KR20080004160A

KR20080004160A - 디지털 분전반

Info

Publication number: KR20080004160A
Application number: KR1020060062790A
Authority: KR
Inventors: 박기주; 조성남
Original assignee: 박기주; 주식회사 케이디파워
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2008-01-09
Also published as: CN101102037B; JP4521014B2; KR100809910B1; JP2008017688A; CN101102037A

Abstract

본 발명은 다수의 피더측에 전력을 공급하는 분전반에 관한 것으로 본 발명의 목적은 누전, 절연저항, 과전류 및 부스바의 온도 등을 실시간 측정하여 이상 유무를 판단 표시하고 이상 조건이면 경보와 차단동작을 수행하게 되는 디지털 분전반을 제공하는데 있다.

본 발명의 디지털 분전반은 메인MCCB(40) 및 이 메인 MCCB에 RSTN 부스바를 통해 접속된 다수의 분기용 MCCB 1-MCCB n(41-4n)와, 상기 메인MCCB(40)와 분기용 MCCB 1-MCCB n(41-4n)사이의 부스바 상에 관통 삽입 장착되며 PT(21)와 CT(22)외에 ZCT(23)와 T/C(24)를 더 포함하는 CT/PT유니트(20)와, 상기 CT/PT유니트의 PT를 통해 인출한 전압을 변환하여 콘트롤전압 및 표시전압과 트립전압을 생성하며 무정전 정원공급을 위한 백업배터리(31)를 포함하는 파워유니트(30)와, 상기 파워유니트(30)로부터의 콘트롤전압 및 표시전압과 트립전압의 전원공급과 상기 CT/PT유니트(20)를 통해 입력되는 전압, 전류, 영상전류 및 부스바 온도 검출값을 입력 받아 키입력부(17)의 설정조건에 따라 누전, 절연저항, 과전류 및 부스바의 온도 등을 실시간 측정하여 그 이상 유무를 판단 표시하고 이상 조건이면 경보와 차단동작 등을 수행하는 디스플레이(13), LED블록(14), 알람 및 음성안내부(15), 트립신호발생부(16) 및 키입력부(17)로 구성된 콘트롤유니트(10)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

디지털 분전반, 트립신호, 콘트롤유니트, 파워유니트, 부스바

Description

디지털 분전반{Digital cabinet panel}

도 1은 본 발명의 디지털 분전반의 회로구성도이다.

도 2는 본 발명의 디지털 분전반용 멀티미터의 배치구성도이다.

도 3은 본 발명의 멀티미터를 포함하는 디지털 분전반의 실제 구성을 설명하기 위한 도면대용 사진이다.

도 4는 본 발명의 디지털 분전반용 멀티미터의 콘트롤유니트의 구성도이다.

도 5는 본 발명의 디지털 분전반용 멀티미터의 CT/PT유니트의 구성도이다.

도 6은 본 발명의 디지털 분전반용 멀티미터의 파워유니트의 구성도이다.

도 7은 본 발명의 디지털 분전반용 멀티미터의 콘트롤유니트의 표시부 및 키입력부의 배치구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 콘트롤유니트 11 : 마이콤

12 : 통신모듈 13 : 디스플레이

14 : LED블록 15 : 알람 및 음성안내부

16 : 트립신호발생부 17 : 키입력부

18,19,32,33 : 콘넥터 20 : CT/PT유니트

21 : PT 22 : CT

23 : ZCT 24 : T/C

25 : 부스바가이드홈 30 : 파워유니트

31 : 백업배터리 40 : 메인MCCB

41-4n : 분기MCCB

본 발명은 다중 피더측에 대한 전력공급과 디지털 계측 제어를 위한 분전반장치에 관한 것으로, 특히 다중 피더와 접속된 분전반의 누전상태, 절연저항 값, 과전류상태 및 부스바의 온도 변화 등을 실시간으로 측정하여 전력량 등의 계산과 함께 현재의 분전반의 각종 상태정보를 표시하고 이상시에는 경보와 차단동작을 수행하도록 한 디지털 분전반에 관한 것이다.

