KR20090120653A - 웹기반 수변전설비 원격감시시스템 - Google Patents

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Abstract

웹기반 수변전설비 원격감시시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지그비통신을 이용한 웹기반 수변전설비 원격감시시스템은 공장, 아파트, 병원 등과 같은 공공시설물의 전력운전시스템을 관리하는 자가용 수변전설비 감시시스템에 있어서, 수변전설비의 상황을 실시간으로 점검(check)하는 센서모듈; 센서모듈로부터 수변전설비의 운전 상태 데이터를 수신하는 수용가PC; 수용가PC로부터 데이터를 수집, 관리하는 로컬서버; 로컬서버에 수집된 데이터를 웹기반 통신망(인터넷)을 통하여 수변전설비의 상황을 수집, 관리, 감시 및 총괄하고 제어하기 위한 웹기반 중앙감시상황실을 포함하되, 센서모듈과 수용가PC에는 상호간의 무선통신을 위한 지그비(Zigbee) 통신모듈이 구비된 것을 특징으로 한다.
수변전설비, 원격감시, 지그비(Zigbee), 무선통신모듈, 전력측정IC, USN

Description

웹기반 수변전설비 원격감시시스템{Web-based Monitoring System for Incoming transfer facilities}
본 발명은 지그비통신을 이용한 수변전설비 원격감시시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전력분야인 수변전설비에 IT기술인 유비쿼터스 센서모듈네트워크(USN)을 접목하고 웹기반 통신망(인터넷)을 통하여 관리함으로써, 전력공급의 신뢰도를 향상시키고, 사고 복구 시 소요되는 시간적, 경제적 손실을 경감시킬 수 있는 웹기반 수변전설비 원격감시시스템에 관한 것이다.
오늘날 건축물의 대형화, 정보화, 자동화 등으로 인해 전력수요는 날로 급증하게 되었고, 이에 따라, 전력설비는 대용량화 및 더욱 복잡한 구성을 갖추게 되었다.
현대와 같은 고도의 정보화 사회에서는 일순간의 정전이 막대한 기술적, 경제적 손실을 가져다 줄 수 있기 때문에, 과거보다 고안정도 및 고신뢰성의 전력설비가 더욱 요구되고 있으며, 특히 수변전설비에 대한 안전관리의 중요성이 날로 부각되고 있는 실정이다.
일반적으로 공장 내에 설치되어 있는 변압기, 차단기, 피뢰기 등 자가용 수변전설비는 이상 과전압, 과전류, 제조시 결함 등으로 경년 열화되면서 사고를 발생할 수 있다. 이 중, 변압기의 사고 발생률이 상대적으로 높으며, 이를 위해 종래부터 다양한 관리시스템 및 방법을 시도해보았으나, 아직 많은 사고가 발생되고 있어 고안정도 및 고신뢰성의 새로운 관리 시스템이 요구되고 있는 실정이다.
여기서, 자가용 수변전설비는 특별고압(22.9kV-y)의 배전전압을 저전압으로 변성하는 설비로 전문적인 지식과 필요한 자격을 갖춘 기술자만이 그 관리가 가능하다. 현재 1000kVA 미만의 자가용 수변전설비는 대부분 약식 수전설비로 되어 있고, 그 안전관리는 경제적인 여건 때문에 대부분이 전문안전관리업체에 대행하고 있다. 이러한 안전관리 기법은 전기설비의 현장점검에 의한 일시적인 최소한의 방법으로 상시 점검이 어렵고, 사고 예측에는 한계가 있다는 단점이 있다.
이러한 가운데 최근에는 컴퓨터와 정보통신설비를 이용하여 원격지에서 수변전설비의 상시 감시와 제어가 가능한 각종의 장치가 개발되어 전기설비의 안전관리 가 이루어지고 있다.
상술된 원격관리 시스템은 원격지에 산재해 있는 다수의 수변전설비의 운전상태를 전화선을 통하여 상시 감시할 수 있도록 설계된 것으로, 원격장치에서 감시대상 기기에 이상이 발생한 것을 검출하면 주장치로 이상정보를 전송하며, 주장치 관리자 부재시는 데이터를 주장치에 보관하고, 이를 무선호출기로 이상정보를 전송하도록 되어 있다.
그러나, 이와 같은 원격관리 시스템은 센서를 통하여 검출된 이상정보가 유 선상으로 관리PC 또는 원격지로 전송되기 때문에, 설치 및 유지보수가 다소 불편하다는 문제점이 있다.
