2020060022890U KR 20060022890 U KR20060022890 U KR 20060022890U KR 200433994 Y1 KR200433994 Y1 KR 200433994Y1
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 고안은 전자식 전력량계에 관한 것으로, 특히 제조시 오차 보정을 스스로 할 수 있는 전자식 전력량계를 제공하려는 것으로, 본 고안에 따라서 외부로부터 오차 보상 시작 신호를 수신하기 위한 신호 입력부와; 상기 전자식 전력량계의 오차 보상을 위한 프로그램을 저장하는 보정 프로그램 저장부와; 상기 오차 보상 시작 신호가 입력되면, 상기 보정 프로그램 저장부에 미리 설정된 프로그램에 따라서 오차시험용 전원 공급기로부터의 전원에 대해 미리 설정된 기준역률과 연산한 역률의 차이가 허용오차 내에 있도록 역률보정계수를 연산하고 연산결과 값을 저장하며, 상기 보정 프로그램 저장부에 미리 설정된 프로그램에 따라서 미리 설정된 전압 및 전류를 가진 오차시험용 전원 공급기로부터의 전원에 대해, 설정된 전압 및 전류의 적산 값과, 전압 변환부가 검출하여 제공하는 검출된 전압과 전류 변환부가 검출하여 제공하는 검출된 전류의 적산 값의 차이가, 허용오차 내에 있도록 전력보정계수를 연산하고, 연산결과 값을 저장함과 동시에 오차 보상 완료 정보를 출력하며, 실 사용시에는 검출된 전압과 전류의 적산 값에 상기 전력보정계수를 적산하여 피상전력을 연산하고, 연산된 피상전력에 상기 저장된 역률보상계수와 상기 기준역률을 적산하여 유효 전력을 연산하고, 연산된 유효 전력에 경과 시간을 적산하여 사용 전력량을 연산하고 이를 표시하도록 제공하는 중앙 처리 장치와; 상기 중앙 처리 장치가 연산한 역률보정계수를 저장하는 역률보정계수 저장부와; 상기 중앙 처리 장치가 연산한 전력보정계수를 저장하는 전력보정계수 저장부와; 상기 중앙 처리 장치에 접속되어, 상기 중앙 처리 장치가 제공하는 사용 전력량을 표시하는 표시기와; 상기 중앙 처리 장치에 접속되어, 상기 중앙 처리 장치가 제공하는 오차 보상 완료 정보를 수신하면 오차 보상 완료 신호를 발생하고 이를 외부로 출력하는 신호 출력부;를 포함하여 자체 오차 보정 기능을 구비한 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계가 제공된다.
전자식 전력량계, 자체 오차 보정(self correction)

Description

전자식 전력량계{AN ELECTRONIC WATT-HOUR METER}
도 1은 수동적 보정 공정이 필요한 종래기술에 따른 전자식 전력량계의 블록도이고,
도 2는 본 고안에 따른 전자식 전력량계에 오차 시험용 전원공급기를 접속하여, 외부의 시험기로부터 오차보정 시작신호가 입력되고 외부의 시험기로 오차 보정 완료신호가 출력되는 것을 보여주는 시험 설비 구성의 블록도이며,
도 3은 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계의 내부 상세 블록도이고,
도 4는 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계의 중앙처리장치가 수행하는 오차보정과정을 보여주는 흐름도이고,
도 5는 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계에 있어서 실 사용시 중앙처리장치가 수행하는 전력량 연산 과정을 보여주는 흐름도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
200: 전자식 전력량계 201: 전원부
202: 전압 변환부 203: 전류 변환부
204: 중앙 처리 장치 205: 표시기
206: 신호 출력부 207: 신호 입력부
208: 펄스 시험용 발광다이오드 209: 펄스 발생기
210: 보정 프로그램 저장부 211: 역률보정계수 저장부
212: 전력보정계수 저장부
본 고안은 전자식 전력량계에 관한 것으로, 특히 자체 오차 보정(self error correction)이 가능한 전자식 전력량계에 관한 것이다.
