KR20130124578A - 소비 전력 관리 시스템 - Google Patents

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KR20130124578A
KR20130124578A KR1020137025505A KR20137025505A KR20130124578A KR 20130124578 A KR20130124578 A KR 20130124578A KR 1020137025505 A KR1020137025505 A KR 1020137025505A KR 20137025505 A KR20137025505 A KR 20137025505A KR 20130124578 A KR20130124578 A KR 20130124578A
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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

소비 전력 관리 시스템은 전원선에 접속된 메인 유닛, 상기 메인 유닛에 전기적으로 접속되어 부하에 공급되는 전류를 미리 정해진 설정치로 제한하는 브레이커, 및 전류 센서 및 신호 처리 유닛을 갖는 센서 유닛을 구비한다. 상기 전류 센서는 상기 메인 유닛으로부터 상기 브레이커에 공급되는 전류를 측정하고, 측정한 전류에 따라 전류 검출 신호를 출력한다. 상기 신호 처리 유닛은 상기 전류 검출 신호를 미리 정해진 시간에 걸쳐 수신하고, 수신된 전류 검출 신호로부터 신호 레벨의 범위를 판별하고, 그 판별 결과에 따라 상기 전류 검출 신호의 입력 범위를 조정한다.

Description

소비 전력 관리 시스템{POWER CONSUMPTION MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 분전반(power distribution board)에 적용되는 소비 전력 관리 시스템에 관한 것이다.
종래부터, 도 5 또는 도 6에 도시된 전류 또는 전력을 측정하는 기능을 포함하는 센서를 구비한 분전반이 알려져 있다. 도 5 또는 도 6에 도시된 분전반은 트렁크 브레이커(trunk breaker)(MB), 복수의 메인 바(main bars)(또는 메인 플레이트(plates), 이하 생략)(L1, L2, N), 복수의 분기 바(branch bars)(또는 분기 플레이트(plates), 이하 생략)(2), 복수의 분기 브레이커(B), 복수의 관통형(through-type) 또는 클램프형(clamp-type)의 전류 센서(CT), 복수의 신호 전송 경로(P), 복수의 입력 신호 포트(PT), 신호 처리 및 측정 회로(이하, 센서 유닛이라 칭함)(3)를 포함한다. 복수의 메인 바(L1, L2, N)는 트렁크 브레이커(MB)의 부하측 단자에 접속된다. 복수의 분기 바(2)는 메인 바(L1, L2, N)로부터 연장된다. 복수의 분기 브레이커(B)는 복수의 분기 바(2)에 접속된다. 분기 바(2)는 분기 브레이커(B) 및 메인 바(L1, L2, N)에 연결되어 있다. 전류 센서(CT)는 분기 바(2), 또는 트렁크 브레이커(MB)의 부하측 단자로부터 부하에 접속된 전선에 설치되어 있다. 복수의 신호 전송 경로(P)는 전류 센서(CT)로부터 출력되는 검출 신호를 전송한다. 입력 신호 포트(PT)는 전류 센서(CT)로부터 출력되어 신호 전송 경로(P)를 통해 전송된 검출 신호를 수신한다. 센서 유닛(3)은 입력 신호 포트(PT)에 의해 수신된 검출 신호의 처리 및 측정을 수행한다.
일본 미심사 특허 출원 공개 제2010-130735호
전술한 분전반에서는, 복수의 전류 센서(CT)가 어느 분기 브레이커(B)와 어느 입력 신호 포트(PT)에 접속되어 있는지를 자동으로 특정할 수 없다. 이 때문에, 센서 유닛(3)에 대하여, 주어진 임의의 분기 브레이커(B), 전류 센서(CT), 및 입력 신호 포트(PT)의 대응 관계를 수작업으로 또는 미리 수작업으로 작성된 관련 정의 데이터 등으로 초기화할 필요가 있었다. 게다가, 센서 유닛(3)의 측정 결과로서 각 측정 데이터에 의미를 부여하고 대응 관계를 부여하는 것이 필요하였다. 그 결과, 많은 노동력을 수반하는 작업을 요하는 문제가 있었다. 또한, 전류 센서를 증설하고 교체하는 보수적인 작업을 수행하는 경우에도, 마찬가지로 많은 노동력을 수반하는 작업을 요하는 문제가 있었다.
