KR20130025962A

KR20130025962A - 건축물의 전력 사용량을 측정하기 위한 시스템 및 방법과 이를 보정하는 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20130025962A
Application number: KR1020137002801A
Authority: KR
Inventors: 슈택 엔. 페이텔; 시단트 굽타; 메튜 에스. 레이놀스; 카딕 요기스와란
Original assignee: 벨킨 인터내셔널 인크
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-03-12
Also published as: MX339946B; CA2804109C; EA201891365A3; WO2012003494A3; EA201370009A1; WO2012003494A2; CN103038649B; WO2012003492A2; CA2804106C; BR112013000048B1; EP2591372A2; EP2591372A4; EA201370011A1; CN103038650B; BR112013000048A2; EA035040B1; HK1182177A1; CN103038650A; CA2804109A1; NZ605433A

Abstract

일부 실시예들은 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법에 관한 것일 수 있다. 전력 소비 측정 장치는 건축물의 전력 기반시설을 위한 하나 이상의 주 전기 공급 전도체들 중 적어도 일부 상에 놓이는 회로 차단 박스의 표면과 기계적으로 연결될 수 있다. 상기 방법은 전력 소비 측정 장치에 있는 하나 이상의 센서를 이용하여 하나 이상의 주 전기 공급 전도체로부터 하나 이상의 제1 자기장 측정값을 결정하는 단계; 하나 이상의 제1 자기장 측정값을 결정한 후, 전력 기반시설에 제1 보정 부하를 전기적으로 연결하는 단계; 제1 보정 부하가 전력 기반시설에 전기적으로 연결되어 있는 동안, 전력 소비 측정 장치에 있는 하나 이상의 센서를 이용하여 하나 이상의 주 전기 공급 전도체로부터 하나 이상의 제2 자기장 측정값을 결정하는 단계; 하나 이상의 제1 자기장 측정값과 하나 이상의 제2 자기장 측정값을 적어도 일부 이용하여 전력 소비 측정 장치를 보정하고, 전력 소비 측정 장치를 보정한 후, 전력 소비 측정 장치에 있는 하나 이상의 센서를 이용하여 하나 이상의 전기 공급 전도체로부터 하나 이상의 제3 자기장 측정값을 결정하는 단계; 및 적어도 하나 이상의 제3 자기장 측정값과 하나 이상의 보정 계수를 이용하여 건축물의 전력 기반시설에 의해 사용되는 전력을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 전력 소비 측정 장치를 보정하는 것은 하나 이상의 제1 자기장 측정값과 하나 이상의 제2 자기장 측정값을 적어도 일부 이용하여 전력 소비 측정 장치에 대한 하나 이상의 제1 보정 계수를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시예들이 개시된다.

Description

건축물의 전력 사용량을 측정하기 위한 시스템 및 방법과 이를 보정하는 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MEASURING ELECTRICAL POWER USAGE IN A STRUCTURE AND SYSTEMS AND METHODS OF CALIBRATING THE SAME}

관련 출원에 대한 교차 참조

본 출원은 2010년 7월 2일 출원된 미국 가출원 제61/361,296호와 2010년 9월 3일 출원된 미국 가출원 제61/380,174호의 이익을 주장한다. 본 출원은 또한 2009년 9월 25일 출원된 미국 출원 제12/567,561호의 일부 계속 출원이다. 미국 가출원 제61/361,296호와 제61/380,174호 및 미국 출원 제12/567,561호는 참조로서 본원에서 포함된다.

본 발명은 일반적으로 전력을 모니터링하기 위한 장치들, 다바이스들, 시스템들 및 방법들에 관한 것이고, 더 구체적으로는 건축물의 전기 회로 차단 패널에 있는 하나 이상의 주 전력 전도체에서의 전력을 모니터링하는 장치들, 디바이스들, 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

건축물(예를 들어, 집 또는 상업용 빌딩)은 그 건축물에 있는 전기 장치들(예를 들어, 부하)에 전력을 공급하는 하나 이상의 주 전력 전도체를 가질 수 있다. 대부분의 건축물들은 최대 3개의 주 전력 전도체를 가지는 분상(split-phase) 전력 분배 시스템을 사용한다. 주 전력 전도체는 전기 회로 차단 패널을 통해 건축물로 들어간다. 전기 회로 차단 패널은 건축물 내에서 전기의 주요 배전점이다. 전기 회로 차단 패널은 또한 건축물 내의 전기장치에 화재 또는 손상을 일으킬 수 있는 과전류로부터 보호한다. 전기 회로 차단 패널은 세 개의 주 전력 전도체 중 적어도 일부와 연결되며 그 상에 놓일 수 있다.

예를 들어, Square-D, Eaton, Cutler-Hammer, General Electric, Siemens, 및 Murray와 같은 전기 회로 차단 패널의 여러 제작사들은 그들의 전기 회로 차단 패널을 위해 서로 다른 전도체 간격 및 구성을 선택한다. 또한, 각 제조사는 실내 설치용, 실외 설치용 그리고 100 암페어(A) 및 200 A 공급이 가장 일반적인 서로 다른 전체 암페어 등급용으로 여러 가지 상이한 구성의 전기 회로 차단 패널들을 만들어낸다.

많은 다른 형태의 전기 회로 차단 패널에서의 상이한 전도체 배치들은 전기 회로 차단 패널들의 금속 표면에서 서로 다른 자기장 프로파일(profile)을 초래한다. 또한, 내부 전도체들(예를 들어, 주 전력 전도체들)의 배치는 차단 패널을 열지 않고는 보이지 않고, 내부 전도체 배치가 전기 회로 차단 패널의 표면에서의 자기장 프로파일로 바뀌는 방식은 정확하게 해석하고 모델화하기 위해서는 전자기 이론에 대한 세부 지식을 필요로 한다. 그러므로, 전기 회로 차단 패널의 표면에서 하나 이상의 주 전력 전도체의 자기장을 정확하게 측정하는 것은 어렵다. 만일 전기 회로 차단 패널의 표면에서 하나 이상의 주 전력 전도체들의 자기장이 정확하게 결정될 수 있다면, 건축물에서의 부하에 의해 사용되는 전류 및 전력이 결정될 수 있다.

이에 따라, 전기공학자가 아닌 사람이 전기 회로 차단 패널의 표면에서 하나 이상의 주 전력 전도체와 관련된 자기장과 다른 파라미터를 정확하게 측정하도록 하는 장치, 시스템 및/또는 방법에 대한 필요성과 그 혜택의 가능성이 존재한다.

일부 실시예는 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법에 관한 것일 수 있다. 전력 소비 측정 장치는 건축물의 전력 기반시설을 위한 하나 이상의 주 전기 공급 전도체 중 적어도 일부 상에 놓인 회로 차단 박스의 표면에 기계적으로 연결될 수 있다. 상기 방법은 전력 소비 측정 장치에 있는 하나 이상의 센서를 이용하여 하나 이상의 주 전기 공급 전도체로부터 하나 이상의 제1 자기장 측정값을 결정하는 단계; 하나 이상의 제1 자기장 측정값을 결정한 후, 전력 기반시설에 제1 보정 부하를 전기적으로 연결하는 단계; 제1 보정 부하가 전력 기반시설에 전기적으로 연결되어 있는 동안, 전력 소비 측정 장치에 있는 하나 이상의 센서를 이용하여 하나 이상의 주 전기 공급 전도체로부터 하나 이상의 제2 자기장 측정값을 결정하는 단계; 하나 이상의 제1 자기장 측정값과 하나 이상의 제2 자기장 측정값을 적어도 일부 이용하여 전력 소비 측정 장치를 보정하고, 전력 소비 측정 장치를 보정한 후, 전력 소비 측정 장치에 있는 하나 이상의 센서를 이용하여 하나 이상의 전기 공급 전도체로부터 하나 이상의 제3 자기장 측정값을 결정하는 단계; 및 적어도 하나 이상의 제3 자기장 측정값과 하나 이상의 보정 계수를 이용하여 건축물의 전력 기반시설에 의해 사용되는 전력을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 전력 소비 측정 장치를 보정하는 단계는 하나 이상의 제1 자기장 측정값과 하나 이상의 제2 자기장 측정값을 적어도 일부 이용하여 전력 소비 측정 장치에 대한 하나 이상의 제1 보정 계수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 실시예들은 자기장 센서 장치를 보정하는 방법에 관한 것일 수 있다. 자기장 센서 장치는 회로 차단 박스의 제1 표면에 연결된다. 회로 차단 박스는 빌딩의 전력 기반시설 상에 놓인다. 전력 기반시설은 제1 위상 지선 및 제2 위상 지선을 갖는다. 자기장 센서 장치는 둘 이상의 자기장 센서를 포함할 수 있다. 상기 방법은 자기장 센서 장치의 둘 이상의 자기장 센서에서 제1 자기장의 제1 진폭 및 제1 위상각을 결정하는 단계; 제1 부하가 전력 기반시설의 제1 위상 지선에 연결되었다는 통신을 수신하는 단계; 제1 부하가 제1 위상 지선에 연결되어 있는 동안, 자기장 센서 장치의 둘 이상의 자기장 센서에서 제2 자기장의 제2 진폭 및 제2 위상각을 결정하는 단계; 제2 부하가 전력 기반시설의 제2 위상 지선에 연결되었다는 통신을 수신하는 단계; 제2 부하가 제2 위상 지선에 연결되어 있는 동안, 자기장 센서 장치의 둘 이상의 자기장 센서에서 제3 자기장의 제3 진폭 및 제3 위상각을 결정하는 단계; 및 둘 이상의 자기장 센서에서의 제1 자기장의 제1 진폭 및 제1 위상각, 둘 이상의 자기장 센서에서의 제2 자기장의 제2 진폭 및 제2 위상각, 그리고 둘 이상의 자기장 센서에서의 제3 자기장의 제3 진폭 및 제3 위상각을 적어도 일부 이용하여 자기장 센서 장치에 대한 하나 이상의 보정 계수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예들은 빌딩의 전력 기반시설에서 전력 사용량을 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것일 수 있다. 빌딩은 빌딩의 전력 기반시설의 회로 차단 박스와 전력 공급 전도체를 포함한다. 시스템은: (a) 전력 기반시설을 위한 전기 공급 전도체의 적어도 일부 상에 놓이는 회로 차단 박스의 제1 표면에 연결되도록 구성되고, 하나 이상의 자기장 센서를 가지는 전력 소비 측정 장치; (b) 전력 기반시설에 전기적으로 연결되도록 구성되고, 하나 이상의 제1 보정 부하를 포함하는 제1 보정 장치; 및 (c) 제1 프로세서 상에서 구동되도록 구성되고, 전력 소비 측정 장치의 하나 이상의 자기장 센서로부터 얻어지는 데이터를 이용하여 전력 소비 측정 장치를 적어도 부분적으로 보정하도록 구성되는 보정 모듈을 포함할 수 있다. 전력 소비 측정 장치는 하나 이상의 제1 보정 부하 중 적어도 하나가 전력 기반시설에 전기적으로 연결되는 동안, 그리고 전력 소비 측정 장치가 회로 차단 박스의 제1 표면에 연결되는 동안 데이터의 적어도 일부를 얻도록 구성될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 자기장 감지 장치는 (a) 전류 전달 전도체에서 자기장을 검출하도록 구성된 적어도 두 개의 자기장 센서; (b) 적어도 두 개의 자기장 센서의 출력에 전기적으로 연결된 위상 검출기; 및 (c) 위상 검출기에 전기적으로 연결된 위상 표시기(indicator)를 포함할 수 있다. 위상 표시기는 적어도 두 개의 자기장 센서가 전류 전달 전도체에 대하여 소정의 위치에 있을 때를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다.

실시예에 대한 더 자세한 설명을 돕기 위해, 다음의 도면들이 제공된다.
도 1은 제1 실시예에 따른 전기 차단 패널에 연결된 예시적 전력 모니터링 시스템의 도면을 도시한다.
도 2는 제1 실시예에 따른, 도 1의 전력 모니터링 시스템의 블록도를 도시한다.
도 3은 제1 실시예에 따른, 전도체 3-3을 따라 절취한 도 1의 전류 차단 패널의 단면도를 도시한다.
도 4는 전도체에 의해 발생되는 자기장 전도체의 예를 도시한다.
도 5는 제1 실시예에 따른, 도 1의 회로 차단기에서 주 전력 전도체에 의해 발생되는 자기장 전도체의 예를 도시한다.
도 6은 제1 실시예에 따른, 도 2의 감지 장치의 예를 도시한다.
도 7은 제1 실시예에 따른, 도 1의 전류 차단기의 주 전력 전도체 상에 있는 도 2의 감지 장치의 예시적인 배치를 도시한다.
도 8은 실시예에 따른, 전류 센서의 전압 대 시간의 예시적 그래프를 도시한다.
도 9는 제2 실시예에 따른, 감지 장치의 예를 도시한다.
도 10은 제2 실시예에 따른, 도 1의 회로 차단기의 주 전력 전도체 상에 있는 도 9의 감지 장치의 예를 도시한다.
도 11은 제1 실시예에 따른, 도 1의 보정 장치의 예를 도시한다.
도 12는 실시예에 따른, 도 11의 레벨 변환기로부터 도 11의 컨트롤러로 입력되는 잠재적인 인입 저전압 신호의 예시적 그래프를 도시한다.
도 13은 실시예에 따라, 도 12의 위상 기준과 저전압 신호를 발생하기 위해 사용되는 구형화된 저전압 신호의 관계를 나타내는 예시적 그래프를 도시한다.
도 14는 제3 실시예에 따른, 스위칭된 부하의 예를 도시한다.
도 15는 제4 실시예에 따른, 스위칭된 부하의 예를 도시한다.
도 16은 제5 실시예에 따른, 스위칭된 부하의 예를 도시한다.
도 17은 제6 실시예에 따른, 스위칭된 부하의 예를 도시한다.
도 18은 실시예에 따른, 전기적 모니터링 시스템을 보정하는 방법의 순서도를 도시한다.
도 19는 실시예에 따른, 보정 계수를 결정하는 단계의 순서도를 도시한다.
도 20은 실시예에 따른, 주 전력 전도체에서 예측 전류를 결정하는 방법의 순서도를 도시한다.
도 21은 실시예에 따른, 예시적 감지 장치에서 주 전력 전도체에 대한 두 개의 전류 센서들의 제1 위치의 예를 도시한다.
도 22는 도 21의 전류 센서들에 대한 측정된 전류 대비 예측 전류를 비교하는 그래프를 도시한다.
도 23은 실시예에 따른, 예시적 감지 장치에서 주 전력 전도체에 대한 두 개의 전류 센서들의 제2 위치의 예를 도시한다.
도 24는 도 23의 전류 센서들에 대한 측정된 전류 대비 예측 전류를 비교하는 그래프를 도시한다.

설명의 단순화와 명확성을 위해, 도면 그림들은 구성의 일반적인 방법을 나타내며, 공지의 특징들 및 기술에 대한 설명 및 상세사항은 발명을 불필요하게 모호하지 않도록 하게 위해 생략될 수 있다. 또한, 도면 그림들에서의 요소들이 반드시 일정한 축적으로 그려지는 것은 아니다. 예를 들어, 그림들에서 요소들의 일부의 치수들은 본 발명의 실시예의 이해를 돕도록 다른 요소들에 비해 과장될 수 있다. 다른 그림들에서 동일한 도면 부호들은 동일한 요소들을 나타낸다.