전자식 전력량계에 있어서, 입력되는 전압 및 전류의 검출신호를 전력량 연산용 중앙 처리 장치에 입력하기 위해서는 적절한 크기로 변환되어야 하며, 이를 위해서 검출 전압의 입력부에는 분압 회로가 그리고 검출 전류의 입력부에는 변류기(Current Transformer), 부담저항 및 증폭회로가 필요하다. 이러한 입력 회로부의 개별 부품들에 의한 개별 오차로 인해서 전자식 전력량계는 계량값에 오차를 갖는 계량오차가 발생하게 되며 제품으로서 요구되는 전자식 전력량계의 오차 신뢰도를 확보하기 위해서는 오차 보정이 필요하게 된다.
이러한 종래기술에 따른 전자식 전력량계의 일 구성예를 도 1 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 수동적 보정 공정이 필요한 종래기술에 따른 전자식 전력량계의 블록도이다. 도 1에 있어서, 종래기술에 따른 전자식 전력량계(9)는 100 볼트(Volt) 또 는 220볼트의 3상 4선식 상용 교류회로의 전력량을 측정하는 것으로서, 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 상기 3상 4선식 상용 교류회로는 R 상 선로(L1)와, S 상 선로(L2)와, T 상 선로(L3)와, 중성선(접지선) 선로(N)로 구성된다.
종래기술에 따른 전자식 전력량계(9)내에는, 상기 각 상 선로의 전류를 검출하기 위해 각 상 선로에 직렬로 접속되는 1차측 코일과 상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 비례하는 전류가 유기되는 2차측 코일과 상기 2차측 코일의 양단에 접속되어 2차측 코일에 흐르는 전류에 비례하는 미소 전압신호를 제공하는 종단 저항(R1 내지 R3)를 각각 구비하는 제 1 내지 제 3 전류 변환부(2A - 2C)와; 상기 각 상 선로와 중성선 선로(N)간에 병렬로 접속되어 중성선 선로(N)와 상기 각 상 선로간의 전위차 다시 말해 검출전압에 따른 신호를 분압 다시 말해 강압하여 제공하는 제 1 내지 제 3 전압 변환부(3A - 3C)가 구비된다. 예컨대 제 1 내지 제 3 전압 변환부(3A - 3C)는 상기 110 볼트 또는 220 볼트의 상용 교류전압을 전력량 연산 전용 집적소자(4)가 인식할 수 있는 수준 즉, 수 밀리 볼트(mV) 또는 수 볼트(V)정도의 낮은 상응 전압으로 강압하여 전력량 연산 전용 집적소자(4)에 제공한다.
여기서 각 상 전압 변환부(3A - 3C)는 각각 분압 저항(R4와 R5; R6와 R7; R8와 R9)을 구비하며, 또한 계량오차를 보정하기 위한 가변저항(VR1 -VR3)도 각각 갖는다.
상기 제 1 내지 제 3 전류 변환부(2A - 2C)의 출력은 전력량 연산 전용 집적소자(4)의 입력 포트 (IRP,IRN),(ISP,ISN),(ITP,ITN)에 각각 접속되고, 제 1 내지 제 3 전압 변환부(3A - 3C)의 출력은 각각 전력량 연산 전용 집적소자(4)의 입력 포트(V1, V2, V3)에 각각 접속된다.
전력량 연산 전용 집적소자(4)의 접지선 입력 포트(AGND)는 접지선(N)에 접속된다.
부호 X1은 전력량 연산 전용 집적소자(4)에 클록(clock)신호를 제공하기 위한 수정발진기를 나타내며, 전력량 연산 전용 집적소자(4)의 포트(X1, X0)에 접속된다.
전력량 연산 전용 집적소자(4)는 제 1 내지 제 3 전류 변환부(2A - 2C)로부터의 각 상 검출전류와 제 1 내지 제 3 전압 변환부(3A - 3C)로부터의 각 상 검출전압을 아날로그 전압신호로서 입력받아 이들을 디지털 신호로 변환하고, 내부의 미도시된 승산회로를 통해 각 상별로 전압과 전류신호를 곱하여 각 상의 전력을 구한다. 그리고, 각 상의 전력을 합산하여 부하에서 소모한 전력에 대응되는 사용 전력을 구한 다음 이 사용 전력에 비례하는 개수의 펄스신호(PO)를 중앙 처리 장치(5)에 출력한다.
