KR20110051157A - Energy reduction type smart dc supply system - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 실시예들은 교류 전류를 정류하여 생성된 직류를 공급하는 전력 시스템에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는 직류 전류 사용량, 직류 전력에 대한 소비 용량에 따라서, 변압기의 정류용량을 최적 수준으로 조절할 수 있는 정류 시스템에 관한 것이다.The following embodiments are related to a power system for supplying a direct current generated by rectifying an alternating current. More specifically, the rectifier capacity of the transformer can be adjusted to an optimal level according to the amount of direct current consumption and the consumption capacity for the direct current. Rectification system.
발전소에서 생산된 전력은 높은 전압의 교류 전력이다. 그러나, 많은 전력 장비들은 낮은 전압의 직류 전력을 사용한다. 따라서, 높은 전력의 교류 전력을 낮은 전압의 직류 전력으로 변환하기 위하여 직류 공급 시스템이 사용될 수 있다.The power produced at the power plant is high voltage AC power. However, many power devices use low voltage direct current power. Thus, a direct current supply system can be used to convert high power AC power into low voltage DC power.
전력 장비들의 전력 소비 용량이 일정하지 않으므로, 대부분의 경우 전력 장비들의 최대 전력 소비 용량을 기준으로 직류 공급 시스템이 설치된다. 전력 장비들이 최대 전력 소비 용량을 사용하지 않는 경우에, 직류 공급 시스템의 변압기는 용량과다로 인한 손실이 발생한다.Since the power consumption capacity of the power equipment is not constant, in most cases a DC supply system is installed based on the maximum power consumption capacity of the power equipment. In the case where the power equipments do not use the maximum power consumption capacity, the transformer of the direct current supply system causes loss due to overcapacity.
예를 들어 전기 자동차기 본격적으로 도입되는 경우, 아침에 출근한 이후 사무실에서 전기 자동차를 충전할 것으로 예상된다. 이 경우에, 사무실의 낮 시간 동안 전력 사용량은 매우 많지만, 가정에서의 전력 사용량은 매우 적다. 반대로, 사무실의 밤시간 동안 전력 사용량은 매우 적지만, 가정에서의 전력 사용량은 매우 많다. 이 경우에, 사무실에 설치된 직류 공급 시스템은 낮 시간 동안에는 풀가동되지만, 밤 시간 동안에는 용량 과다로 인한 손실이 발생한다.For example, if an electric vehicle is introduced in earnest, the office is expected to charge the electric vehicle after work in the morning. In this case, the power usage during the daytime of the office is very high, but the power consumption at home is very low. Conversely, while the office uses very little power during the night, the power usage in the home is very high. In this case, the DC supply system installed in the office is fully operational during the day, but there is a loss due to overcapacity during the night.
따라서, 각 시간대별로 실제 소비 용량에 따라 직류 공급 시스템의 전체 용량을 유연하게 조절할 수 있는 직류 공급 시스템이 필요하다.Therefore, there is a need for a DC supply system that can flexibly adjust the overall capacity of the DC supply system according to the actual consumption capacity for each time zone.
예시적 실시예들의 일측은, 실제 소비 용량에 따라 변압기의 용량을 실시간으로 제어할 수 있는 직류 공급 시스템을 제공한다.One side of the exemplary embodiments provides a direct current supply system capable of controlling the capacity of the transformer in real time according to the actual consumption capacity.
예시적 실시예들의 일측에 따르면, 복수의 단위 변압기를 포함하는 스택형 변압기, 상기 단위형 변압기 각각에 상응하는 전력 공급선을 이용하여 상기 스택형 변압기로부터 교류전력을 받고, 상기 받은 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 생성하는 다중 입력형 정류기 및 상기 전력 공급선 각각에 대한 개폐 조작을 수행하는 복수의 스위치를 포함하는 직류 공급 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a stack-type transformer including a plurality of unit transformers, receiving AC power from the stack-type transformer by using a power supply line corresponding to each of the unit transformer, and rectifies the received AC power A direct current supply system is provided that includes a multi-input rectifier for generating direct current power and a plurality of switches for opening and closing each of the power supply lines.
여기서, 상기 직류 전력에 대한 소비 용량에 따라서 상기 각 스위치에 대한 제어 신호를 생성하는 제어부를 더 포함하고, 상기 스위치들은 상기 각 스위치에 대한 제어 신호에 따라서 상기 전력 공급선 각각에 대한 개폐 조작을 수행할 수 있다.The control unit may further include a control unit configured to generate a control signal for each switch according to the power consumption for the DC power, and the switches may perform an opening / closing operation for each of the power supply lines according to the control signal for each switch. Can be.
또한, 상기 제어부는 상기 복수의 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 상기 스택형 변압기가 공급하는 교류 전력의 용량을 예측하고, 상기 예측된 교류 전력의 용량이 상기 직류 전력에 대한 소비 용량보다 더 큰 경우에, 상기 개방 조작을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.The controller may estimate the amount of AC power supplied by the stack-type transformer when the opening operation is performed on at least one switch among the plurality of switches, and the capacity of the predicted AC power is the DC power. If greater than the consumption capacity for, the control signal can be generated to perform the opening operation.
그리고, 상기 제어부는 상기 직류 전력에 대한 소비 용량이 상기 교류 전력의 용량의 소정 비율 이상인 경우에, 상기 복수의 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 투입 조작을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.The controller may generate the control signal to perform an input operation of at least one switch among the plurality of switches when the consumption capacity of the DC power is equal to or greater than a predetermined ratio of the capacity of the AC power. .
여기서, 상기 제어부는 상기 제어 신호에 기반하여 상기 각 단위 변압기의 동작 이력 정보를 생성할 수 있다.The controller may generate operation history information of each unit transformer based on the control signal.
또한, 상기 제어부는 상기 동작 이력 정보에 기반하여 상기 각 단위 변압기에 대한 수명 예측을 수행할 수 있다.The controller may perform life prediction of each unit transformer based on the operation history information.
그리고, 상기 제어부는 상기 각 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위를 설정하고, 상기 동작 우선 순위에 따라서 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.The control unit may set an operation priority of each unit transformer and generate the control signal according to the operation priority.
여기서, 상기 각 단위 변압기의 온도를 측정하는 온도 측정부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 측정된 각 단위 변압기의 온도에 따라서 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.The apparatus may further include a temperature measuring unit measuring a temperature of each unit transformer, and the controller may generate the control signal according to the measured temperature of each unit transformer.
예시적 실시예들의 다른 측면에 따르면, 교류 전력을 받아 전압이 변환된 제1 전력을 생성하는 제1 단위 변압기 및 교류 전력을 받아 전압이 변환된 제2 전력을 생성하는 제2 단위 변압기를 포함하는 스택형 변압기, 상기 제1 전력 및 제2 전력을 직류 전력으로 정류하는 다중 입력형 정류기, 상기 제1 단위 변압기로부터 상기 다중 입력형 정류기로 상기 제1 전력을 전송하는 제1 전력 공급선 및 제2 단위 변압기로부터 상기 다중 입력형 정류기로 상기 제2 전력을 전송하는 제2 전력 공급선, 상기 제1 전력 공급선에 대한 개폐 동작을 수행하는 제1 스위치 및 상기 제2 전력 공급선에 대한 개폐 동작을 수행하는 제2 스위치 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치에 대한 개폐 동작을 지시하는 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 직류 공급 시스템이 제공된다.According to another aspect of exemplary embodiments, a first unit transformer that receives AC power to generate a first voltage converted voltage and a second unit transformer that receives AC power to generate a second voltage converted voltage Stacked transformer, a multi-input rectifier for rectifying the first power and the second power into direct current power, a first power supply line and a second unit for transmitting the first power from the first unit transformer to the multi-input rectifier A second power supply line transmitting the second power from the transformer to the multi-input rectifier, a first switch performing an open / close operation on the first power supply line, and a second open / close operation on the second power supply line Provided is a direct-current supply system including a switch and a control unit for generating a control signal instructing an opening and closing operation for the first switch and the second switch. All.
