KR20150038414A - 분전반, 소비 전력 관리 시스템, 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

분전반, 소비 전력 관리 시스템, 및 이들의 제조 방법 Download PDF

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슌스께 즈다
?스께 즈다
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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

분전반은 전원 공급 라인에 접속되는 메인 바; 메인 바로부터 분기되며, 부하에 전력을 공급하는 분기 바; 분기 바에 전기적으로 접속되고, 상기 부하에 전기적으로 접속되도록 구성되며, 부하에 공급되는 전류를 소정의 설정값으로 제한하는 브레이커; 및 분기 바 또는 브레이커에 제공되며, 브레이커에 접속되는 것으로 예정된 부하를 특정하기 위한 표시를 갖는 표시부를 포함한다.

Description

분전반, 소비 전력 관리 시스템, 및 이들의 제조 방법{DISTRIBUTION BOARD, POWER CONSUMPTION MANAGING SYSTEM, AND METHODS FOR MANUFACTURING DISTRIBUTION BOARD AND POWER CONSUMPTION MANAGING SYSTEM}
본 발명은 분전반, 소비 전력 관리 시스템 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 전류 또는 전력을 측정하는 기능을 포함하는 센서를 구비한 분전반이 알려져 있다. 이러한 분전반은 메인 브레이커, 복수의 메인 바(또는 메인 플레이트, 이하 생략), 및 분기 바(또는 분기 플레이트, 이하 생략), 복수의 분기 브레이커, 복수의 관통형 또는 클램프형 전류 센서, 복수의 신호 전송로, 복수의 입력 신호 포트, 및 신호 처리부를 포함한다. 복수의 메인 바는 메인 브레이커의 부하측 단자에 접속된다. 복수의 분기 바는 메인 바로부터 연장된다. 복수의 분기 브레이커는 복수의 분기 바에 접속된다. 분기 바는 분기 브레이커와 메인 바를 연결하고 있다. 전류 센서는 분기 바 또는 메인 브레이커의 부하측 단자상의 부하에 접속되는 전기 배선에 대하여 설치되어 있다. 복수의 신호 전송로는 전류 센서로부터 출력되는 검출 신호를 전송한다. 복수의 입력 신호 포트는 신호 전송로로부터 전송된 검출 신호를 페치(fetch)한다. 신호 처리부는 복수의 입력 신호 포트에 의해 페치된 검출 신호를 처리한다.
일본 무심사 특허 출원, 제1 공보 제2010-130735호
상술한 분전반에서는, 복수의 전류 센서 각각이 어느 분기 브레이커에 접속되고, 어느 입력 신호 포트에 접속되어 있는지에 대해서 자동적으로 특정할 수 없다. 그 결과, 원하는 분기 브레이커, 전류 센서, 및 입력 신호 포트간의 대응 관계를 수동적으로 또는 미리 수동적으로 작성된 대응 정의 데이터 등을 사용하여 신호 처리부에 대하여 초기화할 필요가 있다. 게다가, 센서 유닛의 측정 결과로서, 각각의 측정 데이터의 의미를 명확히 하거나, 조정하는 것이 필수적이다. 그 결과, 분전반의 설치시에 엄청난 노동력을 수반하는 작업을 필요로 한다.
본 발명은 상술한 사정에 감안하여 행하여 졌다. 본 발명의 예시적인 목적은 설치하기 쉬운 분전반, 소비 전력 관리 시스템, 및 이들의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 양상에 따른 분전반은 전원 공급 라인에 접속되는 메인 바; 상기 메인 바로부터 분기되며, 부하에 전력을 공급하는 분기 바; 상기 분기 바에 전기적으로 접속되고, 상기 부하에 전기적으로 접속되도록 구성되며, 상기 부하에 공급되는 전류를 소정의 설정값으로 제한하는 브레이커; 및 상기 분기 바 또는 상기 브레이커에 제공되며, 상기 브레이커에 접속되는 것으로 예정된 부하를 특정하기 위한 표시를 갖는 표시부를 포함한다.