중앙 처리 장치(5)는 펄스신호(PO)를 수신하게 전력량 연산 전용 집적소자(4)에 접속되어, 펄스신호(PO)를 한 시간 간격으로 누적하여 부하에 소모한 전력량을 킬로 와트 시(Kilo Watt Hour)의 단위로 연산한다. 중앙 처리 장치(5)는 이와 같이 연산한 전력사용량을 접속된 램(Random Access Memory)(8)에 저장하고 동시에 사용자가 볼 수 있도록 접속된 액정표시소자(Liquid Crystal Display)를 통해 표시한다.
롬(Read Only Memory)(7)는 중앙 처리 장치(5)가 상기 펄스신호(PO)로부터 킬로 와트 시의 단위로 부하의 누적 전력사용량을 연산하기 위한 프로그램을 저장하고 제공하는 프로그램 저장 수단이다.
종래기술에 따른 전자식 전력량계(9)는 내부 각 전자부품에 예컨대 양(+)의 5 볼트(V)의 직류전원 전압을 공급하기 위해 상용 교류전원의 한 상(R상)을 강압 및 정류하여 제공하는 전원공급기(1)을 포함한다.
상기와 같은 종래 기술에 따른 전자식 전력량계에 있어서 발생되는 오차는 다음과 같은 것을 들 수 있다.
첫째, 제 1 내지 제 3 전류 변환부(2A - 2C)에서 위상각 오차 및 종단 저항(R1 내지 R3)의 소자별 저항값 편차에 기인한 계량 오차가 발생할 수 있다.
둘째, 제 1 내지 제 3 전압 변환부(3A - 3C)의 분압 저항(R4와 R5; R6와 R7; R8와 R9)의 소자별 저항값 편차에 기인한 계량 오차가 발생할 수 있다.
셋째, 전력량 연산 전용 집적소자(4)의 내부 소자들(미도시)의 용량 편차에 의해 계량 오차가 발생할 수 있다.
따라서 전자식 전력량계(9)의 계량 오차를 시험하여 예컨대 계량 오차가 양(+)의 값으로 발생하는 경우, 제 1 내지 제 3 전압 변환부(3A - 3C)의 가변저항(VR1 -VR3)의 값을 감소시키는 방향으로 수동조정하고, 계량 오차가 음(-)의 값으로 발생하는 경우, 제 1 내지 제 3 전압 변환부(3A - 3C)의 가변저항(VR1 -VR3)의 값을 증가시키는 방향으로 수동 조정한다.
상기 종래기술에 따른 전자식 전력량계(9)는 발생되는 계량 오차를 보상하기 위해서는 발생하는 계량 오차에 대응하여 가변저항(VR1 -VR3)의 값을 수동적으로 조정해 주어야 한다. 또 이를 위해서 표준 전력량계가 조정 기준으로서 필요하고, 오차시험과 오차조정의 작업이 모두 수동조작되어야 하기 때문에 정확한 조정도 어렵고 시간과 노동력이 많이 소요되는 문제점이 있다.
