KR20050007627A - 도전방지기능을 갖는 원격검침 단말기 - Google Patents

도전방지기능을 갖는 원격검침 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전방지 기능을 구비한 원격검침용 적산계량기에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 원격검침단말기로부터 수신된 검침 데이터를 집중기를 통해 전달받아 원격검침을 하기 위한 시스템에 있어서, 수용가가 소비하는 전력량을 계량하기 위한 전력 계량부; 계량기의 케이스가 오픈되는 것을 검출하기 위한 케이스 오픈 검출기; 도전을 감지하기 위한 도전 감지센서; 상기 도전감지센서의 신호를 입력받아 도전을 검출하기 위한 도전검출부; 및 상기 전력 계량부로부터 계량값을 입력받아 원격검침 절차에 따라 서버로 전송함과 아울러, 상기 도전검출부로부터 도전이 검출되면 이를 서버로 전송하는 원격검침부를 구비한다.
따라서, 본 발명에 따르면 다양한 방식의 도전을 신속하게 검출하여 자체적으로 경보음을 발생함과 아울러 관련기관에 자동으로 통보해줌으로써 도전을 예방 및 감시하여 도전에 따른 경제적인 손실과 에너지의 낭비를 줄이고, 누전에 따른 안전사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

도전방지기능을 갖는 원격검침 단말기{ AMR meter detecting surreptitious use of electricity }
본 발명은 전력 계량기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도전방지 기능을 구비한 원격검침용 적산계량기에 관한 것이다.
일반적으로, 적산 전력량계는 가정은 물론 산업체에서 사용하는 전력을 계량하여 적산하기 위한 것으로, 전력 사용요금을 책정하기 위한 사용량을 알려준다. 이러한 전력량계는 도 1에 도시된 바와 같이, 단자함(13)을 통해 공급자측과 부하측을 연결하도록 되어 있고, 아날로그방식의 경우 알루미늄 원판을 전압코일과 전류코일로 구성되는 자극 사이에 위치시켜 사용 전력량에 따라 원판이 회전되면서 기계적으로 사용량을 누적 계량하여 숫자판(19)으로 적산량을 표시하도록 되어 있다. 이때 입력측의 R, S, T, N 인입선(12)은 단자함의 1S, 2S, 3S, 0S단자에 각각 삽입된 후 조임나사에 의해 조여지도록 되어 있고, 부하측의 R, S, T, N 인출선은 단자함(13)의 1L, 2L, 3L, 0L단자에 각각 삽입된 후 조임나사에 의해 조여지도록 되어 있으며, 도전을 방지하기 위해 단자함(13)은 단자커버(17)로 덮여 있고, 단자커버(17)는 봉인 스크류(15)에 의해 열 수 없도록 고정되어 있으며, 봉인 스크류(15)를 풀지 못하도록 납봉인(16)되어 있다. 미설명 부호 18R, 18S, 18T는 인입선(12)을 계량기(11)와 연결하기 위한 시험접속편이다.
통상, 도전(盜電)이란 전기 사용량에 대해 정당한 요금을 지불하지 않고 불법적인 방법으로 전기를 훔쳐 사용하는 행위를 의미하는데, 도전에 사용되는 방법은 다음과 같이 3가지 방식있다.
첫번째는 공급자측으로부터 들어오는 라이브(Live) 인입선 혹은 라이브 인입선과 뉴트럴(Neutral) 인입선을 계량기(11)를 거치지 않고 브리지시키는 방법이다. 이러한 브리지 방법으로는 계량기(11)가 연결되어 있는 상태에서 라이브 인입선 하나를 계량기(11)를 거치지 않고 부하측에 바로 연결시키는 방법과, 계량기(11)가 연결되어 있는 상태에서 라이브 인입선과 뉴트럴 인입선을 각각 계량기를 거치지 않고 부하측에 바로 연결시키는 방법, 그리고 공급선과 계량기간의 연결을 차단한 상태에서 라이브 인입선과 뉴트럴 인입선을 계량기(11)를 거치지 않고 부하측에 바로 연결시키는 방법이 있다.