또한, 상기 제어부는 상기 복수의 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 상기 스택형 변압기가 공급하는 교류 전력의 용량을 예측하고, 상기 예측된 교류 전력의 용량이 상기 직류 전력에 대한 소비 용량보다 더 큰 경우에, 상기 개방 조작을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.The controller may estimate the amount of AC power supplied by the stack-type transformer when the opening operation is performed on at least one switch among the plurality of switches, and the capacity of the predicted AC power is the DC power. If greater than the consumption capacity for, the control signal can be generated to perform the opening operation.
그리고, 상기 제어부는 상기 직류 전력에 대한 소비 용량이 상기 교류 전력의 용량의 소정 비율 이상인 경우에, 상기 복수의 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 투입 조작을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.The controller may generate the control signal to perform an input operation of at least one switch among the plurality of switches when the consumption capacity of the DC power is equal to or greater than a predetermined ratio of the capacity of the AC power. .
그리고, 상기 제어부는 상기 제어 신호에 기반하여 상기 제1 단위 변압기 또는 상기 제2 단위 변압기의 동작 이력 정보를 생성할 수 있다.The controller may generate operation history information of the first unit transformer or the second unit transformer based on the control signal.
여기서, 상기 제어부는 상기 동작 이력 정보에 기반하여 상기 제1 단위 변압기 또는 상기 제2 단위 변압기에 대한 수명 예측을 수행할 수 있다.Here, the controller may perform life prediction of the first unit transformer or the second unit transformer based on the operation history information.
또한, 상기 제어부는 상기 제1 단위 변압기 또는 상기 제2 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위를 설정하고, 상기 동작 우선 순위에 따라서 상기 제어 신호를 생성하는 직류 공급 시스템.The control unit may set an operation priority of the first unit transformer or the second unit transformer and generate the control signal according to the operation priority.
예시적 실시예들의 일측에 따르면, 실제 소비 용량에 따라 변압기의 용량을 실시간으로 제어할 수 있는 직류 공급 시스템이 제공된다.According to one side of the exemplary embodiments, a direct current supply system capable of controlling the capacity of a transformer in real time according to actual consumption capacity is provided.
예시적 실시예들의 일측에 따르면, 실제 소비 용량에 따라 변압기의 용량을 실시간으로 제어할 수 있는 직류 공급 시스템이 제공된다.According to one side of the exemplary embodiments, a direct current supply system capable of controlling the capacity of a transformer in real time according to actual consumption capacity is provided.
도 1은 예시적 실시예에 따른 직류 공급 시스템의 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a structure of a DC supply system according to an exemplary embodiment.
도 1에 도시된 직류 공급 시스템(100)은 스택형 변압기(110)와 다중 입력형 스위치 내장 정류기(120)를 포함한다. 스택형 변압기(110)는 복수의 단위 변압기(111, 112)를 포함하여 전체 용량을 제공하는 변압기이다. 예를 들면 스택형 변압기(110)는 50kVA의 단위 변압기(111, 112)를 2개 이용하여 100kVA의 총 용량을 제공하거나, 50kVAdml 단위 변압기 4개를 이용하여 200kVA의 총 용량을 제공할 수 있다. 도 1에서는 스택형 변압기(110)가 2개의 단위 변압기(111, 112)를 포함하는 실시예가 도시되었으나, 다른 예시적 실시예에 따르면 2개 이상의 변압기도 포함할 수 있다.The
스택형 변압기(110)는 높은 전압의 교류 전력을 입력받고, 이를 변환하여 낮은 전압의 교류 전력을 생성한다. 스택형 변압기(110)는 단위 변압기(111, 112)별로 별도의 교류 전력 출력을 제공할 수 있다. 각 단위 변압기(111, 112)별 교류 전력 출력은 각 단위 변압기(111, 112)에 상응하는 전력 공급선(151, 152)를 이용하여 다중 입력형 스위치 내장 정류기(120)로 전송된다.The stack-
일측에 따르면, 스택형 변압기(110)는 단위 변압기(111, 112)들 중에서 일부 단위 변압기만을 동작시켜 전류를 변압할 수 있다. 예를 들어 단위 변압기(111, 112) 각각의 변압 용량이 50kVA인 경우에, 스택형 변압기(110)는 2기의 단위 변압기를 이용하여 100kVA의 변압 용량을 제공할 수 있다. 이 경우에, 스택형 변압기(110)가 제공하는 100kVA의 변압 용량을 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력이라고 할 수 있다.According to one side, the stack-
또한, 스택형 변압기(110)는 2기의 단위 변압기 중에서 어느 하나만을 활성화시켜 50kVA의 변압 용량을 제공할 수 있고, 모든 단위 변압기를 비활성화시킬 수도 있다. 이 경우에, 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력은 50kVA이라고 할 수 있다.In addition, the stack-
다중 입력형 스위치 내장 정류기(120)는 각 단위 변압기(111, 112)에 상응하는 전력 공급선(151, 152)을 이용하여 각 단위 변압기(111, 112)로부터 낮은 전압의 교류 전력을 받는다. 다중 입력형 스위치 내장 정류기(120)는 각 전력 공급선(151, 152)에 대한 개폐 동작을 수행하는 복수의 스위치(161, 162), 제어부(130) 및 정류부(140)를 포함한다.The multi-input switch built-in
제어부(130)는 스위치(161, 162)의 개방/투입을 지시하는 제어 신호를 생성한다. 이하 본 명세서에서는, 스위치(161, 162)를 개방한다는 것은 스위치를 열어 전류가 흐르지 않도록 조작하는 것을 의미하고, 스위치(161, 162)를 투입한다는 것은 스위치를 닫아 전류가 흐르도록 조작하는 것을 의미한다.The
스위치(161, 162)는 제어부(130)가 생성한 제어 신호에 따라서 전력 공급선(151, 152)에 대한 개방/투입 동작을 수행한다. 만약 특정 스위치(161, 162)가 개방되면 개방된 스위치(161, 162)에 상응하는 단위 변압기(111, 112)는 비활성화되고, 스택형 변압기(110)의 변압 용량은 비활성화된 단위 변압기(111, 112)의 용량만큼 감소할 수 있다. 반대로, 특정 스위치(161, 162)가 투입되면, 투입된 스위치(161, 162)에 상응하는 단위 변압기(111, 112)는 활성화되고, 스택형 변압기(110)의 변압 용량은 활성화된 단위 변압기(111, 112)의 용량만큼 증가할 수 있다.The
정류부(140)는 단위 변압기(111, 112)가 생성한 낮은 전압의 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 생성하고, 생성된 직류 전력을 전력 장비로 공급한다.The
일측에 따르면, 제어부(130)는 전력 장비가 실제로 소비하는 직류 전력(직류 전력에 대한 소비 용량)에 따라서 각 스위치(161, 162)에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.According to one side, the