또한 종래기술에 따른 전자식 전력량계(9)는 가변저항을 조정하여 오차 보정을 함으로써 가변저항의 경년에 따른 조정저항 값의 변화 가능성이 수반되어 전자식 전력량계의 계량 오차가 경년에 따라 발생 및 악화될 수 있는 소지가 있는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 오차 시험시 미리 저장된 설정값과 프로그램에 의해서 자체적으로 오차 보정을 수행할 수 있어서 오차 보정이 정확하고 시간과 노동력 소요를 대폭 절감할 수 있는 전자식 전력량계를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 본 고안의 목적은 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계에 있어서,
상용 교류 전원을 정류 및 강압하여 소정의 직류전원을 공급하기 위한 전원부와;
상기 상용 교류 전원의 전압을 검출하여 상응하는 소정 수준의 전압으로 분압하여 제공하는 전압 변환부와;
상기 상용 교류 전원의 전류를 검출하여 상응하는 전압으로 변환하여 제공하 는 전류 변환부와;
외부로부터 오차 보상 시작 신호를 수신하기 위한 신호 입력부와;
상기 전자식 전력량계의 오차 보상을 위한 프로그램을 저장하는 보정 프로그램 저장부와;
상기 오차 보상 시작 신호가 입력되면,
상기 보정 프로그램 저장부에 미리 설정된 프로그램에 따라서 오차시험용 전원 공급기로부터의 전원에 대해 미리 설정된 기준역률과 연산한 역률의 차이가 허용오차 내에 있도록 역률보정계수를 연산하고 연산결과 값을 저장하며,
상기 보정 프로그램 저장부에 미리 설정된 프로그램에 따라서 미리 설정된 전압 및 전류를 가진 오차시험용 전원 공급기로부터의 전원에 대해, 설정된 전압 및 전류의 적산 값과, 상기 전압 변환부가 검출하여 제공하는 검출된 전압과 상기 전류 변환부가 검출하여 제공하는 검출된 전류의 적산 값의 차이가, 허용오차 내에 있도록 전력보정계수를 연산하고, 연산결과 값을 저장함과 동시에 오차 보상 완료 정보를 출력하며,
실 사용시에는 검출된 전압과 전류의 적산 값에 상기 전력보정계수를 적산하여 피상전력을 연산하고, 연산된 피상전력에 상기 저장된 역률보상계수와 상기 기준역률을 적산하여 유효 전력을 연산하고, 연산된 유효 전력에 경과 시간을 적산하여 사용 전력량을 연산하고 이를 표시하도록 제공하는 중앙 처리 장치와;
상기 중앙 처리 장치가 연산한 역률보정계수를 저장하는 역률보정계수 저장부와;
상기 중앙 처리 장치가 연산한 전력보정계수를 저장하는 전력보정계수 저장부와;
상기 중앙 처리 장치에 접속되어, 상기 중앙 처리 장치가 제공하는 사용 전력량을 표시하는 표시기와;
상기 중앙 처리 장치에 접속되어, 상기 중앙 처리 장치가 제공하는 오차 보상 완료 정보를 수신하면 오차 보상 완료 신호를 발생하고 이를 외부로 출력하는 신호 출력부와; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계를 제공함으로써 달성될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 고안에 따른 전자식 전력량계에 오차 시험용 전원공급기를 접속하여, 외부의 시험기로부터 오차보정 시작신호가 입력되고 외부의 시험기로 오차 보정 완료신호가 출력되는 것을 보여주는 시험 설비 구성의 블록도이다.
먼저 도2를 참조하여 본 고안에 따른 전자식 전력량계에 오차 시험용 전원공급기와 오차 시험기를 접속하여 오차 보정을 수행하는 시험 설비 구성과 시험 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.
피시험 전력량계인 본 고안에 따른 전자식 전력량계(200)를 외부의 오차 시험용 전원공급기인 3상 전원 공급기(100)의 전류출력과 직렬로 접속하고 전압출력과는 병렬로 접속한다. 본 고안에 따른 전자식 전력량계(200)와 미도시한 외부의 오차 시험기와는 오차 보정 시작신호 입력과 오차 보정 완료신호 출력을 통해 미도 시한 각각의 신호선을 통해 접속된다.
따라서 본 고안에 따른 전자식 전력량계(200)는 오차 보정 시작신호가 입력되면, 3상 전원 공급기(100)의 전류출력으로부터의 검출전류와 전압출력으로부터의 검출전압을 입력하여, 미리 저장된 오차 보정 프로그램에 의해서 오차 보정 계수를 조정하여 오차를 보정하고 조정된 오차 보정 계수를 저장하는 동시에 오차 보정 완료 신호를 상기 미도시의 오차 시험기에 제공한다.
이러한 일련의 동작을 수행하는 본 고안에 따른 전자식 전력량계(200)의 상세 구성 및 그 동작에 대해서 첨부 도면 3 내지 5를 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계의 내부 상세 블록도이다. 도 3을 참조하여 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계의 상세 구성을 설명하면 다음과 같다.