또한, 브레이커(트렁크 브레이커(MB), 분기 브레이커(B))에 접속된 부하의 소비 전류 또는 소비 전력에 의해, 전류 센서(CT)로부터의 전류 검출 신호가 센서 유닛(3)에 입력되는 경우, 그 입력 범위(감도(sensitivity), 동적 범위(dynamic range))가 접속되는 부하에 따라 변동된다. 이 때문에, 정확하게 전류를 측정할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 사정을 감안하여 이루어졌다. 본 발명의 한가지 예시적인 목적은 임의의 분기 브레이커, 전류 센서 및 입력 신호 포트의 대응 관계를 수작업에 의존하지 않고, 센서 유닛 자신이 자동으로 인식하고, 측정 결과로서 각 측정 데이터의 의미 및 대응 관계의 부여를 수행할 수 있는 소비 전력 관리 시스템을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 한가지 예시적인 목적은 브레이커(트렁크 브레이커(MB), 분기 브레이커(B))에 접속된 부하의 소비 전류 또는 소비 전력에 의해, 전류 센서로부터의 전류 검출 신호가 센서 유닛(3)에 입력되는 경우, 그 입력 범위(감도, 동적 범위)가, 접속된 부하에 따라 변동되지만, 그 값들을 모니터하고 판단하여, 입력 범위(감도, 동적 범위)를 자동으로 조정하여 정확한 전류 측정을 수행할 수 있는 소비 전력 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 일 양태에 따른 소비 전력 관리 시스템은 복수의 메인 바, 복수의 분기 바, 복수의 분기 브레이커, 전기 배선, 복수의 전류 센서, 복수의 신호 전송 경로, 입력 신호 포트, 및 센서 유닛을 포함하는 분전반(power distribution board)을 포함한다. 상기 복수의 메인 바는 트렁크 브레이커의 부하측 단자에 접속된다. 상기 복수의 분기 바는 상기 메인 바에서 연장되고, 상기 분기 브레이커와 상기 메인 바를 연결한다. 상기 복수의 분기 브레이커는 상기 복수의 분기 바에 접속된다. 상기 전기 배선은 상기 부하측 단자로부터 부하에 접속된다. 상기 복수의 전류 센서는 관통형 또는 클램프형의 전류 센서이며, 상기 분기 바 또는 상기 전기 배선에 설치된다. 상기 복수의 신호 전송 경로는 상기 전류 센서로부터 출력되는 검출 신호를 전송한다. 상기 복수의 입력 신호 포트는 상기 검출 신호를 수신한다. 상기 센서 유닛은 상기 검출 신호를 처리한다. 상기 분전반은 전류 센서와 상기 브레이커의 물리적 위치를 연결하는 센서/위치 대응 신호를 출력하고, 이 신호를 센서 유닛으로 인식하는 기구를 갖는다. 이러한 구성에 따라, 임의의 분기 브레이커, 전류 센서 및 입력 신호 포트의 대응 관계를 수작업에 의존하지 않고 상기 센서 유닛 자신이 자동으로 인식하고, 측정 결과로서 각 측정 데이터의 의미 부여 및 대응 관계 부여를 수행할 수 있다. 또한, 상기 브레이커(트렁크 브레이커, 분기 브레이커)에 접속된 부하의 소비 전류 또는 소비 전력에 의해, 전류 센서로부터의 전류 검출 신호가 상기 센서 유닛에 입력되는 경우, 그 입력 범위(감도, 동적 범위)는 접속된 부하에 따라 변동된다. 