KR20130114953A - 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템 - Google Patents

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KR20130114953A
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송기홍
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Abstract

본 발명은 공장 및 플랜트 설비와 같이 고압 전력을 사용하는 산업용 분전반의 전력사용량을 측정하고, 산업용 분전반의 상태를 표시하여, 분전반의 이상상황 발생 시 위험을 미연에 방지하고, 스마트폰을 이용하여 편리하고 안전하게 일상점검을 수행할 수 있는, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 대전력을 사용하는 산업용 분전반의 상태와 전력사용량을 측정하고 모니터링하는 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템은, 상기 분전반의 부스바와 일체형으로 형성되되, 상기 분전반의 각 분기별 각 상(R, S, T, N상)에 전도된 전류, 전압, 온도를 측정하고 데이터를 송수신하는 상(R, S, T, N상)별 측정이 가능한 측정부(10); 상기 측정부에서 수집된 데이터를 수신하여 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 스마트폰와 제어 PC에 송신하는 통신변환부(20); 스마트폰용 앱 프로그램이 내장되어, 상기 통신변환부(20)로부터 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 수신하여 표시하는 스마트폰(30); 원거리의 통합관리실에 설치되되, 통합관리 프로그램이 내장되어 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 표시하고 관리하는 제어 PC(40);를 포함한다.

Description

산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템{Smart monitoring System from industrial distribution board}
본 발명은 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공장 및 플랜트 설비와 같이 고압 전력을 사용하는 산업용 분전반의 전력사용량을 측정하고, 산업용 분전반의 상태를 표시하여, 분전반의 이상상황 발생 시 위험을 미연에 방지하고, 스마트폰을 이용하여 편리하고 안전하게 일상점검을 수행할 수 있는, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템에 관한 것이다.
우리나라는 2005년부터 전력산업 분야에 IT기술을 접목하여 이산화탄소 배출량 저감과 에너지의 효율적인 사용을 위해 국책 연구소 및 연구기관을 중심으로 AMI(Advanced Metering Infrastructure), SmartGrid 등 인프라(Infrastructure) 차원의 연구개발을 진행하고 있다. 우리나라의 경우도 ETRI, 한국전기연구원과 한전KDN 등에서 연구개발이 진행되고 있으나, 전체 전력 소비의 77%(상업용 포함)를 차지하는 산업용 스마트분전반에 대한 연구개발은 매우 부족한 상황이다.
최근에는 녹색성장 산업전략에 따라 IT를 활용한 녹색성장 기반을 구축하기 위하여 많은 투자와 사업을 진행하고 있다. 이와 같은 인프라 차원의 연구 개발 및 시설 확충은 대규모 자금을 투자해야 하는 공급자 중심의 에너지 정책이다.
산업용 분전반은 정부출연 연구기관을 중심으로 인프라 차원의 연구가 진행되고 있는 스마트미터를 제외하면 이에 대한 연구와 제품은 찾기 어려운 상황이다. 한국전력연구원이 미국의 EPRI(Electric Power Research Institute) 프로젝트에 2차 사업부터 참여하여 지능형 전력량계를 연구하고 있다. ETRI는 인프라구축 차원의 AMI(Advanced Metering Infrastructure)에 대한 연구를 진행하고 있다. 또한 한전KDN은 u-City 적용을 위한 센서 네트워크 시스템 개발의 일환으로 가정용 스마트미터에 대한 연구를 수행하고 시제품을 공개한 상황이다.
국내에서는 가정용 스마트미터 이전 단계인 전자식 전력량계를 제조하고 있으나, 산업용 스마트 분전반을 생산하는 업체는 없다. 전자식 전력량계를 제조하는 회사로는 LS산전, (주)누리텔레콤, 옴니시스템이 있다. 이들 업체의 제품들은 전자식 전력량 계량 기능과 원격검침기능을 제공하나 산업용 분전반에 설치되어 근거리 무선통신과 상태표시 앱 기능을 이용하여 스마트폰에 전력 정보 및 상태 정보가 제공되지는 않는다.
한국전력공사는 계량장치의 고품질, 다기능, 고성능화를 통해 계량 선진화를 구축하고, 전력 요금제도의 선진화 기반을 마련하기 위해 2015년까지 기계식 전력량계를 전자식 전력량계로 전면 교체할 예정이다. 향후 전력수요 피크 분산, 이산화탄소 배출량 감소 및 수요자 중심의 전력 공급을 위해 전자식 전력량계에서 가정용 스마트미터뿐만 아니라 산업용 스마트분전반으로 전환이 필요하다.