두번째는 입출력 전원선로를 바꿔 연결하는 방법이다. 즉, 계량기의 출력포트에 공급자로부터 들어오는 인입선을 연결하고, 계량기의 입력포트에 부하측으로 가는 선로를 연결한다. 이와 같이 입력과 출력을 서로 바꿔 연결하면 누적 계량치가 음의 방향으로 적산되어 사용할수록 적산량이 줄어든다.
세번째는 부하측에서 계량기로부터 나오는 뉴트럴선을 사용하지 않고, 라이브선만 사용한 후 부하측에서 뉴트럴선 대신에 대지접지를 사용하는 방법이다.
이와 같은 도전은 전력회사에 직접적으로 경제적인 손실을 끼칠뿐만 아니라 불법 사용과정에서 에너지의 낭비가 심하게 되고, 누전에 의해 각종 안전사고가 발생할 우려가 매우 높은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전력선의 불평형 전류를 감지하여 도전을 검출하고, 계량기의 커버가 불법적으로 열리는 것을 감지하여 도전이 검출되면 즉시 센터측에 보고할 수 있는 도전방지기능을 갖는 원격검침 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 통상적인 3상4선식 전력량계의 외관을 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 도전방지기능을 갖는 원격검침 단말기의 구성을 도시한 블럭도,
도 3은 도 2에 도시된 원격검침부의 예,
도 4는 도 2에 도시된 원격검침부의 다른 예,
도 5는 도 2에 도시된 도전검출부의 예,
도 6은 본 발명에 따른 검침 단말기의 도전관련 동작 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 검침 서버의 도전관련 동작 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
210-1~210~N: 원격검침 단말기 211: 전력계량부
212: 원격검침부 213: 전원부
214: 도전감지센서 215: 도전검출부
216: 케이스 오픈 검출부 220: 집중기
230: 유무선 통신망 242: 서버
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 원격검침단말기로부터 수신된 검침 데이터를 집중기를 통해 전달받아 원격검침을 하기 위한 시스템에 있어서, 수용가가 소비하는 전력량을 계량하기 위한 전력 계량부; 계량기의 케이스가 오픈되는 것을 검출하기 위한 케이스 오픈 검출기; 도전을 감지하기 위한 도전 감지센서; 상기 도전감지센서의 신호를 입력받아 도전을 검출하기 위한 도전검출부; 및 상기 전력 계량부로부터 계량값을 입력받아 원격검침 절차에 따라 서버로 전송함과 아울러, 상기 도전검출부로부터 도전이 검출되면 이를 서버로 전송하는 원격검침부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 도전감지센서는 페라이트봉의 일측에 라이브 인입선과 뉴트럴 인입선을 소정 횟수(turn)로 각각 감고, 페라이트봉의 타측에는 검출코일이 다수 회(turn) 감긴 형태로 이루어져 도전이 없는 정상상태에서는 라이브선과 뉴트럴 선을 통해 흐르는 전류가 발란스를 이루고 위상이 반대이므로 상기 페라이트봉에 유기되는 전류가 제로에 가깝고, 도전이 일어나면 라이브 인입선과 뉴트럴 인입선 사이에 언발란스가 발생되어 상기 페라이트봉에 유기 전류가 발생되어 상기 검출코일을 통해 상기 도전검출부로 이 신호를 전달한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 도전방지 기능을 갖는 원격검침 단말기의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명이 적용되는 원격검침 시스템은 각 가정이나 산업현장에 설치되어 전력 소비량을 계량함과 아울러 도전을 검출하면 통제본부(240)로 이를 알려주기 위한 단말기(210-1~210-N)와, 다수의 단말기(210-1~210-N)로부터 수신된 데이터들을 모아 유무선 통신망(230)을 통해 통제본부측의 서버(242)로 전송해주는 집중기(220)로 이루어져 있다.