잘 알려져 있는 바와 같이 분전반은 배전선로로부터 인입되는 전력을 개별 MCCB를 통해 다수의 피더(Feeder)에 공급하는 스위치 보드이다.

이러한 분전반은 전력을 소비하는 피더측에 MCCB를 통해 단순히 입력전력을 분기하면서 어느 한 피더 또는 2 이상의 피더에서 누설전류가 발생되거나 과전류가 발생되면 해당 피더의 전단에 설치된 MCCB내의 ZCT 또는 CT에 의해 검출되어 그 값으로 해당 배선용차단기(MCCB)가 트립 작동하여 선로를 차단시키도록 함으로써 어느 한 지점의 피더측 고장이 다른 피더측으로 전파되는 것을 억제하고 있다.

그런데, 분전반에 설치된 다수의 MCCB중에서 어느 한 MCCB가 트립된 경우 그 원인에 대한 이력을 추적할 수 없을 뿐만 아니라 적산전력량 정보, 부스바 온도 등에 대한 정보를 얻기 위해서는 별도의 연산처리회로와 온도센서를 부가하여야 하기 때문에 분전반에서 다수 피더측에 대한 감시 및 제어관리가 복잡하고 불편한 단점이 있게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 디지털 분전반의 목적은 다중 피더와 접속된 분전반의 누전상태, 절연저항 값, 과전류상태 및 부스바의 온도 변화 등을 실시간으로 측정하여 전력량 등의 계산과 함께 현재의 분전반의 각종 상태정보를 표시하고 이상시에는 경보와 차단동작을 수행하는 디지털 분전반을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 분전반은 메인MCCB 및 이 메인 MCCB에 RSTN 부스바를 통해 접속된 다수의 분기용 MCCB 1-MCCB 10와, 상기 메인MCCB와 분기용 MCCB 1-MCCB 10사이의 부스바 상에 관통 삽입 장착되며 PT와 CT외에 ZCT와 T/C를 더 포함하는 CT/PT유니트와, 상기 CT/PT유니트의 PT를 통해 인출한 전압을 변환하여 콘트롤전압 및 표시전압과 트립전압을 생성하며 무정전 정원공급을 위한 백업배터리를 포함하는 파워유니트와, 상기 파워유니트로부터의 콘트롤전압 및 표시전압과 트립전압의 전원공급과 상기 CT/PT유니트를 통해 입력되는 전압, 전류, 영상전류 및 부스바 온도 검출값을 입력 받아 키입력부의 설정조건에 따라 누전, 절연저항, 과전류 및 부스바의 온도 등을 실시간 측정하여 그 이상 유무를 판 단 표시하고 이상 조건이면 경보와 차단동작 등을 수행하는 디스플레이, LED블록, 알람 및 음성안내부, 트립신호발생부 및 키입력부로 구성된 콘트롤유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 디지털 분전반의 회로구성도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이 본 발명의 디지털 분전반은 크게 MCCB블록과 콘트롤유니트(10)와 CT/PT유니트(20)와 파원유니트(30)로 나누어 구성하고 있다.

상기 MCCB블록은 분전반내 RSTN 3상 인입단측에 설치되는 메인 MCCB(40)와 이 메인MCCB에 부스바를 통하여 접속되고 있는 다수의 분기용 MCCB(41-4n)를 포함한다.

상기 CT/PT유니트(20)는 메인MCCB(40)와 분기용 MCCB 1-MCCB 10(41-4n)사이의 부스바 상에 관통 삽입 장착되며 PT(21)와 CT(22)외에 ZCT(23)와 T/C(24)를 포함하며, 이들 PT(21), CT(22), ZCT(23) 및 T/C(24)에서 검출되는 전압 값, 전류 값, 영상전류 값 및 부스바 온도검출 값은 콘트롤유니트로 제공되게 연결하여 구성한다.

