KR20120015569A

KR20120015569A - 전력 계량에 있어서의 이상 검출 방법 및 이상 검출 장치

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Publication number: KR20120015569A
Application number: KR1020100077755A
Authority: KR
Inventors: 전유철; 전수정
Original assignee: 전유철; 전수정
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2012-02-22
Also published as: KR101175868B1

Abstract

본 발명은 이상 검출 전력량계 및 이상 검출 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 이상 검출 장치는, 전력선의 전압 및 전류를 센싱하여 전압 신호 및 전류 신호를 생성하는 변성기와, 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여 사용자가 사용한 것으로 간주되는 계량 전력을 산출하는 전력 계량 장치가 사용되는 환경에서, 적어도 상기 변성기와 상기 전력 계량 장치 사이에서 발생 가능한 오결선을 포함하는 이상 상태를 검출하는 이상 검출 장치로서, 상기 변성기로부터 입력되는 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여, 상기 전압 신호와 상기 전류 신호 사이에 가능한 임의의 조합에 대한 복수의 유효 전력들을 산출하는 입력 검출 모듈; 상기 입력 검출 모듈이 산출하는 상기 복수의 유효 전력들에 기반하여 상기 전력선의 입력 전력을 산출하고, 상기 입력 전력과 상기 전력 계량 장치가 산출하는 상기 계량 전력을 비교하여 이상 상태의 발생 여부를 판단하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력 계량에 있어서의 이상 검출 방법 및 이상 검출 장치{Trouble Detecting Device and Method of Watt-hour Metering}

본 발명은 변성기 및 전력량계와 관련된 것이다. 또한, 본 발명은 변성기 및 전력량계 사이에서 발생 가능한 오결선의 검출에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 변성기 및 전력량계와 관련된 계기 고장 및 계기 오차의 검출에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전력 계량에 있어서의 이상 검출 방법 및 이상 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정 또는 공장 등의 전력 사용량을 검침하는 방법으로서, 검침원이 수용가를 직접 방문하여 전력량계의 검침 결과 데이터를 확인하고, 검침 결과를 검침 용지 등에 기록한 뒤 회사로 복귀하여 컴퓨터 등의 데이터 저장 장치에 기록된 데이터를 입력하는 방법이 사용된다.

하지만, 검침원에 의한 검침 방법은 착오가 발생할 가능성이 높아 정확한 검침 데이터 수집 및 과금이 이루어지지 않는 경우가 종종 발생한다. 또한, 전력량계는 정확한 검침을 수행하기 위해서 정기적인 점검과 즉각적인 장애 복구가 이루어져야 하지만, 통상 즉각적인 장애 신고가 이루어지지 않기 때문에 부정확한 검침을 유발하고 있다.

이에 따라, 잘못된 과금 고지서를 발행하여 민원이 자주 제기되고, 검침원을 가장한 범죄 발생 및 검침원 고용에 따른 인건비의 상승으로 국가적인 손실을 초래하는 등의 다양한 문제점이 발생하고 있으며, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 여러 가지 방식의 원격 검침 시스템이 개발 및 사용되고 있다.

그런데, 원격 검침 시스템을 운용함에 있어서도, 전력량계와 관련된 이상 상태를 원격으로 확인할 수 있는 방법이 없다면, 사전에 정해진 특정 주기로 전력량계가 설치된 장소를 현장 방문하여 이상 상태의 발생 여부를 직접 확인해야 한다. 이를 위하여, 정기적으로 전력량계의 설치 장소를 방문하여 점검하는 인력이 요구되며, 이와 같은 인력 고용에 따라 원격 검침에 따른 인건비 절감 효과가 상쇄되는 문제점이 발생한다.

사용전력을 계량하는 전력량계는 고객이 사용한 전력을 공정하게 계량하여 정확한 과금이 이루어져야한다. 그러나 사용 중 전력량계가 고장이 발생되기도 한다. 고장이 발생되면 즉각적인 장애 복구가 이루어져야 하지만, 장애발생사실을 몰라 즉각적인 장애 조치가 이루어지지 않기 때문에 정확한 전력거래가 안 되는 경우가 발생되기도 한다.