본 발명의 예시적인 양상에 따른 분전반은 상기 메인 바로부터 상기 부하에 공급되는 전류를 측정하는 센서 유닛을 더 포함할 수도 있다. 상기 센서 유닛은 상기 메인 바로부터 상기 부하에 전력을 공급하는 배선의 일부에 설치되며, 상기 배선에서의 전류의 크기에 대응하는 신호를 발산하는 센서 소자; 상기 센서 소자를 특정하기 위한 식별 정보와 상기 센서 소자의 동작 특성을 나타내는 동작 특성 정보를 기억하는 기억부; 및 상기 센서 소자 및 상기 기억부와 전기적으로 접속되고, 상기 센서 소자로부터의 상기 신호에 기초한 상기 부하의 소비 전력 패턴, 상기 식별 정보, 및 상기 동작 특성 정보를 출력하는 출력부를 포함할 수도 있다.
본 발명의 예시적인 양상에 따른 상술한 분전반을 제조하기 위한 방법은 상기 브레이커에 접속되는 것으로 예정된 부하를 특정하기 위한 표시를 상기 브레이커에 제공하는 단계, 및 상기 메인 바, 상기 분기 바, 상기 브레이커 및 상기 센서 유닛이 조립된 후에, 상기 표시에 의해 특정되는 부하를 상기 브레이커에 접속하는 단계를 포함한다.
본 발명의 예시적인 양상에 따른 소비 전력 관리 시스템은 상술된 분전반; 및 상기 출력부에 전기적으로 접속되는 제어 장치를 포함한다. 상기 제어 장치는 상기 부하와 상기 식별 정보가 서로 대응되어 기억되는 데이터베이스; 및 상기 출력부에 의해 출력되는 상기 부하의 소비 전력 패턴, 상기 식별 정보 및 상기 동작 특성 정보를 수신하고, 상기 수신후에 상기 데이터베이스를 참조하고, 상기 분전반에 접속된 상기 부하의 소비 전력 패턴을 모니터하는 감시부를 포함한다.
본 발명의 예시적인 양상에 따른 상술한 소비 전력 관리 시스템의 제조 방법은 상기 브레이커에 접속되는 것으로 예정된 부하를 특정하기 위한 표시를 상기 브레이커에 제공하는 단계; 및 상기 메인 바, 상기 분기 바, 상기 브레이커 및 상기 센서 유닛이 조립된 후에, 상기 표시에 의해 특정되는 부하를 상기 브레이커에 접속하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 표시부에서의 표시를 사용함으로써, 분전반을 설치하는 작업자는 어느 브레이커에 어느 부하를 접속해야 할지를 용이하게 판단할 수 있다. 그 결과, 설치시의 작업이 간편하다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 분전반의 일례를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 분전반을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 전류 센서, 브레이커, 센서 유닛, 선택 라인 구동 회로 및 식별 회로의 레이아웃을 나타내는 회로도이다.
도 4는 센서 유닛에서 검출되는 센스 전압(Vs)을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 도 4를 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 6은 도 2에 나타낸 회로도의 다른 실시 형태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 전류 또는 전력을 측정하는 기능을 포함하는 센서를 갖는 분전반의 다른 예를 나타낸 구성도이다.
도 8은 본 예시적인 실시 형태의 제1 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 예시적인 실시 형태의 제2 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 예시적인 실시 형태의 제3 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 분전반 및 소비 전력 관리 시스템에 대하여 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 예시적인 실시 형태의 분전반 및 소비 전력 관리 시스템의 일례를 나타낸 구성도이다. 도 2는 도 1에 나타낸 분전반 및 소비 전력 관리 시스템의 구성도이다. 도 2에서는, 표시부의 도시가 생략되어 있다. 도 3은 본 예시적인 실시 형태의 분전반 및 소비 전력 관리 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 회로도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 분전반(100)은 단상 3 배선의 분전반일 수도 있다. 분전반(100)은 메인 브레이커 MB, 메인 바(1), 분기 바(2), 분기 브레이커 B, 신호 처리부(3) 및 충전부 커버(4)를 포함한다. 메인 바(1)는 플레이트형 메인 플레이트(도 7 참조)를 포함한다. 분기 바(2)는 플레이트형 분기 플레이트(도 7 참조)를 포함한다.
메인 바(1)는 막대형(rod shaped) 또는 플레이트형 도체로 형성된다. 메인 바(1)는 L1극의 충전부 L1, N극의 수전부 N, 및 L2극의 충전부 L2로 구성된다. 충전부 L1, 충전부 N 및 충전부 L 중에서 2개(충전부 L1과 N, 충전부 L2와 N, 또는 충전부 L1과 L2)에 부하로서 기능하는 디바이스들이 전기적으로 접속된다. 이렇게 함으로써, 이 디바이스들은 예를 들면, 단상 100V, 또는 단상 200V 전원을 수신할 수 있다. 본 예시적인 실시 형태에서는, 메인 바(1)는 구리로 형성된다.