해외의 경우 디지털 미터와 전자식 전력량계가 다수 사용되고 있는 상황이며, 스마트그리드 또는 AMI에 적용하고 응용하기 위한 스마트미터의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 또한 옥내용 스마트미터 제품이 생산되어 시범 설치와 실제 사용이 진행되고 있다.
미국의 경우 전기기기들의 에너지 이용량을 관리하고 이산화탄소 가스 배출량을 감소하기 위하여 2003년부터 DOE(Department Of Energy)의 지원 아래 EPRI에 의해 IntelliGrid 프로젝트의 일부분으로 가정용 스마트미터에 대한 연구를 수행하고 있다. 미국의 PG&E, SCE, American Electric Power, Detroit Edison 등 대형 전기 사업자들은 OpenHAN(Home Area Network) 표준 설립을 주도하고 있으며, 2009년부터 캘리포니아주에 PG&E가 1천500만대, SCE가 500만대의 스마트미터를 도입하여 설치 운영 중이다.
영국은 2050년까지 현재의 이산화탄소 배출량의 80%를 절감하기 위하여, 2020년까지 전국적으로 스마트미터 도입을 완료할 예정이며, 2500만 전기사용자와 2100만 가스 사용자에 공급하는 것을 목표로 하고 있다.
일본의 경우 전력량계 내에 옥내 전기기기의 제어기능을 탑재하여 DR(Demand Response)에 활용하기 위해 시코쿠 전력이 1990년대 후반부터 OpenPlan-ET를 추진하고 있으며, 에코넷 등 가전업체를 중심으로 진행하고 있다. 현재 전력 소비량과 사용 금액을 알리는 것과 동시에, 이용자 자신이 결정한 에너지 절약 목표를 넘는 것을 알리는 에너지 절약 네비등 응용제품이 보급되고 있다.
미국, 영국 및 일본의 경우 스마트그리드 차원의 연구를 이산화탄소 배출 감소와 에너지 정책 및 관련 기업의 사업화 계획에 따라 다양한 연구 개발을 진행하고 있다. 각국의 가전제품 제조사 및 전력 공급회사에서도 수요관리(DR) 및 실시간 과금(RTP)을 위한 스마트미터가 개발되어 시범 적용하고 있으나, 국내의 연구 개발은 아직까지 개념정립단계를 벗어나지 못하고 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 각 부스바의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 측정부를 부스바와 일체형으로 형성하여 전기적 안정성과 생산의 효율성을 확보하며, 유선(RS-485)통신과 무선(Bluetooth, WLAN)통신을 이용하여 온 오프 라인에서 편리하게 분전반의 이상상황 감시와 일상점검을 수행할 수 있는, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명의 대전력을 사용하는 산업용 분전반의 상태와 전력사용량을 측정하고 모니터링하는 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템은 상기 분전반의 부스바와 일체형으로 형성되되, 상기 분전반의 각 분기별 각 상(R, S, T, N상)에 전도된 전류, 전압, 온도를 측정하고 데이터를 송수신하는 상(R, S, T, N상)별 측정이 가능한 측정부(10); 상기 측정부에서 수집된 데이터를 수신하여 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 스마트폰와 제어 PC에 송신하는 통신변환부(20); 스마트폰용 앱 프로그램이 내장되어, 상기 통신변환부(20)로부터 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 수신하여 표시하는 스마트폰(30); 원거리의 통합관리실에 설치되되, 통합관리 프로그램이 내장되어 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 표시하고 관리하는 제어 PC(40);를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 측정부(10)는 상기 분전반의 각 분기별 각 상(R, S, T, N상)에 전도된 전류, 전압, 온도를 측정하는 센서모듈(12)과; 상기 센서 모듈의 측정값을 디지탈 신호로 변환하는 A/D 컨버터(14); 측정된 데이터를 상기 통신변환부로의 데이터 통신을 담당하는 통신모듈(16)를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 측정부(10)와 상기 통신 변환부(20)간의 데이터 송수신은 RS-485 통신모듈을 통해서 이루어지며, 상기 통신 변환부(20)와 상기 스마트폰(30)간의 데이터 송수신은 Bluetooth 통신모듈을 통해서 이루어지며, 상기 통신 변환부(20)와 상기 제어 PC(40)간의 데이터 송수신은 WLAN 통신모듈을 통해서 이루어진다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템은, 분전반의 각 분기의 상(R, S, T, N 상)별로 측정하는 측정부는 부스바에 일체형으로 제작됨으로 모듈화되어 표준화가 가능하며, 이에 따라 측정부가 일체화된 컴팩트형 산업용 분전반 개발이 가능하여 표준화 모듈에 따른 생산의 편리성과 생산 단가를 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있다.
