KR20100115615A - Hybrid self regulation power feeder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 특고압 송전선로의 상태감지센서에 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지와 전력공급용 변류기를 사용하여 하이브리드형으로서 자율적인 전원공급이 가능하도록 하고, 이를 통해 추가적인 전원장치를 설치하기 힘든 송전선로의 감시제어센서에 적용할 수 있도록 하는 송전선로의 상태감지센서를 구동하기 위한 하이브리드 자율 전원 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for stably supplying power to a state detection sensor of an extra-high voltage transmission line, and more specifically, to enable autonomous power supply as a hybrid type using a solar cell and a power supply current transformer. In addition, the present invention relates to a hybrid autonomous power supply for driving a state detection sensor of a transmission line that can be applied to a monitoring control sensor of a transmission line through which additional power supply devices are difficult to install.
일반적으로, 송전선로는 전력공급을 위하여 발전소에 생산되는 전력을 각 지역으로 공급하기 위한 전력시설이다. 이러한 송전선로는 송전탑에 의해 지지되고, 애자와 같은 절연체와 연결되어 있다.In general, the transmission line is a power facility for supplying the power produced in the power plant to each region for power supply. Such a transmission line is supported by a transmission tower and is connected to an insulator such as insulator.
이 경우, 송전선로의 처짐과 기울어짐 즉, 송전선로의 변형은 지락 사고나 단선 사고 또는 송전탑 붕괴 사고 등을 초래하게 된다.In this case, the deflection and inclination of the transmission line, that is, the deformation of the transmission line may cause a ground fault, a disconnection accident, or a transmission tower collapse accident.
이러한 사고는 장시간의 전력공급중단으로 이어져 사회적으로 중대한 영향을 미치게 된다. 따라서 이러한 사고를 예방하기 위해서는 송전선로의 이상 유무는 물 론 송전선로 주변을 감시하고 진단하여야 하며, 종래에는 첨부된 도 1에서와 같이 상전류, 전압 뿐만아니라 센서의 기울기, 화재 감시 시스템, 센서 온도 측정, 풍향/풍속센서 등 다양한 상태를 감지하도록 하는 상태감지센서(100)가 송전선로에 구성되어 있다.These accidents lead to long power outages and have a significant social impact. Therefore, in order to prevent such an accident, it is necessary to monitor and diagnose the vicinity of the transmission line as well as whether there is an abnormality in the transmission line, and conventionally, as shown in FIG. 1, the inclination of the sensor, fire monitoring system, sensor temperature measurement as well as phase current and voltage. , The
즉, 상기 상태감지센서(100)는 카메라 센서, 전류센서, 태양전지(솔라셀) 및 통신유닛 등을 구비하며 상기 송전선로에 직접 장착되어 상기 송전선로 및 그 주변을 감시 진단하는 장치이다.That is, the
이때, 상기 상태감지센서(100)는 자체에서 전원을 충당하도록 하는 방식으로 구동이 이루어지는데, 이는 별도의 전원을 설치하는 문제점을 없애고 장소 및 환경에 따른 전원 문제에서 자유로울 수 있도록 하기 위함이다.At this time, the
이에따라, 종래의 상태감지센서(100)는 태양전지, 전원공급용 변류기 발전방식, 피에조(Piezo) 발전방식을 선택적으로 적용하여 전원을 공급받고 있으며, 이들은 모두 충전제어기를 사용하여 축전지에 에너지를 충전하는 방식이다.Accordingly, the conventional
그러나, 상기 태양전지의 경우에는 태양광의 흡수량에 비례하여 전원을 발생시킬 수 있는데, 상기 태양광의 흡수량은 태양전지에 입사되는 태양광의 입사각이나 외적요인(예; 날씨변화)에 의해 결정되는 바, 태양광의 입사각(예; 90도 이하)이 낮거나 날씨 변화(예; 우천, 흐린날씨, 야간 등)에 따라 태양광의 흡수가 제대로 이루어지지 못할 경우에는 상태감지센서(100)로의 전원공급에 문제가 발생할 수 밖에 없고, 이에따라 상기 상태감지센서(100)의 동작 신뢰성이 떨어지는 문제가 있다.However, in the case of the solar cell can generate a power in proportion to the absorption of sunlight, the absorption of the solar light is determined by the angle of incidence or external factors (e.g. weather changes) of the sunlight incident on the solar cell, the sun If the angle of incidence of light is low (e.g. 90 degrees or less) or the sunlight is not properly absorbed due to weather changes (e.g. rainy weather, cloudy weather, night, etc.), a problem may occur in power supply to the
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양전지와 전력공급용 변류기를 사용하여 하이브리드형으로서 자율적인 전원공급이 이루어지도록 구성함으로써, 외적요인(예; 날씨변화, 태양광의 입사각 변화)에 관계없이 송전선로 상태감시센서로의 전원공급이 효과적으로 이루어질 수 있도록 하면서 동작의 신뢰성을 높이는 송전선로의 상태감지센서를 구동하기 위한 하이브리드 자율전원 공급장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, by using a solar cell and a power supply current transformer to configure the autonomous power supply as a hybrid type, the external factors (e.g. weather changes, solar light It is an object of the present invention to provide a hybrid autonomous power supply device for driving a state detection sensor of a transmission line to increase the reliability of the operation while effectively supplying power to the transmission line state monitoring sensor regardless of the incident angle change.