상세한 설명과 청구범위에서 "제1", "제2", "제3", "제4" 등의 용어들은, 있다면, 유사한 요소들 사이의 분별을 위해 사용되는 것이고 반드시 특정 순차 또는 시간 순서를 나타내는 것은 아니다. 그렇게 사용되는 용어들은 적절한 환경에서 서로 바뀔 수 있어서 본원에서 설명되는 실시예들이, 예를 들어 본원에서 예시되거나 설명된 것과는 다른 순서로 작동할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, "포함하다"과 "가지다"라는 용어 및 그 변형들은 비배타적으로 포함하는 것을 망라하도록 의도되어, 구성요소들의 리스트를 포함하는 공정, 방법, 시스템, 물품, 디바이스, 또는 장치가 이러한 구성요소들로 반드시 제한되지 않으며, 이러한 공정, 방법, 시스템, 물품, 디바이스, 또는 장치에 명확히 열거되거나 내재되지 않는 다른 구성요소들을 포함할 수 있다.

상세한 설명 및 청구범위에서"왼쪽", "오른쪽", "앞", "뒤", "꼭대기", "바닥", "위", "아래" 등의 용어들은 있다면, 설명의 목적을 위해 사용되고 반드시 영구적인 비교 위치를 설명하는 것은 아니다. 이렇게 사용된 용어들은 적절한 환경하에서 서로 바뀔 수 있어서 본원에서 설명되는 발명의 실시예들은 예를 들어, 본원에서 예시되거나 설명된 바와 다른 방향으로 작동할 수 있다.

"연결하다", "연결된", "연결", "연결하는" 등의 용어들은 광범위하게 이해되어 둘 이상의 소자들 또는 신호들을 전기적으로, 기계적으로 및/또는 그와 다르게 연결하는 것을 말한다. 둘 이상의 전기 소자들은 전기적으로 연결되되, 기계적으로 또는 그와 다르게 연결되지 않을 수 있고; 둘 이상의 기계적 요소들은 기계적으로 연결되되, 전기적으로 또는 그와 다르게 연결되지 않을 수 있고; 둘 이상의 전기 소자들은 기계적으로 연결되되, 전기적으로 또는 그와 다르게 연결되지 않을 수 있다. 연결은 임의의 시간 길이 (예를 들어 영구적, 반영구적 시간 동안이거나 또는 일시적인 시간) 동안일 수 있다.

"전기적 연결" 등은 광범위하게 이해되어야 하며 전력 신호, 데이터 신호 및/또는 전기적 신호들의 다른 형태 또는 조합들이든 아니든 임의의 전기 신호를 내포하는 연결을 포함한다. "기계적 연결"등은 광범위하게 이해되어야 해서 모든 형태의 기계적 연결을 포함한다.

"연결된" 등의 근처에 "제거 가능하게", "제거 가능한" 등의 말이 없는 것은 해당 연결 등이 제거 가능하거나 가능하지 않음을 의미하지 않는다.

도 1은 제1 실시예에 따라, 회로 차단 패널(190)에 연결된 예시적인 전력 모니터링 시스템(100)의 도면을 도시한다. 도 2는 제1 실시예에 따라, 전력 모니터링 시스템(100)의 블록도를 도시한다. 도 3은 제1 실시예에 따라, 전도체(3-3)를 따라 절취한 회로 차단 패널(190)의 단면을 도시한다.

전력 모니터링 시스템(100)은 건축물(즉, 빌딩)의 전력 사용량을 모니터링하기 위한 시스템으로 고려될 수도 있다. 전력 모니터링 시스템(100)은 건축물에 있는 하나 이상의 전기 장치(즉, 부하)에 의해 사용되는 예상되는 전류를 결정하기 위한 장치 및 시스템으로 고려될 수도 있다. 전력 모니터링 시스템(100)은 단지 예시적이고 본원에서 제공된 실시예로 제한되지 않는다. 전력 모니터링 시스템(100)은 본원에서 특별하게 묘사되거나 설명되지 않은 많은 다른 실시예들 또는 예들에서 채용될 수 있다.

일부 예들에서, 전력 모니터링 시스템(100)은: (a) 적어도 하나의 감지 장치(110)(즉, 전력 소비 측정 장치); (b) 적어도 하나의 연산 유닛(120); 및 (c) 적어도 하나의 보정 장치(180)를 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 시스템(100)은 다른 제조사로부터의 차단 패널 및 동일 제조사로부터의 다른 형태의 차단 패널 상에 사용될 수 있다. 또한, 일부 예에서, 시스템(100)은 차단 패널 박스를 열지 않으며 절연되지 않은 전력 전도체 내부를 노출시키지 않고 훈련되지 않은 사람(즉, 전기 기술자가 아닌 사람)에 의해 쉽게 설치될 수 있다.

또한 도 1에서 나타낸 바와 같이, 일반적인 차단 박스 또는 회로 차단 패널(190)은: (a) 둘 이상의 개별 회로 차단기(191); (b) 둘 이상의 주 회로 차단기(192); (c) 외부 표면을 가지는 패널(196); 및 (d) 회로 차단기(191 및 192)로의 접속을 제공하는 문(197)을 포함할 수 있다. 주 전력 전도체(193, 194 및 195)의 적어도 일부는 회로 차단 패널(190) 내에 위치하게 될 수 있다. "회로 차단 패널"은 보다 오래된 전기 시스템을 가지는 빌딩에서 여전히 흔한 휴즈 박스를 나타낼 수도 있고, 이를 포함할 수도 있다. 건축물의 전력 기반시설은 적어도 회로 차단 패널(190) 및 주 전력 전도체(193, 194, 195)를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 회로 차단 패널은 전기를 건축물에 제공하기 위해 사용되는 임의의 형태의 배전반(electrical distribution panel)을 나타낼 수도 있다.

주 전력 전도체(193, 194 및 195)는 주 회로 차단기(192)에 전기적으로 연결되어 건축물 내의 전기 장치(즉, 부하)에 전력을 공급한다. 패널(196)은 주 전력 전도체(193, 194 및 195)의 적어도 일부와 관련 회로 상에 놓여 에너지가 인가된 전력 전도체에 부주의로 접촉되는 것으로부터 사람을 보호한다. 보통, 패널(196)은 강 또는 다른 금속으로 구성된다.

문(197)은 회로 차단기(191 및 192)를 덮어 통상적으로 미적인 이유로 닫혀있게 되지만 회로 차단 패널(190) 내에 있는 회로 차단기(191 및 192)의 레버에 접속하게 되도록 열릴 수 있다. 도 3에서 나타낸 바와 같이, 문(197)이 닫혀있을 때, 패널 영역(398)은 패널 영역 깊이(399)를 가질 수 있다. 패널 영역 깊이(399)는 문(197)이 회로 차단 레버(189)를 치지 않고 닫힐 수 있도록 일반적으로 13 밀리미터(mm) 내지 20 mm 이다. 패널 영역 깊이(399)의 깊이는 패널 영역(398) 내에 설치되는 감지 장치(110)의 허용 가능한 두께를 제한한다. 즉, 다양한 예에서, 감지 장치(110)는 차단 패널의 문이 감지 장치(110)가 작동 중에 닫힌 상태를 유지하도록 패널 영역 깊이(399) 내에 맞춰질 수 있다. 많은 예들에서, 감지 장치(110)는 20 mm 보다 작은 깊이를 갖는다. 동일하거나 다른 예에서, 감지 장치(110)는 13 mm 보다 작은 깊이를 갖는다.

주택용 및 소규모 상업용 전기 서비스는 일반적으로 240 볼트 분상(split phase) 서비스이다. 이는 전력 전도체(193 또는 194) 중 어느 하나로부터 전류를 되돌리기위해 사용될 수 있는 중성 전도체(예를 들어, 전력 전도체(195))와 함께 180도의 다른 위상인 두 개의 120 V 교류(AC) 소스 전도체(예를 들어, 전력 전도체(193 및 194))를 제공하는 유틸리티를 나타낸다. 전력 전도체(193, 194 및 195)는 서로 다른 부하들을 제공하는 분기 회로로 나누어지기 전에 유틸리티로부터 입력 전력을 전달하는 "피더(feeder)" 또는 "주" 전력 전도체이다. 전력 전도체(193, 194 및 195)에 의해 발생되는 자기장을 감지함으로써, 시스템(100)은 건축물에서의 모든 부하들이 전력 전도체(193, 194 및/또는 195)에 병렬로 연결되기 때문에 유틸리티로부터 모든 부하들에 의해 끌어내지는 총 전류를 감지할 수 있다.

미국 내에서, 많은 다른 형태의 전기 부하들이 240 V 분상 유틸리티 서비스에 의해 제공되는 빌딩에서 발견된다. 전기 부하들은 부하의 두 개의 카테고리들, 즉 (a) 120 V 부하; 및 (b) 240 V 부하로 나뉠 수 있다.

120 V 부하는 주로 더 낮은 와트의 부하, 즉, 표준 3구(3-prong) 120 V 15 A 또는 120 V 20 A 콘센트에 연결된 부하, 그리고 전력 인출이 약 2 kW(킬로와트)보다 작은 소형 가전제품을 포함할 수 있다. 이러한 부하들은 전력 전도체 쌍(193 및 195)(배선 회로의 "제1 위상 지선" 또는 "193-195 레그(leg)") 사이 또는 전력 전도체 쌍(194 및 195)(배선 회로의 "제2 위상 지선" 또는 "194-195 레그") 사이의 개별 회로에서 연결된다. 건축물의 배선을 하는 경우, 전기 기술자는 부하의 예상 와트와 각 레그 상의 콘센트와 균형을 맞추려고 시도하지만, 이것이 정확한 프로세스는 아니어서 서로 다른 총 와트가 일반적으로 각 쌍으로부터 인출되기 때문에 193-195 레그 및 194-195 레그에서의 전류가 균형이 맞지 않을 가능성이 있다. 120 V 부하가 턴온되면, 그 전류는 유틸리티로부터, 전력 전도체(193 또는 194)를 통해, 주요 그리고 회로 레벨 회로 차단기를 통해, 부하로, 그런 후에 다시 전력 전도체(195)로 그리고 유틸리티로 다시 흐른다.

240 V 부하는 2 kW(킬로와트) 보다 더 많은 전력을 소비하는 일반적으로 대형 가전제품들(예를 들어, 전기 건조기, 스토브, 에어컨 컴프레서, 전기 기판 히터)이다. 이 경우에, 부하 전류는 전력 전도체(193 및 194) 사이에서 흐르게 되고 부하 전류는 전력 전도체(195)에서 흐르지 않게 된다. 전력 전도체(193 및 194) 상에서 전압들 사이에는 180도 위상 관계 때문에, 총 전압은 240 V가 된다.

다시 도 1 및 2를 다시 참조하여, 연산 유닛(120)은: (a) 통신 모듈(221); (b) 처리 모듈(222); (c) 전기 커넥터(128)가 있는 전력원(223); (d) 사용자 통신 장치(134); (e) 컨트롤러(225); (f) 메모리(226); (g) 보정 부하 모듈(227); (h) 보정 계산 모듈(229); (i) 제어 메커니즘(132); 및 (j) 전압 센서(228)를 포함할 수 있다.

연산 유닛(120)은 보정 장치(180) 및/또는 감지 장치(110)로부터 통신 모듈(221)을 경유하여 출력 신호를 수신하도록 그리고 그 건축물의 전력 사용량(예를 들어, 건축물에 의해 사용되는 전력 및 주 전력 전도체(193, 194 및 195)에서의 전류)에 관한 하나 이상의 파라미터를 결정하기 위해 출력 신호를 처리하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 연산 유닛(120)은 퍼스널 컴퓨터(PC)일 수 있다.

컨트롤러(225)는 Texas Instruments 주식회사에 의해 제조된 MSP430 마이크로 컨트롤러와 같은 마이크로 컨트롤러일 수 있다. 다른 실시예에서, 컨트롤러(225)는 Texas Instruments 주식회사에서 만들어진 TMS320VC5505 디지털 신호 처리기 또는 Analog Devices 주식회사에서 만들어진 Blackfin 디지털 신호 처리기와 같은 디지털 신호 처리기이다.

처리 모듈(222)은 건축물의 전력 사용량과 관련된 하나 이상의 파라미터들(예를 들어, 주 전력 전도체(193, 194 및 195)의 전류 및 전력)에 관한 하나 이상의 파라미터를 결정하기 위해 감지 장치(110)로부터의 전류 측정을 이용하도록 구성될 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 보정 계산 모듈(229)은 전력 모니터링 시스템(100)을 보정하기 위해(예를 들어, 감지 장치(110)에 대한 보정 계수를 계산하기 위해) 감지 장치(110)로부터의 전류 측정을 이용하도록 구성될 수 있다.

일부 예에서, 처리 모듈(222)과 보정 계산 모듈(229)은 메모리(226)에 저장될 수 있고 컨트롤러(225)에서 구동되도록 구성될 수 있다. 연산 유닛(120)이 구동될 때, 메모리(226)에 저장된 프로그램 명령(예를 들어, 프로세서 모듈(222) 및/또는 보정 계산 모듈(229))이 컨트롤러(225)에 의해 수행된다. 메모리(226)에 저장된 프로그램 명령의 일부는 아래에서 설명되는 바와 같은 방법들(1800 및 2000)(각각, 도 18 및 20)을 수행하기에 적합할 수 있다.

보정 부하 모듈(227)은 하나 이상의 보정 부하를 포함할 수 있다. 아래에서 설명된 바와 같이, 하나 이상의 보정 부하는 예를 들어 건축물의 전력 기반시설의 제1 위상 지선에 일시적으로 전기적으로 연결될 수 있어서 전력 모니터링 시스템(100)을 보정하도록 돕게 된다.

일부 예에서, 사용자 통신 장치(134)와 제어 메커니즘(132)은 연산 유닛(120)의 나머지로부터 분리 될 수 있으며 연산 유닛(120)의 나머지와 무선 통신할 수 있다.

전압 센서(228)는 전력 기반시설에서의 전압의 진폭 및 위상각을 결정하도록 사용될 수 있다. 가로지르는 전류의 위상각은 전류 센서(211)에 의해 측정되는 위상각에서 전압 센서(228)를 이용하여 측정되는 전압의 위상각을 뺀 것과 같다. 즉, 전류의 위상각은 전압의 영점 교차를 기준으로 하여 계산될 수 있다.

일부 예에서, 감지 장치(110)는 전류 센서(211)에 의한 전류 측정을 연산 유닛(120)에 전달할 수 있어서 전류의 위상각이 계산될 수 있게 된다. 다른 예에서, 연산 장치(120)는 전압 센서(228)에 의한 전압 측정을 감지 장치(110)에 전달할 수 있어서 전류의 위상각이 계산될 수 있게 된다. 다른 예에서, 전압 센서(228)는 보정 장치(180) 내에 위치될 수 있다.

전력원(223)은 통신 모듈(221), 처리 모듈(222), 사용자 통신 장치(134), 컨트롤러(225), 메모리(226), 보정 부하 모듈(227) 및/또는 제어 메커니즘(132)에 전력을 제공할 수 있다. 일부 예에서, 전력원(223)은 전력 기반시설의 벽 매립형 전기콘센트에 연결될 수 있는 전기 커넥터(128)에 연결될 수 있다.

사용자 통신 장치(134)는 사용자에게 정보를 나타내도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 사용자 통신 장치(134)는 모니터, 터치 스크린, 및/또는 하나 이상의 LED(발광 다이오드)일 수 있다.