한편, 변성기와 변성기부 전력량계를 설치하는 과정에서 결선해야 할 전선이 많아 오결선이 발생하는 빈도가 상당하다. 이와 같은 오결선이 있으면 전력량계가 제대로 작동하지도 못하게 되어 바로 알 수도 있으나, 경우에 따라서는 바로 알지 못하고 실제 사용되는 전력량에 비하여 전력량계가 사용 전력량을 작게 산출하는 경우도 있다. 이렇게 되면 결국 사용 전력량보다 적은 요금을 청구하게 되는 결과를 가져오게 되는 문제가 있게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 적어도 변성기 및 전력량계 사이의 오결선을 검출할 수 있는 이상 검출 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 변성기 및 전력량계 사이에 오결선이 있더라도 사용 전력량을 정확히 검출할 수 있는 전력량계 및 전력 계량 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 변성기 및 전력량계의 계기 고장 및 계기 오차를 검출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명의 이상 검출 장치는, 전력선의 전압 및 전류를 센싱하여 전압 신호 및 전류 신호를 생성하는 변성기와, 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여 사용자가 사용한 것으로 간주되는 계량 전력을 산출하는 전력 계량 장치가 사용되는 환경에서, 적어도 상기 변성기와 상기 전력 계량 장치 사이에서 발생 가능한 오결선을 포함하는 이상 상태를 검출하는 이상 검출 장치로서, 상기 변성기로부터 입력되는 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여, 상기 전압 신호와 상기 전류 신호 사이에 가능한 임의의 조합에 대한 복수의 유효 전력들을 산출하는 입력 검출 모듈; 상기 입력 검출 모듈이 산출하는 상기 복수의 유효 전력들에 기반하여 상기 전력선의 입력 전력을 산출하고, 상기 입력 전력과 상기 전력 계량 장치가 산출하는 상기 계량 전력을 비교하여 이상 상태의 발생 여부를 판단하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명의 이상 검출 방법은, 전력선의 전압 및 전류를 센싱하여 전압 신호 및 전류 신호를 생성하는 변성기와, 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여 사용자가 사용한 것으로 간주되는 계량 전력을 산출하는 전력 계량 장치가 사용되는 환경에서, 적어도 상기 변성기와 상기 전력 계량 장치 사이에서 발생 가능한 오결선을 포함하는 이상 상태를 검출하는 이상 검출 방법으로서, (a) 상기 전력 계량 장치가 산출한 상기 계량 전력을 입력받는 단계; (b) 상기 변성기로부터 입력되는 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여, 상기 전압 신호와 상기 전류 신호 사이에 가능한 임의의 조합에 대한 복수의 유효 전력들을 산출하는 단계; (c) 상기 단계(b)에서 산출된 상기 복수의 유효 전력들에 기반하여 상기 전력선의 입력 전력을 산출하고, 상기 입력 전력과 상기 입력받은 계량 전력을 비교하여 이상 상태의 발생 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명의 전력량계는, 오결선이 발생된 상황에서도 정상적으로 전력량을 산출하는 전력량계로서, 변성기로부터의 전압 신호와 전류 신호를 입력받아 복수의 유효 전력을 산출하되, 정상 결선 및 오결선으로 인해 조합가능한 임의의 전압 신호와 전류 신호 모두에 대하여 각각 유효 전력을 산출하는 전력 계량 모듈; 상기 전력 계량 모듈로부터 입력되는 복수의 유효 전력들 중에서 각 상별로 최대의 유효 전력을 선택하고, 이들을 모두 합하여 계량 전력으로 산출하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 입력 전력과 계량 전력의 비교를 통해서, 오결선 또는 계기 고장 및 오차를 포함하는 전력 계량과 관련한 이상 상태의 발생 여부를 손쉽게 알 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 이상 상태의 발생 여부를 손쉽게 알 수 있으므로, 종래 필요했던 정기 방문이 불필요하여 시스템 운용 비용을 절감할 수 있다. 또한, 이상 상태의 발생에 대한 즉각적인 대응이 가능하므로, 검침 결과의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 작업자의 과실이나 비정상적인 방법에 의한 전력량계 회로 조작 등이 발생하더라도, 전력량계를 통해 정상 전력이 계량되므로, 사고 발생 예방 및 오결선으로 인한 손실 방지 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이상 검출 장치와 변성기 및 전력 계량 장치를 도시한 블록 구성도이다.
도 2a는 3상 4선식 3소자 계량 방식에서의 전력 계량 장치와 입력 검출 모듈의 내부를 간략하게 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3상 3선식 2소자 계량 방식에서 전력 계량 장치(10) 및 이상 검출 장치(100)의 내부를 간략하게 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오결선시에도 계량가능한 변성기부 전력량계에서 사용될 전력 계량 모듈을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 이상 검출 장치에서 산출되는 전력 및 오차율을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 표이다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 이상 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 단독 전력량계의 구성을 간략하게 나타낸 블록 다이어그램이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이상 검출 장치와 변성기 및 전력 계량 장치를 도시한 블록 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 이상 검출 장치(100)는 변성기(20) 및 전력 계량 장치(10)와 연결된다. 변성기(20)는 전력선의 전압 및 전류를 센싱하여 전압 신호 및 전류 신호를 생성하는 기능을 수행하며, 전력 계량 장치(10)는 변성기(20)로부터 입력되는 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여 계량 전력을 산출한다. 전력 계량 장치(10)가 산출하는 계량 전력은 전력의 사용자가 사용한 것으로 간주되어 과금 등의 목적으로 이용된다.

변성기는 고전압을 일정 비율의 낮은 전압으로 바꾸어 주는 계기용 변압기(PT: Potential Transformer, 이하 'PT'라 칭함), 대전류를 일정 비율의 낮은 전류로 바꾸어 주는 계기용 변류기(CT: Current Transformer, 이하 'CT'라 칭함), PT와 CT를 하나의 박스 내에서 조합하여 PT의 기능과 CT의 기능을 모두 수행하는 계기용 변압 변류기(MOF: Metering Out Fit, 이하 'MOF'라 칭함)로 구성될 수 있다.

이와 같은 CT, PT 또는 MOF와 조합되어 전력량을 산출하는 전력량계를 '변성기부 전력량계'라고 부르며, 변성기부 전력량계에서의 전력량 산출은 전력량계에서 나타나는 사용량에 변성기의 배수를 곱하여 산출한다.

변성기부 전력량계는 사용 회로에 따라 단상 2선식, 3상 4선식, 3상 3선식으로 분류할 수 있다. 단상 2선식 변성기부 전력량계는110V와 220V 사용되며, 3상 4선식 변성기부 전력량계, 3상 3선식 변성기부 전력량계는 380V와 220V 등에서 사용될 수 있다.

변성기(20)의 전부 또는 일부는 전력 계량 장치(10)를 수납하는 함체의 내부에 구성될 수도 있으며 2차 변성기가 전력 계량 장치(10)의 내부에 설치될 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 이상 검출 장치(100)는, 입력 검출 모듈(120), 제어 모듈(130), 디스플레이 모듈(140), 메모리 모듈(150) 및 통신 모듈(160)을 포함한다. 이상 검출 장치(100)는 변성기(20)와 전력 계량 장치(10) 사이에서 발생 가능한 오결선, 전력 계량 장치(10)의 고장 또는 오차를 포함하는 이상 상태를 검출한다.

입력 검출 모듈(120)은 변성기(20)로부터 입력되는 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여 상기 전압 신호와 상기 전류 신호 사이에 가능한 임의의 조합에 대한 복수의 유효 전력들을 산출한다.

제어 모듈(130)은 본 발명의 실시예에 따른 이상 검출 장치(100)를 전반적으로 제어하는 모듈이다. 제어 모듈(130)은 입력 검출 모듈(120)이 산출하는 복수의 유효 전력들에 기반하여 전력선의 입력 전력을 산출하고, 상기 입력 전력과 상기 전력 계량 장치가 산출하는 상기 계량 전력을 비교하여 이상 상태의 발생 여부를 판단한다.

예를 들어, 3상 전력선이라면 입력 검출 모듈(120)은 전압 신호 및 전류 신호 사이의 조합으로 9개의 유효 전력을 산출할 수 있다. 그리고 특정한 전압 신호를 기준으로 보면 각각 3개의 유효 전력을 산출할 수 있으며, 그 중에 최대값을 가진 유효 전력이 있을 것이다. 다른 측면에서 보면, 특정한 전류 신호를 기준으로 보면 각각 3개의 유효 전력을 산출할 수 있으며, 그 중에 최대값을 가진 유효 전력이 있을 것이다.