단말기(210-1~210-N)는 수용가가 소비하는 전력량을 계량하기 위한 전력 계량부(211)와, 단말기에서 필요로 하는 직류전원을 제공하기 위한 전원부(213), 도전을 감지하기 위한 도전 감지센서(214), 도전감지센서(214)의 신호를 입력받아 도전을 검출하기 위한 도전검출부(215), 계량기의 케이스가 오픈되는 것을 검출하기 위한 케이스 오픈 검출기(216), 전력 계량부(211)로부터 계량값을 입력받아 원격검침 절차에 따라 서버(242)로 전송하고, 도전이나 케이스 오픈이 검출되면 집중기(220)를 통해 서버(242)로 전송하는 원격검침부(212)로 이루어진다.
전력계량부(211)는 아날로그 방식(기계식)이나 디지털 방식(전자식)이 가능한데, 아날로그 방식의 경우에는 알루미늄 원판을 전압코일과 전류코일로 구성되는 자극 사이에 위치시켜 사용 전력량에 따라 원판이 회전되면서 기계적으로 사용량을 누적 계량하여 숫자판으로 적산량을 표시하도록 되어 있고, 디지털 방식의 경우에는 회전원판의 회전을 홀센서나 광학센서 등으로 카운트하는 방식과 CT와 PT를 이용하여 감지된 전압과 전류를 디지털로 변환하여 직접 계산하는 방식, 이미지센서를 이용하여 숫자판의 계량값을 판독하는 방식 등이 가능하다.
전원부(213)는 변압기와 정류기, 레귤레이터 혹은 백업 배터리 등을 구비하여 단말기의 원격검침부(212)나 도전검출부(215) 등 직류 동작전원을 필요로 하는 회로소자들에게 필요한 전원을 공급한다.
도전감지센서(214)는 페라이트봉의 일측에 라이브 인입선과 뉴트럴 인입선을 1~2 횟수(turn)로 각각 감고, 페라이트봉의 타측에는 검출코일을 다수 회(turn) 감는 형태로 이루어진다. 따라서 도전이 없는 정상상태에서는 라이브선과 뉴트럴 선을 통해 흐르는 전류가 발란스를 이루고 위상이 반대이므로 페라이트봉에 유기되는 전류가 제로에 가깝다. 만일, 앞서 설명한 바와 같이 3종류의 도전방식중 어느 한 방식에 의해서라도 도전이 일어나면 라이브 인입선과 뉴트럴 인입선 사이에 언발란스가 발생되어 페라이트봉에 유기 전류가 발생되고 검출코일을 통해 도전검출부(215)로 이 신호가 전달된다.
도전검출부(215)는 도 5에 도시된 바와 같이, 연산증폭기(op1)와 저항, 커패시터, 다이이오드, FET 트랜지스터(Q1)로 이루어진 회로에 검출코일의 양단(X,Y)이 연결되어 있다. 따라 정상상태에서는 검출코일로부터 입력되는 검출신호가 0에 가까우므로 트랜지스터(Q1)가 오프상태를 유지하다가, 도전에 의해 검출신호가 존재하게 되면 트랜지스터(Q1)를 온시켜 도전검출신호를 프로세서측으로 전달하게 된다.
케이스 오픈 검출기(216)는 접촉 스위치나 광 스위치 등으로 구현되어 봉인을 뜯고 도전을 위해 전력량계의 케이스를 열 경우, 이를 감지하여 원격검침부(212)의 마이크로 프로세서로 전달한다.
이미지센싱 방식의 원격 검침부(212)는 도 3에 도시된 바와 같이, 전력 계량부의 숫자판을 촬상하기 위한 이미지센서(302)와, 감지된 화상 데이터로부터 숫자를 인식하여 코드로 변환하는 판독모듈(304), 집중기(220)와 무선으로 통신하기 위한 RF모듈(306), 전체 동작을 제어하고 도전검출신호나 케이스 오픈신호가 감지되면 부저(310)를 울려 경보음을 발생함과 아울러 RF모듈(306)을 통해 도전검출 및 케이스 오픈검출을 서버측으로 보고하는 마이크로프로세서(MCU: 308)로 구성된다.