상기 파워유니트(30)는 일예로 R,N부스바에서 전압을 인출하여 본 발명 디지털 분전반의 콘트롤러에서 요구되는 콘트롤전압 및 표시전압(DC 5V)과 트립전압(24V)을 생성하여 상기 콘트롤유니트(10)로 제공되게 연결하여 구성한다.

상기 콘트롤유니트(10)는 통신모듈(12), 디스플레이(13), LED블록(14), 트립신호발생부(16), 키입력부(17) 및 이들과 데이터를 주고받는 마이컴(11)를 가지며, 상기 마이컴(11)은 상기 CT/PT유니트(20)로부터의 전압 값(Vi), 전류 값(Ii), 영상전류 값(Zi) 및 부스바 온도검출 값과 각 분기용 MCCB(41-4n)로부터 입력되는 각각의 전류,전압 및 영상전류(Vi+Ii+Zi)를 상기 키입력부(17)에 의해 설정등록시켜 놓은 조건과 연산 대비하는 것으로 분전반의 전력정보를 생성하여 상기 통신모듈(12)을 통해서는 외부의 PC와 분전반의 전력상황정보 및 제어정보를 공유하기 위한 통신(예를 들면 RS-485 통신)을 수행하게 연결하고, 디스플레이(13)와 LED블록(14)를 통해서는 분기용 MCCB별 실시간 전력정보를 표시하게연결하고, 알람 및 음성안내부(15)를 통하여는 기능설정 및 상태안내멘트 및 경고음을 출력하게 연결하고, 트립신호발생부(16)를 통하여는 메인MCCB(40) 및 다수의 분기용 MCCB(41-4n)에 선택적으로 트립신호가 인가되게 연결하여 구성한다.

도 2는 본 발명의 디지털 분전반용 멀티미터의 배치구성도이고, 도 3은 본 발명의 멀티미터를 포함하는 디지털 분전반의 실제 구성을 설명하기 위한 도면대용 사진으로서, 본 발명 디지털 분전반의 멀티미터는 CT/PT유니트(20)를 중심으로 하여 그 양쪽으로 콘트롤유니트(10)와 파워유니트(30)가 수평 인접 배치된 것을 보이고 있다.

멀티미터를 구성하는 이들 CT/PT유니트(20), 콘트롤유니트(10), 파워유니트(30)는 콘넥터(18,32)에 의해 상호 결선되게 구성하며, 또한 콘트롤유니트(10)와 파워유니트(30)하단의 결합되는 컨넥터(19,33)를 통하여 ZCT 및 트립코일에 결선되게 구성한다.

도 4는 본 발명의 디지털 분전반용 멀티미터의 콘트롤유니트(10)의 구성도로 서, 그의 상부에는 디스플레이(13), LED블록(14) 및 키입력부(17)가 배치되고 그의 측면에는 CT/PT유니트(20)와의 접속을 위한 콘넥터(18)가 마련된 것을 보이고 있다.

이 콘트롤유니트(10)의 상부 디스플레이 및 입력부는 콘트롤유니트의 몸체와 분리 결합될 수 있는 착탈 가능한 독립 패널 형태로 설계될 수 있다.

도 5는 본 발명의 디지털 분전반용 멀티미터의 CT/PT유니트(20)의 구성도로서, 그의 몸통 중간에 부스바가이드홈(25)이 RSTN의 3상에 맞추어 4개 형성된 것을 보이고 있다.

도 6은 본 발명의 디지털 분전반용 멀티미터의 파워유니트(30)의 구성도로서, CT/PT유니트(20)와 접속을 위한 콘넥터(32)를 가지고 있다.

도 7은 본 발명의 디지털 분전반용 멀티미터의 콘트롤유니트의 표시부 및 키입력부의 배치구성도로서, 여기에는 버튼(17-1~17-4)는 각각 엔터버튼, 모드버튼, 상향이동버튼, 우향이동버튼을 나타내며, 버튼(17-7)은 리세트버튼을 나타내고 있다.

상기 모드버튼(17-2)은 측정항목과 설정항목을 전환하는 명령을 마이컴(11)에 입력하는 기능을 가진다.