제어모듈(130)은 각 전압 신호와 관련되는 유효 전력 중에서 최대 유효 전력을 선택하고 이들을 모두 합산하여 입력 전력으로 할 수 있다. 또한, 제어모듈(130)은 각 전류 신호와 관련되는 유효 전력 중에서 최대 유효 전력을 선택하고 이들을 모두 합산하여 입력 전력으로 할 수도 있다.

통상, 전압과 전류가 동상인 경우 산출되는 유효 전력이 최대 유효 전력이 된다. 각 상에 대한 최대 유효 전력이 각각 선정되면, 제어모듈(130)은 각 상에 대하여 선정된 최대 유효 전력들을 합산하여 입력 전력으로 산출한다. 위에서 제어 모듈(130)이 입력 전력을 산출하는 것으로 하였으나, 제어 모듈의 이 기능은 입력 검출 모듈(120)로 이관되어 실시되어도 상관없다.

한편 제어모듈(130)은 입력 전력과 전력 계량 장치가 산출하는 계량 전력을 비교하여 이상 상태의 발생 여부를 판단한다

예를 들어, 제어 모듈(130)은 전력 계량 장치(10)에서 산출된 계량 전력과 입력 전력을 비교하여 오차율을 검출한다. 이때, 오차율은 수학식 1을 통하여 산출된다.

그리고, 제어 모듈(130)은 산출된 오차율을 이용하여 이상 상태의 발생 여부를 판단하는 기능을 수행한다. 이때, 오차율이 사전에 설정된 기준치 이내이면 '정상 상태'로 판단하고, 기준치를 초과한 경우에는 '이상 상태'의 발생으로 판단한다. 여기서, 이상 상태의 발생 여부를 결정하는 기준치는 검침 시스템 운영 업체 또는 이상 검출 장치의 제조 업체 등에서 설정할 수 있다.

변성기(20) 및 전력 계량 장치(10) 사이의 오결선, 전력 계량 장치의 고장 또는 오차, 이상 검출 장치의 고장 또는 오차 등의 원인에 의하여 이상 상태는 발생될 수 있다.

전력 계량 장치(10)의 운용 시작 시점이나 운용이 중단된 상태에서 다시 운용을 시작하는 시점에서 이상 상태가 발생되면 오결선의 가능성이 높은 것으로 판단하며, 전력 계량 장치(10)의 운용 중에 이상 상태가 발생되면 전력 계량 장치 또는 이상 검출 장치, 즉 계기의 고장 또는 오차로 판단한다.

또한, 제어 모듈(130)은 이상 상태의 발생 사실, 오차율, 이상 발생 시간 등이 포함된 이상 발생 내역을 디스플레이 모듈(140)로 전달하여 표시하거나, 메모리 모듈(150)에 기록하거나, 통신 모듈(160)을 통해 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 제어 모듈(130)은 전력 계량 장치(10)의 제어를 위한 제어 모듈(미도시)과 공통으로 사용될 수도 있다.

디스플레이 모듈(140)은 LCD, LED, 표시램프 등으로 구현되는 모듈로서, 이상 검출 장치의 운영 상태 및 제어 모듈(130)로부터 수신된 이상 검출 데이터 등을 표시하는 모듈이며, 이상 검출 장치(100)가 전력 계량 장치(10)와 동일한 함체 내에 구성되는 경우에는 전력 계량 장치(10)에서 산출하는 전력량 등을 표시할 수도 있다.

메모리 모듈(150)은 제어 모듈(130)로부터 전달되는 이상 발생 내역을 저장하거나, 운용 프로그램을 저장하는 모듈이다. 또한, 메모리 모듈(150)에는 이상 발생 여부 판단을 위하여 설정된 기준치가 저장된다.

통신 모듈(160)은 이상 검출 내역을 원격 검침 시스템이나, 원격지의 관리자 등에게 전송하는 역할을 수행한다. 즉, 통신 모듈(160)은 전용망, 유선 통신망 또는 이동통신망 등을 통하여, 이상 발생 내역, 발생된 이상의 종류, 산출된 오차율 등을 원격 검침 시스템이나 이상 검출 장치의 관리자에게 전송하는 기능을 수행한다.

도 2a는 3상 4선식 3소자 계량 방식에서의 전력 계량 장치 및 입력 검출 모듈의 내부를 간략하게 나타낸 블록 다이어그램이다.

도 2에서는 전력 계량 장치(10)의 내부 구성과, 이상 검출 장치(100)에서 입력 검출 모듈(120) 부분만을 도시하고 있다.

정상 상태에서 P0 단자 내지 P3 단자에는 각각 N상, A상, B상 및 C상의 전압 신호가 공급한다. 정상 상태에서 S1 단자 및 L1 단자 사이에는 A상의 전류 신호가 공급되며, S2 단자 및 L2 단자 사이에는 B상의 전류 신호가 공급되며, S3 단자 및 L3 단자 사이에는 C상의 전류 신호가 공급된다.

전력 계량 장치(10)는 3개의 전력계(210, 212, 214)를 가지며, 도 2a에서 'A'로 표시되어 있는 제 1 전력계(210)는 P1 단자, P0 단자, S1 단자 및 L1 단자의 신호, 즉 정상 상태라면 A상의 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여 A상의 유효 전력을 산출한다. 제 2 전력계(212) 및 제 3 전력계(214)도 위와 유사하므로 생략한다.

한편, 입력 검출 모듈(120)은 9개의 검출기(220~244)를 포함하며, 변성기로부터의 전압 신호와 전류 신호 사이에서 가능한 임의의 조합에 대응하여 각각 유효 전력을 모두 산출한다. 제A-a 검출기(220), 제A-b 검출기(222) 및 제A-c 검출기(224)는 각각 S1 단자 및 L1 단자에 의한 전류 신호와, 각각 P1 단자 - P0 단자, P2 단자 - P0 단자 및 P3 단자 - P0 단자에 의한 전압 신호에 근거하여 유효 전력을 검출한다.

제B-a 검출기(230), 제B-b 검출기(232) 및 제B-c 검출기(234)는 각각 S2 단자 및 L2 단자에 의한 전류 신호와, 각각 P1 단자 - P0 단자, P2 단자 - P0 단자 및 P3 단자 - P0 단자에 의한 전압 신호에 근거하여 유효 전력을 검출한다.