본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계(200)는, 상용 교류 전원을 정류 및 강압하여 소정의 직류전원을 공급하기 위한 전원부(201)와;
상기 상용 교류 전원의 전압을 검출하여 상응하는 소정 수준의 전압으로 분압하여 제공하는 전압 변환부(202)와;
상기 상용 교류 전원의 전류를 검출하여 상응하는 전압으로 변환하여 제공하는 전류 변환부(203)와;
외부로부터 오차 보상 시작 신호(IN_S)를 수신하기 위한 신호 입력부(207)와;
상기 전자식 전력량계의 오차 보상을 위한 프로그램을 저장하는 보정 프로그램 저장부(210)와;
오차 보상 시작 신호(IN_S)가 입력되면,
보정 프로그램 저장부(210)에 미리 설정된 프로그램에 따라서 오차시험용 전원 공급기로부터의 전원에 대해 미리 설정된 기준역률(PFREF)과 연산한 역률(PF)의 차이가 허용오차 내에 있도록 역률보정계수(K1)를 연산하고 연산결과 값을 저장하며,
보정 프로그램 저장부(210)에 미리 설정된 프로그램에 따라서 미리 설정된 전압 및 전류를 가진 오차시험용 전원 공급기 즉, 3상 전원 공급기(100)로부터의 전원에 대해, 설정된 전압 및 전류의 적산 값(Pref)과, 전압 변환부(202)가 검출하여 제공하는 검출된 전압(V)과 전류 변환부(203)가 검출하여 제공하는 검출된 전류(I)의 적산 값의 차이가, 허용오차 내에 있도록 전력보정계수(K2)를 연산하고, 연산결과 값을 저장함과 동시에 오차 보상 완료 정보를 출력하며,
실 사용시에는 검출된 전압과 전류의 적산 값에 전력보정계수(K2)를 적산하여 피상전력(P0)을 연산하고, 연산된 피상전력에 저장된 역률보상계수(K1)와 상기 기준 역률(PFREF)을 적산하여 유효 전력(P)을 연산하고, 연산된 유효 전력(P)에 경과 시간을 적산하여 사용 전력량을 연산하고 이를 표시하도록 제공하는 중앙 처리 장치(204)와;
중앙 처리 장치(204)가 연산한 역률보정계수(K1)를 저장하는 역률보정계수 저장부(211)와;
중앙 처리 장치(204)가 연산한 전력보정계수(K2)를 저장하는 전력보정계수 저장부(212)와;
중앙 처리 장치(204)에 접속되어, 중앙 처리 장치(204)가 제공하는 사용 전력량을 표시하는 표시기(205)와;
중앙 처리 장치(204)에 접속되어, 중앙 처리 장치(204)가 제공하는 오차 보상 완료 정보를 수신하면 오차 보상 완료 신호(OUT_S)를 발생하고 이를 외부로 출력하는 신호 출력부(206)와; 를 포함하여 구성된다.
바람직하기로 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계(200)는, 중앙 처리 장치(204)에 접속되고, 중앙 처리 장치(204)가 제공하는 상기 사용 전력량에 비례한 펄스 신호를 발생하고 출력하는 펄스발생기(209)와;
펄스 발생기(209)의 출력에 접속되어, 펄스발생기(209)의 정상작동을 시험할 수 있도록 펄스발생기(209)로부터 펄스 신호가 있으면 발광하는 펄스시험용 발광다이오드(208)와;를 추가적으로 포함하여 구성된다.
상기에서 전압 변환부(202)와 전류 변환부(203)는 각각 아날로그 신호를 중앙 처리 장치(204)가 인식할 수 있는 디지털 신호로 변환하는 미도시한 아날로그 디지털 변환기를 포함한다.
바람직하기로 상기 역률보정계수는 1 보다 크거나 같고 2 보다는 작다.
바람직하기로 상기 전력보정계수는 1 보다 크거나 같고 2 보다는 작다.