상기 목적 달성을 위한 본 발명 송전선로의 상태감지센서를 구동하기 위한 하이브리드 자율전원 공급장치는, 복수의 제 1,2 전원공급부; 상기 제 1,2 전원공급부에 의해 공급되는 전원의 충전이 이루어지도록 구동하는 제 1,2 충전구동부; 상기 제 1,2 충전구동부의 구동시 상기 제 1,2 전원공급부에서 공급하는 전원을 충전시키는 제 1,2 축전지; 상기 제 1,2 축전지에 충전되는 전원을 선택적으로 상태감시센서의 주전원부로 공급하도록 절환스위칭동작을 하는 스위칭부; 상기 제 1,2 축전지의 출력단에 대한 전압을 측정하는 전압측정부; 및, 상기 전압측정부로부터 측정되는 제 1,2 축전지의 출력단 전압과 기준전압을 비교하여, 상기 스위칭부를 제 1 축전지 또는 제 2 축전지로 절환시켜 상기 주전원부로의 전원공급이 원활하게 이루어지도록 하는 제어신호를 출력하는 전원제어부; 를 포함한다.Hybrid autonomous power supply for driving the state detection sensor of the transmission line of the present invention for achieving the above object, a plurality of first and second power supply; First and second charging driving units which drive the charging of the power supplied by the first and second power supply units; First and second storage batteries configured to charge power supplied from the first and second power supply units when the first and second charge driving units are driven; A switching unit for switching switching to selectively supply power charged in the first and second storage batteries to a main power unit of a state monitoring sensor; A voltage measuring unit measuring a voltage at an output terminal of the first and second storage batteries; And comparing the output terminal voltages of the first and second storage batteries measured by the voltage measuring unit with the reference voltage, and switching the switching unit to the first storage battery or the second storage battery to smoothly supply power to the main power supply. A power control unit for outputting a signal; It includes.
또한, 상기 제 1 전원공급부는 태양에너지를 통해 전력을 생산하여 공급하는 태양전지이고, 상기 제 2 전원공급부는 송전선로에 송전전류가 흐를 때 전원을 공급하는 전원공급용 변류기인 것이다.The first power supply unit is a solar cell that produces and supplies power through solar energy, and the second power supply unit is a power supply current transformer for supplying power when a transmission current flows through the transmission line.
이 같은 본 발명은 태양전지와 전력공급용 변류기를 사용하여 하이브리드형으로서 자율적인 전원공급이 이루어지도록 구성한 것으로, 이를 통해 날씨변화나 태양광의 입사각 변화 등과 같은 외적요인에 관계없이 송전선로 상태감시센서로의 전원공급이 효과적으로 이루어지도록 하면서 상태감시센서의 동작 신뢰성을 높이는 효과를 기대할 수 있다.The present invention is a hybrid type using a solar cell and a power supply current transformer is configured to be an autonomous power supply, through which the status of the transmission line state monitoring sensor irrespective of external factors such as changes in weather or incident angle of sunlight It is possible to expect the effect of improving the operation reliability of the state monitoring sensor while ensuring that the power supply is effectively performed.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예로 송전선로의 상태감지센서를 구동하기 위한 하이브리드 자율전원 공급장치의 블럭 구성도를 도시한 것이다.2 is a block diagram of a hybrid autonomous power supply for driving a state detection sensor of a transmission line according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자율전원 공급장치는, 송전선로에 설치되는 상태감시센서(100)의 주전원부(101)에 전원을 외적요인에 관계없이 지속적으로 전원을 공급할 수 있도록 상기 상태감시센서(100)내에 구성되는 것으로, 제 1,2 전원공급부(11)(12), 제 1,2 충전구동부(13)(14), 제 1,2 축전지(15)(16), 스위칭부(17), 전압측정부(18), 그리고 전원제어부(19)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the hybrid autonomous power supply device according to an embodiment of the present invention may continuously supply power to the