제C-a 검출기(240), 제C-b 검출기(242) 및 제C-c 검출기(244)는 각각 S3 단자 및 L3 단자에 의한 전류 신호와, 각각 P1 단자 - P0 단자, P2 단자 - P0 단자 및 P3 단자 - P0 단자에 의한 전압 신호에 근거하여 유효 전력을 검출한다.

이때, 입력 검출 모듈(120)의 각 검출기를 통해 검출되는 유효 전력은 각 상별 역률에 따라 서로 상이하게 나타난다. 즉, 전압과 전류가 동상인 경우에는 정상 역률의 유효 전력이 검출되며, 전압과 전류가 서로 다른 상(相)인 경우에는 비정상 역률의 유효 전력이 검출된다. 여기서, 전압과 전류가 동상인 유효 전력이 최대 유효 전력이 되며, 3상의 최대 유효 전력을 모두 합산하면 입력 전력이 된다.

이와 같이 입력 검출 모듈(120)에서 산출된 각 유효 전력은 제어 모듈(130)로 전달된다. 이에 따라, 제어 모듈(130)에서는 전력 계량 장치(10)로부터 전달되는 계량 전력과 입력 검출 모듈(120)에서 산출된 입력 전력을 이용하여 오차율을 산정할 수 있게 된다.

정상 상태라면, A상의 전력은 제1 전력계(210) 및 제A-a 검출기(220)를 통하여 최대 유효 전력이 검출되며, 제A-b 검출기(222) 및 제A-c 검출기(224)는 전압과 전류가 서로 다른 상이 되어 비정상 역률의 유효 전력이 검출된다.

이와 같이 정상 상태라면, 제A-a 검출기(220), 제B-b 검출기(232) 및 제C-c 검출기(244)에서 검출되는 전압과 전류가 동상이므로 각각 최대 유효 전력이 된다.

도 2a에서 오결선으로 인하여 P1 단자와 P2 단자에 입력되는 전압 신호가 서로 바뀌는 경우를 상정해 볼 수 있다.

먼저 전력 계량 장치(10)에서 3개의 전력계(210, 212, 214) 중에서, 제 3 전력계(214)만이 정상 계량된다. 그리고 제 1 전력계(210) 및 제 2 전력계(212)는 각각 동상이 아닌 다른 상의 전압 신호와 전류 신호를 이용하여 전력을 산출하게 되므로 비정상 계량될 것이다.

또한, 입력 검출 모듈(120)에서는 제A-b 검출기(222), 제B-a 검출기(230) 및 제C-c 검출기(244)에서 검출되는 전압과 전류가 동상이므로 최대 유효 전력이 된다. 오결선이 있지만, A상의 전류 신호와 관련해서는 제A-b 검출기(222)가 최대 유효 전력을 출력할 것이며, B상의 전류 신호와 관련해서는 제B-a 검출기(230)가 최대 유효 전력을 출력할 것이며, C상의 전류 신호와 관련해서는 제C-c 검출기(244)가 최대 유효 전력을 출력할 것이다. 오결선이 있어도 각각 3개의 검출기 중 한개는 최대 유효 전력을 출력하게 된다. 그렇다면, 3개의 최대 유효 전력을 합산하면 전력선의 입력 전력을 항상 검출할 수 있게 된다.

따라서, 각각의 상에 대하여 산출되는 최대 유효 전력들을 합산하여 입력 전력을 산출한 뒤 계량 전력과 비교하면, 오결선 상태를 포함하는 이상 상태에서 기준치 이상의 오차가 발생된다. 이와 같은 오차 발생을 확인함으로써, 전력 계량 장치에서 이상 상태의 발생을 확인할 수 있다.

도 2a에 도시된 장치에서 오결선으로 인하여 S2 단자와 S3 단자가 서로 바뀌어 결선되는 경우, 제A-a 검출기(220), 제B-c 검출기(234) 및 제C-b 검출기(242)의 전압 신호 및 전류 신호가 동상으로 최대 유효 전력이 된다.

또한, 3개의 전력계 중에서 제1 전력계(210)만이 정상 계량된다. 제2 전력계(212) 및 제3 전력계(214)에서는 비정상 계량되며, 이에 따라 계량 전력과 큰 오차가 발생된다. 이와 같이, S2 단자와 S3 단자 사이의 오결선으로 인하여, 산출된 오차가 사전에 설정된 기준치를 초과하므로, 원격 검침 시스템 또는 이상 검출 장치의 관리자는 해당 전력 계량 장치와 관련된 이상 상태의 발생을 확인할 수 있게 된다.

한편 도2a에 도시된 장치에서 제 1 전력계(210)에 운용 중 고장이 발생된 경우에는 제 2 전력계(212) 및 제 3 전력계(214)가 정상적인 계량 전력을 출력하게 되며, 제A-a 검출기(220), 제B-b 검출기(232) 및 제C-c 검출기(244)도 각각 최대 유효 전력을 출력하게 될 것이다. 이에 따라 계량 전력과 입력 전력은 큰 오차를 가지게 된다. 그렇다면, 계기 고장 또는 계기 오차가 있는 경우 오차율을 확인하면 이상 상태를 검출할 수 있게 된다.

도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3상 3선식 2소자 계량 방식에서 전력 계량 장치(10) 및 이상 검출 장치(100)의 내부를 간략하게 나타낸 블록 다이어그램이다.

정상 상태에서, P1 단자 내지 P3 단자에는 A상 내지 C상의 전압 신호가 공급되며, S1 단자 - L1 단자 및 S3 단자 - L3 단자를 이용하여, A상 및 C상의 전류신호가 공급된다.

도 2b와 같은 3상 3선식 2소자 계량 방식에서 전력 계량 장치(10)는 2개의 전력계를 포함한다. 도 2b에서 제1 전력계(250)는 'A'로 표시되어 있으며, A-B 상 전력선 사이의 전압 신호와 A상의 전류 신호를 이용하여 제1 계량 전력을 산출하고, 제2 전력 계(252)는 'C'로 표시되어 있으며 C-B 상 전력선 사이의 전압 신호와 C 상의 전류 신호를 이용하여 제 2 계량 전력을 산출한다.

