KR200482431Y1 - 전자식 전력량계 장치 - Google Patents

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KR200482431Y1 KR2020150007477U KR20150007477U KR200482431Y1 KR 200482431 Y1 KR200482431 Y1 KR 200482431Y1 KR 2020150007477 U KR2020150007477 U KR 2020150007477U KR 20150007477 U KR20150007477 U KR 20150007477U KR 200482431 Y1 KR200482431 Y1 KR 200482431Y1
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Abstract

본 고안은 부하에서 소비되는 전력의 유효전력량, 무효전력량, 순간최대전력량, 역률을 포함한 채널 검출값을 산출하여 순차적으로 표시하는 전자식 전력량계 장치에 있어서, 산출된 채널 검출값이 순차적으로 표시되는 검침표시부; 상기 검침표시부에 표시되는 채널 검출값의 다음 채널로의 전환 여부를 사용자로부터 입력받는 모드결정버튼; 및 상기 모드결정버튼의 사용자 조작에 의해 자동 모드가 선택되면, 미리 설정된 기준 시간 동안 채널 검출값을 표시한 후 상기 기준 시간이 경과하면 다음번째 채널 검출값을 표시하도록 채널 전환 제어를 수행하며, 상기 모드결정버튼의 사용자 조작에 의해 수동 모드가 선택되면, 수동모드의 선택 순간에 표시되고 있는 채널 검출값을 채널전환없이 그대로 유지한 채로 표시하도록 채널 유지 제어를 수행하는 표시출력 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

전자식 전력량계 장치{Apparatus for Electronic Wattmeter}
본 고안은 전자식 전력량계 장치로서, 검침을 용이하게 할 수 있도록 하는 디멘드메타와 같은 전자식 전력량계에 관한 것이다.
일반적으로 부하에 공급되는 전력의 양을 측정하는 전자식 전력량계는 측정전압이 입력되는 전압변환부와, 부하에 사용되는 전류가 입력되는 전류변환부와, 전압변환부와 전류변환부에서 변환되어 출력되는 전압과 전류의 크기를 입력받아 전력량을 계산하는 전력량 측정부가 있다. 전력량 측정부는 전압변환부와 전류변환부로부터 출력되는 전압을 A/D 변환부를 통해 아날로그에서 디지털로 변환하고, 두 개의 값을 곱함으로써 전력을 계산하고 이 값을 시간함수로 누적하여 전력량을 산출한다. 이때 전압변환부의 출력 신호와 전류변환부의 출력 신호의 위상차이를 추출하여 역률을 계산하여 유효전력과 무효전력을 구할 수 있다.
이러한 전자식 전력량계에서 전압을 검출하기 위해서는, 파워 트랜스포머를 사용하거나 일련의 저항으로 이루어진 전압 분배기를 사용하여 높은 전압을 A/D 변환부가 수용할 수 있는 범위의 전압으로 낮추어서 사용한다.
또한 전류를 검출하기 위해서는 낮은 저항을 전원 선로에 직렬로 연결하여 전류가 흐를 때 발생하는 전압 차이를 통해 부하에 흐르는 전류를 검출하는 방법이나 또는 CT(Current Transformer)라는 소자를 사용하여 유도전류를 발생시켜 병렬 저항의 양단에 걸리는 전압을 측정하여 부하에 흐르는 전류를 검출한다.
한편, 전자식 전력량계는, 도 1에 도시한 바와 같이 전력선(30)의 피복을 탈피시키지 않고 그대로 통과하도록 하는 관통공(11)이 형성된 본체(10)와 전방에 소모 전력량을 표시하기 위한 표시부(21)가 구비된 상부체(20)가 마련되어 있다.
표시부(21)에는, 도 2에 도시한 바와 같이 채널의 검출값이 표시된다. 전자식 전력량계에서 채녈의 채널 검출값이 일정 시간 간격으로 표시된다. 예를 들어, 제1채널의 채널 검출값이 설정된 5초 동안 표시되며, 제1채널의 채널 검출값이 표시된 후 5초가 경과하면 제2채널의 채널 검출값이 표시되며, 제2채널의 채널 검출값이 표시된 후 5초가 경과되면 제3채널의 채널 검출값이 표시된다. 전자식 전력량계에서 출력하는 채널이 23개 있다고 가정할 경우 마지막 23번째 채널의 검출전력이 표시된 후 다시 첫 번째 채널의 검출전력이 표시되어 반복된다.