상기 제 1 전원공급부(11)는 태양에너지를 통해 전력을 생산하여 상기 주전원부(101)로 전원을 공급하는 태양전지로서 그 전원공급은 주로 낮시간대에 이루어지는 것이고, 상기 제 2 전원공급부(12)는 송전선로에 송전전류가 흐를 때 상기 주 전원부(101)에 전원을 공급하는 전원공급용 변류기로서 상기 태양전지에 의해 전원공급이 원활하게 이루어지지 않을 때 전원을 공급하도록 구성된다.The first
상기 제 1 충전구동부(13)는 상기 제 1 전원공급부(11)에서 공급하는 전원을 상기 제 1 축전지(15)에 충전시킬 수 있도록 구동하는 것이고, 상기 제 2 충전구동부(14)는 상기 제 2 전원공급부(12)에서 공급하는 전원을 상기 제 2 축전지(16)에 충전시킬 수 있도록 구동하는 것이다The
상기 제 1 축전지(15)는 상기 제 1 충전구동부(13)의 구동시 상기 제 1 전원공급부(11)에서 공급하는 전원을 충전시킨 상태에서 상기 주전원부(101)에 충전된 전원을 공급하도록 구성되며, 상기 제 2 축전지(16)는 상기 제 2 충전구동부(14)의 구동시 상기 제 2 전원공급부(12)에서 공급하는 전원을 충전시킨 상태에서 상기 주전원부(101)에 충전된 전원을 공급하도록 구성된다.The
상기 스위칭부(17)는 상기 제 1,2 축전지(15)(16)에 충전되는 전원을 선택적으로 상태감시센서(100)의 주전원부(101)로 공급하도록 절환스위칭동작을 하는 것으로, 상기 절환스위칭동작은 상기 제어부(19)의 제어신호에 따라 결정된다.The
상기 전압측정부(18)는 상기 제 1,2 축전지(15)(16)의 출력단에 대한 전압을 측정한 후 이를 상기 제어부(19)에 출력하도록 구성된다.The
상기 제어부(19)는 상기 전압측정부(18)로부터 측정되는 제 1,2 축전지(15)(16)의 출력단 전압과 기준전압을 비교하여, 출력단의 전압이 기준전압보다 낮을 때 상기 스위칭부(17)를 절환스위칭동작시켜 제 1 축전지(15) 또는 제 2 축전지(16)의 충전된 전원을 상기 주전원부(101)로 공급할 수 있도록 구성한 것이다.The
즉, 본 발명의 실시예는 첨부된 도 2에서와 같이, 태양전지로 이루어진 제 1 전원공급부(11)에서 발생하는 전원은 제 1 충전구동부(13)의 구동에 따라 제 1 축전지(15)로 충전되고, 송전선로에 흐르는 송전전류로부터 제 2 전원공급부(12)가 전원을 생성시 상기 생성된 전원은 제 2 충전구동부(14)의 구동에 따라 제 2 축전지(16)로 충전된다.That is, according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the power generated from the
이때, 상기 제 1,2 축전지(15)(16)의 출력단측에는 각각 전압측정부(18)가 연결되어 있는 바,At this time, the
상기 전압측정부(18)는 상기 제 1,2 축전지(15)(16)의 출력단 전압을 측정한 후 이를 제어부(19)로 출력한다.The
그러면, 상기 제어부(18)는 자체 보유한 기준전압과 상기 전압측정부(18)에 의해 측정되는 제 1,2 축전지(15)(16)의 출력단 전압을 각각 비교하고, 상기 비교결과 출력단 전압이 기준전압보다 낮을 경우, 상기 제어부(18)는 기준전압보다 낮은 출력전압을 가진 축전지를 배제하고, 기준전압보다 높은 전압을 유지하는 축전지에 충전된 전원이 주전원부(101)에 공급될 수 있도록 스위칭부(17)를 절환 제어하는 것이다.Then, the
일예로, 상기 제 1 축전지(15)의 출력단 전압이 기준전압보다 높고, 상기 제 2 축전지(16)의 출력단 전압이 기준전압보다 낮을 경우, 상기 제어부(19)는 스위칭부(17)를 제 1 축전지(15)로 절환시켜, 상기 제 1 축전지(15)에 충전되는 전원이 주전원부(101)로 공급될 수 있도록 한다.For example, when the output terminal voltage of the
반면, 상기 제 1 축전지(15)의 출력단 전압이 기준전압보다 낮고, 상기 제 2 축전지(16)의 출력단 전압이 기준전압보다 높을 경우, 상기 제어부(19)는 스위칭부(17)를 제 2 축전지(16)로 절환시켜, 상기 제 2 축전지(15)에 충전되는 전원이 주전원부(101)로 공급될 수 있도록 한 것이다.On the other hand, when the output terminal voltage of the
이와같이 본 발명은 태양광의 입사광이나 날씨변화에 관계없이 상태감시센서(100)의 주전원부(101)에 지속적인 전원을 공급할 수 있도록 한 것인 바, 이를 통해 상기 상태감시센서(100)가 전원공급의 불안정성으로 인해 동작에 오류가 발생하는 문제를 개선시킨 것이다.As described above, the present invention is to enable continuous supply of power to the main
이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is to be understood that such changes and modifications are within the scope of the claims.
도 1은 송전선로에 상태감시센서가 설치된 상태도.1 is a state monitoring sensor is installed on the transmission line.
도 2는 본 발명의 실시예로 송전선로의 상태감지센서를 구동하기 위한 하이브리드 자율전원 공급장치의 블럭 구성도.Figure 2 is a block diagram of a hybrid autonomous power supply for driving a state detection sensor of a transmission line in an embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
11,12; 제 1,2 전원공급부 13,14; 제 1,2 충전구동부11,12; First and second
15,16; 제 1,2 축전지 17; 스위칭부15,16; First and
18; 전압측정부 19; 제어부18; A
100; 상태감시센서 101; 주전원부100;
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