예를 들어, 제어부(130)는 직류 전력에 대한 소비 용량과 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력의 용량을 비교하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(130)는 복수의 스위치들(161, 162) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력의 용량을 예측한다. 만약 스위치가 개방되면 개방된 스위치에 상응하는 단위 변압기가 비활성화되므로, 비활성화된 단위 변압기의 변압 용량만큼 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량이 감소한다. 제어부(130)는 예측된 공급 교류 전력의 용량과 직류 전력에 대한 소비 전력을 비교하고, 예측된 공급 교류 전력의 용량이 직류 전력의 소비 용량보다 더 큰 경우에, 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.For example, the
일측에 따르면, 제어부(130)는 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력의 용량의 소정 비율 이상인 경우에, 복수의 스위치들(161, 162) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 투입 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.According to one side, the
예를 들어, 단위 변압기(111, 112)의 용량이 50kVA이고 스택형 변압기(110)가 1개의 단위 변압기(111)만을 활성화하여 교류 전력을 공급한다면, 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력의 용량은 50kVA이다. 이 경우, 직류 전력의 소비 전력이 50kVA에 근접한다면, 1개의 단위 변압기만으로는 충분한 교류 전력을 제공할 수 없다. 이 경우에, 제어부(130)는 단위 변압기(112)에 상응하는 스위치(162)를 투입하도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 단위 변압기(112)가 활성화되면 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력의 용량은 단위 변압기(112)의 변압 용량만큼 증가한다. 따라서 좀더 안정적으로 동작할 수 있다.For example, if the
일측에 따르면, 각 단위 변압기(111, 112)에 상응하는 스위치(161, 162)의 개방/투입 여부에 따라서 각 단위 변압기(111, 112)의 동작 여부가 결정된다. 이 경우에, 제어부(130)는 제어 신호에 기반하여 각 단위 변압기(111, 112)에 대한 동작 이력 정보를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 각 단위 변압기(111, 112)에 대한 동작 이력 정보를 참조하여 각 단위 변압기(111, 112)의 누적 동작 시간을 생성하고, 누적 동작 시간에 기반하여 각 단위 변압기(111, 112)에 대한 잔여 수명을 예측할 수 있다.According to one side, whether the operation of each unit transformer (111, 112) is determined according to whether the switch (161, 162) corresponding to each of the unit transformer (111, 112) is open / closed. In this case, the
일측에 따르면 제어부(130)는 정류부(140)에 입력되는 낮은 전압의 교류 전력의 전압을 계측하고, 계측된 전압에 기반하여 각 단위 변압기(111, 112)의 정상 동작여부, 또는 과부하 여부를 판단할 수 있다.According to one side of the
또한, 제어부(130)는 각 단위 변압기(111, 112)의 정상 동작 여부, 과부하 여부 및 동작 이력 정보 중에서 적어도 하나 이상에 기반하여 각 단위 변압기(111, 112)에 대한 노후화 판단을 할 수 있다.In addition, the
일측에 따르면, 제어부(130)는 각 단위 변압기(111, 112)에 대한 동작 우선 순위를 설정할 수 있다. 이 경우에, 복수의 스위치(161, 162)들 중에서, 동작 우선 순위가 높은 단위 변압기(111, 112)에 상응하는 스위치가 우선적으로 투입될 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(130)는 복수의 단위 변압기(111, 112)들 중에서, 잔여 수명이 가장 긴 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위를 가장 높게 설정할 수 있다.
According to one side, the
도 2는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 직류 공급 시스템의 구조를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 직류 공급 시스템(200)은 스택형 스위치 내장 스마트 변압기(210) 및 다중 입력형 정류기(220)를 포함한다.Fig. 2 is a diagram showing the structure of a direct current supply system according to another exemplary embodiment. The
스택형 스위치 내장 스마트 변압기(210)는 복수의 단위 변압기(240, 250), 제어부(230) 및 스위치(261, 262)를 포함한다. 스택형 스위치 내장 스마트 변압기(210)는 복수의 단위 변압기(240, 250)를 이용하여 전체 용량을 제공하는 변압기이다. 또한 스택형 스위치 내장 스마트 변압기(210)의 제어부(230)는 각 단위 변압기(240, 250)에 상응하는 스위치(261, 262)를 제어하는 제어 신호를 생성한다.The
단위 변압기(240, 250)는 높은 전압의 교류 전력을 받아 낮은 전압의 교류 전력으로 변환한다. 전력 공급선(271, 272)는 각 단위 변압기(240, 250)가 변환한 낮은 전압의 교류 전력을 다중 입력형 정류기(220)로 전송한다.The
다중 입력형 정류기(220)는 낮은 전압의 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 생성하고, 생성된 직류 전력을 전력 장비로 공급한다.The
일측에 따르면, 제어부(230)는 전력 장비가 소비하는 전력의 소비 용량과 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량을 비교하여 각 스위치(261, 262)의 개방/투입을 지시하는 제어 신호를 생성할 수 있다.According to one side, the
예를 들어 제어부(230)는 복수의 스위치들(261, 262) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 스택형 변압기(210)의 공급 교류 전력의 용량을 예측한다. 만약 스위치가 개방되면 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량이 감소한다. 제어부(230)는 예측된 공급 교류 전력의 용량과 직류 전력에 대한 소비 전력을 비교하고, 예측된 공급 교류 전력의 용량이 직류 전력의 소비 용량보다 더 큰 경우에, 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.For example, the
또한, 예를 들어 제어부(230)는 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(210)의 공급 교류 전력의 용량의 소정 비율 이상인 경우에, 복수의 스위치들(261, 262) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 투입 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 만약 직류 전력의 소비 전력과 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량이 유사한 용량이라면 직류 공급 시스템(200)은 충분한 전력을 안정적으로 공급할 수 없다. 이 경우에, 제어부(230)는 비활성화된 단위 변압기에 상응하는 스위치가 투입되도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 스위치가 투입되면 비활성화된 단위 변압기가 활성화되어 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량이 활성화된 단위 변압기의 용량만큼 증가한다. 따라서, 직류 공급 시스템은 좀더 안정적으로 교류 전력을 공급할 수 있다.Also, for example, the
일측에 따르면 제어부(230)는 제어 신호에 기반하여 각 단위 변압기(240, 250)에 대한 동작 이력 정보를 생성할 수 있다. 각 단위 변압기(240, 250)의 동작여부는 각 스위치(261, 262)의 개방/투입 여부에 따라서 결정되므로, 제어부(230)는 각 스위치(261, 262)의 개방/투입을 지시하는 제어 신호에 기반하여 각 특정 시간대에서 단위 변압기(240, 250)의 동작여부를 나타내는 동작 이력 정보를 생성할 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(230)는 단위 변압기(240, 250)의 누적 동작 시간을 생성할 수도 있다.According to one side, the
일측에 따르면 제어부(230)는 각 단위 변압기(240, 250)의 누적 동작 시간에 기반하여 각 단위 변압기(240, 250)의 잔여 수명을 예측할 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(230)는 잔여 수명이 가장 긴 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위를 가장 높게 설정할 수 있다.According to one side, the
일측에 따르면 제어부(230)는 동작 우선 순위가 가장 높은 단위 변압기에 상응하는 스위치를 우선적으로 투입할 수 있다. 또한 제어부(230)는 동작 우선 순위가 가장 낮은 단위 변압기에 상응하는 스위치를 우선적으로 개방할 수 있다.