그런데 이와 같이 채널별 검출값이 설정된 시간동안 표시된 후 다음 채널로 자동으로 전환될 시에, 검침원이 검침을 제대로 할 수 없는 문제가 있다. 예컨대, 예를 들어, 검침원이 제1채널의 채널 검출값을 확인한 후 용지에 기록하는 시간이 13초 걸린다고 가정할 경우, 제1채널의 채널 검출값을 기록한 후 표시부(21)를 바라보게 되면 이미 제2채널의 채널 검침값의 표시가 끝나고 제3채널의 채널 검출값이 표시된다. 이럴 경우 검침원은 제2채널의 채널 검출값을 확인하지 못하는 문제가 발생한다.
한국공개특허 10-2011-0066006호
본 고안의 기술적 과제는 검침을 용이하게 할 수 있도록 하는 전자식 전력량계를 제공하는데 있다. 또한 본 고안의 기술적 과제는 전자식 전력량계의 검침에서 검침의 불편함을 해결할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.
본 고안은 부하에서 소비되는 전력의 유효전력량, 무효전력량, 순간최대전력량, 역률을 포함한 채널 검출값을 산출하여 순차적으로 표시하는 전자식 전력량계 장치에 있어서, 산출된 채널 검출값이 순차적으로 표시되는 검침표시부; 상기 검침표시부에 표시되는 채널 검출값의 다음 채널로의 전환 여부를 사용자로부터 입력받는 모드결정버튼; 및 상기 모드결정버튼의 사용자 조작에 의해 자동 모드가 선택되면, 미리 설정된 기준 시간 동안 채널 검출값을 표시한 후 상기 기준 시간이 경과하면 다음번째 채널 검출값을 표시하도록 채널 전환 제어를 수행하며, 상기 모드결정버튼의 사용자 조작에 의해 수동 모드가 선택되면, 수동모드의 선택 순간에 표시되고 있는 채널 검출값을 채널전환없이 그대로 유지한 채로 표시하도록 채널 유지 제어를 수행하는 표시출력 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 자동 모드는, [N]번째 채널의 채널 검출값을 기준 시간동안 표시한 후 다음번째인 [N+1]번째 채널의 채널 검출값을 기준 시간동안 표시하고, 마지막 채널의 채널 검출값을 기준 시간동안 표시한 후 첫 번째 채널 검출값으로 전환하여 표시하는 순회 전환 표시 방식으로 이루어지도록 할 수 있다.
상기 수동 모드는, 수동 모드가 선택된 순간에 표시되는 채널의 채널 검출값을 채널전환없이 그대로 유지하여 표시하며, 모드결정버튼에 의해 수동 모드에서 자동 모드로 전환되면 수동모드에서 표시되고 있는 채널의 다음번째 채널 검출값을 표시한 후 순회 전환 표시 방식으로 표시되도록 제어할 수 있다.
상기 모드결정버튼은, 토글(toggle) 형태의 버튼으로 구현되어, 모드결정버튼이 눌리어질 때마 자동 모드와 수동 모드가 교대로 전환됨을 특징으로 할 수 있다.
상기 전자식 전력량계 장치는, 전자식 전력량계 전방을 감지하는 물체 감지 센서;를 포함하며, 상기 표시출력 제어부는, 수동 모드로 동작한 시점부터 미리 설정된 임계 시간이 경과할 때까지 수동 모드의 동작이 유지되고 있으며, 상기 임계 시간이 경과한 시점에 상기 물체 감지 센서를 통해 물체가 감지되지 않으면, 수동 모드에서 자동 모드로 전환시킴을 특징으로 할 수 있다.
본 고안의 실시 형태에 따르면 사용자의 버튼 조작에 의하여 채널의 검출값 표시가 정지되도록 함으로써, 전자식 전력량계의 검침을 용이하게 할 수 있도록 할 수 있다. 또한 전자식 전력량계에서 사람이 검출되지 않으면 자동 모드로 전환되도록 하여, 수동 모드의 동작이 지속되지 않도록 할 수 있다.
도 1은 일반적인 전자식 전력량계의 사시도.
도 2는 기존의 전자식 전력량계에서 검출값의 표시 모습을 도시한 그림.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 전자식 전력량계의 일종인 디멘드메타의 구성 블록도.
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 전자식 전력량계에서 표시하는 각 채널의 검출전력의 종류의 예시를 나타낸 그림.
도 5는 본 고안의 실시예에 따라 전자식 전력량계가 자동 모드로 동작하는 모습을 도시한 그림.
도 6은 본 고안의 실시예에 따라 전자식 전력량계가 수동 모드로 동작하는 모습을 도시한 그림.