또한, 이상 검출 장치에서 입력 검출 모듈(120)은 검출기(260 내지 290)를 포함한다. 여기서도, S1-L1 단자에 의한 전류 신호에 연산될 전압 신호로서 6개의 조합이 고려된다. P1-P2, P1-P3, P2-P1, P2-P3, P3-P1 및 P3-P2 단자에 의한 전압 신호를 각각 조합하며, S3-L3 단자에 의한 전류 신호에 연산할 전압 신호로서도 위 6개의 조합이 고려된다. 그러나 반드시 이것만으로 한정되는 것은 물론 아니며, 다른 조합이 추가될 수도 있다.

정상 상태에서 입력 검출 모듈(100)의 제A-1검출기(260) 및 제C-1검출기는 최대 유효 전력을 각각 검출한다.

그렇지만, 오결선이 있다고 하더라도 제A-2검출기(264) 내지 제A-6검출기(280) 중 하나는 최대 유효 전력을 검출하며, 제C-1검출기(266) 내지 제C-6검출기(282) 중 하나는 최대 유효 전력을 검출하게 된다. 따라서 입력 검출 장치에서 검출되는 입력 전력은 오결선이 있다고 하여도 최대 유효 전력을 출력할 수 있다.

한편, 오결선 상태에서는 제 1 전력계(250) 또는/및 제 2 전력계(252)가 최대 유효 전력을 출력할 수 없게 된다.

따라서 입력 검출 장치가 출력하는 입력 전력과 전력 계량 장치가 출력하는 계량 전력을 비교하여 오차를 검출하면, 이상 상태의 여부를 판단할 수 있게 된다.

도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 오결선시에도 계량가능한 변성기부 전력량계에서 사용될 전력 계량 모듈을 도시한 블록 다이어그램이다.

도 3a는 3상 4선식 3소자 계량 방식에 대응하는 것이고, 전력 계량 모듈(300)과 그 결선을 도시하고 있으며, 실제 전력량계는 CPU, LCD, 메모리 및 통신회로 등을 더 포함할 수 있다.

위 전력 계량 모듈(300)은 9개의 검출기(310 내지 334)를 포함한다. 그리고, 각각의 검출기(310 내지 334)는 입력되는 전압 신호와 전류 신호를 이용하여 가능한 임의 조합의 유효 전력을 산출한다. 정상 결선 및 오결선으로 인해 조합가능한 임의의 전압 신호와 전류 신호 모두에 대하여 각각 유효 전력을 산출한다.

P1 단자의 전압 신호와 관련된 유효 전력은, 제A-a 검출기(310), 제B-a 검출기(320) 및 제C-a 검출기(330)에 의하여 검출된다. 이때, 오결선이 없는 정상 상태라면, 제A-a 검출기(310)에는 동상인 전압 신호 및 전류 신호가 입력되어 정상 역률의 유효 전력이 검출되고, 제B-a 검출기(320) 및 제C-a 검출기(330)에서는 비정상 역률의 유효 전력이 검출된다.

그리고 P2 단자의 전압 신호와 관련된 유효 전력은, 제A-b 검출기(312), 제B-b 검출기(322) 및 제C-b 검출기(332)에 의하여 검출되며, 오결선이 없는 정상 상태라면, 제B-b 검출기(322)에서는 정상 역률의 유효 전력을 검출하고, 제A-b 검출기(312) 및 제C-b 검출기(332)는 비정상 역률의 유효 전력을 검출한다.

그리고, P3 단자의 전압 신호와 관련된 유효 전력은 제A-c 검출기(314), 제B-c 검출기(324) 및 제C-c 검출기(334)에 의하여 검출되며, 오결선이 없는 정상 상태라면, 제C-c 검출기(334)에서는 정상 역률의 유효 전력을 검출하고, 제A-c 검출기(314) 및 제B-c 검출기(324)는 비정상 역률의 유효 전력을 검출한다.

이와 같이 제A-a 검출기(310) 내지 제C-c 검출기(334)에 의하여 검출된 유효 전력은 제어 모듈(미도시)로 전달되며, 제어 모듈은 수신된 9개의 유효 전력을 분석하여 위에서 살펴본 바와 같이 각 상별 최대 유효 전력을 산출한다. 즉, 정상적인 결선 상태에서는 제A-a 검출기(310), 제B-b 검출기(322) 및 제C-c 검출기(334)에서 산출된 유효 전력이 각 상별 최대 유효 전력이 된다.

그러나, 예를 들어, 오결선으로 인하여 P1 단자와 P2 단자, S1 단자와 S3 단자가 서로 바뀌어 결선되는 경우, 제A-c 검출기(314), 제B-a 검출기(320) 및 제C-b 검출기(332)에서의 전압과 전류가 동상이 된다. 이에 따라, 제어 모듈에서는 제A-c 검출기(314), 제B-a 검출기(320) 및 제C-b 검출기(332)에서 산출된 유효 전력을 각 상별 최대 유효 전력으로 산출한다.

이와 같은 오결선 상황에서 산출되는 각 상별 최대 유효 전력의 크기는 정상 상태에서 산출되는 각 상별 최대 유효 전력의 크기와 동일하게 산출된다.

또한, 제어 모듈은 산출된 각 상별 최대 유효 전력을 합산하여 계량 전력으로 한다.

이와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 변성기부 전력량계에서 전압 신호 또는/및 전류 신호들 사이에 오결선이 발생되더라도 정상적으로 전력이 계량된다.

도 3b는 본 발명의 제2 실시예의 다른 형태를 도시한 블록 다이어그램이다. 도 3b는 3상 4선식 2소자 계량 방식에 대응되는 것이다.

본 실시 형태에서는 최소 12개의 검출기(340 내지 370)를 포함한다. 여기서, 제A-1 검출기(340) 및 제C-1 검출기(342)는 정상 상태에서 최대의 유효 전력을 검출한다.

예를 들어, 오결선으로 인하여 S1 단자와 S3 단자가 서로 바뀌어 결선되는 경우, 제A-1 검출기(340)와 제C-1 검출기(342)를 통해서는 비정상 역률의 유효 전력이 검출되나, 제A-2 검출기(344)와 제 C-2 검출기(346)에는 동상인 전압 신호 및 전류 신호가 입력되므로, 제A-2 검출기(344)와 제 C-2 검출기(346)를 통해 정상 역률의 최대 유효 전력을 검출할 수 있다.