제어 메커니즘(132)은 적어도 부분적으로 연산 유닛(120) 또는 적어도 사용자 통신 장치(134)를 제어하도록 구성된 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있다. 일 예에서, 제어 메커니즘(132)은 전력 스위치(즉, 온/오프 스위치) 및/또는 사용자 통신 장치(134)에서 표시되는 것을 제어하도록 구성된 디스플레이 스위치를 포함할 수 있다.

또한 도 1 및 2를 참조하여, 감지 장치(110)는 (a) 둘 이상의 자기장 센서 또는 전류 센서(211); (b) 컨트롤러(213); (c) 사용자 통신 모듈(214); (d) 통신 모듈(215); (e) 전력원(216); 및 (f) 연결 메커니즘(219)을 포함할 수 있다. 컨트롤러(213)는 전류 센서(211), 사용자 통신 모듈(214), 통신 모듈(215) 및 전력원(216)을 제어하도록 사용될 수 있다.

전류 센서(211)는 인덕티브 픽업(inductive pickup), 홀 효과 센서, 자기저항(magnetoresistive) 센서, 또는 회로 차단 패널(190) 내부의 전도체에 의해 만들어지는 시변(time-varying) 자기장에 응답하도록 구성되는 다른 형태의 센서를 포함할 수 있다.

다양한 예들에서, 감지 장치(110)는 연결 메커니즘(219)을 이용하여 패널(196)의 표면에 연결되도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 연결 메커니즘(219)는 접착제, Velcro^?재료, 자석, 또는 다른 부착 메커니즘을 포함할 수 있다.

통신 모듈(215)은 전류 센서(211) 및 컨트롤러(213)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 예에서, 통신 모듈(215)은 전류 센서(211)를 이용하여 측정된 전압 또는 기타 파라미터들을 연산 유닛(120)의 통신 모듈(221)에 전달할 수 있다. 많은 예에서, 통신 모듈(215)과 통신 모듈(221)은 무선 송수신기일 수 있다. 일부 예에서, 전기 신호는 WI-FI(와이파이, Wireless Fidelity), IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 무선 프로토콜 또는 블루투스 3.0+HS(고속, High Speed) 무선 프로토콜을 이용하여 전송될 수 있다. 또 다른 예에서, 이러한 신호들은 Zigbee(IEEE 802.15.4 무선 프로토콜), Z-Wave 또는 등록 무선 표준을 통해 전송될 수 있다. 다른 예에서, 통신 모듈(215) 및 통신 모듈(221)은 무선 또는 유선 연결을 이용하여 전기 신호를 전달할 수 있다.

사용자 통신 모듈(214)은 사용자에게 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 사용자 통신 모듈(214)은 LCD(액정 표시 장치) 및/또는 하나 이상의 LED(발광 다이오드)일 수 있다.

컨트롤러(213)는 전류 센서(211), 통신 모듈(215), 사용자 통신 모듈(214), 및/또는 전력원(216)을 제어하도록 구성될 수 있다.

보정 장치(180)는 (a) 통신 모듈(281); (b) 전기 커넥터(282); (c) 보정 부하 모듈(283); (d) 사용자 통신 장치(184); (e) 컨트롤러(285); 및 (f) 전력원(289)을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 통신 모듈(281)은 통신 모듈(215 및/또는 221)과 유사하거나 동일할 수 있다. 전기 커넥터(282)는 일부 예에서 전원 플러그일 수 있다. 사용자 통신 장치(184)는 사용자에게 정보를 표시하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 사용자 통신 장치(184)는 하나 이상의 LED일 수 있다.

암페어의 법칙에 따라, 자기장은 도 4에서 나타낸 바와 같이 전류 전달 전도체에 의해 발생된다. 즉, 소정의 전도체에 의해 발생되는 자기장은 X, Y 및 Z 축의 성분으로 각기 분해될 수 있는 3차원 벡터장(vector field)이다. 교류 시스템에서, 이러한 자기장은 시간에 따라 크기가 변하지만, 좌표 기준에 대해 동일한 벡터 각을 유지한다. 따라서, 예를 들어 X 축을 기준으로 할 때, 필드(field)는 교류 전류가 예를 들어 60 Hz의 선 주파수로 방향을 바꿀 때 어느 순간에서도 +X 방향 또는 ? 방향으로 향하고 있을 것이다. X 방향에서 자기장 성분은 특정 순간에서의 전류 방향에 따라 +X 또는 ? 중 어느 하나일 수 있도록 의도된다.

자기력선은 암페어의 "오른손 법칙"을 따른다; 만일 오른손의 엄지를 전도체에서의 전류의 방향과 일치시키면, 자기력선은 그 전도체에 수직하게 전도체를 감싸고 손가락 방향으로 향하게 된다.

일부 실시예들은, 회로 차단 패널의 면에 수직하게("Z"축을 따라) 향하는 자기장 성분에 주로 관련이 있는데, 이는 자기장 성분들이 회로 차단 패널(190)의 금속 커버 외부에 있는 자기장 센서(즉, 감지 장치(110))에 의해 쉽게 감지될 수 있는 필드 성분들이기 때문이다.

도 5에서 나타낸 바와 같이, 전력 전도체(193 및 194)는 어느 순간에도 180도 위상차를 갖기 때문에, 자기력선들은 서로 반대 방향으로 루프를 형성한다.

따라서, 키르히호프 전류 법칙에 따라, 소정의 공급 컨덕터(즉, 전력 컨덕터(193, 194, 및/또는 195))를 통하는 총 전류는 그 컨덕터로부터 나오는 모든 부하 전류의 합이 된다. 전도체 각각(즉, 전력 전도체(193, 194, 또는 195))에 의해 발생되는 자기장의 크기는 따라서 그 전도체에 연결된 모든 분기 회로에서 나오는 전류의 합에 정비례한다. 소정의 전도체로부터의 자기력선의 방향은 지선의 전류와 같이 변하지 않는다.

시스템(100)은 세 개의 가능한 부하 케이스((a) 193-195 레그 사이의 120 V 부하, (b) 194-195 레그 사이의 120 V 부하, 및 (c) 193-194 레그 사이의 240 V 부하)를 다루기 위해 적어도 전력 전도체(193 및 194)에 의해 발생되는 자기장을 감지하도록 구성될 수 있게 된다. 대부분의 경우에, 전력 전도체(195)를 통해 나오는 임의의 전류는 전력 전도체(193 또는 194) 어느 하나에 의해 공급되기 때문에 전력 전도체(195)(즉, 중성 전도체)에 의해 발생되는 자기장을 감지할 필요는 없다.

도 6은 제1 실시예에 따른, 전류 센서(211)의 예를 도시한다. 본 예에서, 전류 센서는 (a) 하나 이상의 센서(641 및 642); (b) 하나 이상의 증폭기(647 및 648); (c) 하나 이상의 필터(649 및 650); (d) 하나 이상의 위상 검출기(651); (e) 적어도 하나의 차동 증폭기(differential amplifier)(652); 및 (f) 적어도 하나의 디지타이저(digitizer)(653)를 포함할 수 있다.

일부 예에서, 시스템(100)은 사용자 통신 모듈(214)로 적절한 위치를 표시하여 감지 장치(110)의 적절한 배치 시 사용자를 돕도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 시스템(100)은 전도체(즉, 전력 전도체(193 또는 194))의 반대측에 배치된 센서들(641 및 642) 사이의 대략 180도 위상차를 검출함에 의해 적절한 배치를 결정할 수 있다. 동일하거나 다른 예에서, 사용자 통신 모듈(214)은 감지 장치(110)와 함께 위치할 수 있으며, 또는 사용자 통신 모듈(214)이 사용될 수 있어 감지 장치(100)와 떨어져서 무선 네트워크로 감지 장치(100)와 연결될 수 있다.

센서(641)는 (a) 강자성 코어(643); 및 (b) 강자성 코어(643)를 감싸는 감지 코일(644)을 포함할 수 있다. 센서(642)는 (a) 강자성 코어(645); 및 (b) 강자성 코어(645)를 감싸는 감지 코일(646)을 포함할 수 있다. 다양한 예에서, 센서(641 및 642)는 직경이 2.5 밀리미터(mm) 내지 12.7 mm 일 수 있다. 다른 예에서, 전류 센서(211)는 센서(641)만을 포함할 수 있고 센서(642), 증폭기(647), 필터(649), 위상 검출기(651), 및/또는 차동 증폭기(652)를 포함하지 않는다. 이러한 대안적 실시예에서, 필터(649 또는 650)는 디지타이저(653)에 연결된다. 또 다른 실시예에서, 전류 센서(211)는 네 개, 여섯 개, 여덟 개, 또는 열 개의 센서를 포함한다.

강자성 코어(643 및 645)의 목적은 감지 코일(644 및 646)의 출력 단자에서 큰 센서 출력 전압을 만들기 위해 감지 코일(644 및 646)로부터의 자기장을 집중시키는 것이다. 감지 코일(644 및 646)의 출력에서의 전압은 패러데이의 법칙에 의해 주어진다. 즉, 전압은 인가된 교류 자기장, 코일과 전선의 물리적 치수, 코일에서 전선의 권선수, 및 코어의 투자율에 좌우된다. 다른 예에서, 센서들(641 및 642)은 각각 강자성 코어(643 및 645)들을 포함하지 않는다.

도 7에서 도시된 바와 같이, 전류 센서(211)가 회로 차단 패널(190)에 연결될 때, 센서들(641 및 642) 중 하나는 전도체(즉, 전력 전도체(193 또는 194))의 각 측에 위치될 수 있다. 본 실시예에서, 센서(641)에서 유도된 전압은 센서(642)와 180도의 위상차가 되는 데, 이는 센서(641)에서는 자기장이 위로부터 입력되는 반면에 센서(642)에서는 자기장이 아래로부터 입력되기 때문이다.

센서들(641 및 642)에서의 전압 사이의 위상 관계의 도표를 도 8에서 나타내었다. 도 8을 참조하여, 전도체(즉, 전력 전도체(193 또는 194))에서 교류 전류가 흐를 때는 감지 코일(644 및 646)에서 전압 V(센서)을 유도한다. 이러한 전압, V(센서)는, 전도체(즉, 전력 전도체(193 또는 194))에 의해 전도되는 전류, I (센서)에 비례한다. 즉, V(센서) = k*I(센서)이다. 비례 상수인 k는 보정 부하(즉, 보정 부하 모듈(283 또는 227)(도 2))를 전도체(즉 전력 전도체(193 또는 194))에 의해 제공된 회로에 일시적으로 연결하고 센서들(641 및 642)(도 6)에서 유도되는 전압을 측정하여 전도체를 통하는 공지의 전류를 얻어냄으로써 알 수 있다. 일부 경우에, 비례 상수의 다중점 보정을 수행하기 위해 둘 이상의 공지의 전류를 얻어낼 수 있다.

도 6을 다시 참조하면, 두 개의 센서(즉, 센서들(641 및 642))의 구성은 다른 근처의 전도체들을 포함하여 다른 소스로부터 간섭을 배제하면서 센서가 소정의 전류 전달 전도체에 대해 정확하게 위치되었음을 사용자에게 자동으로 알리는 감지 장치(110)를 만들도록 활용될 수 있다. 이러한 능력은 관심 있는 특정 전도체 근처에 많은 전도체가 있는 회로 차단 패널에서 발견되는 전기적으로 잡음이 있는 환경에서 유용하다.

구체적으로, 일부 실시예에서, 센서들(641 및 642) 각각의 출력은 증폭기(648 및 647)를 각각 이용하여 증폭되어 필터(650 및 649)를 각각 이용하여 여과될 수 있다. 필터(650 및 649)의 출력은 사용자 통신 모듈(214)(예를 들어, 하나 이상의 LED) 내의 위상 표시기(619)에 연결된 위상 감지기(651)에 제공될 수 있다. 사용자 통신 모듈(214)은 센서들(641 및 642)이 소정의 전류 전달 전도체에 대해 정확하게 위치되었음을 사용자에게 표시하도록 구성된다. 사용자는 주 전력 전도체가 발견되게 될 영역에 걸쳐 센서를 움직이도록 지시 받을 수 있고, 일단 센서들(641 및 642)의 신호들 사이의 위상차가 약 180도가 됨을 위상 표시기가 나타내면 동작을 정지시키도록 지시 받을 수 있다. 예를 들어, 센서들(641 및 642)로부터의 신호들이 약 180도의 다른 위상일 때, 녹색 LED가 감지 장치(110)의 꼭대기에서 점등될 수 있다.

증폭기(648 및 647) 및 필터(650 및 649)는 일부 예에서 선택적이다. 증폭기(648 및 647) 및 필터(650 및 649)의 목적은 바람직하지 않은 주파수에서의 잡음을 제거하면서 신호 크기를 증가시켜 잡음 환경에서 센서들(641 및 642)의 신호들의 신호 대 잡음비(signal to noise ratio)를 증가시키는 것이다. 증폭기들(648 및 647)은 Texas Instruments 주식회사에서 만들어진 TL082형과 같은 연산 증폭기일 수 있다. 필터들(650 및 649)은 연산 증폭기로 구현되는 집중 소자 수동 필터들 또는 집중 소자 능동 필터 중 어느 하나일 수 있다. 일반적으로, 필터들(650 및 649)은 대역 잡음을 제거하면서 교류 선주파수(예를 들어, 미국과 캐나다에서 60 Hz, 또는 유럽 및 일본에서 50 Hz)를 통과하도록 구성된 대역 통과 필터이다.

위상 검출기(651)는 아날로그 위상 검출기 회로 또는 디지털 위상 검출기중 어느 하나가 될 수 있다. 디지털 위상 검출기는 조합 로직으로, 프로그램 가능한 로직으로, 또는 컨트롤러 상의 소프트웨어에서 구현될 수 있다. 일 실시예에서, Texas Instruments 주식회사에서 만들어진 4046 또는 74HC4046 형 위상 고정 루프(phase locked loop) 통합 컨트롤러에 포함된 위상 검출기와 같은 통합 위상 검출기 회로가 채용될 수 있다. 다른 실시예에서, 위상 검출기(651)는 아날로그-디지털 전환기를 이용하여 센서 신호를 디지털화한 후 센서들(641 및 642)로부터 수신된 샘플들의 벡터에 역탄젠트(arctangent) 함수를 적용함으로써 구현된다. 다른 실시예에서, 필터링과 위상 검출 함수는, 다른 주파수에서의 잡음을 제거하면서 교류 선 주파수에서만의 신호 크기와 위상각을 알아내기 위해 복합 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT) 알고리즘과 같이 주기도(periodogram) 기반 최대 우도 추정기(maximum likelihood estimator)를 이용하여 조합된다.

위상 표시기(619)는 센서들(641 및 642)의 입력 신호들 사이의 원하는 위상 관계가 도달되었음을 사용자에게 표시하는 임의의 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 위상 표시기는 하나 이상의 LED 일 수 있다. 다른 실시예에서, 위상 표시기(619)는 센서들(641 및 642)의 전압이 거의 180도로 위상이 다름을 사용자에게 표시하는 액정 표시장치(LCD)와 같은 도식화되거나 수치화된 표시장치일 수 있거나 또는 음향적 발신음일 수 있다.