According to one side, the
도 3은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 직류 공급 시스템의 구조를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 직류 공급 시스템(300)은 스택형 스위치 내장 스마트 변압기(310) 및 다중 입력형 스마트 정류기(320)를 포함한다.3 is a diagram showing the structure of a DC supply system according to another exemplary embodiment. The
일측에 따르면, 스택형 스위치 내장 스마트 변압기(310)는 복수의 단위 변압기(311, 312) 및 각 단위 변압기(311, 312)에 상응하는 스위치(351, 352)를 포함한다. 또한, 다중 입력형 스마트 정류기(320)는 정류부(340) 및 제어부(330)를 포함한다.According to one side, the stack type built-in
단위 변압기(311, 312)는 높은 전압의 교류 전력을 입력받고, 이를 변환하여 낮은 전압의 교류 전력을 생성한다. 각 단위 변압기(311, 312)별 교류 전력 출력은 각 단위 변압기(311, 312)에 상응하는 전력 공급선(361, 362)를 이용하여 다중 입력형 스마트 정류기(320)로 전송된다.The
제어부(330)는 각 전력 공급선(361, 362)에 대한 개방/투입을 지시하는 제어 신호를 생성하고, 정류부(340)는 단위 변압기(311, 312)가 생성한 낮은 전압의 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 생성하고, 생성된 직류 전력을 전력 장비로 공급한다.The
스위치(351, 352)는 제어 신호에 따라서 각 전력 공급선(361, 362)에 대한 개방/투입 동작을 수행한다. 스위치(351, 351)가 개방되면, 단위 변압기(311, 312)로부터 정류부(340)간의 전력 공급선(361, 362)이 차단되어 정류부(340)로 전송되는 낮은 전압의 교류 전력이 감소한다. 또한 스위치(351, 352)가 투입되면, 단위 변압기(311, 312)로부터 정류부(340)간의 전력 공급선(361, 362)이 연결되어 정류부(340)로 전송되는 낮은 전압의 교류 전력이 증가한다. 정류부(340)가 생성하는 직류 전력의 값은 정류부(340)에 입력되는 낮은 전압의 교류 전력의 값에 비례한다.The
일측에 따르면, 제어부(330)는 전력 장비가 실제로 소비하는 직류 전력에 대한 소비 용량에 따라서 각 스위치(351, 352)에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.According to one side, the
예를 들어 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(310)의 공급 교류 전력의 용량보다 더 큰 값이거나 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(310)의 공급 교류 전력의 용량과 유사한 값인 경우에, 제어부(330)는 스택형 변압기(310)에 포함된 단위 변압기가 추가적으로 활성화되도록 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 투입을 수행하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(310)의 공급 교류 전력의 용량의 소정 비율 이상인 경우에, 제어부(330)는 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(310)의 공급 교류 전력의 용량과 유사한 값으로 판단하고, 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 추가적인 투입을 수행하는 제어 신호를 생성할 수 있다.For example, when the power consumption for DC power is greater than the capacity of the supply AC power of the stacked
또한, 제어부(330)는 복수의 스위치들(351, 362) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 공급 교류 전력의 용량을 예측할 수 있다. 예측된 공급 교류 전력의 용량이 직류 전력에 대한 소비 용량보다 더 큰 값인 경우에, 제어부(330)는 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.In addition, the
즉, 제어부(330)는 정류부(340)가 생성한 직류 전력의 값이 전력 장비가 소비하는 직류 전류의 값과 일치하도록 각 스위치(351, 352)에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다. That is, the
일측에 따르면, 단위 변압기(311, 312)에 상응하는 스위치(351, 352)의 개방/투입 여부에 따라서 단위 변압기(311, 312)의 동작 여부가 결정된다. 일측에 따르면, 제어부(330)는 스위치(351, 352)의 동작 여부를 지시하는 제어 신호에 기반하여 각 단위 변압기(311, 312)의 동작 이력 정보를 생성할 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(330)는 스위치(351, 352)의 동작 여부를 지시하는 제어 신호에 기반하여 각 단위 변압기(311, 312)에 대한 누적 동작 시간을 생성할 수 있다.According to one side, the operation of the unit transformer (311, 312) is determined according to whether the switch (351, 352) corresponding to the unit transformer (311, 312) is open / closed. According to one side, the
일측에 따르면, 제어부(330)는 정류부(340)의 입력 전압 계측을 통하여 단위 변압기(311, 312)의 과부하 여부를 판단한다.According to one side, the
일측에 따르면, 제어부(330)는 각 단위 변압기(311, 312)에 대한 누적 동작 시간 또는 각 단위 변압기(311, 312)의 과부하 여부에 기반하여 각 단위 변압기(311, 312)에 대한 잔여 수명 예측을 수행할 수 있다.According to one side, the
일측에 따르면, 제어부(330)는 각 단위 변압기(311, 312)에 대한 동작 우선 순위를 설정할 수 있다. 제어부(330)는 동작 우선 순위가 높은 단위 변압기에 상응하는 스위치가 우선적으로 투입되도록 제어 신호를 생성할 수 있다.According to one side, the
일측에 따르면, 제어부(330)는 잔여 수명이 가장 긴 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위가 가장 높도록 각 단위 변압기(311, 312)에 대한 동작 우선 순위를 설정할 수 있다.
According to one side, the
도 4는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 직류 공급 시스템의 구조를 도시한 도면이다. 직류 공급 시스템(400)은 스택형 변압기(410), 다중 입력형 정류기(420), 제어부(430), 전력 공급선(451, 452), 스위치(441, 442) 및 온도 측정부(460)를 포함할 수 있다.Fig. 4 is a diagram showing the structure of a DC supply system according to another exemplary embodiment. The
스택형 변압기(410)는 복수의 단위 변압기(411, 412)를 포함한다. 스택형 변압기(410)는 높은 전압의 교류 전력을 받아 각 단위 변압기(411, 412)로 분배한다. 각 단위 변압기(411, 412)는 높은 전압의 교류 전력을 변환하여 낮은 전압의 교류 전력을 생성한다.The
전력 공급선(451, 452)는 각 단위 변압기(411, 412)별로 출력된 낮은 전압의 교류 전력을 다중 입력형 정류기(420)로 전송한다.The
다중 입력형 정류기(420)는 복수의 전력 공급선(451, 452)을 이용하여 복수의 단위 변압기(411, 412)로부터 낮은 전압의 교류 전력을 받고, 받은 낮은 전압의 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 생성한다. 다중 입력형 정류기(420)는 직류 전력을 전력 장비에 공급할 수 있다.The
스위치(441, 442)는 각 전력 공급선(451, 452)에 대한 개방/투입 조작을 수행한다. 일측에 따르면 스위치(441, 442)는 제어 신호에 따라서 전력 공급선(451, 452) 각각에 대한 개방/투입 조작을 수행할 수 있다.The
제어부(430)는 전력 공급선(451, 452) 각각에 대한 개방/투입 조작을 지시하는 제어 신호를 생성한다. 일측에 따르면, 제어부(430)는 직류 전력에 대한 소비 용량에 따라서 각 스위치(441, 442)에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.The
일측에 따르면, 제어부(430)는 직류 전력에 대한 소비 용량과 스택형 변압기(410)가 공급하는 교류 전력의 용량을 비교하여 제어 신호를 생성할 수 있다.According to one side, the
예를 들어, 제어부(430)는 복수의 스위치들(441, 442) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치(441)에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 스택형 변압기(410)가 공급하는 교류 전력의 용량을 예측할 수 있다. 상기 예측된 교류 전력의 용량이 직류 전력에 대한 소비 용량보다 더 큰 경우에, 제어부(430)는 스위치(441)에 대한 개방 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.For example, the