따라서, 자가용 수변전설비 감시에 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)를 적용하고 웹기반 통신망(인터넷)을 통하여 관리함으로써, 전력공급의 신뢰성과 안전관리 효율을 극대화시키고, 사고 복구시 소요되는 시간적, 경제적 손실을 경감시킬 수 있도록 하기 위한 새로운 방안이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전력분야인 수변전설비에 IT기술인 유비쿼터스 센서모듈네트워크(USN)을 접목하고 웹기반 통신망(인터넷)을 통하여 관리함으로써, 전력공급의 신뢰도를 향상시키고, 사고 복구 시 소요되는 시간적, 경제적 손실을 경감시킬 수 있는 웹기반 수변전설비 원격감시시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 수변전설비 원격감시시스템은 공장, 아파트, 병원 등과 같은 공공시설물의 전력운전시스템을 관리하는 자가용 수변전설비 감시시스템에 있어서, 수변전설비의 상황을 실시간으로 점검(check)하는 센서모듈; 센서모듈로부터 수변전설비의 운전 상태 데이터를 수신하는 수용가PC; 수용가PC로부터 데이터를 수집, 관리하는 로컬서버; 로컬서버에 수집된 데이터를 웹기반 통신망(인터넷)을 통하여 수변전설비의 상황을 수집, 관리, 감시 및 총괄하고 제어하기 위한 중앙감시상황실을 포함하되, 센서모듈과 수 용가PC에는 상호간의 무선통신을 위한 지그비(Zigbee) 통신모듈이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 센서모듈은 3상 변압기의 전압, 전류, 전력, 역률 및 온도의 측정이 모두 가능한 전력측정IC, 상기 전력측정IC에서 측정된 데이터를 수용가PC에 전송하기 위한 지그비 통신모듈 및 상기 전력측정IC와 지그비 통신모듈을 제어하기 위한 마이크로프로세서로 이루어진 것이 바람직하다.
이 때, 중앙감시상황실은 보안접속을 위한 인증프로그램이 설치된 PC를 통해 인터넷 접속이 가능할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 웹기반 수변전설비 원격감시시스템에 따르면, 수변전설비의 구성에 따라 원격장치의 환경설정을 간단히 할 수 있도록 프로그램을 설계함으로써, 프로그램에 대한 전문적인 지식이 없이도 설치와 운영이 가능하며, 피보호설비의 상시 감시와 이상 발생시, 자동통보 기능을 보유하고 있어 신뢰성 있는 전기설비의 안전관리를 할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 단 하나의 센서모듈로 3상 변압기의 전압, 전류, 전력, 역률 및 온도 모두 측정이 가능하며, 로컬서버에 의해 실시간 관리되므로 전국 어디에서나 인터넷만 접속되어 있으면, 프로그램 실행으로 사용이 가능할 수 있다는 등의 추가적인 장점도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 수변전설비 원격감시시스템은 공장, 아파트, 병원 등과 같은 공공시설물의 전력운전시스템을 관리하는 자가용 수변전설비 감시시스템에 있어서, 수변전설비의 상황을 실시간으로 점검(check)하는 센서모듈; 센서모듈로부터 수변전설비의 운전 상태 데이터를 수신하는 수용가PC; 수용가PC로부터 데이터를 수집, 관리하는 로컬서버; 로컬서버에 수집된 데이터를 웹기반 통신망(인터넷)을 통하여 수변전설비의 상황을 수집, 관리, 감시 및 총괄하고 제어하기 위한 중앙감시상황실을 포함하되, 센서모듈과 수용가PC에는 상호간의 무선통신을 위한 지그비(Zigbee) 통신모듈이 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 센서모듈은 3상 변압기의 전압, 전류, 전력, 역률 및 온도의 측정이 모두 가능한 전력측정IC, 상기 전력측정IC에서 측정된 데이터를 수용가PC에 전송하기 위한 지그비 통신모듈 및 상기 전력측정IC와 지그비 통신모듈을 제어하기 위한 마이크로프로세서로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 수변전설비 원격감시시스템의 중앙감시상황실은 보안접속을 위한 인증프로그램이 설치된 PC를 통해 인터넷 접속이 가능할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 수변전설비 원격감시시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 지그비통신을 이용한 수변전설비 원격감시시스템의 수용가PC와 센서모듈간의 통신방식을 나타낸 예시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 수변전설비 원격감시시스템은 수용가PC(110), 수용가PC(110)로부터 수변전설비의 운전 상태 데이터를 수신하여, 이를 관리하는 로컬서버(120), 로컬서버(120)로부터 수변전설비의 상황을 수집, 관리, 감시 및 총괄하고 제어하기 위한 중앙감시상황실(130) 등을 포함하여 구성할 수 있다.