차동 증폭기(652)는 센서들(641 및 642)로부터 신호들을 결합하도록 사용될 수 있어서 정확한 위상 관계가 만들어지게 되면 주 전력 전도체에서의 전류에 비례하는 전압 또는 전류 신호를 만들어내게 된다. 이 신호는 컨트롤러(213)에 의해 수행되는 계산을 위한 입력으로서 사용될 수 있다. 동일하거나 다른 예에서, 통신 모듈(215)은 (a) 센서 위상 관계에 의해 표시되는 바와 같은 센서들(641 및 642)의 적절한 배치뿐만 아니라 (b) 센서들(641 및 642)로부터 다르게 감지되는 신호를 포함하는 데이터를 연산 유닛으로 전송하도록 사용될 수 있다.

다른 실시예를 보면, 도 9는 제2 실시예에 따른 감지 장치(910)의 예를 도시한다. 도 10은 제2 실시예에 따른, 전력 전도체(193 및 194) 위에 있는 감지 장치(910)의 예를 도시한다. 본 예에서, 센서들(941₁, 941₂,... 941_N)의 선형 배열이 사용될 수 있으며, 여기서 N은 2와 10 사이의 수이다. 다른 예들에서, N은 4, 6, 8, 20, 50, 또는 100과 같은 수일 수 있다. 센서들의 이러한 선형 배열의 목적 하나는 컨트롤러(213)가 자동적으로 하나 이상 쌍의 센서들(941₁, 941₂,... 941_N)을 선택하도록 하여 사용자가 정확한 위치에 감지 장치(910)를 수동으로 위치시킬 필요가 없도록 하는 것이다. 일부 실시예에서, 감지 장치(910)는 도 1의 시스템(100)에 있는 감지 장치(110) 대신에 사용될 수 있다.

도 9 및 10를 참조하면, 본 예에서, 감지 장치(910)는 (a) 센서(941₁, 941₂,... 941_N); (b) 증폭기 (647 및 648); (c) 필터(649 및 650); (d) 위상 검출기(651); (e) 차동 증폭기(652); (f) 디지타이저(653); 및 (g) 적어도 하나의 멀티플렉서(955 및 956)를 포함할 수 있다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 센서들(941₁, 941₂,... 941_N)의 선형 배열은, 주 전력 전도체(193 및/또는 194)에서 전류에 비례하는 신호를 만들어내는 자기장 센서로서의 사용을 위해 센서들(941₁, 941₂,... 941_N)로부터 적어도 하나의 센서를 선택하는 멀티플렉서(955 및 956)에 연결된다.

다른 실시예에서, 전력 전도체(193 및 194) 중 둘 이상의 전도체가 감지 장치(910)에 의해 동시에 감지된다. 본 실시예에서, 컨트롤러(213)는 멀티플렉서(955 및 956)를 제어하여 두 개의 서로 다른 전류 전달 전력 전도체(193 및 194)에 인접한 센서들(941₁, 941₂,... 941_N)로부터 두 개의 다른 센서들이 선택되도록 한다. 본 실시예에서, 컨트롤러(213)는 센서 신호의 진폭 또는 위상각에 기초하여 센서들을 선택하도록 멀티플렉서를 제어한다. 일부 실시예에서, 센서들(941₁, 941₂,... 941_N)로부터의 복수의 센서들은, 각각이 서로 다른 전류 전달 전도체에 연결하는 우선 자기장을 가지는 서로 다른 센서들을 선택하도록 컨트롤러(213)의 제어 하에 다중화된다.

도 1을 다시 참조하면, 시스템(100)은 전력 전도체(193 및 194)에서 정확한 전류 측정을 얻기 위해 일부 예에서 보정을 이용할 수 있다. 보정에 대한 잠재적 필요성은 예를 들어 감지 장치(110 또는 910(도 9))가 숙련되지 않은 사용자에 의해 설치될 때, 양호하지 않게 제어된 설치 구조 때문일 수 있다.

도 11은 제1 실시예에 따른 보정 장치(180)의 예를 도시한다. 보정 장치(180)는 단일 회로 보정 장치로서 도 11에서 나타내었는데, 단일 입력 전도체(즉, 전력 전도체(193 또는 194))에 단일 보정 부하를 스위칭하여 입력 전도체, 단일 보정 부하, 및 중성 또는 복귀 전도체(즉, 전력 전도체(195)) 사이의 회로를 완성하도록 구성된다. 스위칭 신호는 도 18의 보정 방법(1800)에 의해 사용되는 보정 부하로 회로를 일시적으로 완성하도록 사용된다.

일부 예에서, 보정 부하 모듈(283)은 (a) 스위칭된 부하(switched load)(1105); (b) 변압기(1171); (c) 필터(1172); (d) 레벨 변환기(1173) 및 (e) 구형화 장치(squaring device)(1174)를 포함할 수 있다. 스위칭된 부하(1105)는 (a) 스위치(1187) 및 (b) 보정 부하(1188)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(285)는 (a) 아날로그-디지털 변환기(1177); (b) 디지털 입력(1176); 및 (c) 온도 센서(1186)를 포함할 수 있다.

도 11의 실시예에서, 보정 부하 모듈(283)은 감지 장치(110)에 의해 측정되는 단일 전류 전달 전도체(분기 회로로의 피더)의 측정을 보정하도록 설계될 수 있다. 본 실시예에서, 단일 보정 부하(1188)는 컨트롤러(285)로부터의 스위칭 신호 제어 하에 선(line) 전도체(예를 들어, 주 전력 전도체(193 및 194))와 중성 전도체(예를 들어, 주 전력 전도체(195)) 사이의 스위치(1187)에 의해 스위칭된다. 미국에서, 스위칭된 부하(1105)는 120 V 콘센트로 사용될 수 있다. 다른 나라들에서는, 스위칭된 부하(1105)는 240 V 및 다른 전압의 콘센트로 사용될 수 있다.

보정 부하(1188) 및 도 14 내지 17에서의 보정 부하들이 저항으로서 그려졌지만, 보정 부하(1188) 및 도 14 내지 17에서의 다른 보정 부하들은 저항 성분을 가지는 또는 저항 성분이 없는 인덕터 또는 커패시터와 같은 용량성 부하(reactive load)를 포함하는 임의의 부하일 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 보정 부하는 가변 저항을 가지는 부하일 수 있다. 또한, 스위치(1187) 및 도 14 내지 17에서의 다른 스위치들이 기계적 릴레이 스위치로 그려졌지만, 스위치들은 다른 형태의 스위치 장치일 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 스위치들은 무접점 릴레이(solid state relay), 트리악(triac), 전계효과트랜지스터(FET, filed-effect transistor), 실리콘 제어 정류기(SCR, silicon-controller rectifier), 양극성 접합 트랜지스터 (BJT, bipolar junction transistor), 또는 절연게이트 양극성 트랜지스터(IGBT, insulated-gate bipolar transistor)와 같은 트랜지스터, 또는 다른 제어가능한 스위칭 장치와 같은 반도체 스위치일 수 있다.

도 11에서 나타낸 바와 같이, 통신 모듈(281)은 컨트롤러(285)에 연결되어 보정 장치(180)로부터 연산 유닛(120)으로 보정된 전류 측정의 전송을 가능하게 한다. 일부 예들에서, 통신 모듈(281)은 수신기와 송신기를 포함할 수 있다. 통신 모듈(281)은 임의의 주파수에서 그리고 임의의 데이터 연결 프로토콜로 작동하는 임의 형태의 유선 또는 무선 통신 장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 통신 모듈(281)은 Texas Instruments 주식회사로부터 구입 가능한 2.4 GHz 송수신기 부품번호 CC2500을 포함한다. 다른 실시예에서, 통신 모듈(281)은 Texas Instruments 주식회사로부터 구입 가능한 900 MHz 송수신기 부품번호 CC2010을 포함한다. 일부 실시예에서, 통신 모듈(281)은 WiFi (IEEE 802.11), Zigbee (IEEE 802.15.4), ZWave, 또는 SimpliciTI 프로토콜 중 임의의 통신 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있다. 다른 실시예에서, 등록 데이터 통신 프로토콜이 채용된다. 다른 실시예에서, 통신 모듈(215) 및 통신 모듈(281 및/또는 221) 사이의 통신 연결은 모니터링되는 전도체를 통해 얻어진다. 본 실시예에서, 통신 연결은 보정 장치가 연결된 분기 회로의 적어도 하나의 전도체로 전송된 신호를 주입함으로써 형성되는 전력선 통신(power line communication, PLC)으로 구성된다.

도 11에서 나타낸 예에서, 전력원(289)은 전력원(289)을 포함할 수 있다. 전력원(289)는 절연 변압기 및 DC 전력 공급기를 포함할 수 있다. 전력원(289)은 입력 선전압을 교류 전력 선전압(예컨대, 미국과 캐나다에서는 120 V 또는 유럽에서는 220 V)으로부터 전력 컨트롤러(213)와 보정 장치(180)의 다른 요소들에 대해 3.3 V 또는 5 V 와 같은 낮은 DC 전압으로 변환시킨다.

컨트롤러(285)는 입력 교류 전력 선전압에 비례하는 더 낮은 전압 교류 신호로 레벨 변환기 (1173)에 의해 변환되는 입력 교류 전력 선전압의 샘플을 수신할 수 있다. 일부 실시예에서, 입력되는 교류 전력 선전압은 120 V인 반면 더 낮은 전압 교류 신호가 0 내지 3.3V의 범위 내에 있다. 일부 실시예에서, 레벨 변환기(1173)는 저전압 신호를 +V와 ? 사이에서 변환하는 양극성 신호로부터 0 V 와 VDD 사이의 단극성 신호 또는 아날로그-디지털 변환기(1177)의 유효 전압 범위 내에 있는 다른 단극성 신호로 이동시키기 위해 채용된다. 아날로그-디지털 변환기(1177)는 도 12에서 나타낸 바와 같이 입력되는 저전압 신호를 샘플링할 수 있다. 일부 또는 다른 실시예들에서, 필터(1172)는 저전압 신호의 주파수 범위를 교류 선 주파수로 제한할 수 있다.

많은 예에서, 아날로그-디지털 변환기(1177)는 컨트롤러(285)와 통합될 수 있거나, 또는 컨트롤러(213)로부터는 분리되지만 컨트롤러(285)와는 연결될 수 있다. 샘플링된 교류 선전압은 컨트롤러(213)가 입력 교류 선전압을 측정할 수 있도록 하여, 교류 선전압에 비례하는 샘플링된 저전압 신호를 고려할 때 보정 부하(1188)에 의해 도출되는 전류를 계산함으로써 시스템(100)을 더 정확하게 보정하도록 한다. 또한, 샘플링된 저전압 신호는 교류 선전압에 동기화되는 위상 기준을 만들도록 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 컨트롤러(285)는 위상 기준을 만들기 위해 구형화된 저전압 신호를 사용한다. 이러한 실시예들에서, 구형화 장치(1174)는 구형화된 저전압 신호를 만든다. 구형화된 저전압 신호는 저전압 교류 신호와 동일한 주기 및 영점 교차 시간(zero crossing timing)을 가지는 구형파일 수 있다. 구형화된 신호와 저전압 신호 사이의 이러한 관계를 도 13에서 나타내었다. 일부 실시예에서, 구형화 장치(1174)는 쉬미트 트리거(Schmitt trigger), 비교기, 또는 디지털 논리 게이트(예컨대, 인버터 또는 트랜지스터 레벨 시프터(transistor level shifter))를 포함할 수 있다. 구형파 진폭은 컨트롤러(285)와 비교 가능한 논리 레벨이 되도록 선택된다. 구형화된 신호에는 입력 교류 선전압의 진폭에 대한 정보가 포함되지 않지만 구형화된 신호의 양과 음으로 진입하는 에지가 입력 교류 선전압의 영점 교차점과 동기화되므로 위상 정보를 포함한다.

일부 실시예에서, 저전압 신호 또는 그 구형화된 대응 신호 중 어느 하나로부터 유도되는 위상 기준은 감지 장치(110)에 의해 보고되는 보정된 전류 측정 및 입력 전력 선전압 사이의 상대 위상각을 측정하기 위해 사용된다. 전압 및 전류 사이의 이러한 상대 위상각 측정은 감지 장치(110)에 의해 측정되는 전력 전도체에 연결된 용량성 부하의 역률(power factor)을 정확하게 설명하기 위해 사용된다. 역률은 전압과 전류파형 사이의 위상각의 코사인 값이다. 역률은 샘플링된 저전압 신호로부터 직접 계산될 수 있고, 또는 구형화된 저전압 신호의 경우 적절한 주파수의 사인파형을 구형화된 신호의 에지 천이(edge transition)로 맞춤으로써 간접적으로 계산될 수 있다.

역률은 전도체에 흐르는 피상 전력(apparent power) 대비 전도체에 흐르는 유효 전력(real power)의 비이다. 일부 실시예에서, 유틸리티가 공급하는 전력계의 지시값을 더 잘 근사하도록 전력 전도체(193, 194, 195)에 흐르는 유효 전력을 시스템(100)의 사용자에게 보고하는 것이 바람직하다. 이러한 실시예에서, 저전압 신호에 의해 제공된 위상 정보는 예측 전력을 적절하게 계산하기 위해 중요하다.

보정 부하(1188)는 스위치(1187)를 사용하여 스위치 온 될 때 전류를 소모하기 때문에, 보정 부하(1188)는 가열된다. 이러한 가열은 보정 부하(1188) 그 자체에, 또는 보정 장치(180)의 하우징 내에 있는 다른 부품들에 또는 보정 장치(180) 주변에 있는 사람이나 물건에 열 손상을 일으켜 보정 부하(1188)의 안전한 작동을 위협할 수 있다.

일부 실시예에서, 컨트롤러(285)는 바이메탈릭 온도 조절 장치 (bimetallic thermostat), 서미스터(thermistor), 또는 반도체 온도 센서와 같은 온도 센서(1186)를 포함한다. 일부 실시예에서, 온도 센서(1186)는 보정 부하(1188) 또는 보정 장치(180)의 하우징이 너무 뜨거운 경우 보정 부하(1188)를 턴오프하기 위해 스위칭 신호를 차단한다.

다른 실시예에서, 컨트롤러(285)는 보정 부하(1188)를 턴온하기 전에 온도 센서(1186)의 온도 지시값을 확인하여 보정 부하(1188) 또는 보정 장치(180)의 하우징이 보정 프로세스의 초기에 너무 뜨겁지 않도록 한다. 또 다른 실시예에서, 컨트롤러(285)는 보정 부하(1188)가 일반적인 기간의 보정 부하(1188)의 작동 이후에 너무 뜨겁게 되는 경향이 있는지를 판단하기 위해 외삽(extrapolation)을 수행할 수 있다. 본 실시예에서, 보정 장치(180)의 하우징 또는 보정 부하(1188)가 너무 뜨겁게 되지 않으면서 프로세스가 완료될 수 있을 때까지 컨트롤러(285)는 보정 프로세스를 연기하도록 작동한다.

일부 실시예에서, 컨트롤러가 스위치(1187)에 대한 스위칭 신호를 제어하는 두 개의 서로 다른 제어 메커니즘이 있다. 두 방법들은 보정된 전류 측정을 얻기 위해 보정 프로세스를 구동시키는 두 개의 서로 다른 프로세서 위치와 부합한다.

제1 방법에서, 컨트롤러(285)는 보정 부하 모듈(283)과 함께 위치되어 이를 제어한다. 컨트롤러(285)는 (통신 모듈(281)을 통해) 감지 장치(110)와 컨트롤러(213)로부터 센서 지시값을 또한 얻을 수 있다. 컨트롤러(285)는 (도 18을 참조하여 아래에서 설명된) 보정 프로세스를 수행하고 보정된 전류 측정을 얻는다. 본 실시예에서, 보정 계산 모듈(229)은 연산 유닛(120)이 아닌 보정 장치(180)에 위치될 수 있다.