메인 바(1)에서의 충전부 L1, L2, N의 단부에는, 복수의 분기 바(2)가 돌출되도록 다수의 발 형태로 형성되어 있다. 이들 분기 바(2)는 복수의 분기 브레이커 B에 포함된 복수의 요부 b1, b2, b3와 맞물리도록 배열되어 있다. 도 3은 이 접속 상태와 등가인 회로를 개략적으로 나타낸다.
분기 브레이커 B는 메인 바(1)의 3개의 충전부 L1, L2, N 중에서 2개의 각각의 충전부의 분기 바(2)에 장착되어 전기적으로 접속된다. 3개의 충전부 L1, L2, N 중에서 2개 충전부는 예를 들어, 충전부 L1과 N, 또는 수전부 L2와 N를 의미한다. 분기 브레이커 B는 전원에 접속되는 전기 기기인 부하에 공급되는 전류를 소정의 설정값으로 제한한다.
분기 바(2)에는 전류 센서 CT(센서 소자)가 설치된다. 전류 센서 CT는 코어(10)와 2차 코일(11)을 갖는다. 코어(10)는 링형상을 갖는다. 코어(10)에는, 메인 바(1)로부터 공급되는 전류에 의해 유도 전류가 생성된다. 2차 코일(11)은 배선 스레드이며, 코어(10)에 감겨 있다. 2차 코일(11)은 코어(10)에서 발생하는 유도 전류를 검출한다.
전류 센서 CT는 후술되는 신호 처리부(3)의 일부를 구성한다. 분기 바(2)에 링 코어(10)를 삽입함으로써, 전류 센서 CT를 그 분기 바(2)에 설치할 수 있다. 인접하는 링 코어(10)가 서로 접촉하지 않도록, 코어(10)가 분기 바(2)에 설치되는 위치를 분기 바(2)의 길이 방향으로 시프트시킴으로써, 하나의 코어(10)가 인접하는 다른 코어(10)와 교대로 배치되도록 배열할 수도 있다.
도 4는 센서 유닛(21)에 의해 검출되는 센스 전압(Vs)을 설명하기 위한 회로도이다. 도 5는 도 4를 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 배선들로 이루어진 2차 코일(11)의 단부들은 커넥터 C의 2개의 단자에 접속된다. 커넥터 C의 2개의 단자는 기판(20)상의 배선을 통해 센서 유닛(21)에 접속된다. 게다가, 이 기판(20)에는, 센서 유닛(21), 선택 라인 구동 회로(22) 및 식별 회로(23)가 접속된다.
커넥터 C는 4개의 단자로 구성되어 있다. 이들 4개의 단자 중에서 2개의 단자에 전류 센서 CT의 2차 코일(11)의 배선이 접속되었을 경우, 그 2개의 단자를 통해 전류 센서 CT의 전류 검출 신호가 센서 유닛(21)에 공급된다. 또한, 4개의 단자 중에서 2개의 단자에 전류 센서 CT가 접속되었을 경우에는, 나머지 2개의 단자에 쇼트 배선 S가 제공되어 그 2개의 단자들 사이를 도통 상태로 만든다.
커넥터 C는 송신 커넥터와 수신 커넥터로 구성된다. 이들 송신 커넥터와 수신 커넥터가 결합됨으로써, 전류 센서 CT는 기판(20)상의 라인에 접속된다. 그러나, 도면에서는, 편의상 1개의 커넥터만이 나타나 있다.
커넥터 C의 4개의 단자에 센서부 CT 및 쇼트 배선 S가 제공되는 경우에는, 식별 회로(23)는 센서부 CT의 존재를 나타내는 "센서부 CT 존재(하이: H)"의 신호를 출력한다. 또한, 센서 유닛(21)은 센서부 CT로부터의 전류 검출 신호를 페치한다. 게다가, 선택 라인 구동 회로(22)는 식별 회로(23)에서 "센서부 CT 존재(하이)"라고 식별된 라인 L 중에서, 부하(전기 기기)에 사용할 수 있는 라인 L을 선택하고, 그 라인 L의 브레이커 B를 통한 전력 공급을 가능하게 한다.