상기 소비 전력 관리 시스템은 상기 전류 검출 신호의 값을 일정 시간(최대값 및 최소값을 포함하는 동작 사이클에 상당하는 주기) 동안 모니터하고 판단하여 입력 범위(감도, 동적 범위)를 최대의 분해능(resolution)을 갖는 출력 레벨이 되도록 조정할 수 있는 기구를 갖는다. 이러한 구성에 따라, 자동 조정 및 정확한 전류 측정을 수행할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 임의의 분기 브레이커, 전류 센서 및 입력 신호 포트의 대응 관계를 수작업에 의존하지 않고 센서 유닛 자신이 자동으로 인식하고, 측정 결과로서 각 측정 데이터의 의미 부여 및 대응 관계 부여를 수행할 수 있다. 예를 들면, 임의의 브레이커의 위치에 전류 센서의 전류 검출 신호의 수신 포트(receiving port)로서 수신 커넥터에 부착 위치를 고유하게 나타내는 신호를 구동하는 쇼트 핀(short pin)이 제공된다. 센서 유닛으로부터 출력되는 임의의 수신 커넥터의 쇼트 핀을 선택하는 인코더로부터 출력되는 선택 라인은 비선택시 오픈 상태(open state), 및 선택시 도통 상태(conduction state)에서 접지 상태(grounded state)로 된다. 이러한 구성에 따라, 임의의 전류 센서의 전류 검출 신호의 송신 커넥터가 임의의 수신 커넥터에 삽입된 상태에서, 쇼트 핀들은 도통 상태로 되고, 그 도통 상태를 센서 유닛에 포함된 도통 상태 검출 회로로 검출함으로써 전류 센서가 어느 임의의 위치에 삽입되었는지를 인식할 수 있다.
브레이커(트렁크 브레이커, 분기 브레이커)에 접속된 부하의 소비 전류 또는 소비 전력에 의해 전류 센서로부터의 전류 검출 신호가 센서 유닛에 입력되는 경우, 그 입력 범위(감도, 동적 범위)는 접속된 부하에 따라 변동된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 전류 검출 신호의 값을 일정 시간(최대값 및 최소값을 포함하는 동작 사이클에 상당하는 주기) 동안 모니터하고 판단하여, 입력 범위(감도, 동적 범위)를 최대의 분해능을 갖는 출력 레벨이 되도록 조정할 수 있는 기구를 구비함에 따라, 자동 조정 및 정확한 전류 측정을 수행하는 것이 가능하다.
예를 들면, 센서 유닛은 병렬로 접속된 서로 다른 저항값을 갖는 복수의 저항기를 구비한 저항 회로를 포함하고, 그들 저항기는 전류 센서와 직렬로 접속된다. 그 저항 회로의 저항기들 중 어느 하나를 선택함으로써, 전류 검출 신호의 입력 범위를 최적값으로 조정할 수 있다.
도 1은 메인부 및 브레이커의 배치를 도시하는 회로도이다.
도 2는 센서 유닛으로 검출되는 센스 전압(VS)을 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 도 2를 구체적으로 도시하는 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 회로도의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 5는 전류 또는 전력을 측정하는 기능을 포함하는 일반적인 센서가 구비된 분전반의 일례를 도시하는 구성도이다.
도 6은 전류 또는 전력을 측정하는 기능을 포함하는 일반적인 센서가 구비된 분전반의 다른 예를 도시하는 구성도이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 소비 전력 관리 시스템이 도면을 참조하여 설명될 것이다.