또한, 제어부(430)는 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(410)의 공급 교류 전력의 용량보다 더 큰 값이거나, 두 값이 유사한 범위에 있다고 판단되면, 복수의 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치(441)에 대한 투입 조작을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성할 수 있다. 스위치(441)가 추가적으로 투입되면, 투입된 스위치(441)에 상응하는 단위 변압기(411)가 추가적으로 활성화되므로, 스택형 변압기(410)의 공급 교류 전력의 용량이 증가한다. 따라서, 스택형 변압기(410)는 좀더 안정적으로 교류 전력을 공급할 수 있다.In addition, the
일측에 따르면, 온도 측정부(460)는 각 단위 변압기(411, 412)에 대한 온도를 측정하고, 제어부(430)는 측정된 온도에 따라서 각 단위 변압기(411, 412)의 고장 발생 여부 또는 과부하 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(430)는 측정된 온도에 따라서 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 측정된 온도가 기준치 이상이라면, 제어부(430)는 해당 단위 변압기가 고장이 발생하여 과열된 것으로 판단할 수 있다. 또는 제어부(430)는 해당 단위 변압기가 과부하 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우에, 제어부(430)는 해당 단위 변압기에 상응하는 스위치를 개방하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 스위치가 개방되면, 해당 스위치에 상응하는 단위 변압기의 동작이 중단되어 과부하 상태가 해제될 수 있다.According to one side, the
일측에 따르면, 각 단위 변압기(411, 412)에 상응하는 스위치(441, 442)의 개방/투입 여부에 따라서 각 단위 변압기(411, 412)의 동작 여부가 결정된다. 따라서, 제어부(430)는 제어 신호에 기반하여 각 단위 변압기(411, 412)에 대한 동작 이력 정보를 생성할 수 있다.According to one side, whether the operation of each
일측에 따르면, 제어부(430)는 각 단위 변압기(411, 412)에 대한 동작 이력 정보를 참조하여 각 단위 변압기(411, 412)의 누적 동작 시간을 생성하고, 누적 동작 시간에 기반하여 각 단위 변압기(411, 412)에 대한 잔여 수명을 예측할 수 있다.According to one side, the
일측에 따르면, 제어부(430)는 각 단위 변압기(411, 412)에 대한 동작 우선 순위를 설정할 수 있다. 이 경우에, 복수의 스위치(441, 442)들 중에서, 동작 우선 순위가 높은 단위 변압기(411, 412)에 상응하는 스위치가 우선적으로 투입될 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(430)는 복수의 단위 변압기(411, 412)들 중에서, 잔여 수명이 가장 긴 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위를 가장 높게 설정할 수 있다.According to one side, the
도 1은 예시적 실시예에 따른 직류 공급 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 직류 공급 시스템(100)은 스택형 변압기(110)와 다중 입력형 스위치 내장 정류기(120)를 포함한다. 스택형 변압기(110)는 복수의 단위 변압기(111, 112)를 포함하여 전체 용량을 제공하는 변압기이다. 예를 들면 스택형 변압기(110)는 50kVA의 단위 변압기(111, 112)를 2개 이용하여 100kVA의 총 용량을 제공하거나, 50kVAdml 단위 변압기 4개를 이용하여 200kVA의 총 용량을 제공할 수 있다. 도 1에서는 스택형 변압기(110)가 2개의 단위 변압기(111, 112)를 포함하는 실시예가 도시되었으나, 다른 예시적 실시예에 따르면 2개 이상의 변압기도 포함할 수 있다.
스택형 변압기(110)는 높은 전압의 교류 전력을 입력받고, 이를 변환하여 낮은 전압의 교류 전력을 생성한다. 스택형 변압기(110)는 단위 변압기(111, 112)별로 별도의 교류 전력 출력을 제공할 수 있다. 각 단위 변압기(111, 112)별 교류 전력 출력은 각 단위 변압기(111, 112)에 상응하는 전력 공급선(151, 152)를 이용하여 다중 입력형 스위치 내장 정류기(120)로 전송된다.
일측에 따르면, 스택형 변압기(110)는 단위 변압기(111, 112)들 중에서 일부 단위 변압기만을 동작시켜 전류를 변압할 수 있다. 예를 들어 단위 변압기(111, 112) 각각의 변압 용량이 50kVA인 경우에, 스택형 변압기(110)는 2기의 단위 변압기를 이용하여 100kVA의 변압 용량을 제공할 수 있다. 이 경우에, 스택형 변압기(110)가 제공하는 100kVA의 변압 용량을 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력이라고 할 수 있다.
또한, 스택형 변압기(110)는 2기의 단위 변압기 중에서 어느 하나만을 활성화시켜 50kVA의 변압 용량을 제공할 수 있고, 모든 단위 변압기를 비활성화시킬 수도 있다. 이 경우에, 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력은 50kVA이라고 할 수 있다.
다중 입력형 스위치 내장 정류기(120)는 각 단위 변압기(111, 112)에 상응하는 전력 공급선(151, 152)을 이용하여 각 단위 변압기(111, 112)로부터 낮은 전압의 교류 전력을 받는다. 다중 입력형 스위치 내장 정류기(120)는 각 전력 공급선(151, 152)에 대한 개폐 동작을 수행하는 복수의 스위치(161, 162), 제어부(130) 및 정류부(140)를 포함한다.
제어부(130)는 스위치(161, 162)의 개방/투입을 지시하는 제어 신호를 생성한다. 이하 본 명세서에서는, 스위치(161, 162)를 개방한다는 것은 스위치를 열어 전류가 흐르지 않도록 조작하는 것을 의미하고, 스위치(161, 162)를 투입한다는 것은 스위치를 닫아 전류가 흐르도록 조작하는 것을 의미한다.
스위치(161, 162)는 제어부(130)가 생성한 제어 신호에 따라서 전력 공급선(151, 152)에 대한 개방/투입 동작을 수행한다. 만약 특정 스위치(161, 162)가 개방되면 개방된 스위치(161, 162)에 상응하는 단위 변압기(111, 112)는 비활성화되고, 스택형 변압기(110)의 변압 용량은 비활성화된 단위 변압기(111, 112)의 용량만큼 감소할 수 있다. 반대로, 특정 스위치(161, 162)가 투입되면, 투입된 스위치(161, 162)에 상응하는 단위 변압기(111, 112)는 활성화되고, 스택형 변압기(110)의 변압 용량은 활성화된 단위 변압기(111, 112)의 용량만큼 증가할 수 있다.
정류부(140)는 단위 변압기(111, 112)가 생성한 낮은 전압의 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 생성하고, 생성된 직류 전력을 전력 장비로 공급한다.
일측에 따르면, 제어부(130)는 전력 장비가 실제로 소비하는 직류 전력(직류 전력에 대한 소비 용량)에 따라서 각 스위치(161, 162)에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제어부(130)는 직류 전력에 대한 소비 용량과 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력의 용량을 비교하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(130)는 복수의 스위치들(161, 162) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력의 용량을 예측한다. 만약 스위치가 개방되면 개방된 스위치에 상응하는 단위 변압기가 비활성화되므로, 비활성화된 단위 변압기의 변압 용량만큼 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량이 감소한다. 제어부(130)는 예측된 공급 교류 전력의 용량과 직류 전력에 대한 소비 전력을 비교하고, 예측된 공급 교류 전력의 용량이 직류 전력의 소비 용량보다 더 큰 경우에, 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 제어부(130)는 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력의 용량의 소정 비율 이상인 경우에, 복수의 스위치들(161, 162) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 투입 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 단위 변압기(111, 112)의 용량이 50kVA이고 스택형 변압기(110)가 1개의 단위 변압기(111)만을 활성화하여 교류 전력을 공급한다면, 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력의 용량은 50kVA이다. 이 경우, 직류 전력의 소비 전력이 50kVA에 근접한다면, 1개의 단위 변압기만으로는 충분한 교류 전력을 제공할 수 없다. 이 경우에, 제어부(130)는 단위 변압기(112)에 상응하는 스위치(162)를 투입하도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 단위 변압기(112)가 활성화되면 스택형 변압기(110)의 공급 교류 전력의 용량은 단위 변압기(112)의 변압 용량만큼 증가한다. 따라서 좀더 안정적으로 동작할 수 있다.