또한, 무선통신을 사용하여 원격 감시 및 제어가 가능하여 전력 부하를 조절할 수 있으며, 제어 PC에서는 사용자 인터페이스를 이용하여 분전반에서의 역율, 유효/무효 전력, 최대수요 전력 측정, 시간대별 구분 계량이 가능하다.
본 발명에서는 Bluetooth, WLAN 통신의 무선통신을 적용하여 설치시 유선 시공에 따른 시공비가 발생하지 않으며, 시공 기간을 단축할 수 있으며, 고가의 CDMA망을 사용하는 제품과 다르게 통신비용이 발생하지 않으며, 스마트 그리드 및 마이크로 그리드(MicroGrid)에 적용할 수 있다. 그리고, 실시간 원격 감시를 통해 전력 에너지의 낭비를 줄이고, 이산화탄소 배출량을 감소시켜 경제적 환경적 문제를 해결하는데 기여할 수 있다.
공장, 상가건물, 빌딩, 조선, 해양 원자력발전소 등 중전기 시장이외, 국내에서 개발 중인 옥외용 스마트미터 및 세대 분전반과 같은 소용량 분전반 시장(아파트, 주택, 빌라 등 소규모)에 적용할 수 있으며, 전력 사용을 모니터링하여 전력 에너지 비용을 절감할 수 있으며, 전력사용에 대한 정보를 수요자에게 실시간으로 전송하여 공급자 중심의 에너지 정책에서 수요자 중심의 에너지 정책으로 전환하는데 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 측정부의 블럭 다이어그램.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 통신변환부의 블럭 다이어그램.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 측정부 형상의 일예시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 통신 변환부 형상의 일예시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 스마트폰의 예시 화면.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 제어 PC의 예시 화면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템은 대전력을 사용하는 산업용 분전반의 상태와 전력사용량을 측정하고 모니터링하는 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템으로서, 측정부(10), 통신변환부(20), 스마트폰(30), 제어 PC(40)를 포함하여 이루어진다.
공장과 같은 고압 전력을 사용하는 산업용 분전반의 각 분기에 위치한 측정부(10)는 온도, 전류, 전압을 측정하고, 측정된 데이터를 RS-485통신을 이용하여 유선으로 통신변환부(20)로 전송하게 된다. 즉, 측정부(10)는 산업용 분전반의 부스바와 일체형으로 형성되어 모듈화로 제작되며(도 4 참조), 분전반의 각 분기별 각 상(R, S, T, N상)에 전도된 전류, 전압, 온도를 각 상(R, S, T, N상)별로 측정하여, 측정된 데이터를 송수신하게 된다.
통신변환부(20)는 측정부로부터 RS-485 통신을 통해 전달받은 정보(각 분기별 각 상의 전류, 전압, 온도 등)를 Bluetooth와 WLAN을 이용하여 관리자의 스마트 폰(30)이나 원거리의 통합관리실에서의 제어 PC(40)로 데이터를 송신하고, 통합관리실의 제어 PC로부터 전해지는 제어신호를 수신하여 분전반에 전송하게 된다.
즉, 통신변환부(20)는 측정부에서 수집된 데이터를 수신하여 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 스마트폰와 제어 PC에 송신하고, 제어신호를 분전반에 전송하는 부분이다.
관리자가 소지 휴대하는 관리자 스마트폰(30)과 원거리의 통합관리실의 제어 PC(40)를 통해서 관리자는 각 분전반별 각종 데이터(즉, 전력, 온도 정보 등)를 확인하고, 각 분전반의 분기별 데이터를 확인하고 관리할 수 있다.
관리자가 소지 휴대하는 스마트폰(30)은 스마트폰용 앱 프로그램이 내장되어, 상기 통신변환부(20)로부터 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 이상여부에 대한 상태 정보를 수신하여 표시하게 된다. 통신 변환부(20)와 스마트폰(30) 간의 데이터 송수신은 블루투스(Bluetooth) 통신모듈을 통해서 이루어지는 바, 관리자가 산업용 분전반과 블루투스(Bluetooth) 통신이 가능한 거리에 도착하면 스마트폰(30)을 통해 해당 분전반의 온도, 전류, 전압 및 전력사용량 등의 정보를 확인할 수 있게 된다. 확인된 정보를 바탕으로 관리자는 수리, 교체, 재설치 등 분전반에 대한 전반적인 관리를 오프라인 상에서 수행할 수 있게 된다.
제어 PC(40)는 원거리의 통합관리실에 설치되되, PC 기반의 통합관리 프로그램이 내장되어 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 표시하고 관리하는 부분이다.