이하, 본 고안의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 고안의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 전자식 전력량계의 일종인 디멘드메타의 구성 블록도이며, 도 4는 본 고안의 실시예에 따른 전자식 전력량계에서 표시하는 각 채널의 검출전력의 종류의 예시를 나타낸 그림이며, 도 5는 본 고안의 실시예에 따라 전자식 전력량계가 자동 모드로 동작하는 모습을 도시한 그림이며, 도 6은 본 고안의 실시예에 따라 전자식 전력량계가 수동 모드로 동작하는 모습을 도시한 그림이다.
전자식 전력량계는 일정 기간중에 사용한 교류전력의 소비량을 측정하는 계기로서 전기미터 또는 전기 계량기라고도 한다. 일반적으로 전기요금은 소비한 전력량에 따라 정해지는 경우가 대부분이므로 이를 정확히 측정하는 계기로서 전력량계는 매우 중요한 역할을 한다.
전자식 전력량계는 크게 일반계량기와 디멘드메타를 포함할 수 있다.
일반계량기는 일반 가정에 설치되어 전력 검출하는 계량기로서, 한전같은 전력 공급자가 월별 실사용 전력을 검침하여 전력 요금을 청구하기 위해 사용된다.
디멘드메타(Demand Meter)는, 최대수용전력에 따라 요금을 부과할 때 사용되는 전력량 검출기이다. 디멘드메타는, 순간최대전력, 유효전력량, 무효전력량, 역률 등의 다양한 전력 관련 항목들의 값(이하, '채널 검출값'이라 함)을 산출하여 채널별로 순차적으로 표시한다. 따라서 디멘드메타는 피크계량기(최대수요전력량계)로도 불리며 관공서, 대형건물 등과 같이 전력을 많이 사용하는 장소에 설치되어 최대수요전력량에 따라 전력요금을 청구하기 위해 사용된다. 예를 들어, 4개월 전력사용 피크치를 평균한 값을 전력 요금으로 청구할 수 있다.
이하 설명에서는 전자식 전력량계의 예시로서 디멘드메타(Demand Meter)를 예를 들어 설명할 것이나, 디멘드메타뿐만 아니라 채널별로 순차적으로 표시하는 다양한 전자식 전력량계에도 본 고안이 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
이하, 본 고안의 실시예에 따른 디멘드메타의 전자식 전력량계를 설명하기로 한다.
디멘드메타의 전자식 전력량계는, 부하에서 소비되는 전력의 유효전력량, 무효전력량, 순간최대전력량, 역률을 포함한 채널 검출값을 산출하여 채널별로 표시한다. 이를 위해 디멘드메타는 일반전력(사용전력), 순간최대 사용전력(PEAK), 무효전력, 역률 등의 채널이 실시간으로 측정이 되어 디지털숫자로 표시가 되는 동시에 내부 메모리(130)칩에 자료가 저장(2달동안)이 된다.
디멘드메타에는 1종과 2,3종 두가지 종류의 계량기로 구성이되며 한국전력과 수용가간의 계약으로 각각 사용되는 종류가 다른데 1종은 1~14 단계로 지시치가 나누어지고 2,3종은 1~23 단계로 나누어지는데 각 단계별로 5초간 검침표시부에 현재 측정지시치를 표시하고 다음단계로 넘어가면서 순회 표시를 한다.
디멘드메타를 좀 더 상술하면, 도 3에 도시한 바와 같이 전력 측정부(110), 펄스 발생부(120), 연산부(100), 메모리(130), 검침표시부(160), 모드결정버튼(140), 및 표시출력 제어부(150)를 포함할 수 있다. 이밖에 물체 감지 센서(170)를 더 포함할 수 있다.
전력 측정부(110)는, 부하에서 소비되는 소비전력의 전류량과 전압량을 측정한다. 여기서 부하라 함은 가정, 사무실, 대형 건물 등의 구내 공간에 마련된 전체 부하를 말한 것으로서, 한국전력 등의 전력공급계통에서 공급되는 전력은 전자식 전력량계를 거쳐서 구내 공간에 있는 각각의 부하에 전력이 분산되어 공급된다. 따라서 전력 측정부(110)는 각 부하의 소비전력에 의해 전자식 전력량계를 흐르게 되는 전력량과 전류량을 검출하게 된다.
펄스 발생부(120)는, 소비전력의 유효전력량, 무효전력량, 순간최대전력량, 역률을 포함한 채널 검출값을 산출하는데 사용되는 펄스를 발생한다.