일측에 따르면, 각 단위 변압기(111, 112)에 상응하는 스위치(161, 162)의 개방/투입 여부에 따라서 각 단위 변압기(111, 112)의 동작 여부가 결정된다. 이 경우에, 제어부(130)는 제어 신호에 기반하여 각 단위 변압기(111, 112)에 대한 동작 이력 정보를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 각 단위 변압기(111, 112)에 대한 동작 이력 정보를 참조하여 각 단위 변압기(111, 112)의 누적 동작 시간을 생성하고, 누적 동작 시간에 기반하여 각 단위 변압기(111, 112)에 대한 잔여 수명을 예측할 수 있다.
일측에 따르면 제어부(130)는 정류부(140)에 입력되는 낮은 전압의 교류 전력의 전압을 계측하고, 계측된 전압에 기반하여 각 단위 변압기(111, 112)의 정상 동작여부, 또는 과부하 여부를 판단할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 각 단위 변압기(111, 112)의 정상 동작 여부, 과부하 여부 및 동작 이력 정보 중에서 적어도 하나 이상에 기반하여 각 단위 변압기(111, 112)에 대한 노후화 판단을 할 수 있다.
일측에 따르면, 제어부(130)는 각 단위 변압기(111, 112)에 대한 동작 우선 순위를 설정할 수 있다. 이 경우에, 복수의 스위치(161, 162)들 중에서, 동작 우선 순위가 높은 단위 변압기(111, 112)에 상응하는 스위치가 우선적으로 투입될 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(130)는 복수의 단위 변압기(111, 112)들 중에서, 잔여 수명이 가장 긴 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위를 가장 높게 설정할 수 있다.
도 2는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 직류 공급 시스템의 구조를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 직류 공급 시스템(200)은 스택형 스위치 내장 스마트 변압기(210) 및 다중 입력형 정류기(220)를 포함한다.
스택형 스위치 내장 스마트 변압기(210)는 복수의 단위 변압기(240, 250), 제어부(230) 및 스위치(261, 262)를 포함한다. 스택형 스위치 내장 스마트 변압기(210)는 복수의 단위 변압기(240, 250)를 이용하여 전체 용량을 제공하는 변압기이다. 또한 스택형 스위치 내장 스마트 변압기(210)의 제어부(230)는 각 단위 변압기(240, 250)에 상응하는 스위치(261, 262)를 제어하는 제어 신호를 생성한다.
단위 변압기(240, 250)는 높은 전압의 교류 전력을 받아 낮은 전압의 교류 전력으로 변환한다. 전력 공급선(271, 272)는 각 단위 변압기(240, 250)가 변환한 낮은 전압의 교류 전력을 다중 입력형 정류기(220)로 전송한다.
다중 입력형 정류기(220)는 낮은 전압의 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 생성하고, 생성된 직류 전력을 전력 장비로 공급한다.
일측에 따르면, 제어부(230)는 전력 장비가 소비하는 전력의 소비 용량과 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량을 비교하여 각 스위치(261, 262)의 개방/투입을 지시하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어 제어부(230)는 복수의 스위치들(261, 262) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 스택형 변압기(210)의 공급 교류 전력의 용량을 예측한다. 만약 스위치가 개방되면 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량이 감소한다. 제어부(230)는 예측된 공급 교류 전력의 용량과 직류 전력에 대한 소비 전력을 비교하고, 예측된 공급 교류 전력의 용량이 직류 전력의 소비 용량보다 더 큰 경우에, 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 예를 들어 제어부(230)는 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(210)의 공급 교류 전력의 용량의 소정 비율 이상인 경우에, 복수의 스위치들(261, 262) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 투입 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 만약 직류 전력의 소비 전력과 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량이 유사한 용량이라면 직류 공급 시스템(200)은 충분한 전력을 안정적으로 공급할 수 없다. 이 경우에, 제어부(230)는 비활성화된 단위 변압기에 상응하는 스위치가 투입되도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 스위치가 투입되면 비활성화된 단위 변압기가 활성화되어 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량이 활성화된 단위 변압기의 용량만큼 증가한다. 따라서, 직류 공급 시스템은 좀더 안정적으로 교류 전력을 공급할 수 있다.
일측에 따르면 제어부(230)는 제어 신호에 기반하여 각 단위 변압기(240, 250)에 대한 동작 이력 정보를 생성할 수 있다. 각 단위 변압기(240, 250)의 동작여부는 각 스위치(261, 262)의 개방/투입 여부에 따라서 결정되므로, 제어부(230)는 각 스위치(261, 262)의 개방/투입을 지시하는 제어 신호에 기반하여 각 특정 시간대에서 단위 변압기(240, 250)의 동작여부를 나타내는 동작 이력 정보를 생성할 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(230)는 단위 변압기(240, 250)의 누적 동작 시간을 생성할 수도 있다.
일측에 따르면 제어부(230)는 각 단위 변압기(240, 250)의 누적 동작 시간에 기반하여 각 단위 변압기(240, 250)의 잔여 수명을 예측할 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(230)는 잔여 수명이 가장 긴 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위를 가장 높게 설정할 수 있다.
일측에 따르면 제어부(230)는 동작 우선 순위가 가장 높은 단위 변압기에 상응하는 스위치를 우선적으로 투입할 수 있다. 또한 제어부(230)는 동작 우선 순위가 가장 낮은 단위 변압기에 상응하는 스위치를 우선적으로 개방할 수 있다.
도 3은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 직류 공급 시스템의 구조를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 직류 공급 시스템(300)은 스택형 스위치 내장 스마트 변압기(310) 및 다중 입력형 스마트 정류기(320)를 포함한다.
일측에 따르면, 스택형 스위치 내장 스마트 변압기(310)는 복수의 단위 변압기(311, 312) 및 각 단위 변압기(311, 312)에 상응하는 스위치(351, 352)를 포함한다. 또한, 다중 입력형 스마트 정류기(320)는 정류부(340) 및 제어부(330)를 포함한다.
단위 변압기(311, 312)는 높은 전압의 교류 전력을 입력받고, 이를 변환하여 낮은 전압의 교류 전력을 생성한다. 각 단위 변압기(311, 312)별 교류 전력 출력은 각 단위 변압기(311, 312)에 상응하는 전력 공급선(361, 362)를 이용하여 다중 입력형 스마트 정류기(320)로 전송된다.
제어부(330)는 각 전력 공급선(361, 362)에 대한 개방/투입을 지시하는 제어 신호를 생성하고, 정류부(340)는 단위 변압기(311, 312)가 생성한 낮은 전압의 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 생성하고, 생성된 직류 전력을 전력 장비로 공급한다.
스위치(351, 352)는 제어 신호에 따라서 각 전력 공급선(361, 362)에 대한 개방/투입 동작을 수행한다. 스위치(351, 351)가 개방되면, 단위 변압기(311, 312)로부터 정류부(340)간의 전력 공급선(361, 362)이 차단되어 정류부(340)로 전송되는 낮은 전압의 교류 전력이 감소한다. 또한 스위치(351, 352)가 투입되면, 단위 변압기(311, 312)로부터 정류부(340)간의 전력 공급선(361, 362)이 연결되어 정류부(340)로 전송되는 낮은 전압의 교류 전력이 증가한다. 정류부(340)가 생성하는 직류 전력의 값은 정류부(340)에 입력되는 낮은 전압의 교류 전력의 값에 비례한다.