먼저, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 예시적인 실시예와 특징을 공유하는 센서가 구비된 분전반(sensor-equipped power distribution board)의 일반적인 구성이 설명될 것이다. 도 5 및 도 6은 일반적인 전류 또는 전력을 측정하는 기능을 포함하는 센서가 구비된 분전반을 도시한다. 도 5에 도시된 분전반은 메인 바 및 분기 바로 구성되어 있다. 도 6에 도시된 분전반은 메인 플레이트 및 분기 플레이트로 구성되어 있다. 도 5 및 도 6은 일례로서 단상 3선(single-phase three-wire)형 배전반의 접속을 도시한다. 이하에서, 메인 바 및 메인 플레이트는 총칭하여 메인부로 칭해질 것이다. 또한, 분기 바 및 분기 플레이트는 총칭하여 분기부로 칭해질 것이다. 또한, 메인부 및 분기부는 때때로 총칭하여 메인부로 칭해질 수 있다. 판 형상의 동판(sheet-shaped copper plates)으로 이루어진 메인부(L1, L2, N) 및 분기부(2)는 L1 극(pole), N 극 및 L2 극의 세 개의 충전부(live parts)로 구성된다. 세 개의 메인부(L1, L2 및 N) 중 두 개(즉, 메인부(L1 및 N), 메인부(L2 및 N), 또는 메인부(L1 및 L2))에 접속함으로써, 단상 100V 또는 단상 200V 전원의 공급을 받을 수 있다.
이들 메인부(L1, L2, 및 N)의 단부에는, 복수의 분기부(2)가 돌출하도록 다중 레그 형상(multi-leg shape)으로 형성되어 있다. 이들 분기부(2)는 분기 브레이커(B)가 갖는 복수의 오목부(concave parts)(b1, b2 및 b3)와 각각 맞물려 있다. 도 1은 이러한 접속 상태와 등가의 회로를 개략적으로 도시한다.
분기 브레이커(B)는 세 개의 메인부(L1, L2 및 N) 중 두 개의 메인부의 분기부(2)에 각각 끼워 맞춰져 전기적으로 접속된다. 두 개의 메인부는 예를 들면 메인부(L1 및 N), 또는 메인부(L2 및 N)이다. 분기 브레이커(B)는 전원에 접속된 전기 기기인 부하에 공급되는 전류를 미리 정해진 설정치로 제한한다.
메인부(L1, L2 및 N)의 돌출부, 즉, 분기부(2)에는 전류 센서(코일부)(CT)가 설치되어 있다. 전류 센서(CT)는 코어(10) 및 2차 코일(11)을 포함한다. 코어(10)는 링 형상(ring-shape)을 갖는다. 코어(10)에는 메인부(L1, L2 및 N)에 공급되는 전류에 의해 유도 전류가 발생된다. 2차 코일(11)은 선 형상(linear shape)을 갖고, 코어(10)에 감긴다. 2차 코일(11)은 코어(10)에 의해 발생되는 유도 전류를 검출한다.
이 전류 센서(CT)는 후술하는 센서 유닛(21)의 일부를 구성한다. 전류 센서(CT)는 메인부(L1, L2, 및 N)의 단부에 위치하는 분기 바(2)에 링 형상의 코어(10)를 삽입함으로써 분기 바(2)에 부착된다. 이때, 인접하는 코어들(10)이 서로 접촉하지 않도록 하기 위해, 코어(10)의 분기 바(2)에 대한 부착 위치를 분기 바(2)의 길이 방향으로 어긋나게 하여 코어(10)를 인접하는 다른 코어(10)에 대하여 서로 다르도록 배치할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 선상체(linear body)를 포함하는 2차 코일(11)의 각 단부는 커넥터(C)의 두 단자에 접속되어 있다. 커넥터(C)의 두 단자는 기판(20) 상의 배선을 통해 센서 유닛(21)에 접속되어 있다. 또한, 이 기판(20)에는 센서 유닛(21), 선택 라인 구동 회로(22) 및 식별 회로(23)가 접속되어 있다.
커넥터(C)는 네 개의 단자로 구성되어 있다. 이들 네 개 단자 중 두 단자에 전류 센서(CT)의 2차 코일(11)의 배선이 접속된 경우, 이들 두 단자를 통해서 전류 센서(CT)의 전류 검출 신호가 센서 유닛(21)에 공급된다. 또한, 네 개 단자 중 두 단자에 전류 센서(CT)가 접속된 경우, 나머지 두 단자에 쇼트 배선(S)을 제공하여 그들 두 단자 사이를 도통 상태로 한다.