수용가PC(110)는 센서모듈(101)로부터 해당 수변전설비에 대한 운전상태 데이터를 실시간으로 전송받게 된다. 이 때, 수용가PC(110)는 3상 변압기의 전압, 전류, 전력, 역률 및 온도에 해당하는 데이터를 전송받게 되는데, 이는 센서모 듈(101)에 포함된 전력측정IC에 의해 측정될 수 있다. 여기서 전력측정IC는 3상 변압기의 전압, 전류, 전력, 역률 및 온도 측정이 가능하도록 구성된 집적회로(Integrated Circuit)를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서모듈(101)은 전력측정IC, 지그비(Zigbee) 통신모듈 및 마이크로프로세서를 포함한다. 여기서, 지그비 통신모듈은 수용가PC(110)와의 데이터통신을 위한 수단이며, 마이크로프로세서는 전력측정IC와 지그비 통신모듈의 동작을 제어하기 위한 것이라 할 수 있다. 이 때, 센서모듈(101)로부터 데이터를 전송받는 수용가PC(110)에도 무선통신을 위한 지그비 통신모듈이 구비되어야 함은 당연하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 수변전설비 원격감시시스템에 따르면, 센서모듈(101)과 수용가PC(110)간에는 1초마다 대상설비에 대한 정보를 무선 송출할 수 있도록 구성하는 것이 가능하다.
이러한 센서모듈(101)에는, 현장계기 및 센서로부터 데이터를 수집하고, 이를 유/무선통신장치 및 통신선로를 이용하여 원격감시제어 시스템에 전송 가능한 RTU(원격단말장치)가 적용되는 것이 좋을 수 있을 것이다.
이와 같은 전력측정IC, 마이크로 프로세서, 통신모듈(Zigbee)의 비교적 간단한 구성으로 이루어진 센서모듈(101)로 인해 본 발명은 제품의 소형화 및 개발비용의 절감을 실현할 수 있다.
이미 전술한 바와 같이, 수용가PC(110)는 센서모듈(101)로부터 감시대상 변 전설비에 대한 운전 상태 데이터를 전송받기 위한 수단으로 지그비 통신모듈이 구비되는 것이 바람직하며, 이 때, 수용가PC(110) 및 감시대상 변전설비의 수는 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 수변전설비 원격감시시스템은 센서모듈(101)과 수용가PC(110)간에 지그비 통신모듈을 이용하여 데이터를 전송하고, 수용가PC(110)와 로컬서버(120)간에는 인터넷을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.
수용가PC(110)는 무선통신을 통해 센서모듈(101)로부터 수신한 데이터를 처리하게 되는데, 즉, 수용가PC(110)는 사용자의 입력에 의해 각각의 수변전설비에 해당하는 경보레벨 값의 설정하여, 운전 상태의 정상 또는 이상 여부를 판단할 수 있으며, 이 때, 각각의 해당 데이터는 실시간 저장되고, 감시대상 변전설비 또는 센서 모듈(101)에 이상 여부가 감지되는 경우에는, 이를 외부로 알리기 위한 경보가 작동될 수도 있다.
상기와 같은 구성을 통해, 본 발명은 실시간으로 변압기 운전 상태를 감시함으로써, 사고가 발생하는 것을 미연에 방지하고, 고장 발생 시 신속하게 대처하는 것이 가능할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 수변전설비 원격감시시스템은 수용가PC(110)로부터 수신된 데이터의 게시 및 저장이 가능한 별도의 중앙감시상황실(130)을 더 구비하는 것이 좋다.
상기 중앙감시상황실(130)은 데이터의 게시 및 저장 기능을 수행할 뿐만 아 니라, 수용가PC(110)로부터 수신된 이상 또는 경보 데이터에 대해 경보음 및 해당 데이터를 출력할 수도 있는데, 이 때, 중앙감시상황실(130)측에 수신되는 경보 데이터는 수용가PC(110)로부터 로컬서버(120)를 경유하여 웹기반 통신망(인터넷)을 통하여 전송된 것이다.
여기서 경보 데이터는 변압기의 이상 상태 데이터뿐만 아니라, 센서모듈(101)의 고장에 따른 경보 데이터도 포함한다. 만약, 센서모듈(101)이 고장난 경우, 중앙감시상황실(130)의 모니터에는 ‘센서모듈에러’와 같은 메시지와 경보음이 출력될 수 있다.
상기와 같은 구성을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 원격감시시스템의 중앙감시상황실(130)은 모니터링 화면을 통하여 측정 데이터를 실시간 관측할 수 있음은 물론, 센서모듈(101)과 수변전설비(가령, 변압기)의 이상 여부를 신속하게 확인할 수 있다.