일측에 따르면, 제어부(330)는 전력 장비가 실제로 소비하는 직류 전력에 대한 소비 용량에 따라서 각 스위치(351, 352)에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(310)의 공급 교류 전력의 용량보다 더 큰 값이거나 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(310)의 공급 교류 전력의 용량과 유사한 값인 경우에, 제어부(330)는 스택형 변압기(310)에 포함된 단위 변압기가 추가적으로 활성화되도록 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 투입을 수행하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(310)의 공급 교류 전력의 용량의 소정 비율 이상인 경우에, 제어부(330)는 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(310)의 공급 교류 전력의 용량과 유사한 값으로 판단하고, 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 추가적인 투입을 수행하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 제어부(330)는 복수의 스위치들(351, 362) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 공급 교류 전력의 용량을 예측할 수 있다. 예측된 공급 교류 전력의 용량이 직류 전력에 대한 소비 용량보다 더 큰 값인 경우에, 제어부(330)는 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
즉, 제어부(330)는 정류부(340)가 생성한 직류 전력의 값이 전력 장비가 소비하는 직류 전류의 값과 일치하도록 각 스위치(351, 352)에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 단위 변압기(311, 312)에 상응하는 스위치(351, 352)의 개방/투입 여부에 따라서 단위 변압기(311, 312)의 동작 여부가 결정된다. 일측에 따르면, 제어부(330)는 스위치(351, 352)의 동작 여부를 지시하는 제어 신호에 기반하여 각 단위 변압기(311, 312)의 동작 이력 정보를 생성할 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(330)는 스위치(351, 352)의 동작 여부를 지시하는 제어 신호에 기반하여 각 단위 변압기(311, 312)에 대한 누적 동작 시간을 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 제어부(330)는 정류부(340)의 입력 전압 계측을 통하여 단위 변압기(311, 312)의 과부하 여부를 판단한다.
일측에 따르면, 제어부(330)는 각 단위 변압기(311, 312)에 대한 누적 동작 시간 또는 각 단위 변압기(311, 312)의 과부하 여부에 기반하여 각 단위 변압기(311, 312)에 대한 잔여 수명 예측을 수행할 수 있다.
일측에 따르면, 제어부(330)는 각 단위 변압기(311, 312)에 대한 동작 우선 순위를 설정할 수 있다. 제어부(330)는 동작 우선 순위가 높은 단위 변압기에 상응하는 스위치가 우선적으로 투입되도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 제어부(330)는 잔여 수명이 가장 긴 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위가 가장 높도록 각 단위 변압기(311, 312)에 대한 동작 우선 순위를 설정할 수 있다.
도 4는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 직류 공급 시스템의 구조를 도시한 도면이다. 직류 공급 시스템(400)은 스택형 변압기(410), 다중 입력형 정류기(420), 제어부(430), 전력 공급선(451, 452), 스위치(441, 442) 및 온도 측정부(460)를 포함할 수 있다.
스택형 변압기(410)는 복수의 단위 변압기(411, 412)를 포함한다. 스택형 변압기(410)는 높은 전압의 교류 전력을 받아 각 단위 변압기(411, 412)로 분배한다. 각 단위 변압기(411, 412)는 높은 전압의 교류 전력을 변환하여 낮은 전압의 교류 전력을 생성한다.
전력 공급선(451, 452)는 각 단위 변압기(411, 412)별로 출력된 낮은 전압의 교류 전력을 다중 입력형 정류기(420)로 전송한다.
다중 입력형 정류기(420)는 복수의 전력 공급선(451, 452)을 이용하여 복수의 단위 변압기(411, 412)로부터 낮은 전압의 교류 전력을 받고, 받은 낮은 전압의 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 생성한다. 다중 입력형 정류기(420)는 직류 전력을 전력 장비에 공급할 수 있다.
스위치(441, 442)는 각 전력 공급선(451, 452)에 대한 개방/투입 조작을 수행한다. 일측에 따르면 스위치(441, 442)는 제어 신호에 따라서 전력 공급선(451, 452) 각각에 대한 개방/투입 조작을 수행할 수 있다.
제어부(430)는 전력 공급선(451, 452) 각각에 대한 개방/투입 조작을 지시하는 제어 신호를 생성한다. 일측에 따르면, 제어부(430)는 직류 전력에 대한 소비 용량에 따라서 각 스위치(441, 442)에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 제어부(430)는 직류 전력에 대한 소비 용량과 스택형 변압기(410)가 공급하는 교류 전력의 용량을 비교하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제어부(430)는 복수의 스위치들(441, 442) 중에서 적어도 하나 이상의 스위치(441)에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 스택형 변압기(410)가 공급하는 교류 전력의 용량을 예측할 수 있다. 상기 예측된 교류 전력의 용량이 직류 전력에 대한 소비 용량보다 더 큰 경우에, 제어부(430)는 스위치(441)에 대한 개방 조작을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 제어부(430)는 직류 전력에 대한 소비 용량이 스택형 변압기(410)의 공급 교류 전력의 용량보다 더 큰 값이거나, 두 값이 유사한 범위에 있다고 판단되면, 복수의 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치(441)에 대한 투입 조작을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성할 수 있다. 스위치(441)가 추가적으로 투입되면, 투입된 스위치(441)에 상응하는 단위 변압기(411)가 추가적으로 활성화되므로, 스택형 변압기(410)의 공급 교류 전력의 용량이 증가한다. 따라서, 스택형 변압기(410)는 좀더 안정적으로 교류 전력을 공급할 수 있다.
일측에 따르면, 온도 측정부(460)는 각 단위 변압기(411, 412)에 대한 온도를 측정하고, 제어부(430)는 측정된 온도에 따라서 각 단위 변압기(411, 412)의 고장 발생 여부 또는 과부하 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(430)는 측정된 온도에 따라서 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 측정된 온도가 기준치 이상이라면, 제어부(430)는 해당 단위 변압기가 고장이 발생하여 과열된 것으로 판단할 수 있다. 또는 제어부(430)는 해당 단위 변압기가 과부하 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우에, 제어부(430)는 해당 단위 변압기에 상응하는 스위치를 개방하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 스위치가 개방되면, 해당 스위치에 상응하는 단위 변압기의 동작이 중단되어 과부하 상태가 해제될 수 있다.
일측에 따르면, 각 단위 변압기(411, 412)에 상응하는 스위치(441, 442)의 개방/투입 여부에 따라서 각 단위 변압기(411, 412)의 동작 여부가 결정된다. 따라서, 제어부(430)는 제어 신호에 기반하여 각 단위 변압기(411, 412)에 대한 동작 이력 정보를 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 제어부(430)는 각 단위 변압기(411, 412)에 대한 동작 이력 정보를 참조하여 각 단위 변압기(411, 412)의 누적 동작 시간을 생성하고, 누적 동작 시간에 기반하여 각 단위 변압기(411, 412)에 대한 잔여 수명을 예측할 수 있다.
일측에 따르면, 제어부(430)는 각 단위 변압기(411, 412)에 대한 동작 우선 순위를 설정할 수 있다. 이 경우에, 복수의 스위치(441, 442)들 중에서, 동작 우선 순위가 높은 단위 변압기(411, 412)에 상응하는 스위치가 우선적으로 투입될 수 있다. 일측에 따르면, 제어부(430)는 복수의 단위 변압기(411, 412)들 중에서, 잔여 수명이 가장 긴 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위를 가장 높게 설정할 수 있다.1 is a diagram illustrating a structure of a DC supply system according to an exemplary embodiment.