컨트롤러(285)가 보정 프로세스를 작동시키는 제1 방법에서, 통신 모듈(281)은 감지 장치(110) 및/또는 연산 유닛(120)으로부터 입력 신호 측정을 수신한다. 컨트롤러(285)는 도 20의 방법(2000)을 이용하여 보정된 전류 측정을 계산할 수 있다. 보정된 전류 측정을 계산한 후에, 보정 장치(180)는 표시 및 다른 용도를 위해 연산 유닛(120)으로 보정된 전류 측정을 전달할 수 있다.

제2 방법에서, 컨트롤러(225)(도 2) 또는 컨트롤러(213)(도 2)과 같은 원격 프로세서는 보정 부하(1188)에 스위치 온/오프하도록 명령하고 이러한 컨트롤러(컨트롤러(225) 또는 컨트롤러(213))는 도 18의 보정 방법(1800)을 수행하며 도 20의 방법(2000)에서 설명된 바와 같이 보정된 전류 측정을 얻는다.

제2 방법이 보정 제어 시 컨트롤러(225)로 사용되는 경우, 컨트롤러(225)는 컨트롤러(285)로부터 통신 연결을 통해 메시지를 받는다. 일부 실시예에서, 컨트롤러(225)는 특정 시간 동안 보정 부하를 턴온하라는 메시지를 보낸다. 일부 실시예에서, 이러한 특정 시간은 하나 이상의 소정 시간으로부터 선택된다. 다른 실시예에서, 턴오프 메시지가 컨트롤러(285)에 의해 수신될 때까지 또는 타임아웃 타이머가 종료될 때까지 또는 보정 부하(1188)나 그 하우징이 너무 뜨겁다는 것을 나타내는 온도 센서(1186)가 활성될 때까지 보정 부하(1188)는 턴온 상태로 있는다.

다른 실시예에서, 컨트롤러(285)는 특정 시간 동안 보정 부하를 턴온하도록 독립적으로 결정한다. 일부 예에서, 컨트롤러(285)는, 동시에, 이전에 또는 이 후 시기에 컨트롤러(225)로 보정 부하(1188)가 켜져 있음을 표시하는 통지를 보내는 한편, 특정 시간 동안 보정 부하(1188)를 스위치 온/오프한다. 본 실시예에서, 컨트롤러(213)는 컨트롤러(285)로부터 수신된 메시지들 사이의 알려진 시간 오프셋을 사용하여 통신 연결을 통해 컨트롤러(285)로부터 수신된 메시지에 의해 표시되는 보정 부하(1188) 온/오프 시간에 보정 순서의 흐름을 동기화한다. 다른 예에서, 컨트롤러(285)는 컨트롤러(213 및/또는 225)(도 2)에 알려진 순서로 보정 부하(1188)를 스위치 온/오프한다.

도 11은 보정 장치(180)에 있는 스위칭된 부하(1105)의 일 예를 도시한다. 스위칭된 부하의 다른 가능한 구성은 도 14 내지 17에서 나타내었다.

특히, 도 14는 제3 실시예에 따른, 스위칭된 부하(1405)의 예를 도시한다. 스위칭된 부하(1405)는 (a) 스위치(1187 및 1442); 및 (b) 보정 부하(1188 및 1441)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 스위칭된 부하(1405)는 도 2 및 11의 보정 장치(180)의 스위칭된 부하(1105)를 대체한다.

본 실시예에서, 스위칭된 부하(1405)는 감지 장치(110)에 의해 측정되는 단일 전류 전달 전도체("선"으로 표지된 피더에서 분기 회로까지)의 측정을 보정하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 컨트롤러(285)는 보정 부하(1188 및 1441) 사이에서 스위칭할 수 있어서 보정 프로세스에서 사용하게 될 두 개의 서로 상이한 세트의 측정을 제공하게 된다. 다른 예에서, 스위칭된 부하(1405)는 셋 이상의 보정 부하의 셋 이상의 스위치를 포함할 수 있다.

도 15는 제4 실시예에 따른 스위칭된 부하(1505)의 예를 도시한다. 스위칭된 부하(1505)는 (a) 스위치(1587 및 1542); 및 (b) 보정 부하(1588 및 1541)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 스위칭된 부하(1505)는 도 2 및 11의 보정 장치(180)의 스위칭된 부하(1105)를 대체한다.

본 실시예에서, 스위칭된 부하(1505)는 감지 장치(110)에 의해 측정되는 두 개의 전류 전달 전도체("선1"및 "선2"로 표지된 피더에서 분기 회로까지)의 측정을 보정하도록 설계될 수 있다. 본 실시예에서, 두 개의 서로 다른 보정 부하(1588 및 1541)가 컨트롤러(285)로부터의 스위칭 신호의 제어 하에 개별 선 전도체와 중성 전도체 사이에서 스위칭될 수 있다. 컨트롤러(285)는 다음과 같이 보정 부하를 전기적으로 연결하는 스위칭 신호를 제어할 수 있다.

활성화된 스위치	연결된 보정 부하	효과
스위치(1587) 활성화	보정 부하(1541)	선1로 표지된 피더에서 분기 회로까지의 측정에 대한 보정을 허용
스위치(1542) 활성화	보정 부하(1588)	선2로 표지된 피더에서 분기 회로로까지의 측정에 대한 보정을 허용
스위치(1587 및 1542) 활성화	보정 부하(1541 및 1588)	선1 및 선2로 표지된 피더에서 분기 회로까지의 측정에 대한 보정을 허용
스위치(1587 또는 1542) 모두 비활성화	없음	없음

도 16은 제5 실시예에 따른 스위칭된 부하(1605)의 예를 도시한다. 스위칭된 부하(1605)는 (a) 스위치 (1687, 1642 및 1643); 및 (b) 보정 부하(1588 및 1541)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 스위칭된 부하(1605)는 도 2 및 11의 보정 장치(180)에 있는 스위칭된 부하(1105)를 대체한다.

본 실시예에서, 스위칭된 부하(1605)는 감지 장치(110)에 의해 측정되는 둘 이상의 전류 전달 전도체("선1" 및 "선2"으로 표지된 피더에서 분기 회로까지)의 측정을 보정하도록 또한 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 두 개의 서로 다른 보정 부하(1588 및 1541)는 스위칭되어 분상 전력 시스템에서 일반적인 것과 같이 보정 부하(1588 및 1541)가 중성 복귀와 함께 개별적으로, 또는 쌍으로 선1-선2 쌍에 연결될 수 있다. 컨트롤러(285)는 다음과 같이 보정 부하를 전기적으로 연결하는 스위칭 신호를 제어할 수 있다.

활성화된 스위치	연결된 보정 부하	효과
스위치(1643 및 1642) 활성화	중성 복귀가 있는 보정 부하(1541)	선1로 표지된 피더에서 분기 회로까지의 측정에 대한 보정을 허용
스위치(1643 및 1687) 활성화	중성 복귀가 있는 보정 부하(1588)	선2로 표지된 피더에서 분기 회로까지의 측정에 대한 보정을 허용
스위치(1643, 1642 및 1687) 활성화	중성 복귀가 있는 보정 부하(1541 및 1588)	선1 및 선2로 표지된 피더에서 분기 회로까지의 측정에 대한 보정을 허용
스위치(1642 및 1687)는 활성, 스위치(1643)는 비활성	선1과 선2 사이에서 직렬인 보정 부하(1541 및 1588)	단일 분상 보정 장치로부터 분상 전기 시스템의 보정을 허용
스위치(1643, 1642, 및 1687) 모두 비활성	없음	없음

도 17은 제6 실시예에 따른 스위칭된 부하(1705)의 예를 도시한다. 스위칭된 부하(1705)는 (a) 스위치(1787, 1742 및 1743); 및 (b) 보정 부하(1788)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 스위칭된 부하(1705)는 도 2 및 11의 보정 장치(180)의 스위칭된 부하(1105)를 대체한다.

실시예에서, 스위칭된 부하(1705)는 감지 장치(110)에 의해 측정되는 둘 이상의 전류 전달 전도체("선1" 및 "선2"으로 표지된 피더에서 분기 회로까지)의 측정을 보정하도록 또한 구성된다. 본 실시예에서, 분상 전력 시스템에서 일반적인 바와 같이 단일 보정 부하(1788)는 두 개의 전도체와 중성선의 보정을 가능하도록 스위칭된다. 스위치(1787 및 1743)는 단극 쌍투형(single pole double throw, SPDT) 스위치일 수 있다. 스위치(1787 및 1743)는 보정 부하(1788)와 같이 사용되어 분기 회로 전도체들의 다른 조합들을 연결할 수 있다. 스위칭된 부하(1705)는 단일 보정 부하를 채용함으로써 스위칭된 부하(1605)(도 16)와 비교하여 보다 저렴하게 구현될 수 있다. 컨트롤러(285)는 다음과 같이 보정 부하들을 전기적으로 연결하도록 스위칭 신호들을 제어할 수 있다.

활성화된 스위치	연결된 보정 부하	효과
스위치(1787)는 1위치에 있고, 스위치(1743)는 1위치에 있으며, 스위치(1742)는 1위치에 있음.	중성 복귀가 있는 보정 부하(1788)	선2로 표지된 피더에서 분기 회로까지의 측정에 대한 보정을 허용
스위치(1787)는 0위치에 있고, 스위치(1743)는 1위치에 있으며, 스위치(1742)는 1위치에 있음.	중성 복귀가 있는 보정 부하(1788)	선1로 표지된 피더에서 분기 회로까지의 측정에 대한 보정을 허용
스위치(1787)는 0위치에 있고, 스위치(1743)는 0위치에 있으며, 스위치(1742)는 1위치에 있음.	중성 복귀가 없는 선1과 선2 사이에서 직렬인 보정 부하(1788)	단일 분상 보정 장치로부터 분상 전기 시스템의 보정을 허용
스위치(1787)는 0 또는 1위치에 있고, 스위치(1743)는 0 또는 1위치에 있으며, 스위치(1742)는 0위치에 있음.(즉, 단절된 위치)	없음	없음

많은 예에서, 전기적 기반시설의 위상 라인(phase line) 모두 보정될 필요가 있다. 따라서, 도 11 및 14 내지 17의 보정 장치 중 하나는 제1 위상 지선 및 제2 위상 지선으로 연결될 필요가 있다. 도 2에서 나타낸 예에서, 보정 장치(180)는 제1 보정 장치이고 연산 유닛(120)은 제2 보정 장치를 포함한다. 다른 예들에서, 단일 보정 장치(예를 들어, 스위칭된 부하(1505, 1605, 또는 1705) 중 하나를 가지는 보정 장치)는 제1 및 제2 위상 지선 모두에 연결된 240 V 콘센트에 연결될 수 있다.

도 11 및 14 내지 17의 보정 장치 중 하나가 제1 위상 지선 및 제2 위상 지선 각각으로 연결된 실시예에서, 보정 장치는 서로, 감지 장치에, 그리고 연산 유닛과 통신할 수 있어야 한다. 통신의 몇 가지 다른 방법들이 구현될 수 있다. 예를 들어, 모든 보정 장치는 데이터를 수신하고 전송할 수 있다. 다른 예들에서, 하나의 보정 장치(예를 들어, 도 1의 보정 장치(180))는 데이터를 전송할 수 있고 제2 보정 장치(예를 들어, 도 2의 연산 유닛(120))는 데이터를 수신할 수 있다.

다른 실시예에서, 두 개의 보정 장치는 무선 통신 상태에 있을 수 있다. 예를 들어, 도 2의 통신 모듈(281)과 통신 모듈(221)은 라디오를 포함할 수 있다. 보정 장치들은 관찰된 60 Hz 사이클의 위상각을 다른 보정기에 보고함으로써 보정 장치들이 서로 다른 전기 위상 지선에 있는지 여부를 결정하도록 구성된다. 일부 예들에서, 하나의 보정 장치는 영점 교차가 전류 또는 전압에서 일어날 때 다른 보정 장치에 무선으로 보고할 수 있다. 보정 장치가 동일한 전기 위상 지선에서 설치되는 경우 수신된 무선 메시지에서의 중첩이 메시지 내에서 일어날 것이다. 만일 관찰된 영점 교차와 수신된 메시지 사이에 오프셋이 존재한다면, 보정 장치는 서로 다른 전기 위상 지선들에 설치된다.

동일하거나 다른 예에서, 보정 장치(180)(도 1) 상의 사용자 통신 장치(184)는 단일 적색/녹색 LED를 포함할 수 있다. 녹색 LED는 두 개의 보정 장치가 두 개의 서로 다른 위상에 정확하게 설치되었음을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 사용자는 처음 도 1의 보정 장치(180)(즉, 전송 보정 장치)를 임의의 콘센트 내로 설치한다. 그런 다음 사용자는 도 1의 연산 유닛(120)(즉, 수신 보정 장치)을 다른 콘센트 내로 설치한다. 사용자 통신 장치(184)의 LED는 모두 동일한 위상에 있음을 표시하도록 적색이 점등되거나 다른 위상 지선에 있는 경우 녹색이 점등될 수 있다. 사용자는 사용자 통신 장치(184)의 녹색 지시기가 나타내질 때까지 제2 보정기를 다른 콘센트로 이동시킬 수 있다.

다른 실시예들에서, 무선 통신은 감지 장치(110), 보정 장치(180) 및 연산 유닛(120) 사이에 또한 있을 수 있다. 본 실시예에서, 감지 장치(110)는 차단 패널의 두 개의 전기 위상을 검출할 수 있다. 보정 장치(180)가 그 전기 부하를 통해 순환함에 따라, 보정 장치(180)는 감지 장치(110)에 통지할 수 있고 감지 장치(110)는 어느 위상 보정 장치(180)가 연결되는지를 결정할 수 있다. 또한 연산 유닛(120)은 언제 그 부하 사이클을 시작하는 지를 감지 장치(110)에 보고할 수 있다. 감지 장치(110)는 어느 위상각에서 보정기가 두 개의 서로 다른 위상들에 설치됨을 추측하도록 이러한 변화들이 일어나는지를 관찰한다.

또 다른 예에서, 비무선 통신 방법이 보정 장치(180) 및 연산 유닛(120) 간의 통신에 사용될 수 있다. 이러한 예들에서, 통신 모듈(221 및/또는 281)은 신호 주입기 및/또는 신호 수신기를 포함할 수 있다. 이 예에서, 보정 장치(180)와 연산 유닛(120)은 전력 기반시설을 통해 신호를 보낼 수 있다. 예를 들어, 단순한 1kHz(킬로헤르쯔) 발신음이 사용될 수 있다. 동일하거나 다른 예들에서, 신호는 전력 기반시설의 하나 이상의 전도체로 주입되는 진폭 변조 전압으로 구성된다. 다른 실시예에서, 신호는 전력 기반시설로부터 뽑아낸 진폭 변조 전류로 구성된다. 또 다른 실시예에서, 신호는 주파수 변조 전압 또는 전류로 구성된다. 일 실시예에서, 연산 유닛(120)은 신호의 송신기로서 지칭될 수 있고, 반면 보정 장치(180)는 수신기로서 지칭될 수 있다. 보정 장치(180)가 콘센트에 연결될 때, 사용자 통신 장치(184)는 제1 장치에 의해 전송되는 신호의 존재를 검출할 수 없다면 녹색 LED를 점등할 수 있다. 만일 보정 장치(180)와 연산 유닛(120)이 별도의 위상 지선들에 연결된다면, 보정 장치(180) 및 연산 유닛(120)은 다른 것에 의해 전력 기반 시설에 위치되는 신호들을 검출할 수 없다.