커넥터(C)는 송신 커넥터 및 수신 커넥터로 구성된다. 송신 커넥터와 수신 커넥터가 결합된 결과, 전류 센서(CT)가 기판(20) 상의 라인에 결합된다. 그러나, 도면에서는, 편의상 단지 하나의 커넥터만 도시되어 있다.
커넥터(C)의 네 개 단자에 전류 센서(코일부)(CT) 및 쇼트 배선(S)이 설치되어 있는 경우, 식별 회로(23)는 전류 센서(CT)의 존재를 나타내는 "전류 센서(CT) 있음(presence)(하이: H)"의 신호를 출력한다. 또한, 센서 유닛(21)은 전류 센서(CT)로부터 전류 검출 신호를 수신한다. 또한, 선택 라인 구동 회로(22)는 식별 회로(23)에 의해 "전류 센서(CT) 있음(하이)"이라고 식별된 라인(L) 중에서, 부하(전기 기기)에 사용될 수 있는 라인(L)을 선택하고, 그 라인(L)의 브레이커(B)를 경유한 전력 공급을 가능하게 한다.
커넥터(C)의 네 개 단자에 전류 센서(CT) 및 쇼트 배선(S)이 설치되어 있지 않은 경우, 식별 회로(23)의 출력은 전류 센서(CT)의 존재를 나타내지 않는 "전류 센서(CT) 없음(로우: L)"이 된다. 또한, 센서 유닛(21)은 전류 센서(CT)로부터 전류 검출 신호를 수신할 수 없다. 또한, 선택 라인 구동 회로(22)는 식별 회로(23)에 의해 "전류 센서(CT) 없음(로우)"이라고 식별된 라인은 부하(전기 기기)에 사용될 수 있는 라인(L)으로 선택하지 않는다.
다음에, 센서 유닛(21)의 구성에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2의 기본 구성도에 도시된 바와 같이, 센서 유닛(21)은 2차 코일(11)을 통해서 공급되는 2차 전류(IS) 값에 기초하여 결정되는 센스 전압(VS)을 측정함으로써 메인 바(1)의 분기 바(2)를 통해 흐르는 부하 전류(IL)를 계산한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 센스 전압(VS)은 2차 전류(IS)와 센스 부하 저항값(RS)의 곱으로 나타낸다. 센스 전압(VS), 2차 전류(IS), 센스 부하 저항값(RS), 및 부하 전류(IL)의 관계는 아래의 수학식 1로 나타낸다. 다음의 수학식 1에서, "K"는 결합 계수를 나타내고, "N"은 2차 코일의 권수이다.
Figure pct00001
전술한 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 센스 전압(VS)을 측정함으로써, 메인부(L1, L2, 및 N)의 분기부(2)를 통해 흐르는 부하 전류(IL)를 계산하는 것이 가능해진다.
다음에, 전술한 수학식 1로 나타낸 센스 전압(VS)을 최적값으로 조정하기 위한 센서 유닛(21)의 구체적인 회로 구성에 대해 설명한다.
도 3에 도시된 센서 유닛(21)은 저항기 Rn(Rn1 내지 Rn3)을 절환하는 저항 절환부(저항 회로)(30), AD 변환기(31), VS 최대값 기억 회로(이하, 간단히 기억 회로라고 칭함)(32), 및 최적 센스 부하 저항 연산 회로(저항 회로, 이하, 간단히 연산 회로라고 칭함)(33)를 포함하는 신호 처리부를 구비한다.
저항기(Rn1)의 저항값(Rs1)은 10Ω이다. 저항기(Rn2)의 저항값(Rs2)은 100Ω이다. 저항기(Rn3)의 저항값(Rs3)은 1000Ω이다. 저항기(Rn1 내지 Rn3)의 저항값(Rs1 내지 Rs3)은 단지 일례이며, 필요에 따라 설정 변경이 이루어질 수 있다. 또한, 저항기(저항값)의 종류는 상황에 따라 필요한 대로 증가될 수도 있다.