이에 따라, 제어 모듈(미도시)에서 제A-2 검출기(344)와 제C-2 검출기(346)를 통해 산출된 유효 전력을 수신하여 최대 유효 전력을 선택하면, 정상적인 결선 상태의 최대 유효 전력과 동일한 크기로 산출된다. 이와 같이 오결선이 발생되더라도, 제A-2 검출기(344) 내지 제C-6 검출기(360)와, 제C-1 검출기(342) 내지 제C-6 검출기(3362)를 이용하여 정상적으로 입력 전력을 산출할 수 있으며, 이를 사용자가 사용하는 계량 전력으로 한다. 한편, 제A-7검출기(364), 제A-8검출기(368), 제C-7검출기(366) 및 제C-8검출기(370)은 고장 유형 등의 판단을 위해 전류 신호를 검출하기 위한 것이다.

이에 따라, 작업자의 과실 또는 비정상적인 방법에 의한 회로 조작이 발생되더라도 변성기부 전력량계를 통하여 정상적인 전력 값을 산출할 수 있으므로, 사고 발생 예방 및 오결선으로 인한 전력 손실 방지의 효과를 기대할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 이상 검출 장치에서 산출되는 전력 및 오차율을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 표이다.

도 4a는 본 발명의 실시예에 따라 정상 상태에서 산출되는 입력 전력, 계량 전력 및 오차율의 산출 결과를 나타낸 표이다.

도 4a에 도시된 표에 따르면, 입력 검출 모듈(120) 및 제어모듈(130)을 통해 산출되는 입력 전력은 643.74이고, 전력 계량 장치(10)에 의해 산출되는 계량 전력은 643.74이다. 즉, 입력 전력과 계량 전력이 동일하므로, 수학식 1에 의하여 산출되는 오차율은 0이 된다.

도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 오결선이 있는 상태에서 산출되는 입력 전력, 계량 전력 및 오차율을 나타낸 표이다.

표A는 오결선으로 인하여 S1 단자와 S2 단자가 서로 바뀌어 결선된 상황으로서 오차율은 -62.02%로 산출된다. 표B는 오결선으로 인하여 S1 단자와 L1 단자, S2 단자와 L2 단자가 각각 바뀌어 결선된 상황으로서 오차율은 -132.88%로 산출된다. 표C는 오결선으로 인하여 S1 단자와 L1 단자가 바뀌어 결선된 상황으로서 오차율은 -66.13%로 산출된다.

여기서, 오차율 산출 결과를 바탕으로 살펴보면, 표A 내지 표C의 상황에서 오차가 과다 발생하였으며, 이러한 오차율을 확인함으로써 오결선 등으로 결론날 수 있는 이상 상태가 발생하였음을 확인할 수 있다.

도 5은 본 발명의 실시예에 따른 이상 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

전력 계량 장치(10)는 연결되어 있는 변성기로부터 입력되는 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여 사용자가 사용한 것으로 간주되는 계량 전력을 산출한다. 그러면 본 발명의 실시예에 따른 이상 검출 장치(100)는 상기 전력 계량 장치(10)로부터 산출된 계량 전력을 입력받는다(S710). 산출된 계량 전력은 메모리 모듈(150)에 임시로 저장될 수 있다.

또한, 이상 검출 장치(100)의 입력 검출 모듈(120)은 상기 변성기로부터 입력되는 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여, 상기 전압 신호와 상기 전류 신호 사이에 가능한 임의의 조합에 대한 복수의 유효 전력들을 산출한다(S720). 정상 결선 및 오결선으로 인해 조합가능한 임의의 전압 신호와 전류 신호 모두에 대하여 각각 유효 전력을 산출한다.

제어모듈(130)은 산출된 상기 복수의 유효 전력들에 기반하여 상기 전력선의 입력 전력을 산출하고, 상기 입력 전력과 입력받은 계량 전력을 비교하여 이상 상태의 발생 여부를 판단한다(S730~S770).

먼저 제어 모듈(130)은 단계 720에서 산출된 복수의 유효 전력들에 기반하여 입력 전력을 산출한다(S730). 제어 모듈(130)은, 산출된 복수의 유효 전력들에 대하여 각 전압 신호와 관련되어 산출되는 유효 전력들 가운데 최대의 유효 전력을 선택하고 모두 합하면 입력 전력이 된다. 예를 들면 도2A에서 9개의 검출기 중에서 첫번째 행의 검출기(220, 230, 240)는 동일 전압 신호를 입력받는 검출기이며, 이 검출기에서 산출되는 유효 전력들 중에서 최대의 유효 전력을 이 전압 신호와 관련된 최대 유효 전력이 될 것이며, 나머지 두번째 행의 검출기(222, 232, 242) 및 세번째 행의 검출기(224, 234, 244)에서 출력되는 유효 전력들 중에서도 각각 최대 유효 전력을 선택한 다음 3개의 최대 유효 전력을 합산하면 입력전력이 된다. '입력 전력'은 말 그대로 전력선을 통해서 실제 입력되는 전력을 말하는 것이다. 정상 상태라면 계량 전략과 입력 전력이 동일할 것이다.

그리고 제어 모듈(130)은, 산출된 복수의 유효 전력들에 대하여 각 전류 신호와 관련되어 산출되는 유효 전력들 가운데 최대의 유효 전력을 선택하고 모두 합하여 입력 전력으로 할 수도 있다. 도2a에서 배열된 검출기들 중에서 각 열의 검출기에서 출력되는 유효 전력들 중에서 각각 하나의 최대 유효 전력을 선정하는 방식이다.

그리고 위의 2가지 방식을 바꾸어 말하면, 산출된 복수의 유효 전력들에 대하여, 각 상별로 최대의 유효 전력을 선택하고 모두 합하여 입력 전력을 산출하는 것이라도 할 수 있다.

제어 모듈(130)은 계량 전력과 입력 전력으로부터 오차율을 산출한다(S740). 오차율은 상기한 수학식 1에 따라 산출된다.

제어 모듈(130)은 오차율이 미리 설정된 기준치 이하인지를 판단하여(S750), 기준치 이하이면 정상 상태로 판단하며(S760), 기준치보다 크면 이상 상태로 판단한다(S770). 그리고 이상 상태로 판단한 경우에는 이상 발생 내역을 원격지의 관리자에게 통지한다(S780)

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 단독 전력량계의 구성을 간략하게 나타낸 블록 다이어그램이다. 도 6a는 단상 2선식 전력량계에 적용된 것이며, 도 6b는 3상 4선식 전력량계에 적용된 것이다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 전력량계는, 전력 계량 모듈(650) 및 입력 검출 모듈(610)을 포함하며, 기타 도시하지는 않았으나, 제어 모듈, 디스플레이 모듈, 통신 모듈, 메모리 모듈 등을 포함한다.