연산부(100)는, 측정된 전류량과 전압량과 펄스를 이용하여 각 채널의 채널 검출값을 산출한다. 즉, 입력되는 펄스를 적산하여 디멘드, 에너지 및 역률 등의 채널 검출값을 계산한다. 예를 들어, 측정된 전류량과 전압량과 펄스를 이용하여 '유효전력'이라는 항목(채널)의 채널 검출값인 유효전력량을 산출하며, '무효전력'이라는 항목(채널)의 채널 검출값인 무효전력량을 산출하며, '순간최대전력'이라는 항목(채널)의 채널 검출값인 순간최대전력량을 산출하며, '역률'이라는 항목(채널)의 채널 검출값인 무효전력량을 산출하며, 이밖에 다양한 전력 관련한 항목(채널)의 채널 검출값을 산출할 수 있다. 이러한 채널별 산출 알고리즘은 기존의 디멘드메타의 공지된 다양한 산출 알고리즘이 활용될 수 있을 것이다.
메모리(130)는 산출된 채널별 채널 검출값을 저장한 메모리(130)이다. 참고로, 메모리(130)는 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive), SSD 드라이브(Solid State Drive), 플래시메모리(130)(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리(130) 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.
또한 채널별 채널 검출값이 메모리(130)에 저장된 예를 도 4에 도시하였는데, 도 4을 참조하면, 채널들은 '현재 년/월/일', '시간', '수동복귀횟수', '현재 누적 유효 전력량(주간 중간 부하)' 등의 23개 채널이 해당될 수 있다.
검침표시부(160)는, 산출된 채널 검출값이 순차적으로 표시된다. 검침표시부(160)는 LCD, LED 등의 다양한 표시 수단으로 구현될 수 있다.
모드 결정버튼은, 검침표시부(160)에 표시되는 채널 검출값의 다음 채널로의 전환 여부를 결정하는 모드 선택을 사용자로부터 입력받는 버튼이다. 모드결정버튼(140)은 스위칭 형태로 구현될 수 있으며, 예컨대, 제1스위칭이 되는 경우 자동 모드로 결정되며, 제2스위칭이 되는 경우 수동 모드로 결정될 수 있다.
또한 모드결정버튼(140)은, 토글(toggle) 형태의 버튼으로 구현되어, 모드결정버튼(140)이 눌리어질 때마 자동 모드와 수동 모드가 교대로 전환될 수 있다. 예를 들어, 기본 셋팅된 자동 모드 상태에서 모드결정버튼(140)이 한번 눌러진 경우 수동 모드로 전환되며, 두번째 눌러진 경우 자동 모드로 복귀하며, 세번째 눌러진 경우 수동 모드로 다시 전환된다. 이와 같이 홀수번째 눌려질 경우 수동 모드로 동작되도록 전환되며 짝수번째 눌러질 경우 자동 모드로 동작되도록 전환된다.
표시출력제어부는, 모드결정버튼(140)의 사용자 조작에 의해 자동 모드가 선택되면, 도 5에 도시한 바와 같이 미리 설정된 기준 시간 동안 채널 검출값을 표시한 후 기준 시간이 경과하면 다음번째 채널 검출값을 검침표시부(160)에 표시하도록 채널 전환 제어를 수행한다. 즉, [N]번째 채널의 채널 검출값을 기준 시간동안 표시한 후 다음번째인 [N+1]번째 채널의 채널 검출값을 기준 시간동안 표시하고, 마지막 채널의 채널 검출값을 기준 시간동안 표시한 후 첫 번째 채널 검출값으로 전환하여 표시하는 순회 전환 표시 방식으로 이루어지도록 한다.
또한 표시출력제어부는 모드결정버튼(140)의 사용자 조작에 의해 수동 모드가 선택되면, 도 6에 도시한 바와 같이 수동 모드의 선택 순간에 표시되고 있는 채널 검출값을 채널전환없이 그대로 유지한 채로 검침표시부(160)에 표시하도록 채널 유지 제어를 수행한다. 즉, 수동 모드로 동작될 시에는, 수동 모드가 선택된 순간에 표시되는 채널의 채널 검출값을 채널전환없이 그대로 유지하여 표시하며, 모드결정버튼(140)에 의해 수동 모드에서 자동 모드로 전환되면, 도 6에 도시한 바와 같이 수동모드에서 표시되고 있는 채널의 다음번째 채널 검출값을 표시한 후 상기 순회 전환 표시 방식으로 표시되도록 제어한다.
한편, 검침원이 전자식 전력량계의 검침을 위하여 수동 모드로 선택하여 어느 하나의 채널에 고정되어 채널 검출값이 동일하게 표시된 상태에서, 검침원이 자동 모드로 전환없이 전자식 전력량계의 위치에서 벗어날 수 있다. 이럴 경우, 전자식 전력량계는 채널 전환없이 하나의 채널 검출값만 지속적으로 표시하게 되어, 추후 건물주 등의 사용자가 다양한 채널 검출값을 열람할 수 없게 된다. 특히, 모드결정버튼(140)이 검침원만이 조작할 수 있도록 락킹(locking)되어 있다면 더더욱 불편하다. 검침원 아닌 다른 사람이 전자식 전력량계의 다른 채널 검출값을 열람하고 싶다하더라도 모드결정버튼(140)이 락킹되어 있다면, 수동모드에서 자동모드로 전환할 수 없기 때문이다.