만일 보정 장치(180)가 신호를 검출한다면, 적색 빛이 두 보정 장치가 동일한 위상에 있음을 나타낼 수 있다. 이 때, 사용자는 보정 장치(180) 또는 연산 유닛(120) 중 어느 하나를 다른 콘센트로 이동시키도록 지시 받을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 신호 주입기 및/또는 수신기를 포함하는 통신 모듈(221 및 281) 대신에, 통신 모듈(221 및 281)은 보정 장치(180) 및 연산 유닛(120)이 전력 기반시설을 통해 통신할 수 있도록 하는 전력선 통신(PLC) 모듈을 포함할 수 있다.

다른 실시예로 돌아가, 도 18은 실시예에 따라 전기적 모니터링 시스템을 보정하는 방법(1800)의 실시예에 대한 순서도를 도시한다. 방법(1800)은 단지 예시적이고 본원에서 제공된 실시예로 제한되지 않는다. 방법(1800)은 본원에서 특별하게 묘사되지 않거나 기술되지 않은 많은 다른 실시예들 또는 예들에서 채용될 수 있다. 일부 실시예에서, 방법(1800)의 단계, 절차 및/또는 공정은 제공된 순서로 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 방법(1800)의 단계, 절차 및/또는 공정은 임의의 다른 적절한 순서로 수행될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 방법(1800)에서의 단계, 절차 및/또는 공정 중 하나 이상은 결합되거나 생략될 수 있다.

방법(1800)은 감지 장치를 보정하는 일반적인 방법을 설명하는 것으로 고려될 수 있다. 이러한 방법은 도 20의 방법(2000)에서 건축물의 전력 기반시설에서 예측 전류를 계산하도록 사용될 수 있는 하나 이상의 보정 계수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 아래에서 설명된 방법은 다음과 같은 점들을 제외하고는 패널(196)(도 1) 상의 감지 장치(110)의 위치에 관계없이 보정 계수를 정확하게 계산하도록 사용될 수 있다: (a) 전류 센서(211)(도 2)가 주 전력 전도체(193 및 194)(도 1)로부터 상당히 멀리 떨어져 위치되어 주 전력 전도체(193 및 194)로부터 거의 분별할 수 없는 신호가 측정되는 경우; 그리고 (b) 모든 전류 센서(211)(도 2)가 중성 전력 전도체(195)(도 1)에 매우 가까이 위치되고 전력 전도체(193 및 194)와는 멀리 떨어져 있는 경우.

도 18의 방법(1800)은 하나 이상의 제1 기선 측정을 수득하고 저장하는 단계(1860)를 포함한다. 일부 예에서, 감지 장치(110)(도 2)는 전류 센서(211)(도 2)를 이용하여 제1 기선 측정을 얻기 위해 사용될 수 있다. 이러한 제1 기선 측정은 전력을 끌어내는 전기 장치로 인해 전력 전도체(193 또는 194)(도 1) 중 적어도 하나에서 흐르는 공칭 전류를 포함할 수 있다. 또한, 모든 센서(예를 들어, 센서들(641 및 642)(도 6) 또는 센서들(941₁, 941₂,... 941_N (도 9))에서, 진폭 및 위상 측정이 이루어질 수 있다. 각 진폭 값, L,은 L_old _-N의 이름으로 저장되고 각 위상값, Φ는 Φ_old _-N의 이름으로 저장되는데, 여기서 N은 센서의 번호이다. 일부 예에서, 제1 기선 측정은 제1 위상 지선 및 제2 위상 지선 모두에서 이루어진다.

일부 예에서, 단계(1860)는 또한 전압의 진폭 및 위상각을 결정하는 것을 포함한다. 전압 위상각은 전류 위상각을 계산하는 데 도움이 되도록 사용될 수 있다. 일부 예에서, 도 2의 전압 센서(228)는 전압의 위상각을 결정하도록 사용될 수 있다.

이어서, 도 18의 방법(1800)은 제1 공지의 보정 부하를 제1 위상 지선에 일시적으로 연결하는 단계(1861)를 포함한다. 일부 예에서, 보정 장치(180)(도 1 및 11)는 각각 도 11, 14, 15, 16, 및 17의 스위칭된 부하(1105, 1405, 1505, 1605 또는 1705)의 보정 부하 중 하나를 각각 연결할 수 있다.

다음으로, 도 18의 방법(1800)은 제1 위상 지선에서 하나 이상의 제1 보정 측정을 얻고 저장하는 단계(1862)를 포함한다. 일부 예에서, 감지 장치(110)(도 2)는 전류 센서(211)(도 2)로부터 제1 보정 측정을 얻도록 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 각각 도 11, 14, 15, 16 및 17의 스위칭된 부하 (1105, 1405, 1505, 1605, 또는 1705)로부터 공지의 보정 부하가 제1 위상 지선(예를 들어, 도 15 내지 17에서 선1)으로 연결되는 동안 제1 보정 측정이 수행될 수 있다. 제1 공지의 보정 부하는 공지 전류 L_cal _- ₁를 끌어당긴다. 이러한 제1 보정 측정은 전력과 제1 공지의 보정 부하를 끌어당기는 가전제품들로 인해 전력 전도체(193 또는 194)(도 1) 중 적어도 하나에 흐르는 공칭 전류를 포함할 수 있다.

예를 들어, 모든 센서(예를 들어, 센서(641 및 642)(도 6) 또는 센서(941₁, 941₂,... 941_N)(도 9))에서, 진폭 및 위상각 측정이 이루어진다. 각 진폭 측정값, L,은 L_new _-N-1과 같은 이름으로 저장되고 각 위상각 측정값, Φ은 Φ_new _-N-1과 같은 이름으로 저장되는데, 여기서 N은 센서의 숫자이다.

일부 예에서, 단계(1862)는 또한 전압의 진폭과 위상각을 결정하는 단계를 포함한다. 전압 위상각은 전류 위상각을 계산하는 데 도움이 되도록 사용될 수 있다. 일부 예에서, 도 2의 전압 센서(228)는 전압의 위상각을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

도 18의 방법(1800)은 제1 공지의 보정 부하와 연결을 끊는 단계와 제2 공지의 보정 부하를 제2 위상 지선에 일시적으로 연결하는 단계(1863)로 계속된다. 일부 예에서, 보정 장치(180)(도 1 및 11)는 각각 도 14, 15 및 16의 스위칭된 부하(1405, 1505, 또는 1605) 의 보정 부하들 중 하나로 연결될 수 있다. 일부 예에서, 제2 공지의 보정 부하는 제2 위상 지선(예를 들어, 도 15 내지 17에서의 선2)에 연결된다.

이어서, 도 18의 방법(1800)은 제2 위상 지선에서 제2 보정 측정을 얻고 저장하는 단계(1864)를 포함한다. 일부 예에서, 감지 장치(110)(도 2)는 전류 센서(211)(도 2)로부터 제2 보정 측정을 얻도록 사용될 수 있다. 이러한 제2 보정 측정은 전력과 제2 공지의 보정 부하를 끌어당기는 가전제품으로 인해 전력 전도체(193 또는 194)(도 1) 중 적어도 하나에서 흐르는 공칭 전류를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 공지의 보정 부하가 제2 위상 지선(예를 들어, 도 15 내지 17에서 선2)에 연결되는 동안 제2 보정 측정이 수행된다. 제2 공지의 보정 부하는 공지 전류 L_cal-2를 끌어당길 것이다.

예를 들어, 모든 센서(예를 들어, 센서(641 및 642)(도 6) 또는 센서(941₁, 941₂,... 941_N)(도 9))에서, 진폭 및 위상각 측정이 이루어진다. 각 진폭 측정값, L,은 L_new _-N-2와 같은 이름으로 저장되고 각 위상각 측정값, Φ은 Φ_new _-N-2와 같은 이름으로 저장되는데, 여기서 N은 센서의 숫자이다.

일부 예에서, 단계(1864)는 또한 전압의 진폭과 위상각을 결정하는 단계를 포함한다. 전압 위상각은 전류 위상각을 계산하는 데 도움이 되도록 사용될 수 있다. 일부 예에서, 도 2의 전압 센서(228)는 전압의 위상각을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

다음으로, 도 18에서의 방법(1800)은 전력 전도체(193, 194 및/또는 195)(도 1)로부터의 공지의 보정 부하(즉, 제2 보정 부하)와의 연결을 끊는 단계(1865)를 포함된다.

도 18의 방법(1800)은 하나 이상의 제2 기선 측정을 얻고 저장하는 단계(1866)로 계속된다. 일부 예에서, 감지 장치(110)(도 2)는 전류 센서(211)(도 2)로부터 제2 기선 측정을 얻도록 사용될 수 있다. 이러한 제2 기선 측정은 전력을 끌어당기는 가전제품으로 인해 전력 전도체(193 또는 194)(도 1) 중 적어도 하나에서 흐르는 공칭 전류를 포함할 수 있다. 이러한 제2 기선 측정값의 목적은 단계(1861)에서 관찰되는 기선 부하가 보정 프로세스 중 변하지 않도록 보장하는 것이다. 만일 단계(1866)에서의 측정이 소정의 양 이내에서 (1861)로부터의 측정과 동일하다면, 단계(1866)로부터의 측정은 폐기될 수 있다. 만일 단계(1866)에서의 측정이 소정의 양을 벗어난다면, (1861)로부터의 측정은 폐기될 수 있다. 다른 예에서, 단계(1866)는 생략될 수 있다.

일부 예에서, 단계(1866)는 또한 전압의 진폭과 위상각을 결정하는 단계를 포함한다. 전압 위상각은 전류 위상각을 계산하는 데 도움이 되도록 사용될 수 있다. 일부 예에서, 도 2의 전압 센서(228)는 전압의 위상각을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

이어서, 도 18의 방법(1800)은 보정 계수를 결정하는 단계(1867)를 포함한다. 일부 예에서, 단계(1867)는 감지 장치(110)(도 1)의 보정 인자들을 풀기 위해 센서 보정식(들)을 기선 측정과 보정 측정에 적용하여, 감지 장치(110)에 의해 감지되는 적어도 하나의 전도체에서 보정된 전류 측정을 만드는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 보정 계산 모듈(229)(도 2)은 아래에서 설명되는 바와 같은 보정 계수들을 결정할 수 있다.

도 19는 제1 실시예에 따라, 보정 계수들을 결정하는 단계(1867)의 예시적 실시예에 대한 순서도를 도시한다. 일부 예에서, 단계(1867)는 대체로 보정 계수, Φ_M, K₁, K₂, Y₁, and Y₂ 를 계산하는 것을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 다른 보정 계수들이결정될 수 있다.

도 19를 참조하여, 단계(1867)는 제1 위상 지선에 대한 잠재 보정 계수를 결정하는 절차(1971)를 포함한다. 일부 예에서, 1 에서 N까지 각 센서에 대해(여기서 N은 전류 센서의 숫자), 절차(1971)는 L_old _-N,Φ_old _-N, L_cal _-1,L_new _-N-1,및 Φ_new-N-을 이용하여 X_N _-1과 Φ_M-N-1을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 여기서:

이고

또한, 일부 예에서, Φ_M-N-1> 180°이면 Φ_M-N-1= Φ_M-N-1 - 180°이고

X_N _-1 = X_N _-1*(-1)

도 19의 단계(1867)는 제2 위상 지선에 대한 잠재 보정 계수를 결정하는 절차(1972)로 계속된다. 일부 예에서, 1 에서 N까지 각 센서에 대해, 절차(1972)는 L_old-N,Φ_old _-N, L_cal _-2,L_new _-N-2,및 Φ_new _-N-2을 이용하여 X_N _-2과 Φ_M-N-2을 계산하는 것을 포함할 수 있다.

여기서:

이고

또한, 일부 예에서, Φ_M-N-2> 180°이면 Φ_M-N-2= Φ_M-N-2 - 180°이고

X_N _-2 = X_N _-2*(-1)

이어서, 도 19의 단계(1867)는 측정의 유효성을 확인하는 절차(1973)를 포함한다. 절차(1973)에서, 1부터 N의 각 센서에 대해 소정의 오차범위(예를 들어, 0.1%, 1%, 5%, 10%, 또는 20%) 내에서 Φ_M-N-1= Φ_M-N-2이면, 센서에 대한 측정은 유지된다. 만일 소정의 오차범위 내에서 Φ_M-N-1≠ Φ_M-N-2이면, 그 센서에 대한 위상각은 폐기된다.

다음으로, 도 19의 단계(1867)는 절차(1973)에서 폐기되지 않는 센서에 대한 Φ_M-N-1을 위해 확률 모드, Φ_mode를 결정하는 절차(1974)를 포함한다. 일부 예에서, 확률 모드는 절차(1973)에서 폐기되지 않는 센서들에 대한 소정의 오차범위 내에서 가장 빈번하게 일어나는 위상각이다.

도 19의 단계(1867)는 보정 계수의 제1 부분을 결정하는 절차(1975)로 계속된다. 일부 예에서, 잔여 센서들로부터, 절차(1975)는 가장 높은 값인 X_N _-1을 가지는 센서를 선택하는 것을 포함하고, X_N _-1= K₁이고 X_N _-2= K₂이고 Φ_M-N-1= Φ_M-K로 값을 부여한다. 이러한 선택된 센서는 이후로부터 센서 K라 칭할 것이다. 센서 K는 단계(1867)의 나머지에 대해 사용 가능한 센서 후보들의 리스트로부터 폐기될 수 있다.

이어서, 도 19의 단계(1867)는 보정 계수의 제2 부분을 결정하는 절차(1976)를 포함한다. 일부 예에서, 잔여 센서들로부터, 절차(1976)는 가장 높은 값인 X_N _-2을 가지는 센서를 선택하는 것을 포함하고, X_N _-2= Y₁이고 X_N _-2= Y₂이고 Φ_M-N-2= Φ_M-Y로 값을 부여한다. 이러한 선택된 센서는 이후로부터 센서 Y라 할 것이다.

다음으로, 도 19의 단계(1867)는 보정 계수의 제3 부분을 결정하는 절차(1977)를 포함한다. 일부 예에서, Φ_M 은 다음과 같이 계산된다:

Φ_{M =}[Φ_M-Y + Φ_M-K] / 2

위의 보정 계수를 결정하기 위해 사용되는 공식의 예는 단지 예시적이다. 다른 예에서, 다른 공식(예를 들어, 선형식, 비선형식, 이차식, 및/또는 반복 함수식)이 동일하거나 다른 보정 계수를 계산하기 위해 사용될 수 있다.

예를 들어, 감지 장치는 센서(및 결정된 예측 전류)만을 이용하여 보정될 수 있다. 본 예에서, 센서는 주 전력 전도체들(193 및 194)(도 1)로부터의 자기장이 센서에서 대칭이 되는 지점에 위치된다. 즉, 주 전력 전도체들(193 및 194)(도 1)로부터의 자기장이 센서에서 대칭이 된다 또한, 본 예에서, 센서 Z는 중성 복귀 전도체를 나타내는 주 전력 전도체(195)(도 1)로부터의 자기장이 작고 무시될 수 있는 위치에 있다.

자기장이 대칭인 이러한 지점에서의 센서를 센서 Z라고 부르도록 한다. 본 예에서, 센서 Z에서 측정된 전류는 L_z = K_Z * L_predicted 이다.