이 센서 유닛(21)에서는, 초기 단계로서 저항 절환부(30)에서, 예를 들면 센스 부하 저항값(Rs)이 "저항값(Rs1)(=10Ω)"으로 설정되어 있다.
전류 측정값이 되는 센스 전압(VS)은 먼저 AD 변환기(31)에 의해 디지털 값으로 변환되어 센서 유닛(21)의 도시되지 않은 전압 측정부에 의해 측정된다. AD 변환기(31)로부터 출력된 센스 전압(VS)은 기억 회로(32)로 출력된다. 이 기억 회로(32)는 미리 설정된 일정 기간(예를 들면, 1일 또는 1시간) 동안 AD 변환기(31)로부터 입력된 센스 전압(VS)의 값을 기억한다. 기억 회로(32) 및 연산 회로(33)에는 일정 시간(규정 시간)을 설정하는 신호 T가 입력된다는 점에 주목하자. 또한, 기억 회로(32)는 일정 기간 동안 센스 전압(VS)의 최대값 M(규정 시간 동안 최대값)을 기억한다.
이 기억 회로(32)에 기억된 센스 전압(VS)의 최대값 M은 연산 회로(33)로 출력된다. 연산 회로(33)는 이 최대값 M에 기초하여 최적의 센스 부하 저항값(RS)을 선택한다.
구체적으로, 연산 회로(33)는 기억 회로(32)에 기억된 센스 전압(Vs)에 기초하여, 센스 전압(Vs)이 미리 설정된 최적값 또는 그 값에 가까운 값이 되도록 저항 절환부(30)의 아날로그 스위치(SW)를 절환하여 센스 부하 저항값(Rs)을 변경한다.
이러한 연산 회로(33)에 의해 저항 절환부(30)의 절환 동작을 수행함으로써, 센스 부하 저항값(Rs)을 입력 범위(감도, 동적 범위)에 가장 적합한 값으로 동적으로 절환할 수 있다.
복수의 고정 센스 부하를 택일적으로 접속하여 입력 범위를 절환하는 방식 대신, 가변 저항을 이용하여 입력 범위를 조정하는 방식이 채용될 수 있다.
전술한 바와 같은 소비 전력 관리 시스템에서는, 커넥터(C)의 네 개 단자에 전류 센서(CT) 및 쇼트 배선(S)이 설치되어 있는 경우, 식별 회로(23)로부터 전류 센서(CT)의 존재를 나타내는 "전류 센서(CT) 있음(하이)"의 신호가 출력된다. 또한, 센서 유닛(21)은 전류 센서(CT)로부터 전류 검출 신호를 수신한다. 또한, 선택 라인 구동 회로(22)에서는, 식별 회로(23)에 의해 "전류 센서(CT) 있음(하이)"으로 식별된 라인(L) 중에서, 부하(전기 기기)에 사용될 수 있는 라인(L)이 선택되고, 그 라인(L)의 브레이커(B)를 경유한 전력 공급이 가능하게 된다.
또한, 센서 유닛(21)에서는, 수신된 2차 전류(IS) 및 저항 절환부(30)에 의해 미리 설정된 센스 부하 저항값(RS)에 기초하여 센스 전압(VS)이 측정된다. 그 후, 센스 전압(VS)은 미리 설정된 일정 기간(예를 들면, 1일, 1시간) 동안 기억 회로(32)에 기억되고, 그 기간 동안 최대값 M이 기억된다. 그 다음, 기억 회로(32)에 기억된 센스 전압(VS)의 최대값 M은 연산 회로(33)로 출력된다. 이 연산 회로(33)는 센스 전압(VS)이 미리 설정된 최적값이 되도록 저항 절환부(30)를 절환하여 센스 부하 저항값(Rs1 내지 Rs3)을 변경한다. 이에 따라, 센스 부하 저항값(Rs)은 입력 범위(감도, 동적 범위)에 가장 적합한 값이 되도록 조정된다.