또한 전력 계량부가 디지털 방식일 경우에 원격검침부(212)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전력 계량부(211)로부터 계량값을 입력받기 위한 계량 인터페이스부(402)와, 집중기(220)와 무선으로 통신하기 위한 RF모듈(408), 전체 동작을 제어하고 도전검출신호나 케이스 오픈신호가 감지되면 부저(406)를 울려 경보음을 발생함과 아울러 RF모듈(408)을 통해 도전검출 및 케이스 오픈검출을 서버(242)측으로 보고하는 마이크로 프로세서(MCU: 404)로 구성된다.
전력계량부가 디지털 방식일 경우에 원격검침부(212)의 MCU는 도 2에 도시된 바와 같이 전력계량부(211)로부터 입력된 계량값을 무조건 절대치 값으로 계산하여적산하며 이는 입출력 전원선로를 바꿔 연결할 시, 즉 계량기의 출력포트에 공급자로부터 들어오는 인입선을 연결하고, 계량기의 입력포트에 부하 측으로 가는 선로를 연결할 때 누적계량치가 음의 방향으로 적산되는 것을 방지하여 미연에 도전을 차단하기 위함이다.
다시 도 2를 참조하면, 집중기(220)는 관할하는 지역의 다수의 단말기(210-1~210-N)와 무선으로 통신하여 원격검침 데이터를 수신한 후 소정 포맷으로 패킷화하여 유.무선 통신망(230)을 통해 검침센터의 서버(242)로 전송한다. 여기서, 검침센터나 통제본부는 서로 분리되어 있을 수도 있으나 본 발명의 실시예에서는 동일한 서버(242)를 사용하는 동일한 주체를 기능과 관련하여 다르게 명한 것으로, 전력 공급회사의 관리기관을 의미한다.
서버(242)는 각 단말기(210-1~210-N)로부터 수신된 검침 데이터를 이용하여 각 수용가별로 전력요금을 산출하여 통지하고, 고객관리, 통계관리, 과금 등과 같은 다양한 업무를 수행한다.
이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 도전검출관련 동작을 도 6과 도 7의 흐름도를 참조하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 검침 단말기의 도전관련 동작 흐름도이고, 도 7은 본 발명에 따른 검침 서버의 도전관련 동작 흐름도이다.
단말기(210-1~210-N)는 대기상태로 있거나 원격검침과 관련된 동작을 처리하다가 도전검출부(215)나 케이스 오픈 검출부(216)로부터 도전이 검출되면, 경보모드로 동작한다(601~603). 경보모드에서는 부저(310)를 울려 경보음을 작동시킴과 아울러 도전검출신호를 RF모듈(306)과 집중기(220), 유.무선 통신망(230)을 거쳐 통제본부의 서버(242)로 전달한다(604,605).
통제본부의 서버(242)는 대기상태 혹은 다른 업무를 수행하다가 도전신호가 수신되면, 경보모드로 동작하여 경보음을 발생함과 아울러 도전이 발생한 계량기 아이디부터 도전지역을 파악하여 해당 지역으로 관리자를 출동시킨다(701~706).