이 식에서, L_z는 센서 Z에 의해 측정되는 전류이고, K_z는 상수이고 L_predicted는 제1 위상 지선과 제2 위상 지선에서 예측 결합된 전류이다.

본 예에서, 단계(1860 또는 1866)에서 센서 Z에서 만들어지는 기선 전류 측정은 L_z _- _baseline으로 저장될 수 있다. 센서 Z에서 만들어지는 제1 보정 측정은 L_z _- _cal으로 저장될 수 있고 제1 공지의 보정 부하의 전류는 ΔP일수 있다. 이 예에서, K_z는 다음과 같이 계산될 수 있다:

K_z = (L_z _- _cal - L_z _- _baseline) / ΔP

다른 예들에서, 셋 이상의 보정 측정을 요구하는 다른 보정식이 사용될 수 있다. 이러한 예들에서, 단계들(1861 내지 1866)(도 18)은 서로 다른 보정 부하로 필요한 만큼 많은 횟수로 반복될 수 있어서 필요한 수만큼의 보정 지점을 얻게 된다.

절차(1977)가 종료된 후, 보정 계수를 계산하는 단계(1867)가 완료된다.

도 18을 다시 참조하면, 도 18의 방법(1800)은 보정 계수를 저장하는 단계(1868)로 계속된다. 일부 예들에서, 보정 계수들은 도 1 및 2의 연산 유닛(120)의 메모리(226)에 저장될 수 있다. 동일하거나 다른 예들에서, 보정 계수들은 도 1의 감지 장치(110) 및/또는 보정 장치(180)의 메모리에 저장될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 보정 계수들은 저장과 사용을 위해 원격 서버로 전송될 수 있다. 단계(1868) 이후에, 방법(1800)은 완료된다.

도 20은 전력 전도체들에서 예측 전류를 결정하는 방법(2000)의 실시예에 대한 순서도를 도시한다. 방법(2000)은 단지 예시적인 것이고 본원에서 제공되는 실시예들로 제한되지 않는다. 방법(2000)은 본원에서 특별하게 묘사되거나 설명되지 않는 많은 다른 실시예들 또는 예들에서 채용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법(1800)의 단계, 절차 및/또는 공정은 제공된 순서로 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 방법(2000)의 단계들, 절차들, 및/또는 공정은 임의의 다른 적절한 순서로 수행될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 방법(2000)에서 하나 이상의 단계들, 절차들 및/또는 공정들은 결합되거나 생략될 수 있다

방법(2000)은 전력 전도체에서 사용되는 예측 전력(및/또는 전류)을 결정하는 일반적인 방법을 설명한다. 이 방법은 건축물의 전력 기반시설에서 예측 전류를 결정하기 위해 몇 가지 소정의 보정 계수들(도 18의 방법(18) 참조)을 이용하는 것을 포함한다. 아래에서 설명되는 방법은 다음의 점들을 제외하고는 패널(196)(도 1)감지 장치(110)(도 1)의 위치에 관계없이 예측 전류를 정확하게 계산하기 위해 사용될 수 있다: (a) 전류 센서(211)(도 2)가 주 전력 전도체(193 및 194)(도 1)로부터 상당히 멀리 떨어져 위치되어 거의 분별할 수 없는 신호가 측정되는 경우; 그리고 (b) 모든 전류 센서(211)(도 2)가 중성 전력 전도체(195)(도 1)에 매우 가까이 위치되고 전력 전도체(193 및 194)와는 멀리 떨어져 있는 경우. 일부 예들에서, 방법(2000)은 전력 기반시설의 각각의 지선(예를 들어, 제1 및 제2 위상 지선들)에서 (전력을 제공하는 전기 회사에 의해 보고되는 것과 같은) 예측 전류, L₁ _- _predicted 및 L₂ _- _predicted를 계산하는 단계를 광범위하게 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 도 18의 방법(1800) 및 방법(2000)은 전력 소비 측정 장치를 사용하는 방법을 만들기 위해 결합될 수 있다. 대안적으로, 방법(2000)과 결합된 도 18의 방법(1800)은 전력 전도체들에서 예측 전류(및/또는 전력)를 결정하는 방법으로 고려될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 방법(1800)은 보정 계수들을 결정하기 위해 한번 수행될 수 있고 방법(2000)은 다양한 시간에 건축물의 부하에 의해 사용되는 예측 전류(및/또는 전력)를 결정하기 전에 반복적으로 수행될 수 있다.

도 20을 참조하면, 방법(2000)은 제1 전류 센서를 이용하여 제1 세트의 측정을 수행하는 단계(2061)를 포함한다. 다양한 실시예에서, 전류 센서들(211)(도 2) 중 하나가 제1 세트의 측정을 수행하도록 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 단계(2061)은 센서 K에서 진폭 및 위상각을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 진폭 측정값은 L_k라는 이름으로 저장될 수 있고 위상각 측정값은 Φ_k라는 이름으로 저장될 수 있다.

일부 예들에서, 단계(2061)은 전압의 진폭과 위상각을 결정하는 것을 또한 포함한다. 전압 위상각은 전류 위상각을 계산하는 데 도움이 되도록 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 도 2의 전압 센서(228)는 전압의 위상각을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

이어서, 도 20의 방법(2000)은 제2 전류 센서를 이용하여 제2 세트의 측정을 수행하는 단계(2062)를 포함한다. 다양한 실시예에서, 전류 센서들(211)(도 2) 중 하나가 제1 세트의 측정을 수행하도록 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 단계(2063)은 센서 Y에서 전류의 진폭 및 위상각을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 진폭 측정값은 L_Y라는 이름으로 저장될 수 있고 위상각 측정값은 Φ_Y라는 이름으로 저장될 수 있다.

일부 예들에서, 단계(2062)는 전압의 진폭과 위상각을 결정하는 것을 또한 포함한다. 위에서 설명한 바와 같이, 전류 위상각은 센서에 의해 측정되는 위상각에서 전압 위상각을 뺀 것과 같다. 일부 예들에서, 도 2의 전압 센서(228)는 전압의 위상각을 결정하도록 사용될 수 있다.

다음으로, 도 20의 방법(2000)은 제1 위상 지선에서 사용되는 예측 전력을 결정하는 단계(2063)를 포함한다. 일부 예들에서, 단계(2063)은 보정 계수들인 Φ_M,K₁, K₂, Y₁, 및 Y₂을 이용하여 제1 위상 지선의 진폭 L₁을 결정하는 것과 제1 위상 지선의 위상각 Φ₁을 결정하는 것을 포함할 수 있는데, 여기서:

이고

이다.

일부 예들에서, 제1 위상 지선에서의 예측 전력 P₁ _- _predicted은 전기 회사에 의해 보고되는 제1 위상 지선에서의 전력일 수 있다. 일부 실시예들에서 제1 위상 지선에서 예측 전류 L₁ _- _predicted는

P₁ _- _predicted = V*L₁*Cos(Φ₁)

이고, 여기서 V는 단계(2062)에서 측정되는 전압이다.

도 20에서 방법(2000)은 제2 위상 지선에서 사용되는 예측 전력을 결정하는 단계(2064)로 계속된다. 일부 예들에서, 단계(2064)는 보정 계수들인 Φ_M,K₁, K₂, Y₁, 및 Y₂을 이용하여 제2 위상 지선의 진폭 L₂을 결정하는 것과 제2 위상 지선의 위상각 Φ₂을 결정하는 것을 포함할 수 있는데, 여기서

이고

이다.

일부 예들에서, 제2 위상 지선에서 예측 전력 P₂ _- _predicted은 전기 회사에 의해 보고되는 것과 같이 제2 위상 지선에서의 전력일 수 있다. 일부 실시예들에서 제2 위상 지선에서의 예측 전류 P₂ _- _predicted는

P₂ _- _predicted = V*L₂*Cos(Φ₂)

이고, 여기서 V는 단계(2062)에서 측정되는 전압이다.

감지 장치가 오직 하나의 센서 Z만을 사용하는 제2 예에서, 예측 전력 P_predicted를 결정하는 것은 비교적 단순하다. 이러한 예에서, 센서 Z는 주 전력 전도체(193 및 194)(도 1)로부터의 자기장이 센서 Z에서 대칭이 되는 위치에 배치되고, 센서 Z는 주 전력 전도체(195)(도 1)로부터의 자기장이 작아서 무시될 수 있는 정도인 위치에 있다. 이 예에서, 센서 Z에서 측정되는 전력은 아래와 같이 계산될 수 있다.

P_predicted = V * L_z /K_Z

여기서 V는 단계(2062)에서 측정되는 전압이고, L_Z는 단계(2061)에서 센서 Z에 의해 측정되는 전류이며, K_Z는 상수(도 18의 단계(1867)에서 이미 결정됨)이다.

도 20에서 방법(2000)은 제1 및 제2 위상 지선에서 예측 전류의 사용 및/또는 보고 단계(2065)로 계속된다. 총 예측 전력 P_predicted는 제1 위상 지선에서 예측 전력과 제2 위상 지선에서 예측 전력의 합이다.

P_predicted = P₂ _- _predicted + P₁ _- _predicted

일부 예들에서, 건축물에서 부하에 의해 사용되는 전력(즉, P_predicted)은 연산 유닛(120)(도 1 및 2)의 사용자 통신 장치(134)에서 사용자에게 표시될 수 있다. 다른 예들에서, 사용되는 전력(및/또는 예측 전류)은 전력을 제공하는 전기 회사에 전달될 수 있거나 또는 다른 단체에 보고될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 예측 전류는 관찰되는 전류 및 전압 사이의 단계 변화와 위상각에 기초하여 부하 분산에 사용될 수 있다. 연산 유닛(120)은 건축물에서의 하나 이상의 전기 장치에 대한 단계 변화(전류의 증가 또는 감소)를 결정하고 할당하여 그 사용량을 나타낼 수 있다. 추가적인 분산이 각 위상 지선에서의 전류 데이터로부터 120 V 및 240 V 가전제품의 유무를 관찰함으로써 이루어질 수 있다. 집중 전류 단계 변화뿐만 아니라, 각 개별 위상 지선에서의 단계 변화들은 다른 부하 또는 가전제품(즉, 빌딩에서의 다른 위치에 설치된 유사한 부하들)의 존재를 추가로 식별하게 된다. 장치의 내부 리액턴스로 인해 나타나는 위상각에서의 변화는 유도성 부하(즉, 팬, 모터, 전자파, 컴프레서)의 식별을 가능하게 한다. 예측되는 리액턴스가 필요하지는 않지만, 관측되는 원래의 위상각들은 그것들이 연역적으로 장치와 관련되어 있는 한 경험상 충분하다. 일부 예들에서, 전력 기반시설에서의 전류 소비에 있어 순간적 변화는 가정용 가전제품을 특징 지우는 장치의 시작 특성을 구성할 수 있다. 이러한 기술은 알려지지 않은 부하들을 분류하기 위해 시작 신호의 알려진 자료집에서 템플릿 매칭(template matching)을 사용하는 것을 포함한다. 이러한 특징적 공간은 장치가 중복되는 카테고리들에 대해 매우 덜 민감하고 유사한 부하 특성을 가진 많은 장치들을 분리시킬 수 있다. 예를 들어, 유사한 유효 및 무효 전력 소비를 가지는 두 모터들은 다른 시작 특성들을 높게 나타내어, 이에 따라서 분산될 수 있다. 이러한 접근은 큰 전류 부하를 소비하거나 또는 적어도 시작 중 큰 전류를 소비하는 전기 장치에 대해 적절할 수 있다. 이러한 단계들을 사용하여, 전력 기반시설에서의 부하들은 분산될 수 있다.

단계(2065) 후에, 방법(2000)이 완료된다.

도 21은 실시예에 따라, 주 전력 전도체(193, 194, 및 195)(도 1)에 대한 두 전류 센서들의 제1 위치의 예를 도시한다. 도 21에서 나타낸 두 전류 센서들의 위치는 도 18의 보정 방법(1800)과 도 20의 전류 결정 방법(2000)을 시험하기 위해 사용되었다. 주 전력 전도체(193, 194, 195)(도 1)에 연결된 부하들을 무작위로 스위치 온/오프하였다. 부하를 무작위로 스위치 온/오프하는 동안, 실제 전류는 전류 모니터를 이용하여 모니터링되었다. 예측 전류는 또한 측정이 두 전류 센서들에 의해 이루어진 후에 도 18 및 20의 방법들(1800 및 2000)을 이용하여 계산되었다. 도 22는 측정된 전류 대비 도 18 및 20의 방법들에 의해 예측 전류를 비교하는 그래프를 도시한다. 도 22에서 나타낸 바와 같이, 예측 전류들은 측정된 전류들과 가깝게 나타난다.

도 23은 실시예에 따라, 주 전력 전도체(193, 194, 및 195)(도 1)에 대한 두 전류 센서들의 제2 위치의 예를 도시한다. 도 23에서 나타낸 두 전류 센서들의 위치는 또한 도 18의 보정 방법(1800)과 도 20의 전류 결정 방법(2000)을 시험하기 위해 사용되었다. 주 전력 전도체(193, 194, 195)(도 1)에 연결된 부하들은 무작위로 스위치 온/오프하였다. 부하를 무작위로 스위치 온/오프하는 동안, 실제 전류는 전류 모니터를 이용하여 모니터링되었다. 예측 전류는 또한 측정이 두 전류 센서에 의해 이루어진 후에 방법들(1800 및 2000)을 이용하여 계산되었다. 도 24는 측정된 전류 대비 도 18 및 20의 방법들에 의해 예측 전류를 비교하는 그래프를 도시한다. 도 24에서 나타낸 바와 같이, 예측된 전류들은 측정된 전류들과 가깝게 나타난다.

본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 다양한 변화들이 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 이루어 질 수 있음이 당업자들에 의해 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예의 내용은 본 발명의 범위를 설명하기 위한 것으로 의도되며 제한을 하는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 요구되는 정도로만 제한되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 당업자들에게, 도 18의 단계들(1860, 1861, 1862, 1863, 1864, 1865, 1866, 1867, 및 1868), 도 17의 절차들(1971, 1972, 1973, 1974, 1975, 1976, 및 1977) 및 도 20의 단계들(2061, 2062, 2063, 2064, 및 2065)은 많은 다른 단계들, 절차들로 구성될 수 있고, 많은 다른 모듈들에 의해 도 1의 임의의 요소가 변형될 수 있는 많은 다른 순서로 수행될 수 있음이 분명할 것이며, 또한 이러한 실시예들의 어떤 전술한 설명이 모든 가능한 실시예들에 대한 완전한 설명을 필연적으로 나타내는 것이 아님이 분명할 것이다.

어떠한 특정한 청구항에 청구된 모든 구성요소들은 그 특정 청구항에서 청구된 실시예에는 필수적이다. 따라서, 하나 이상의 청구된 구성요소의 대체는 수리가 아닌 재구성을 이룬다. 또한, 혜택, 다른 장점 및 문제에 대한 해결책이 구체적인 실시예와 관련하여 설명되었다. 그러나, 혜택, 장점, 문제에 대한 해결책, 그리고 이러한 혜택, 장점, 해결책을 발생하도록 하거나 보다 확연해 질 수 있도록 하는 어떠한 구성요소 또는 구성요소들은 그러한 혜택, 장점, 해결책 또는 구성요소들이 청구범위에 언급되지 않는 한 청구범위의 전부 또는 일부의 중요한, 필요한, 또는 필수적 특징이나 구성요소로 해석 되어서는 안 된다.