위에서 상세히 설명된 예시적인 실시예에 따른 소비 전력 관리 시스템은 전류 센서(코일부)(CT) 및 신호 처리부(저항 절환부(30), AD 변환기(31), 기억 회로(32), 및 연산 회로(33))를 포함하는 센서 유닛(21)을 포함한다. 전류 센서(CT)는 메인부(L1, L2, N)로부터 브레이커(B)로 공급되는 전류를 측정하고, 측정된 전류에 기초하여 전류 검출 신호를 출력한다. 신호 처리부는 전류 센서(CT)에 의해 검출된 전류 검출 신호를 미리 정해진 시간에 걸쳐 수신하고, 수신된 전류 검출 신호로부터 신호 레벨의 범위를 판별하고, 그 판별 결과에 따라 전류 검출 신호의 입력 범위를 조정한다. 신호 처리부에서, 브레이커(B)에 흐르는 전류값을 검출하기 위한 코일 형상의 전류 센서(CT)의 형태와 관계없이, 입력 범위(감도, 동적 범위)를 최적값으로 조정한다. 따라서, 전류 센서(CT)에 의해 정확한 전류 측정을 수행하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 신호 처리부는 저항 회로(저항 절환부(30), 연산 회로(33))를 포함한다. 저항 회로는 병렬로 접속된 서로 다른 저항값의 복수의 저항기 Rn을 구비한다. 그들 저항기 Rn은 2차 코일(11)과 직렬로 접속된다. 저항 회로는 저항기 Rn 중 어느 하나를 선택함으로써 전류 검출 신호의 입력 범위를 최적값으로 조정한다. 이러한 구성에 따라, 저항 회로에 의해 복수의 저항기 Rn(Rn1 내지 Rn3) 중 어느 하나를 선택함으로써, 전류 검출 신호의 입력 범위를 최적값으로 조정할 수 있다.
또한, 전류 센서(CT)는 분기 브레이커(B)가 부착되는 메인부(L1, L2, N2)의 분기부(2)에 부착된다. 이러한 구성에 따라, 전류 센서(CT)의 부착이 용이하다. 그 결과, 부착에 관여된 작업성을 향상시키는 것이 가능해진다. 이때, 분기부(2)를 전류 센서(CT)의 코어(10)의 구멍을 통해 통과시킨 후, 분기 브레이커(B)의 오목부가 분기부의 선단과 맞물리게 되면, 본선(main wire)으로부터 분기를 취하는 작업(분기부(2)를 분기 브레이커(B)와 맞물리게 하는 작업) 동안, 단순히 분기부(2)를 코일을 통해 통과시킴으로써, 간단히 소비 전력 측정용 센서를 부착하는 것이 가능하게 된다.
전술한 예시적인 실시예에서는, 네 개 단자를 갖는 커넥터(C)가 사용되고, 그 커넥터(C)의 두 단자에 쇼트 배선(S)을 설치함으로써, 식별 회로(23)에 의해 전류 센서(CT)의 존재가 검출된다. 그러나, 이러한 구성으로 한정되지 않는다. 도 4에 도시된 바와 같이 두 단자를 갖는 커넥터(C)가 사용될 수 있고, 그 커넥터(C)의 두 단자에 쇼트 배선(S)을 설치하지 않는 구조를 채용함으로써, 식별 회로(23)에 의한 전류 센서(CT)의 검출이 생략될 수 있다.