여기서, 경보 데이터는 기 설정된 경보레벨을 기준으로 발생하는 것으로, 수용가PC(110) 및 중앙감시상황실(130)의 경보 레벨 설정창을 통하여 대상설비용량에 따른 전압, 전류, 온도 등에 해당하는 경고레벨을 설정할 수가 있다.
중앙감시상황실(130)에 구비되는 관리PC는 수용가PC(110)와 마찬가지로 설치되는 개수에 특별히 한정되지는 아니하나, 단 한 대만으로도 해당 관리 구역의 센서모듈(101)과 수용가PC(110)의 데이터를 모두 확인할 수 있으므로, 효율적인 운영을 위해서는 가급적 최소한의 개수로 유지하는 것이 바람직할 것이다.
뿐만 아니라, 본 발명의 중앙감시상황실(130)은 인터넷과 연결된 일반 PC를 통해서도 접속할 수 있으며, 이 때, 담당자가 아닌 타인의 접속으로 인해 시스템의 고장이나 오류가 발생하는 것을 미연에 방지하기 위해서 보안접속을 위한 인증프로그램이 설치되는 것이 바람직할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 수변전설비 원격감시시스템을 나타낸 예시도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 웹기반 수변전설비 원격감시시스템은, 감시대상 변전설비의 운전 상태를 실시간 감시하는 센서모듈(101)과 이를 저장/처리하는 수용가PC(110)간에 지그비 무선통신을 이용하여 데이터 송수신이 이루어지도록 하고, 감시대상 변전설비의 구성에 따라 원격장치의 환경설정을 간단히 할 수 있도록 프로그램이 설계된 로컬서버(120) 및 정해진 구역마다 설치된 로컬서버(120)를 통합관리하기 위한 중앙감시상황실(130)을 더 포함할 수 있음은 전술한 바 있다.
이 때, 사용되는 센서모듈(101)은 3상 변압기의 전압, 전류, 전력, 역률 및 온도 모두 측정이 가능한 하나의 모듈로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이러한 센서모듈(101)과 센서모듈(101)로부터 데이터를 수신, 관리하는 수용가PC(110) 및 로컬서버(120) 등을 통해, 본 발명은 피보호설비에 대해 상시 감시가 가능할 수 있는 것이다.
만약 수용가PC(110)에 이상신호가 수신되는 경우, 수용가PC(110)는 해당 경보데이터를 중앙감시상황실(130)에 전달하고, 이를 수신한 중앙감시상황실(130)은 경보(알람)를 울리거나 적절한 조치가 취해질 수 있도록 함으로써 보다 편리하고 안전한 수변전설비의 관리가 이루어지도록 할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웹기반 수변전설비 원격감시시스템을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 수변전설비 원격감시시스템의 수용가PC와 센서모듈간의 통신방식을 나타낸 예시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 웹기반 수변전설비 원격감시시스템의 구성을 나타낸 예시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 센서모듈(RTU) 110 : 수용가PC
120 : 로컬서버 130 : 중앙감시상황실

Claims (3)

  1. 공장, 아파트, 병원 등과 같은 공공시설물의 전력운전시스템을 관리하는 자가용 수변전설비 감시시스템에 있어서,
    상기 수변전설비의 상황을 실시간으로 점검(check)하는 센서모듈;
    상기 센서모듈로부터 수변전설비의 상태 데이터를 수신하는 수용가PC;
    상기 수용가PC로부터 데이터를 수집, 관리하는 로컬서버;
    상기 로컬서버에 수집된 데이터를 웹기반 통신망(인터넷)을 통하여 수변전설비의 상황을 수집, 관리, 감시 및 총괄하고 제어하기 위한 중앙감시상황실을 포함하되,
    상기 센서모듈과 수용가PC에는 상호간의 무선통신을 위한 지그비(Zigbee) 통신모듈이 구비된 것을 특징으로 하는 웹기반 수변전설비 원격감시시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서모듈은 3상 변압기의 전압, 전류, 전력, 역률 및 온도의 측정이 모두 가능한 전력측정IC, 상기 전력측정IC에서 측정된 데이터를 수용가PC에 전송하기 위한 지그비 통신모듈 및 상기 전력측정IC와 지그비 통신모듈을 제어하기 위한 마이크로프로세서로 이루어진 것을 특징으로 하는 웹기반 수변전설비 원격감시시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙감시상황실은 보안접속을 위한 인증프로그램이 설치된 PC를 통해 인터넷으로 접속되는 것을 특징으로 하는 웹기반 수변전설비 원격감시시스템.
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