한편, 상기와 같이 구성되는 본 고안의 실시예에 따른 전자식 전력량계(200)의 동 작을 첨부 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계의 중앙처리장치가 수행하는 오차보정과정을 보여주는 흐름도이고,
도 5는 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계에 있어서 실 사용시 중앙처리장치가 수행하는 전력량 연산 과정을 보여주는 흐름도이다.
먼저 도 4를 참조하여 본 고안에 따른 전자식 전력량계의 중앙처리장치가 수행하는 오차보정과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 단계(ST1)에서, 중앙처리장치(204)는 신호 입력부(207)를 통한 미도시한 오차 시험기로부터 오차 보상 시작 신호(IN_S)의 입력이 있는지 확인한다. 결과, 오차 보상 시작 신호(IN_S)의 입력이 있으면(YES) 단계(ST2)로 진행하고, 오차 보상 시작 신호(IN_S)의 입력이 없으면 오차 보상 시작 신호(IN_S)의 입력을 대기한다.
다음 단계(ST2)는 오차 보상 시작 신호(IN_S)의 입력이 있으면, 중앙처리장치(204)가 보정 프로그램 저장부(210)로부터 오차 보정 프로그램을 읽어와서 다음과 같이 역률을 연산하는 단계로 진행한다.
역률은 다음 식(1)의 역률 연산식에 의해 얻어질 수 있다.
Figure 112006061307861-utm00001
여기서 PF는 역률이고, K1은 역률보상계수이고 CosΘ1 는 미리 설정하는 전압과 전류의 위상차(각)에 코사인을 취한 초기 역률로서, Θ1 는 예컨대 0 즉 0도 의 초기값으로 미리 상기 보정 프로그램에 설정되며, 역률보상계수(K1)의 초기값은 예컨대 1로 미리 상기 보정 프로그램에 설정된다. 따라서 보정이전의 초기 역률(PF)=1×Cos0=1이 된다.
단계(ST2)에서 역률(PF)의 연산결과가 얻어지면 단계(ST3)로 진행한다.
단계(ST3)에서는 단계(ST2)에서 상기 식(1)에 의해 연산한 역률(PF)과 상기 보정 프로그램에 미리 설정된 기준역률(PFref)의 차이값이 상기 보정 프로그램에 미리 설정된 소정의 허용오차 보다 작거나 같지 않으면 즉, 허용오차 보다 크면, 상기 역률보상계수(K1)을 새로히 보정된 값인 예컨대 1.001로 조정하고{단계(ST4)}, 상기 식(1)에 따른 역률 연산을 다시 한다. 즉 PF=1.001×1이 된다.
위와 같이 단계(ST2), 단계(ST3) 및 단계(ST4)의 과정을 반복하여 연산한 역률(PF)과 상기 보정 프로그램에 미리 설정된 기준역률(PFREF )의 차이값이 상기 보정 프로그램에 미리 설정된 소정의 허용오차 보다 작거나 같게 되면, 단계 (ST5)로 진행하여 중앙 처리 장치(204)는 이때의 역률보정계수(K1)를 역률보정계수 저장부(211)에 저장한다.
다음, 중앙 처리 장치(204)는 단계(ST6)로 진행하여 도 2에서 보인 오차시험용 전원 공급기 즉, 3상 전원공급기(100)로부터 공급되는 전원의 전압과 전류를 검출하고, 검출된 전압(V)과 검출된 전류(I)에 대해 다음의 연산식 (2)를 통해 피상전력(P0 )을 연산한다
Figure 112006061307861-utm00002
여기서, P。는 피상전력이고 K2 는 전력보정계수이며, V는 3상 전원공급기(100)로부터 공급되어 전압 변환부(202)가 검출하여 제공하는 검출전압이며 I는 3상 전원공급기(100)로부터 공급되어 전류 변환부(203)가 검출하여 제공하는 검출전류이다.
상기 연산식(2)에 의해서 단계(ST6)에서 피상전력(P。)을 연산하여 얻었다면, 중앙 처리 장치(204)는 단계(ST7)로 진행하여 이 연산 값으로부터 미리 상기 보정 프로그램에 설정되어 저장되어 있는 3상 전원공급기(100)로부터 공급되는 전원의 설정된 전압 및 전류의 적산 값을 감산하여 그 차이값이 미리 상기 보정 프로그램에 설정되어 저장되어 있는 소정 허용오차 보다 작거나 같은 지 아니면 큰지 비교한다.