도 4에서, 센서 유닛(21)에 의해, 전류 센서(CT)로부터 출력된 전류 검출 신호에 기초하여 메인 바(1)로부터 브레이커(B)로 공급되는 전력이 측정된다. 또한, 선택 라인 구동 회로(22)는 전류 센서(CT)로부터 센서 유닛(21)으로 공급되는 전류 검출 신호가 있는 라인에 대해 저항 부하(40)(전기 기기)를 경유하여 일정한 직류의 부하 전류를 흘린다. 전류 센서(CT)가 접속되어 있는 경우와 접속되어 있지 않는 경우 간에 센서 유닛(22)으로의 입력 전압이 다름으로 인해, 그 라인의 전류를 측정하는 것이 가능하다.
이상, 본 발명의 예시적인 실시예가 도면을 참조하여 상세히 설명되었지만, 구체적인 구성은 이러한 예시적인 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위의 설계 변경도 포함된다.
예를 들면, 전류 센서로서 전류 변환기 대신에 홀(Hall) 소자를 이용할 수 있다.
본 출원은 2011년 3월 31일 출원된 일본 특허 출원 제2011-077732호를 기초로 하고 그 우선권의 이익을 주장하며, 그 개시 내용은 전체가 참조로 여기에 포함된다.
본 발명에 따른 소비 전력 관리 시스템은 분전반에 적용될 수 있다.
L1, L2, N: 메인부(메인 바 또는 메인 플레이트)
2: 분기부(분기 바, 또는 분기 플레이트)
3: 센서 유닛
11: 2차 코일
21: 센서 유닛
30: 저항 절환부(저항 회로)
33: 최적 센스 부하 저항 연산 회로(저항 회로)
B: 분기 브레이커
CT: 전류 센서(코일부)
Rn: 저항기

Claims (5)

  1. 소비 전력 관리 시스템(power consumption management system)으로서,
    전원선에 접속된 메인부(main part);
    상기 메인부에 전기적으로 접속되며, 부하에 공급되는 전류를 미리 정해진 설정치로 제한하는 브레이커(breaker); 및
    전류 센서 및 신호 처리부를 포함하는 센서 유닛
    을 포함하고,
    상기 전류 센서는 상기 메인부로부터 상기 브레이커로 공급되는 전류를 측정하고, 상기 측정된 전류에 기초하여 전류 검출 신호를 출력하고,
    상기 신호 처리부는 상기 전류 검출 신호를 미리 정해진 시간에 걸쳐 수신하고, 상기 수신된 전류 검출 신호로부터 신호 레벨의 범위를 판별하고, 상기 판별 결과에 따라 상기 전류 검출 신호의 입력 범위를 조정하는 소비 전력 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 센서는, 상기 메인부로부터 상기 브레이커로 공급되는 전류에 의해 유도 전류를 생성하는 코어, 및 상기 유도 전류를 검출하는 2차 코일을 포함하고,
    상기 신호 처리부는, 서로 다른 저항값을 가지며 병렬로 접속된 복수의 저항기를 포함하는 저항 회로를 포함하고, 상기 저항기들은 상기 2차 코일과 직렬로 접속되며, 상기 신호 처리부는 상기 저항기들 중 어느 하나를 선택함으로써 상기 전류 검출 신호의 입력 범위를 최적값으로 조정하는 소비 전력 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전류 센서는, 상기 메인부로부터 상기 브레이커로 공급되는 전류에 의해 유도 전류를 생성하는 코어, 및 상기 유도 전류를 검출하는 2차 코일을 포함하고,
    상기 신호 처리부는 상기 2차 코일과 직렬로 접속된 가변 저항 회로를 포함하고, 상기 신호 처리부는 상기 가변 저항 회로의 저항값을 변경함으로써 상기 전류 검출 신호의 입력 범위를 최적값으로 조정하는 소비 전력 관리 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인부는 서로 평행한 방식으로 복수 제공되고, 상기 브레이커는, 상기 메인부에 끼워 맞춰져 임의의 상(phase)의 전원에 접속되는 복수의 오목부를 갖는 소비 전력 관리 시스템.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전류 센서는, 상기 브레이커가 설치되는 상기 메인부 바(bar)의 분기부에 부착되는 소비 전력 관리 시스템.
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