상기 상향이동버튼(17-3)은 항목별 채널전환 및 설정시 숫자 선택을 위한 이동명령을 마이컴(11)에 입력하는 기능을 가진다.

상기 우향이동버튼(17-4)은 자동/수동 경보해제 및 설정시 메뉴 설정자리를 우로 이동시키거나 세부설정항목을 전환하기 위한 명령을 마이컴(11)에 입력하는 기능을 가진다.

엔터버튼(17-1)은 설정모드를 진입하거나 설정데이터를 저장하기 위한 명령을 마이컴(11)에 입력하는 기능을 수행한다.

리세트버튼(17-7)은 경보발생시 경보해제 기능을 수행한다.

상기 멀티미터의 콘트롤유니트의 표시부는 디스플레이(13)와 LED블록(14)에 상당한다.

이와 같이 구성된 본 발명 디지털 분전반의 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 멀티미터는 콘트롤유니트(10)와 CT/PT유니트(20)와 파워유니트(30)가 한 조로 세팅되어 설계 및 출하되며, 먼저 CT/PT/유니트(20)를 부스바에 관통시켜 설치하고, 이어서 콘트롤유니트(10)와 파워유니트(30)의 하단에 마련되는 ZCT 및 트립코일결선용 콘넥터(19,33)를 접속한다.

상기 CT/PT유니트(20)는 방향성을 가지므로 정확히 표시된 접속방향으로 설치하여야 하며, 상기 콘트롤유니트(10)와 파워유니트(30)를 분전반의 채널에 취부하기에 앞서 그들 측부의 리본형 콘넥터(18,32)를 CT/PT유니트(20)의 상부 에지 부근의 양쪽에 마련된 콘넥터 접속핀에 연결시켜 접속한다. 특히 콘트롤유니트(10)의 상부 디스플레이 및 입력부가 콘트롤유니트의 몸체와 착탈 가능한 독립 패널 형태로 설계된 경우, 분전반의 채널에 먼저 콘트롤유니트 몸체를 부착하고 그 위에 상부 디스플레이 및 입력부를 장착한다.

이렇게 콘트롤유니트(10), CT/PT유니트(20), 파워유니트(30)로 구성된 디지털 분전반의 멀티미터는 전압계측, 전류계측, 적산전력량계측, 누설전류(Io) 및 누 설전류(Igr)계측, 부스바온도 계측 등의 계측기능과 그 계측값 및 동작모드 등을 표시하는 표시기능과 각종 제어기능을 수행한다.

위의 표시기능에 있어 첫 번째 기능은 계측값 표시기능으로서 평상시에는 전압계측값을 표시하며 엔터버튼(17-1)의 입력시마다 항목이 바뀌면서 행당 항목의 계측값을 일정시간(약3초)표시후 평상 상태로 전환된다.

표시기능의 두번째 기능으로서 경보표시(램프표시)기능은 메인MCCB(40)에서 트립이 발생되면 콘트롤유니트의 마이컴(11)은 LED블록(14)의 메인LED를 점멸제어하고, 피더측의 분기용 MCCB에서 경보발생시에는 해당 분기용 MCCB의 LED의 점등시키고 나아가 트립이 일어나면 해당 LED를 점멸제어한다.

누설전류(Io) 및 누설전류(Igr)경보가 발생되면 마이컴은 해당 LED를 점등시키고 트립시에는 점멸시킨다.

CT/PT유니트(20)내의 온도센서(T/C)(24)에 의해 검출된 부스바의 온도가 과열상태이면 TEMP LED의 점등제어하고 트립시에는 해당 TEMP LED를 점멸제어 한다.

표시기능의 세 번째 기능으로서 동작모드표시는 본 발명 멀티미터의 동작모드가 자동모드설정인가 또는 수동모드 설정인가에 따라 [AUTO]LED 또는 [MAN]LED가 점등되어 현재의 모드를 표시한다.

표시기능의 네 번째 기능으로서 통신상태표시는 통신중의 경우 [TX/RX]LED의 점멸동작으로 나타난다.