도 6a 및 도 6b에서 전력 계량 모듈(650)은, 각각 변성기로부터 전압 신호 및 전류 신호를 입력받아 사용자가 사용한 것으로 간주되는 제 1 계량 전력을 산출하는 모듈이다. 전력 계량 모듈(650)에서 산출되는 제 1 계량 전력은, 전력 사용자에게 전력 요금을 과금하기 위하여 보고되는 전력 사용량을 산출하는 근거가 된다.

그리고 도 6a 및 도 6b에서 입력 검출 모듈(610)은 전력 계량 모듈(650)이 입력받는 전압 신호 및 전류 신호를 동일하게 입력받으며, 전력 계량 모듈(650)과 동일한 구성을 갖추고 제 2 계량 전력을 산출한다. 후술할 것이나, 제 2 계량 전력과 제 1 계량 전력은 제어 모듈(미도시)에 의해서 비교될 것이다.

도 6a에 도시된 전력량계는 단상 2선식 이상 검출 전력량계로서, 입력 검출 모듈(610)은 1개의 검출기, 즉 제A-a검출기를 구비한다. 도 6b에 도시된 전력량계는 3상 4선식 이상 검출 전력량계로서, 입력 검출 모듈(610)은 3개의 검출기, 즉 제A-a 검출기, 제B-b 검출기 및 제C-c 검출기에 의해 3상 입력 전력을 검출한다.

그리고, 제어 모듈(미도시)는 전력 계량 모듈(650)이 산출하는 제 1 계량 전력과 입력 검출 모듈(610)이 산출하는 제 2 계량 전력을 비교하여, 전력량계의 계기 고장 또는 계기 오차를 판단한다. 구체적으로 제어 모듈은 제 1 계량 전력과 제 2 계량 전력 사이의 오차율을 산출하며, 오차율이 미리 설정된 기준치 이상인지에 따라서 계기 고장 또는 계기 오차가 있는 것으로 판단할 수 있다.

예를 들면, 오차율은 다음의 수학식2와 같이 계산될 수 있다.

만약, 정상 상태에서 전력 계량 모듈(650) 및 입력 검출 모듈(610)을 포함하는 전력량계에 계기 고장이나 계기 오차가 없다면, 제 1 계량 전력과 제 2 계량 전력은 동일한 값을 가지게 될 것이다. 그러나, 예를 들어 전력 계량 모듈(650)을 구성하는 부품에 고장이나 오차가 발생했다면, 제 1 계량 전력은 제 2 계량 전력과 동일한 값을 가질 수 없게 되며, 이에 따라 오차율은 0이 아닌 값을 가지게 되며, 미리 설정된 기준치를 초과하면 통신 모듈(미도시)을 통해서 원격지의 관리자에게 보고될 것이다.

한편, 도 6b에 도시된 전력량계는 3상 4선식 이상 검출 전력량계로서, 입력 검출 모듈(610)은 3개의 검출기, 즉 제A-a 검출기, 제B-b 검출기 및 제C-c 검출기에 의해 3상 입력 전력을 검출한다. 도 6b의 이상 검출 전력량계에서는 전력 계량 모듈 및 입력 검출 모듈이 각 상별로 제 1 계량 전력 및 제 2 계량 전력을 각각 검출한다.

그런데, 만약 변성기와 전력 계량 모듈 또는 입력 검출 모듈 사이의 결선 불량, 변성기의 고장 등 여러 가지 원인으로 인해서 3상 전력 중 1~2개 상에 대한 전력 계량만이 정상적으로 되고, 나머지 상에 대한 전력 계량에 이상이 생길 수도 있다.

본 발명의 실시예에서는 각 상별로 산출되는 제 1 계량 전력 또는 제 2 계량 전력에서 1개 또는 2개의 상에서만 0의 값을 가진 전력이 검출되고 나머지 상에서는 0이 아닌 전력이 검출되는 경우 결상으로 판단하며, 통신 모듈(미도시)을 통해서 원격지의 관리자에게 보고한다.

한편, 종래 이상 검출 기능이 없는 전력량계의 전력 계량 모듈에서 이와 같은 결상 또는 계기 자체 고장이나 계기 오차가 발생했다면, 원격지의 관리자나 전력 공급 회사가 이를 쉽게 알기는 어렵다.

본 발명의 실시예에 따르면, 가정 또는 공장 등의 전력 수요자에 위치하는 전력량계에서 결상 또는 계기 고장이나 계기 오차가 발생되는 경우 이를 쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 전력 계량 장치 120: 입력 검출 모듈
130: 제어 모듈 140: 디스플레이 모듈
150: 메모리 모듈 160: 통신 모듈
210 내지 214, 250, 252: 전력계
220 내지 244, 260 내지 290, 310 내지 334, 340 내지 370: 검출기