제어 PC(40)는 사용자 인터페이스를 이용하여 역율, 유효/무효 전력, 최대수요 전력 측정, 시간대별 구분 계량, 전력사용량 계산, 요금계산, 추정 이산화탄소 배출량 환산 등이 가능하며, 분전반에 이상 발생시에 제어 신호를 통해 분전반의 제어 신호를 조절함으로써 분전반의 원격 감시 및 제어가 가능하게 된다.
이상과 같이, 측정부(10), 통신변환부(20), 스마트폰(30), 제어 PC(40)로 이루어진 본 발명의 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템은 분전반의 분기별 각 상별 부스바의 온도와 전력사용량을 측정하는 기능, 전력사용량 데이터를 송수신하는 통신기능, 전력사용량 및 분전반의 이상여부에 대한 상태정보를 표시하는 기능과, 원거리에서 통합 관리할 수 있는 모니터링 기능을 갖는다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 측정부의 블럭 다이어그램이다.
도 2를 참조하면, 측정부(20, 센서부)는 상기 분전반의 각 분기별 각 상(R, S, T, N상)에 전도된 전류, 전압, 온도를 측정하는 센서모듈(12)과, 상기 센서 모듈의 측정값을 디지탈 신호로 변환하는 A/D 컨버터(14), 측정된 데이터를 측정부간의 통신과 상기 통신변환부로의 데이터 통신을 담당하는 통신모듈(16)로 구성된다.
바람직하게는 측정부(20)은 주측정부와 부측정부로 구성된다.
주측정부는 RS485통신과 라인버스 통신으로 구성되며, 부측정부는 라인버스 통신만으로 구성된다.
주측정부는 해당 상(R상 또는 S상 또는 T상)의 측정 전류, 전압, 온도 데이터와 타 상의 측정된 전류, 전압, 온도 정보를 통신변환장치로 전송한다. 즉 주측정부는 각 분기의 전류, 전압, 온도 데이터를 통신변환 장치로 전송한다.
부측정부는 분기의 각 상별(R상, S상, T상, N상) 전류, 전압, 온도를 주측정부로 전송한다.
통신 모듈은 RS-485 통신 모듈을 이용하여 유선상의 통신이 이용된다.
RS-485 통신은 RS 232, RS 422의 확장 버전으로, 홈 네트워크를 지원하는 일종의 시리얼 통신 프로토콜 표준 규격이다. RS-485 통신은 모든 장치들이 같은 라인에서 데이터 전송 및 수신을 할 수 있으며, 반이중 방식과 전 이중 통신 방식을 모두 지원한다. 또한 RS 485는 최대 드라이버·리시버 수가 각각 32개에 이르고, 최대 속도 10Mbps에 최장 거리 1.2km까지 네트워크 구축이 가능하다. RS-485 통신은 Half-duplex 방식으로 이루어지며, multi drop에 의한 다자간 통신이 가능하며, 최고 1.2km까지 통신이 가능하나 길이가 늘어남에 따라 통신속도는 감소된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 통신변환부의 블럭 다이어그램이다.
도 3을 참조하면, 통신변환부(20)는 RS-485 통신을 통해 측정부로부터 수신된 데이터를 관리자가 소지하는 스마트폰과 원격 관리실의 제어 PC로 데이터를 송수신한다. 통신 변환부(20)는 측정부(10)와는 RS-485 통신이 이루어지며, 스마트폰(30)과는 Bluetooth 통신이 이루어지고, 제어 PC(40)와는 WLAN 통신이 이루어진다.
통신 변환부의 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해서 통신의 제어가 이루어지며, 마이크로 프로세서는 RTC(Real Time Clock)로부터 클락 신호를 송신받게 된다.
통신 변환부(20)는 상용 전원으로 외부의 교류 전류를 사용하나, 정전 등의 만일의 사태를 대비하기 위해 내부에 리튬이온 밧데리를 구비하여 만일의 사태에 대비하게 된다. 또한, 전원이 끊겨도 저장된 정보가 지워지지 않는 기억장치인 플래시 메모리(flash memory)를 포함한다. 플래시 메모리는 측정부(10)로부터 전송받은 분전반의 각 분기별 각 상(R, S, T, N상)에 전도된 전류, 전압, 온도 및 전력사용량 정보와 이상 여부에 대한 정보를 임시 저장하는 기능을 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 측정부 형상의 일예시도이며, 도 5는 통신 변환부 형상의 일예시도이다.