이러한 불편을 해결하기 위하여 본 고안은 전자식 전력량계의 전방을 감지하는 물체 감지 센서(170)를 포함한다. 이러한 물체 감지 센서(170)는 CCD 카메라, 적외선 센서 등의 다양한 감지 센서를 구비하여 전자식 전력량계의 검침표시부(160)의 전방을 감지하여 물체가 있는지 없는지를 감지한다.
표시출력 제어부(150)는, 수동 모드로 동작한 시점부터 미리 설정된 임계 시간이 경과할 때까지 수동 모드의 동작이 유지되고 있으며, 상기 임계 시간이 경과한 시점에 상기 물체 감지 센서(170)를 통해 물체가 감지되지 않으면, 수동 모드에서 자동 모드로 전환시킨다.
예를 들어, 수동 모드 동작이 이루어진 후 임계 시간이 30분으로 설정된 경우, 수동 모드로 동작된 시점부터 30분이 경과할 때까지 수동 모드로 동작하고 있으면서, 수동 모드로 동작된 시점부터 30분이 경과한 시점에 물체 감지 센서(170)를 통해 물체가 감지되지 않으면, 주변에 사람이 없다고 판단하고 수동 모드에서 자동 모드로 전환시킨다.
본 고안을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 고안은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 실용신안등록청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 실용신안등록청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100:연산부 110:전력 측정부
120:펄스 발생부 130:메모리
140:모드결정버튼
150:표시출력 제어부
160:검침 표시부

Claims (5)

  1. 부하에서 소비되는 전력의 유효전력량, 무효전력량, 순간최대전력량, 역률을 포함한 채널 검출값을 산출하여 순차적으로 표시하는 전자식 전력량계 장치에 있어서,
    산출된 채널 검출값이 순차적으로 표시되는 검침표시부;
    상기 검침표시부에 표시되는 채널 검출값의 다음 채널로의 전환 여부를 사용자로부터 입력받는 모드결정버튼; 및
    상기 모드결정버튼의 사용자 조작에 의해 자동 모드가 선택되면, 미리 설정된 기준 시간 동안 채널 검출값을 표시한 후 상기 기준 시간이 경과하면 다음번째 채널 검출값을 표시하도록 채널 전환 제어를 수행하며, 상기 모드결정버튼의 사용자 조작에 의해 수동 모드가 선택되면, 수동모드의 선택 순간에 표시되고 있는 채널 검출값을 채널전환없이 그대로 유지한 채로 표시하도록 채널 유지 제어를 수행하는 표시출력 제어부;를 포함하되,
    상기 수동 모드는, 수동 모드가 선택된 순간에 표시되는 채널의 채널 검출값을 채널전환없이 그대로 유지하여 표시하며, 모드결정버튼에 의해 수동 모드에서 자동 모드로 전환되면 수동모드에서 표시되고 있는 채널의 다음번째 채널 검출값을 표시한 후 순회 전환 표시 방식으로 표시되도록 제어하는 전자식 전력량계 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 자동 모드는,
    [N]번째 채널의 채널 검출값을 기준 시간동안 표시한 후 다음번째인 [N+1]번째 채널의 채널 검출값을 기준 시간동안 표시하고, 마지막 채널의 채널 검출값을 기준 시간동안 표시한 후 첫 번째 채널 검출값으로 전환하여 표시하는 순회 전환 표시 방식으로 이루어지도록 하는 전자식 전력량계 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 모드결정버튼은,
    토글(toggle) 형태의 버튼으로 구현되어, 모드결정버튼이 눌리어질 때마 자동 모드와 수동 모드가 교대로 전환됨을 특징으로 하는 전자식 전력량계 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 전자식 전력량계 장치는,
    전자식 전력량계 전방을 감지하는 물체 감지 센서;를 포함하며,
    상기 표시출력 제어부는, 수동 모드로 동작한 시점부터 미리 설정된 임계 시간이 경과할 때까지 수동 모드의 동작이 유지되고 있으며, 상기 임계 시간이 경과한 시점에 상기 물체 감지 센서를 통해 물체가 감지되지 않으면, 수동 모드에서 자동 모드로 전환시킴을 특징으로 하는 전자식 전력량계 장치.
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