Claims

전력선의 전압 및 전류를 센싱하여 전압 신호 및 전류 신호를 생성하는 변성기와, 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여 사용자가 사용한 것으로 간주되는 계량 전력을 산출하는 전력 계량 장치가 사용되는 환경에서, 적어도 상기 변성기와 상기 전력 계량 장치 사이에서 발생 가능한 오결선을 포함하는 이상 상태를 검출하는 이상 검출 장치로서,
상기 변성기로부터 입력되는 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여, 상기 전압 신호와 상기 전류 신호 사이에 가능한 임의의 조합에 대한 복수의 유효 전력들을 산출하는 입력 검출 모듈;
상기 입력 검출 모듈이 산출하는 상기 복수의 유효 전력들에 기반하여 상기 전력선의 입력 전력을 산출하고, 상기 입력 전력과 상기 전력 계량 장치가 산출하는 상기 계량 전력을 비교하여 이상 상태의 발생 여부를 판단하는 제어 모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 모듈이, 상기 입력 검출 모듈이 산출하는 상기 복수의 유효 전력들에 기반하여 상기 전력선의 입력 전력을 산출하는 것은,
각 전압 신호와 관련되어 산출되는 복수의 유효 전력들 중에 최대의 유효 전력을 선택하고 모두 합하여 입력 전력으로 하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 모듈이, 상기 입력 검출 모듈이 산출하는 상기 복수의 유효 전력들에 기반하여 상기 전력선의 입력 전력을 산출하는 것은,
각 전류 신호와 관련되어 산출되는 복수의 유효 전력들 중에 최대의 유효 전력을 선택하고 모두 합하여 입력 전력으로 하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 모듈이, 상기 입력 전력과 상기 전력 계량 장치가 산출하는 상기 계량 전력을 비교하여 이상 상태의 발생을 판단하는 것은,
상기 계량 전력과 상기 입력 전력 사이의 오차율이 미리 설정된 기준치 이상인 경우 이상 상태의 발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 모듈이 이상 상태의 발생으로 판단하면, 적어도 이상 상태의 발생 사실을 원격지의 관리자에게 전송하는 통신 모듈;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 입력 검출 모듈에는, 상기 변성기로부터 입력되는 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여, 상기 전압 신호와 상기 전류 신호 사이에 가능한 임의의 조합에 대한 복수의 유효 전력들을 산출하기 위하여,
상기 전압 신호와 상기 전류 신호 사이에 가능한 임의의 조합에 대응하여 각각 유효 전력을 산출하는 검출기가 배치되는 것을 특징으로 하는 이상 검출 장치.
전력선의 전압 및 전류를 센싱하여 전압 신호 및 전류 신호를 생성하는 변성기와, 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여 사용자가 사용한 것으로 간주되는 계량 전력을 산출하는 전력 계량 장치가 사용되는 환경에서, 적어도 상기 변성기와 상기 전력 계량 장치 사이에서 발생 가능한 오결선을 포함하는 이상 상태를 검출하는 이상 검출 방법으로서,
(a) 상기 전력 계량 장치가 산출한 상기 계량 전력을 입력받는 단계;
(b) 상기 변성기로부터 입력되는 상기 전압 신호 및 전류 신호를 이용하여, 상기 전압 신호와 상기 전류 신호 사이에 가능한 임의의 조합에 대한 복수의 유효 전력들을 산출하는 단계;
(c) 상기 단계(b)에서 산출된 상기 복수의 유효 전력들에 기반하여 상기 전력선의 입력 전력을 산출하고, 상기 입력 전력과 상기 입력받은 계량 전력을 비교하여 이상 상태의 발생 여부를 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 방법.
제7항에 있어서,
상기 단계(c)에서 입력 전력을 산출하는 것은,
상기 단계(b)에서 산출되는 복수의 유효 전력들에 대하여, 각 전압 신호와 관련되어 산출되는 유효 전력들 가운데 최대의 유효 전력을 선택하고 모두 합하여 입력 전력으로 하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 방법.
제7항에 있어서,
상기 단계(c)에서 입력 전력을 산출하는 것은,
상기 단계(b)에서 산출되는 복수의 유효 전력들에 대하여, 각 전류 신호와 관련되어 산출되는 유효 전력들 가운데 최대의 유효 전력을 선택하고 모두 합하여 입력 전력으로 하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 방법.
제7항에 있어서,
상기 단계(c)에서 입력 전력을 산출하는 것은,
상기 단계(b)에서 산출되는 복수의 유효 전력들에 대하여, 각 상별로 최대의 유효 전력을 선택하고 모두 합하여 입력 전력으로 하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 방법.
오결선이 발생된 상황에서도 정상적으로 전력량을 산출하는 전력량계로서,
변성기로부터의 전압 신호와 전류 신호를 입력받아 복수의 유효 전력을 산출하되, 정상 결선 및 오결선으로 인해 조합가능한 임의의 전압 신호와 전류 신호 모두에 대하여 각각 유효 전력을 산출하는 전력 계량 모듈;
상기 전력 계량 모듈로부터 입력되는 복수의 유효 전력들 중에서 각 상별로 최대의 유효 전력을 선택하고, 이들을 모두 합하여 계량 전력으로 산출하는 제어 모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량계.
제11항에 있어서,
상기 전력량계는 3상 4선식 2소자 계량 방식에 대응하는 전력량계이며,
상기 전력 계량 모듈은, 상기 전압 신호 및 전류 신호 사이의 9가지 조합에 대한 유효 전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 전력량계.
3상 전력의 전력 사용량을 계량하며 결상, 고장 또는 오차의 검출 기능을 가진 이상 검출 전력량계에 있어서,
변성기로부터 각상의 전압 신호 및 전류 신호를 입력받아 사용자가 사용한 것으로 간주되는 제 1 계량 전력을 각 상별로 산출하는 전력 계량 모듈;
상기 전력 계량 모듈이 입력받는 상기 각상의 전압 신호 및 전류 신호를 동일하게 입력받으며, 상기 전력 계량 모듈과 동일한 구성을 갖추고 각 상별로 제 2 계량 전력을 산출하는 입력 검출 모듈;
(i) 상기 전력 계량 모듈이 산출하는 상기 제 1 계량 전력과 상기 입력 검출 모듈이 산출하는 상기 제 2 계량 전력 사이의 차이를 비교하여 전력량계의 계기 고장 또는 계기 오차를 판단하며, (ii) 각 상별로 산출되는 제 1 계량 전력 또는 제 2 계량 전력에서 1개 또는 2개의 상에서만 0의 값을 가진 전력이 검출되고 나머지 상에서는 0가 아닌 전력이 검출되는 경우 결상으로 판단하는 하는 제어 모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 전력량계.
전력 사용량을 계량하며 고장 또는 오차 검출 기능을 가진 이상 검출 전력량계에 있어서,
변성기로부터 전압 신호 및 전류 신호를 입력받아 사용자가 사용한 것으로 간주되는 제 1 계량 전력을 산출하는 전력 계량 모듈;
상기 전력 계량 모듈이 입력받는 상기 전압 신호 및 전류 신호를 동일하게 입력받으며, 상기 전력 계량 모듈과 동일한 구성을 갖추고 제 2 계량 전력을 산출하는 입력 검출 모듈;
상기 전력 계량 모듈이 산출하는 상기 제 1 계량 전력과 상기 입력 검출 모듈이 산출하는 상기 제 2 계량 전력의 차이에 따라 전력량계의 계기 고장 또는 계기 오차를 판단하는 제어 모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 전력량계.
제13항 또는 제14항에 있어서,
적어도 상기 계기 고장 또는 계기 오차로 판단된 경우 원격지의 관리자에게 보고하는 통신 모듈;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 전력량계.