상기 멀티미터의 제어기능으로 메인MCCB의 제어기능과 각 피더별 분기용 MCCB의 제어기능이 있으며 이들은 MCCB의 누설전류 제어에 있어 실질적으로 동일하 다.

위의 메인 MCCB의 제어기능을 세분화하면 과전류제어, 누설전류제어, 부스바 과열제어 등이 있는데, 여기서 과전류제어는 종합전류가 설정치를 초과하는 경우 경보를 발하는 것으로 상기 설정치는 부스바의 온도와 연동되어 가변 적용되며 이경우 메인 MCCB는 트립제어된다. 과전류의 설정은 MCCB의 정격전류범위내에서 임의로 설정할 수 있다.

누설전류제어는 누설전류(Io 또는 Igr)가 설정치를 초과하는 경우 경보가 발생되며 이때 메인MCCB는 트립제어된다.

부스바 과열제어는 부스바 온도가 설정치를 초과하거나 단위시간당(예를 들면 5분) 설정치(예를 들면 3℃)이상 상승하는 경우 경보 및 트립제어가 일어난다. 본 발명의 멀티미터의 콘트롤유니트는 단위시간 및 온도변화 값의 임의설정 입력을 가능하게 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 기존의 분전반이 누전차단기 만으로 누전과 과전류를 방지하도록 하고 있었던 것과는 달리, 누전, 절연저항, 과전류 및 부스바의 온도 등을 측정하여 그 이상 유무와 실시간 측정값을 표시하고 또한 경보와 차단동작을 동시에 수행하게 되는 특유의 효과를 가져온다.

또한 본 발명은 누전, 절연저항, 과전류 및 부스바의 온도 등의 측정범위와 경보 등을 임의의 사용자 값으로 설정 및 변경할 수 있어 분전반의 사용환경에 따른 최적 효율화를 달성할 수 있다.

Claims

메인MCCB(40)와 이 메인 MCCB에 RSTN 부스바를 통해 접속된 다수의 분기용 MCCB 1-MCCB n(41-4n)를 포함하는 분전반에 있어서, 상기 메인MCCB(40)와 분기용 MCCB 1-MCCB 10(41-4n)사이의 부스바 상에 관통 삽입 장착되며 PT(21)와 CT(22)외에 ZCT(23)와 T/C(24)를 더 포함하는 CT/PT유니트(20)와, 상기 CT/PT유니트의 PT를 통해 인출한 전압을 변환하여 콘트롤전압 및 표시전압과 트립전압을 생성하며 무정전 정원공급을 위한 백업배터리(31)를 포함하는 파워유니트(30)와, 상기 파워유니트(30)로부터의 콘트롤전압 및 표시전압과 트립전압의 전원공급과 상기 CT/PT유니트(20)를 통해 입력되는 전압, 전류, 영상전류 및 부스바 온도 검출값을 입력 받아 키입력부(17)의 설정조건에 따라 누전, 절연저항, 과전류 및 부스바의 온도 등을 실시간 측정하여 그 이상 유무를 판단 표시하고 이상 조건이면 경보와 차단동작 등을 수행하는 디스플레이(13), LED블록(14), 알람 및 음성안내부(15), 트립신호발생부(16) 및 키입력부(17)로 구성된 콘트롤유니트(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 분전반.
제1항에 있어서, 상기 콘트롤유니트(10)와 파워유니트(30)는 부스바상에 설치되는 상기 CT/PT유니트(20)를 중심으로 나란히 배치되어 콘넥터(18,32)에 의해 상호 결선되고, 상기 콘트롤유니트(10)와 파워유니트(30)의 하단에 접속되는 콘넥터(19,33)에 의해서는 ZCT 및 트립코일이 결선되는 것을 특징으로 하는 디지털 분 전반.
제1항에 있어서, 상기 콘트롤유니트(10)는 PC와의 사이에서 분전반 전력 상황정보 및 분전반 제어정보를 공유하기 위한 RS-485등의 통신모듈(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 분전반.