The
The stack-
According to one side, the stack-
In addition, the stack-
The multi-input switch built-in
The
The
The
According to one side, the
For example, the
According to one side, the
For example, if the
According to one side, whether the operation of each unit transformer (111, 112) is determined according to whether the switch (161, 162) corresponding to each of the unit transformer (111, 112) is open / closed. In this case, the
According to one side of the
In addition, the
According to one side, the
Fig. 2 is a diagram showing the structure of a direct current supply system according to another exemplary embodiment. The
The
The
The
According to one side, the
For example, the
Also, for example, the
According to one side, the
According to one side, the
According to one side, the
3 is a diagram showing the structure of a DC supply system according to another exemplary embodiment. The
According to one side, the stack type built-in
The
The
The
According to one side, the
For example, when the power consumption for DC power is greater than the capacity of the supply AC power of the stacked
In addition, the
That is, the
According to one side, the operation of the unit transformer (311, 312) is determined according to whether the switch (351, 352) corresponding to the unit transformer (311, 312) is open / closed. According to one side, the
According to one side, the
According to one side, the
According to one side, the
According to one side, the
Fig. 4 is a diagram showing the structure of a DC supply system according to another exemplary embodiment. The
The
The
The
The
The
According to one side, the
For example, the
In addition, the
According to one side, the
According to one side, whether the operation of each
According to one side, the
According to one side, the
Claims (15)
상기 단위형 변압기 각각에 상응하는 전력 공급선을 이용하여 상기 스택형 변압기로부터 교류전력을 받고, 상기 받은 교류 전력을 정류하여 직류 전력을 생성하는 다중 입력형 정류기; 및
상기 전력 공급선 각각에 대한 개폐 조작을 수행하는 복수의 스위치;
를 포함하는 직류 공급 시스템.A stacked transformer including a plurality of unit transformers;
A multi-input rectifier for receiving AC power from the stack-type transformer using a power supply line corresponding to each of the unit transformers, and rectifying the received AC power to generate DC power; And
A plurality of switches for performing opening and closing operations on each of the power supply lines;
DC supply system comprising a.
상기 직류 전력에 대한 소비 용량에 따라서 상기 각 스위치에 대한 제어 신호를 생성하는 제어부
를 더 포함하고,
상기 스위치들은 상기 각 스위치에 대한 제어 신호에 따라서 상기 전력 공급선 각각에 대한 개폐 조작을 수행하는 직류 공급 시스템.The method of claim 1,
A control unit for generating a control signal for each switch in accordance with the consumption capacity for the DC power
Further comprising:
And the switches perform an opening and closing operation on each of the power supply lines in accordance with a control signal for each switch.
상기 제어부는 상기 직류 전력에 대한 소비 용량과 상기 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량을 비교하여 상기 제어신호를 생성하는 직류 공급 시스템.The method of claim 2,
And the control unit generates the control signal by comparing the capacity of the direct current power with the capacity of the supply AC power of the stack-type transformer.
상기 제어부는 상기 복수의 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 상기 교류 전력의 용량을 예측하고, 상기 예측된 교류 전력의 용량이 상기 직류 전력에 대한 소비 용량보다 더 큰 경우에, 상기 개방 조작을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성하는 직류 공급 시스템.The method of claim 3,
The control unit predicts the capacity of the AC power when the opening operation is performed on at least one switch among the plurality of switches, and the capacity of the predicted AC power is larger than the consumption capacity of the DC power. And, generating the control signal to perform the opening operation.
상기 제어부는 상기 직류 전력에 대한 소비 용량이 상기 공급 교류 전력의 용량의 소정 비율 이상인 경우에, 상기 복수의 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 투입 조작을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성하는 직류 공급 시스템.The method of claim 3,
The control unit is configured to generate the control signal to perform the input operation on at least one switch among the plurality of switches when the consumption capacity with respect to the DC power is more than a predetermined ratio of the capacity of the supplied AC power. .
상기 제어부는 상기 제어 신호에 기반하여 상기 각 단위 변압기의 동작 이력 정보를 생성하는 직류 공급 시스템.The method of claim 2,
The control unit is a DC supply system for generating the operation history information of each unit transformer based on the control signal.
상기 제어부는 상기 동작 이력 정보에 기반하여 상기 각 단위 변압기에 대한 수명 예측을 수행하는 직류 공급 시스템.The method of claim 6,
The control unit is a DC supply system for performing a life prediction for each unit transformer based on the operation history information.
상기 제어부는 상기 각 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위를 설정하고, 상기 동작 우선 순위에 따라서 상기 제어 신호를 생성하는 직류 공급 시스템.The method of claim 2,
The control unit sets an operation priority for each unit transformer, and generates the control signal according to the operation priority.
상기 각 단위 변압기의 온도를 측정하는 온도 측정부
를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 측정된 각 단위 변압기의 온도에 따라서 상기 제어 신호를 생성하는 직류 공급 시스템.The method of claim 2,
Temperature measuring unit for measuring the temperature of each unit transformer
Further comprising:
The control unit is a DC supply system for generating the control signal in accordance with the measured temperature of each unit transformer.
상기 제1 전력 및 제2 전력을 직류 전력으로 정류하는 다중 입력형 정류기;
상기 제1 단위 변압기로부터 상기 다중 입력형 정류기로 상기 제1 전력을 전송하는 제1 전력 공급선 및 제2 단위 변압기로부터 상기 다중 입력형 정류기로 상기 제2 전력을 전송하는 제2 전력 공급선;
상기 제1 전력 공급선에 대한 개폐 동작을 수행하는 제1 스위치 및 상기 제2 전력 공급선에 대한 개폐 동작을 수행하는 제2 스위치; 및
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치에 대한 개폐 동작을 지시하는 제어 신호를 생성하는 제어부;
를 포함하는 직류 공급 시스템.A stack-type transformer including a first unit transformer configured to receive AC power and generate a first power converted into voltage, and a second unit transformer configured to receive AC power and generate a second converted power;
A multiple input rectifier for rectifying the first power and the second power into direct current power;
A first power supply line transmitting the first power from the first unit transformer to the multi-input rectifier and a second power supply line transmitting the second power from the second unit transformer to the multi-input rectifier;
A first switch performing an open / close operation on the first power supply line and a second switch performing an open / close operation on the second power supply line; And
A controller configured to generate a control signal instructing to open and close the first switch and the second switch;
DC supply system comprising a.
상기 제어부는 상기 복수의 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 개방 조작을 수행한 경우에 상기 스택형 변압기의 공급 교류 전력의 용량을 예측하고, 상기 예측된 교류 전력의 용량이 상기 직류 전력에 대한 소비 용량보다 더 큰 경우에, 상기 개방 조작을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성하는 직류 공급 시스템.The method of claim 10,
The control unit predicts the capacity of the supplied AC power of the stack-type transformer when the opening operation of at least one switch among the plurality of switches is performed, and the estimated capacity of the AC power consumes the DC power. And if greater than the capacity, generate the control signal to perform the opening operation.
상기 제어부는 상기 직류 전력에 대한 소비 용량이 상기 공급 교류 전력의 용량의 소정 비율 이상인 경우에, 상기 복수의 스위치들 중에서 적어도 하나 이상의 스위치에 대한 투입 조작을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성하는 직류 공급 시스템.The method of claim 10,
The control unit is configured to generate the control signal to perform the input operation on at least one switch among the plurality of switches when the consumption capacity with respect to the DC power is more than a predetermined ratio of the capacity of the supplied AC power. .
상기 제어부는 상기 제어 신호에 기반하여 상기 제1 단위 변압기 또는 상기 제2 단위 변압기의 동작 이력 정보를 생성하는 직류 공급 시스템.The method of claim 10,
The control unit is a DC supply system for generating the operation history information of the first unit transformer or the second unit transformer based on the control signal.
상기 제어부는 상기 동작 이력 정보에 기반하여 상기 제1 단위 변압기 또는 상기 제2 단위 변압기에 대한 수명 예측을 수행하는 직류 공급 시스템.The method of claim 13,
The control unit is a DC supply system for performing a life prediction for the first unit transformer or the second unit transformer based on the operation history information.
상기 제어부는 상기 제1 단위 변압기 또는 상기 제2 단위 변압기에 대한 동작 우선 순위를 설정하고, 상기 동작 우선 순위에 따라서 상기 제어 신호를 생성하는 직류 공급 시스템.The method of claim 10,
And the control unit sets an operation priority of the first unit transformer or the second unit transformer and generates the control signal according to the operation priority.
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