단계(ST7)에서의 비교결과 피상전력(P。)으로부터 상기 보정 프로그램에 설정되어 저장되어 있는 전압 및 전류의 적산 값을 감산한 차이가 소정 허용오차 보다 크면, 단계(ST8)로 진행하여 전력보정계수(K2)를 예컨대 초기 값 1로부터 0.002증가시킨 1.002로 보정한 후 다시 단계(ST6)로 진행하여 피상전력(P。)을 다시 연산한다. 그리고 단계(ST7)로 진행하여 피상전력(P。)으로부터 상기 보정 프로그램에 설정되어 저장되어 있는 전압 및 전류의 적산 값을 감산한 차이가 소정 허용오차 보다 큰지 아닌지 비교한다. 비교결과 다시 차이가 소정 허용오차 보다 크면, 상기 단계(ST8)에서의 전력보정계수(K2) 보정과 단계(ST7)에서의 비교를 반복하고, 비교결과 차이가 소정 허용오차 보다 작거나 같으면, 단계(ST9)으로 진행한다.
중앙 처리 장치(204)는 단계(ST9)에서 전력보정계수(K2)를 저장함과 동시에 단계(ST10)에서 오차 보정 완료의 정보를 출력하고, 그에 응답하여 도 3의 신호 출력부(206)는 오차 보정 완료 신호(OUT_S)를 미도시의 외부 오차시험기에 출력한다.
이후, 중앙 처리 장치(204)는 단계(ST10-1)에서 다음 식(3)을 이용하여 유효전력(P)를 연산한다.
Figure 112006061307861-utm00003
위에서 P는 유효전력이고, P。는 피상전력, PF는 상기 식(1)에 의해서 구한 역률이다.
이후 중앙 처리 장치(204)는 단계(ST10-2)에서 상기와 같이 구한 유효전력(P)에 사용시간을 적산하여 얻는 전력사용량을 표시기(205)를 통해 표시하도록 출력함과 동시에 펄스발생기(209)에 상당하는 펄스를 발생하도록 출력한다. 그러면 펄스 발생기(209)는 상기 전력사용량에 따른 펄스신호를 발생하여 출력하며, 펄스 발생기(209)의 출력은 펄스 시험용 액정다이오드(208)에 접속되어, 펄스 발생기(209)의 출력이 예를 들어 사용시와 같이 원격검침시스템이라든지 홈 네트워크 시스템과 같은 외부 기기에 접속되지 않은 제조시에도 펄스 발생기(209)의 정상동작 여부를 시험할 수 있다. 즉, 펄스 발생기(209)로부터 펄스신호가 있으면 펄스 시험용 액정다이오드(208)가 점멸함으로써 펄스 발생기(209)로부터 정상적으로 펄스신호가 출력되고 있음을 알려준다.
이로써 본 고안에 따른 전자식 전력량계의 오차 보정과 펄스발생기의 시험동작이 모두 완료된다.
한편, 시험을 통과한 본 고안에 따른 전자식 전력량계가 사용될 때의 동작을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
전류의 설정값을 본 고안에 따른 원격검침 통신 모듈의 통신동작을 순서도로서 도시한 도5를 참조하여 본 고안의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계에 있어서 실 사용시 중앙처리장치가 수행하는 전력량 연산 과정을 보여주는 흐름도이다.
전압 변환부(202)와 전류 변환부(203)로부터 각각 검출된 상용 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전압(V)과 전류(I)가 제공되면, 중앙 처리 장치(204)는 보정 프로그램 저장부(210)으로부터 미리 설정된 프로그램에 설정된 초기 역률(PF。)에 상기 저장된 역률보상계수(K1)을 적산하여 역률(PF)를 구하고, 상기 검출된 전압(V)과 전류(I)과 보상계수(K2)를 적산하여 피상전력(P。)를 구하고, 피상전력(P。)에 역률(PF)를 적산하여 유효전력(P)을 단계(ST11)과 같이 구한다.