더욱이, 본원에 개시된 실시예 및 제한들은, 이 실시예 및/또는 제한들이 (1) 청구범위에 분명히 청구되지 않고, (2) 균등론에 따라 청구범위에서 표현된 구성요소 및/또는 제한들에 균등하거나 잠재적으로 균등한 경우에는, 공중에 대한 기부에 의한 제한 원칙에 따라 공중에 바쳐지는 것은 아니다.

Claims

건축물의 전력 기반시설을 위한 하나 이상의 주 전기 공급 전도체의 적어도 일부 상에 놓인 회로 차단 박스의 표면에 기계적으로 연결된, 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법으로서,
상기 전력 소비 측정 장치에 있는 하나 이상의 센서를 이용하여 하나 이상의 주 전기 공급 전도체로부터 하나 이상의 제1 자기장 측정값을 결정하는 단계;
상기 하나 이상의 제1 자기장 측정값을 결정한 후, 상기 전력 기반시설에 제1 보정 부하를 전기적으로 연결하는 단계;
상기 제1 보정 부하가 상기 전력 기반시설에 전기적으로 연결되어 있는 동안, 상기 전력 소비 측정 장치에 있는 상기 하나 이상의 센서를 이용하여 상기 하나 이상의 주 전기 공급 전도체로부터 하나 이상의 제2 자기장 측정값을 결정하는 단계;
상기 하나 이상의 제1 자기장 측정값과 상기 하나 이상의 제2 자기장 측정값을 적어도 일부 이용하여 상기 전력 소비 측정 장치를 보정하는 단계로서, 상기 하나 이상의 제1 자기장 측정값과 상기 하나 이상의 제2 자기장 측정값을 적어도 일부 이용하여 상기 전력 소비 측정 장치에 대한 하나 이상의 제1 보정 계수를 결정하는 단계를 포함하는 상기 전력 소비 측정 장치를 보정하는 단계;
상기 전력 소비 측정 장치를 보정한 후, 상기 전력 소비 측정 장치에 있는 하나 이상의 센서를 이용하여 상기 하나 이상의 주 전기 공급 전도체로부터 하나 이상의 제3 자기장 측정값을 결정하는 단계; 및
적어도 상기 하나 이상의 제3 자기장 측정값과 상기 하나 이상의 보정 계수를 이용하여 상기 건축물의 전력 기반시설에 의해 사용되는 전력을 결정하는 단계를 포함하는
전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 전력 기반시설에 제2 보정 부하를 전기적으로 연결하는 단계; 및
상기 제2 보정 부하가 상기 전력 기반시설에 전기적으로 연결되어 있는 동안, 상기 전력 소비 측정 장치에 있는 하나 이상의 센서를 이용하여 하나 이상의 제4 자기장 측정값을 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 전력 소비 측정 장치를 보정하는 단계는
상기 하나 이상의 제1 자기장 측정값, 상기 하나 이상의 제2 자기장 측정값 및 상기 하나 이상의 제4 자기장 측정값을 적어도 일부 이용하여 상기 전력 소비 측정 장치에 대한 상기 하나 이상의 제1 보정 계수를 결정하는 단계를 포함하는
전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 제2 보정 부하를 전기적으로 연결하기 전에 상기 전력 기반시설로부터 상기 제1 보정 부하의 연결을 해제하는 단계를 더 포함하는, 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서는 제1 센서를 포함하며; 그리고
상기 하나 이상의 센서 중 제1 센서는 하나 이상의 주 전기 공급 전도체와 관련되어 위치되어서 상기 전력 기반시설의 제1 위상 지선과 제2 위상 지선의 자기장이 상기 하나 이상의 센서 중 제1 센서에서 대칭이 되는, 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력을 결정하는 단계는
적어도 상기 하나 이상의 제3 자기장 측정값, 상기 하나 이상의 보정 계수, 및 상기 건축물의 전력 기반시설에서의 전압 강하를 이용하여 상기 건축물의 전력 기반시설에 의해 사용되는 전력을 결정하는 단계를 포함하는, 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 보정 계수를 결정하는 단계는
상기 하나 이상의 제1 보정 계수를 결정하기 위해 하나 이상의 센서 보정식에서 상기 하나 이상의 제1 자기장 측정값과 상기 하나 이상의 제2 자기장 측정값을 이용하는 단계를 포함하는, 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 자기장 측정값은 전류 측정과 전류의 위상각 측정을 포함하고;
전류의 상기 위상각 측정은 전압의 위상에 비례하는, 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 상기 제3 자기장 측정값을 결정하기 전에 상기 전력 기반시설로부터 상기 제1 보정 부하의 연결을 해제하는 단계를 포함하는, 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력 기반시설에 상기 제1 보정 부하를 전기적으로 연결하는 단계는, 상기 제1 보정 부하가 상기 전력 기반시설에 전기적으로 연결되었다는 통신을 보정 장치로부터 수신하는 단계를 포함하고, 이 때 보정 장치는 제1 보정 부하를 포함하는, 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력 기반시설에 상기 제1 보정 부하를 전기적으로 연결하는 단계는 상기 전력 기반시설에 상기 제1 보정 부하를 전기적으로 연결하기 위해 적어도 하나의 스위치를 스위칭하는 단계를 포함하는, 전력 소비 측정 장치를 이용하는 방법.
제1 위상 지선 및 제2 위상 지선을 가지는 건물의 전력 기반시설 상에 놓이는 회로 차단 박스의 제1면에 연결되며, 둘 이상의 자기장 센서를 포함하는 자기장 센서 장치를 보정하는 방법으로서,
상기 자기장 센서 장치의 상기 둘 이상의 자기장 센서에서 제1 자기장의 제1 진폭 및 제1 위상각을 결정하는 단계;
제1 부하가 상기 전력 기반시설의 상기 제1 위상 지선에 연결되었다는 통신을 수신하는 단계;
상기 제1 부하가 상기 제1 위상 지선에 연결되어 있는 동안, 상기 자기장 센서 장치의 상기 둘 이상의 자기장 센서에서 제2 자기장의 제2 진폭 및 제2 위상각을 결정하는 단계;
제2 부하가 상기 전력 기반시설의 상기 제2 위상 지선에 연결되었다는 통신을 수신하는 단계;
상기 제2 부하가 상기 제2 위상 지선에 연결되어 있는 동안, 상기 자기장 센서 장치의 상기 둘 이상의 자기장 센서에서 제3 자기장의 제3 진폭 및 제3 위상각을 결정하는 단계; 및
상기 둘 이상의 자기장 센서에서의 상기 제1 자기장의 상기 제1 진폭 및 상기 제1 위상각, 상기 둘 이상의 자기장 센서에서의 상기 제2 자기장의 상기 제2 진폭 및 상기 제2 위상각 그리고 상기 둘 이상의 자기장 센서에서의 상기 제3 자기장의 상기 제3 진폭 및 상기 제3 위상각을 적어도 일부 이용하여 상기 자기장 센서 장치에 대한 하나 이상의 보정 계수를 결정하는 단계를 포함하는,
자기장 센서 장치를 보정하는 방법
제11항에 있어서,
상기 제2 부하가 상기 전력 기반시설의 상기 제2 위상 지선으로부터 연결이 해제되었다는 통신을 수신하는 단계;
상기 제2 부하가 상기 제2 위상 지선에 연결된 후, 상기 자기장 센서 장치의 상기 둘 이상의 자기장 센서에서 제4 자기장의 제4 진폭 및 제4 위상각을 결정하는 단계;
상기 둘 이상의 센서에서 상기 제4 자기장의 상기 제4 진폭 및 상기 제4 위상각이 상기 둘 이상의 센서들에서 상기 제1 자기장의 상기 제1 진폭 및 상기 제1 위상각의 값 이내에 있는지를 결정하는 단계인, 자기장 센서 장치를 보정하는 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 전력 기반시설의 상기 제1 위상 지선에 상기 제1 부하를 전기적으로 연결시키는 단계를 더 포함하는, 자기장 센서 장치를 보정하는 방법.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 부하가 상기 전력 기반시설의 상기 제2 위상 지선에 연결되었다는 통신을 수신하기 전에 상기 전력 기반시설의 상기 제1 위상 지선으로부터 상기 제1 부하의 연결을 해제하는 단계를 더 포함하는, 자기장 센서 장치를 보정하는 방법.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 부하가 상기 전력 기반시설의 상기 제2 위상 지선에 연결되었다는 통신을 수신하기 전에 상기 전력 기반시설의 상기 제2 위상 지선에 상기 제2 부하를 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는, 자기장 센서 장치를 보정하는 방법.
회로 차단 박스와 빌딩의 전력 기반시설의 전기 공급 전도체를 포함하는 빌딩의 전력 기반시설에서 전력 사용량을 모니터링하기 위한 시스템으로서,
상기 전력 기반시설을 위한 상기 전기 공급 전도체의 적어도 일부 상에 놓이는 상기 회로 차단 박스의 제1 표면에 연결되도록 구성되고, 하나 이상의 자기장 센서를 포함하는 전력 소비 측정 장치;
상기 전력 기반시설에 전기적으로 연결되도록 구성되고, 하나 이상의 제1 보정 부하를 포함하는 제1 보정 장치; 및
제1 프로세서에서 구동하도록 구성되고, 상기 전력 소비 측정 장치의 상기 하나 이상의 자기장 센서로부터 얻어지는 데이터를 이용하여 상기 전력 소비 측정 장치를 적어도 부분적으로 보정하도록 구성되는 보정 모듈을 포함하되,
상기 전력 소비 측정 장치는 상기 하나 이상의 제1 보정 부하 중 적어도 하나가 상기 전력 기반시설에 전기적으로 연결되는 동안, 그리고 상기 전력 소비 측정 장치가 상기 회로 차단 박스의 제1 표면에 연결되는 동안 데이터의 적어도 일부를 얻도록 구성되는, 시스템
제16항에 있어서,
상기 제1 보정 장치는
상기 전력 기반시설에 전기적으로 연결되도록 구성된 전기 커넥터;
사용자에게 정보를 표시하도록 구성된 디스플레이 유닛;
상기 전력 기반시설에 상기 하나 이상의 보정 부하를 전기적으로 연결하거나 연결을 해제하도록 구성된 스위칭 모듈; 및
상기 스위칭 모듈을 제어하도록 구성된 제2 프로세서를 더 포함하는,
시스템.
제16항 또는 제17항에 있어서:
상기 전력 소비 측정 장치는 상기 제1 보정 장치의 상기 스위칭 모듈을 제어하도록 구성된, 시스템.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 보정 장치는 온도 센서를 더 포함하는, 시스템.
제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력 기반시설에 전기적으로 연결되도록 구성된 제2 보정 장치를 더 포함하되, 상기 제2 보정 모듈은 하나 이상의 제2 보정 부하를 포함하는, 시스템.
제20항에 있어서,
상기 제1 보정 장치는 상기 제2 보정 장치와 통신하도록 구성된, 시스템.
제20항 또는 제21항에 있어서,
상기 제1 보정 장치는 무선 송신기를 포함하며; 그리고
상기 제2 보정 장치는 무선 수신기를 포함하는, 시스템
제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 보정 장치는 상기 전력 기반시설로 신호를 주입하기 위한 신호 주입기를 포함하며; 그리고
상기 제2 보정 장치는 상기 전력 기반시설에서 신호를 검출하도록 구성된 수신기를 포함하는, 시스템.
제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 보정 장치는 전력선 통신 송신기를 포함하며; 그리고
상기 제2 보정 장치는 전력선 통신 수신기를 포함하는, 시스템.
제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 보정 장치, 상기 보정 모듈, 및 상기 제1 프로세서를 포함하는 연산 유닛을 더 포함하는, 시스템.
제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력 기반시설은 제1 위상 지선과 제2 위상 지선을 포함하며; 그리고
상기 제2 보정 장치는 상기 제1 보정 장치와 상기 제2 보정 장치가 모두 상기 제1 위상 지선 또는 상기 제2 위상 지선에 연결되는지, 또는 상기 제1 보정 장치와 상기 제2 보정 장치가 상기 제1 위상 지선 및 상기 제2 위상 지선 중 다른 것들과 연결되는지를 결정하도록 구성되는, 시스템.
제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 프로세서에서 구동하도록 구성되고 상기 전력 소비 측정 장치의 상기 하나 이상의 자기장 센서로부터 얻어지는 데이터를 이용하여 상기 전력 기반시설에 의해 사용되는 전류를 적어도 부분적으로 결정하도록 구성된, 처리 모듈을 더 포함하는, 시스템.
제16항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전류 차단 박스는 열린 위치와 닫힌 위치 사이에서 움직이도록 구성된 문을 포함하고;
상기 제1 표면은 상기 문이 닫힌 위치에 있을 때 상기 회로 차단 박스의 내부 표면이고;
상기 제1 표면은 상기 문이 열린 위치에 있을 때 상기 회로 차단 박스의 외부 표면이며; 그리고
상기 전력 소비 측정 장치가 상기 제1 표면에 연결을 유지하는 동안 상기 문이 서로 다른 시간에 열린 위치와 닫힌 위치에 위치될 수 있도록 전력 소비 측정 장치가 상기 회로 차단 박스의 제1 표면에 연결되도록 구성된, 시스템.
제16항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 보정 장치의 상기 하나 이상의 제1 보정 부하는
상기 전기 공급 전도체들의 제1 전류 전달 전도체에 연결되도록 구성된 제2 보정 부하; 및
상기 전기 공급 전도체들의 제2 전류 전달 전도체에 연결되도록 구성된 제3 보정 부하를 포함하는, 시스템.
전류 전달 전도체에서 자기장을 검출하도록 구성된 적어도 두 개의 자기장 센서;
상기 적어도 두 개의 자기장 센서의 출력에 전기적으로 연결된 위상 검출기; 및
상기 위상 검출기에 전기적으로 연결된 위상 표시기를 포함하며,
상기 위상 표시기는 언제 상기 적어도 두 개의 자기장 센서가 상기 전류 전달 전도체와 관련된 위치에 있는 지를 나타내는 표시장치를 포함하는, 자기장 감지 장치.
제30항에 있어서,
상기 위상 검출기는 언제 상기 적어도 두 개의 자기장 센서 중 제1 자기장 센서에서의 제1 신호의 위상각이 상기 적어도 두 개의 자기장 센서 중 제2 자기장 센서에서의 제2 신호와 약 180도의 다른 위상각이 되는지를 결정하도록 구성되는, 자기장 감지 장치.
제30항 또는 제31항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 자기장 센서에 전기적으로 연결된 하나 이상의 증폭기를 더 포함하는, 자기장 감지 장치.
제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 자기장 센서에 전기적으로 연결된 하나 이상의 필터를 더 포함하는, 자기장 감지 장치.
제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 자기장 측정에 관한 정보를 원격 표시 장치에 전송하도록 구성된 무선 송신기를 더 포함하는, 자기장 감지 장치.
제30항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 자기장 센서는 자기장 센서들의 선형 배열을 포함하는, 자기장 감지 장치
제35항에 있어서,
상기 자기장 센서들의 상기 선형 배열에 전기적으로 연결된 하나 이상의 멀티플렉서; 및
상기 하나 이상의 멀티플렉서에 전기적으로 연결되며 하나 이상의 멀티플렉서를 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는, 자기장 감지 장치.
제30항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 자기장 센서는 인덕티브 픽업 센서, 홀 효과 센서, 또는 자기저항 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 자기장 감지 장치.