커넥터 C의 4개의 단자에 센서부 CT 및 쇼트 배선 S가 제공되지 않은 경우에는, 식별 회로(23)는 센서부 CT가 존재하지 않는다는 것을 나타내는 "센서부 CT 없음(로우: L)"의 신호를 출력한다. 또한, 센서 유닛(21)은 센서부 CT로부터의 전류 검출 신호를 페치할 수 없다. 게다가, 선택 라인 구동 회로(22)는 식별 회로(23)에서 "센서부 CT 없음(로우)"이라고 식별된 라인 L을 부하(전기 기기)에 사용할 수 있는 라인 L로서 선택하지 않는다.
도 1에 나타난 바와 같이, 복수의 커넥터 C를 포함하는 커넥터 유닛 CU에 의해 각각의 전류 센서 CT와 기판(20)이 접속되도록 배열될 수도 있다. 이 경우, 센서 유닛(21)에서 복수의 전류 센서 CT가 한 동작으로 탈착될 수 있기 때문에, 작업 효율이 좋다.
충전부 커버(4)는 메인 바(1) 및 분기 바(2)의 일부를 덮는 부재이다. 충전부 커버(4)는 표시 X1, X2, ..., X6가 제공된 표시부(5)를 구비한다. 표시 X1, X2, ..., X6(이하, "표시 X"라고 일반 용어로 지칭할 경우도 있다)는 분기 브레이커 B에 접속될 부하의 명칭을 가리킨다. 표시부(5)는 표시부(5)와 분기 브레이커 B간의 위치 관계가 고정된 상태에서 분전반(100)에 제공된다. 따라서, 분기 브레이커 B와 표시 X간의 대응 관계가 분명하게 된다.
그 다음으로, 센서 유닛(21)의 구성에 대해서 설명한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 센서 유닛(21)은 센스 전압(Vs)을 측정함으로써, 메인 바(1) 또는 분기 바(2)를 통해 흐르는 부하 전류(IL)를 연산한다. 센스 전압(Vs)은 2차 코일(11)을 통해 공급되는 2차 전류(Is)의 값에 기초하여 결정된다. 즉, 센스 전압(Vs)은 2차 전류(Is)와 센스 부하 저항치(Rs)의 곱셈으로 표현된다. 센스 전압(Vs), 2차 전류(Is), 센스 부하 저항치(Rs), 및 부하 전류(IL)간의 관계는 이하의 식으로 표현된다. 이하의 식에서, "K"는 결합 계수를 가리키고, "N"은 2차 코일의 권수를 가리킨다.
Figure pct00001
상술한 식에 나타난 바와 같이, 센스 전압(Vs)을 측정함으로써, 메인 바(1) 또는 분기 바(2)를 통해 흐르는 부하 전류(IL)를 연산할 수 있다.
그 다음으로, 상술한 식으로 표현된 센스 전압(Vs)을 최적값으로 조정하기 위한 센서 유닛(21)의 구체적인 회로 구조에 대해서 설명한다.
도 5에 나타낸 센서 유닛(21)에는 저항체 Rn(Rn1 내지 Rn3)간에 스위칭하는 저항 스위칭부(저항 회로)(30), AD 변환기(31), Vs 최대치 기억 회로(이하, 간단하게 기억 회로라고 칭함)(32), 최적 센스 부하 저항 연산 회로(저항 회로, 이하, 간단하게 연산 회로라고 칭함)(33) 및 기억부(34)를 포함하는 신호 처리 회로가 제공된다.
저항체 Rn1의 저항치 Rs1는 10Ω이다. 저항체 Rn2의 저항치 Rs2는 100Ω이다. 저항체 Rn3의 저항치 Rs3는 1000Ω이다. 저항체 Rn1 내지 Rn3의 저항치 Rs1 내지 Rs3는 일례이며, 설정 변경이 가능하다. 게다가, 조건에 따라 저항체(저항치)의 종류를 적당히 늘릴 수도 있다.
이 센서 유닛(21)에서는, 초기 단계로서 저항 스위칭부(30)에서, 예를 들면, 센스 부하 저항치(Rs)가 "저항치 Rs1(=10Ω)"로 설정되어 있다.