도 4를 참조하면, 측정부는 각 분기에 상별(R, S, T, N상)로 부착할 수 있으며, 측정부의 내부에는 각 분기의 각 상(R, S, T, N상)별 전류, 전압, 온도를 측정하는 센서모듈, A/D 컨버터, 통신을 통신모듈, 부스바가 위치하며 일체형으로 컴팩트하게 모듈화된다.
도 5는 측정부, 상태 표시 앱 프로그램이 내장된 스마트폰, 및 분전반의 모니터링을 위한 제어 PC 와의 데이터 송수신을 위한 통신 변환부의 형상을 예시적으로 보여준다.
도 4 및 도 5는 측정부 형상의 일예시도 및 통신 변환부 형상의 일예시도일 뿐, 반드시 이러한 형상에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 설계변경에 의해서 다른 형상으로 변경할 수 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템의 스마트폰의 예시 화면이며, 도 7은 제어 PC의 예시 화면을 도시한다.
관리자가 소지 휴대하는 스마트폰(30)에는 스마트폰용 앱 프로그램(일명, 상태표시 앱)이 내장되어, 각 분전반의 분기별 전류, 전압, 온도, 전력사용량, 유/무효 전력, 전력사용요금 등을 관리자의 스마트폰에 표시하게 된다. 관리자는 스마트폰 상의 스마트폰용 앱 프로그램을 통해 확인된 정보를 바탕으로 수리, 교체, 재설치 등 분전반에 대한 전반적인 관리를 오프라인 상에서 수행할 수 있게 된다.
원격지의 제어 PC에는 각 분전반의 분기별 전류, 전압, 온도, 전력사용량, 유/무효 전력, 전력사용요금 등을 통합관리 할 수 있는 PC 기반 어플리케이션 프로그램이 내장디어, 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 표시하고 관리하게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 측정부
12: 센서 모듈
14: A/D 컨버터
16: 통신 모듈
20: 통신 변환부
30: 스마트폰
40: 제어 PC

Claims (5)

  1. 대전력을 사용하는 산업용 분전반의 상태와 전력사용량을 측정하고 모니터링하는 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 분전반의 부스바와 일체형으로 형성되되, 상기 분전반의 각 분기별 각 상(R, S, T, N상)에 전도된 전류, 전압, 온도를 측정하고 데이터를 송수신하는 상(R, S, T, N상)별 측정이 가능한 측정부(10);
    상기 측정부에서 수집된 데이터를 수신하여 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 스마트폰와 제어 PC에 송신하는 통신변환부(20);
    스마트폰용 앱 프로그램이 내장되어, 상기 통신변환부(20)로부터 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 수신하여 표시하는 스마트폰(30);
    원거리의 통합관리실에 설치되되, 통합관리 프로그램이 내장되어 상기 분전반의 전류, 전압, 전압, 온도, 전력사용량 및 상태 정보를 표시하고 관리하는 제어 PC(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 측정부(10)는
    상기 분전반의 각 분기별 각 상(R, S, T, N상)에 전도된 전류, 전압, 온도를 측정하는 센서모듈(12)과;
    상기 센서 모듈의 측정값을 디지탈 신호로 변환하는 A/D 컨버터(14);
    측정된 데이터를 상기 통신변환부로의 데이터 통신을 담당하는 통신모듈(16)로 구성되는 것을 특징으로 하는 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 측정부(10)와 상기 통신 변환부(20)간의 데이터 송수신은 RS-485 통신모듈을 통해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 통신 변환부(20)와 상기 스마트폰(30)간의 데이터 송수신은 Bluetooth 통신모듈을 통해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 통신 변환부(20)와 상기 제어 PC(40)간의 데이터 송수신은 WLAN 통신모듈 을 통해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 분전반 스마트 모니터링 시스템.
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Cited By (6)

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KR20150145643A (ko) * 2014-06-20 2015-12-30 엘에스산전 주식회사 분전반용 분기회로 계측기 및 해당 분기회로 계측기를 갖는 분전반 장치
KR101640748B1 (ko) * 2015-03-19 2016-07-19 주식회사 비엠티 유지보수가 용이한 전력 모니터링 분·배전반
KR20160092073A (ko) 2015-01-22 2016-08-04 동서대학교산학협력단 블랙박스 장착형 전기 계량기
KR20210043532A (ko) * 2018-08-07 2021-04-21 박두현 지능형 제어 수배전반

Cited By (7)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150081804A (ko) * 2014-01-07 2015-07-15 권기령 실시간 다중통신용 스마트 분전반 제어기
KR20150145643A (ko) * 2014-06-20 2015-12-30 엘에스산전 주식회사 분전반용 분기회로 계측기 및 해당 분기회로 계측기를 갖는 분전반 장치
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