단계(ST12)에서 중앙 처리 장치(204)는 유효전력(P)에 사용시간을 적산하여 전력사용량을 얻고 이를 표시기(205)를 통해 표시하도록 출력한다.
그리고 단계(ST13)에서 중앙 처리 장치(204)는 상기 전력사용량을 펄스 신호로서 출력하도록 펄스 발생기(209)에 출력한다. 펄스 발생기(209)는 중앙 처리 장치(204)로부터 제공된 전력사용량에 따른 펄스 신호를 발생하여 예컨대 전자식 전력량계에 신호선 또는 무선의 통신경로를 통해 접속된 원격검침장치 또는 홈네트워크시스템에 전송한다.
이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 고안의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 고안의 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경 가능한 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 자체 오차 보정 기능을 구비하는 전자식 전력량계는, 제조시 오차시험기로부터의 오차 보상 시작 신호와 오차시험용 전원 공급기로부터의 전원 인가에 따라 역률보정계수와 전력보정계수를 스스로 보정함으로써, 제조시 오차 보정에 소요되는 시간과 노동력을 대폭 절감할 수 있고, 저장된 보정 프로그램에 의해 보정하므로 가변저항의 조정에 의한 것과 같은 경년에 따른 오차발생의 위험성 또한 배제될 수 있어 장기간 사용전력 계량의 신뢰성이 보장될 수 있다.

Claims (5)

  1. 전자식 전력량계에 있어서,
    상용 교류 전원의 전압을 검출하여 상응하는 소정 수준의 전압으로 분압하여 제공하는 전압 변환부;
    상기 상용 교류 전원의 전류를 검출하여 상응하는 전압으로 변환하여 제공하는 전류 변환부;
    외부로부터 오차 보상 시작 신호를 수신하기 위한 신호 입력부;
    오차시험용 전원 공급기로부터의 전원에 대해 미리 설정된 기준역률과 연산한 역률의 차이가 허용오차 내에 있도록 역률보정계수를 연산하여 연산결과값을 저장하고, 미리 설정된 전압 및 전류를 가진 오차시험용 전원 공급기로부터의 전원에 대해 설정된 전압 및 전류의 적산값과 상기 전압 변환부가 검출하여 제공하는 검출된 전압과 상기 전류 변환부가 검출하여 제공하는 검출된 전류의 적산값의 차이가 허용오차 내에 있도록 전력보정계수를 연산하여 연산결과 값을 저장함과 동시에 오차 보상 완료 정보를 출력하며, 상기 오차보상되어 저장된 전력보정계수와 역률보정계수를 실제 검출된 전압과 전류의 적산값에 적산하여 피상전력과 유효전력을 연산하고, 연산된 유효 전력에 경과 시간을 적산하여 사용전력량을 연산하고 이를 표시하도록 제공하는 중앙 처리 장치;를 포함하여 자체 오차 보정 기능을 구비한 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
  2. 제 1항에 있어서,
    외부의 오차 보상 시작 신호를 수신하여 상기 중앙 처리 장치에 인가하도록 연결되는 신호 입력부와;
    상기 중앙 처리 장치에 접속되어, 상기 중앙 처리 장치가 제공하는 오차 보상 완료 정보를 수신하면 오차 보상 완료 신로를 발생하고 이를 외부로 출력하는 신호 출력부; 및
    상기 중앙 처리 장치에 접속되어, 상기 중앙 처리 장치가 제공하는 사용 전력량을 표시하는 표시기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 처리 장치에 접속되고, 상기 중앙 처리 장치가 제공하는 상기 사용 전력량에 비례한 펄스 신호를 발생하고 출력하는 펄스발생기와;
    상기 펄스 발생기의 출력에 접속되어, 상기 펄스발생기의 정상작동을 시험할 수 있도록 상기 펄스발생기로부터 펄스 신호가 있으면 발광하는 펄스시험용 발광다이오드;를 추가적으로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 역률보정계수는 1 보다 크거나 같고 2 보다는 작은 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력보정계수는 1 보다 크거나 같고 2 보다는 작은 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
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