이와 같이 본 발명에 따르면 다양한 방식의 도전을 검출하여 경보음을 발생함과 아울러 통제본부에 보고함으로써 불법적인 도전에 대해 적절한 조치를 신속하게 취할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 다양한 방식의 도전을 신속하게 검출하여 자체적으로 경보음을 발생함과 아울러 관련기관에 자동으로 통보해줌으로써 도전을 예방 및 감시하여 도전에 따른 경제적인 손실과 에너지의 낭비를 줄이고, 누전에 따른 안전사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. 원격검침단말기로부터 수신된 검침 데이터를 집중기를 통해 전달받아 원격검침을 하기 위한 시스템에 있어서,
    수용가가 소비하는 전력량을 계량하기 위한 전력 계량부;
    도전을 감지하기 위한 도전 감지센서;
    상기 도전감지센서의 신호를 입력받아 도전을 검출하기 위한 도전검출부; 및
    상기 전력 계량부로부터 계량값을 입력받아 원격검침 절차에 따라 서버로 전송함과 아울러, 상기 도전검출부로부터 도전이 검출되면 이를 서버로 전송하는 원격검침부를 구비하는 것을 특징으로 하는 도전방지 기능을 갖는 원격검침 단말기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원격검침 단말기는,
    계량기의 케이스가 오픈되는 것을 검출하기 위한 케이스 오픈 검출기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 도전방지기능을 갖는 원격검침 단말기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전감지센서는
    페라이트봉의 일측에 라이브 인입선과 뉴트럴 인입선을 소정 횟수(turn)로 각각 감고, 페라이트봉의 타측에는 검출코일이 다수 회(turn) 감긴 형태로 이루어져 도전이 없는 정상상태에서는 라이브선과 뉴트럴 선을 통해 흐르는 전류가 발란스를 이루고 위상이 반대이므로 상기 페라이트봉에 유기되는 전류가 제로에 가깝고, 도전이 일어나면 라이브 인입선과 뉴트럴 인입선 사이에 언발란스가 발생되어 상기 페라이트봉에 유기 전류가 발생되어 상기 검출코일을 통해 상기 도전검출부로 이 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 도전방지 기능을 갖는 원격검침 단말기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도전검출부는
    연산증폭기(op1)와 저항, 커패시터, 다이이오드, FET 트랜지스터(Q1)로 이루어진 회로에 상기 검출코일의 양단(X,Y)이 연결되어 정상상태에서는 상기 검출코일로부터 입력되는 검출신호가 0에 가까우므로 트랜지스터(Q1)가 오프상태를 유지하다가, 도전에 의해 검출신호가 존재하게 되면 상기 트랜지스터(Q1)를 온시켜 도전검출신호를 프로세서측으로 전달하는 것을 특징으로 하는 도전방지 기능을 갖는 원격검침 단말기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전력계량부는 아날로그 혹은 디지털 방식인 것을 특징으로 하는 도전방지 기능을 갖는 원격검침 단말기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원격검침부는
    전력 계량부의 숫자판을 촬상하기 위한 이미지센서와, 감지된 화상 데이터로부터 숫자를 인식하여 코드로 변환하는 판독모듈, 집중기와 무선으로 통신하기 위한 RF모듈, 전체동작을 제어하고 도전검출신호나 케이스 오픈신호가 감지되면 부저를 울려 경보음을 발생함과 아울러 상기 RF모듈을 통해 도전검출 및 케이스 오픈검출을 서버측으로 보고하는 마이크로 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 도전방지 기능을 갖는 원격검침 단말기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전력계량부가 디지털 방식일 경우에 입출력 전원 선로를 바꿔 연결할 시, 누적 계량치가 음의 방향으로 적산됨으로 해서 이로 인한 도전을 미연에 방지하고자 원격 검침부의 MCU는 전력 계량부로부터 입력된 계량값을 무조건 절대치 값으로 계산하는 기능을 특징으로 하는 도전 방지 기능을 갖는 원격 검침 단말기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101225050B1 (ko) * 2011-07-20 2013-01-22 한전케이디엔주식회사 도전 방지를 위한 멀티 미터링 시스템
WO2019182172A1 (ko) * 2018-03-21 2019-09-26 누리플렉스 홀딩스 아이엔씨 원격 검침 시스템, 검침 단말기 및 이를 이용하는 도전 감지 방법

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KR101225050B1 (ko) * 2011-07-20 2013-01-22 한전케이디엔주식회사 도전 방지를 위한 멀티 미터링 시스템
WO2019182172A1 (ko) * 2018-03-21 2019-09-26 누리플렉스 홀딩스 아이엔씨 원격 검침 시스템, 검침 단말기 및 이를 이용하는 도전 감지 방법

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