기억부(34)는 센서 유닛(21)에 접속되는 전류 센서 CT를 식별하기 위한 식별 정보와, 전류 센서 CT의 동작 특성을 나타내는 동작 특성 정보를 기억한다. 본 예시적인 실시 형태에서, 전류 센서 CT의 식별 정보에는 전류 센서 CT가 설치되는 대상이 되는 분기 브레이커 B에 접속될 부하를 특정하는 정보가 포함되어 있다. 그 결과, 기억부(34)에 기억된 식별 정보를 판독함으로써, 그 기억부(34)가 제공된 센서 유닛(21)이 어느 부하에 대응하는지를 인식할 수 있다.
전류 측정값인 센스 전압(Vs)은 먼저, AD 변환기(31)에서 디지털 값으로 변환되고, 센서 유닛(21)의 전압 측정부(도면에는 미도시됨)에서 측정된다. AD 변환기(31)로부터 출력된 센스 전압(Vs)은 기억 회로(32)에 출력된다. 이 기억 회로(32)는 미리 설정된 일정 기간(예를 들면, 1일, 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 입력된다. 게다가, 기억 회로(32)는 센스 전압(Vs)의 최대치 M(규정 시간 동안의 최대치)을 일정 시간동안 기억한다.
기억 회로(32)에 기억된 센스 전압(Vs)의 최대치 M는 연산 회로(33)에 출력된다. 연산 회로(33)는 이 최대치 M에 기초하여 최적인 센스 부하 저항치(Rs)를 선택한다.
구체적으로, 연산 회로(33)는 기억 회로(32)에 기억된 센스 전압(Vs)의 최대치 M에 기초하여, 센스 전압(Vs)이 미리 설정해 둔 최적값 또는 거기에 가까운 값이 되도록, 저항 스위칭부(30)의 아날로그 스위치(SW)를 스위칭하고, 센스 부하 저항치(Rs)를 변경한다.
연산 회로(33)에 의한 저항 스위칭부(30)의 스위칭 조작에 의해, 센스 부하 저항치(Rs)를 입력 범위(감도, 다이나믹 범위)의 가장 적합한 값으로 다이나믹하게 스위칭할 수 있다.
복수의 고정 센스 부하를 선택적으로 접속하여 입력 범위를 스위칭하는 방식 대신에, 가변 저항을 이용하여 입력 범위를 조정하는 방식을 사용할 수도 있다.
상술한 바와 같은 소비 전력 관리 시스템에서는, 커넥터 C의 4개의 단자에 센서부 CT 및 쇼트 배선 S가 설치되었을 경우에, 식별 회로(23)로부터 센서부 CT의 존재를 나타내는 "센서부 CT 존재(하이)"의 신호가 출력된다. 또한, 센서 유닛(21)은 센서부 CT로부터의 전류 검출 신호를 페치한다. 게다가, 선택 라인 구동 회로(22)는 식별 회로(23)에서 "센서부 CT 존재(하이)"라고 식별된 라인 L 중에서, 부하(전기 기기)에 사용할 수 있는 라인 L을 선택하여, 그 라인 L의 브레이커 B를 통한 전력 공급이 가능하게 된다.
또한, 센서 유닛(21)은 페치된 2차 전류(Is)와, 저항 스위칭부(30)에서 미리 설정된 센스 부하 저항치(Rs)에 기초하여 센스 전압(Vs)을 측정한다. 그 후, 센스 전압(Vs)은 기억 회로(32)에서, 미리 설정된 일정 기간(예를 들면, 1일, 1시간) 동안 기억되고, 그 기간 동안의 최대치 M이 기억된다. 그 후, 기억 회로(32)에 기억된 센스 전압(Vs)의 최대치 M은 연산 회로(33)에 출력된다. 연산 회로(33)는 센스 전압(Vs)이 센스 전압(Vs)의 최대치 M에 기초하여, 미리 설정된 최적값이 되도록 저항 스위칭부(30)를 스위칭하여 센스 부하 저항치(Rs1 내지 Rs3)를 변경한다. 그렇게 함으로써, 센스 부하 저항치(Rs)는 입력 범위(감도, 다이나믹 범위)의 가장 적합한 값으로 조정된다.
그 다음으로, 분전반(100)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
분전반(100)은 적어도 분기 바(2)가 형성된 메인 바(1), 메인 브레이커 MB, 신호 처리부(3), 표시부(5)를 구비하는 충전부 커버(4), 및 전류 센서 CT가 조립된 후, 설치 위치까지 반송된다. 커넥터 C가 각각의 전류 센서 CT에 대해서 개별적으로 제공되어 있을 경우에는, 설치 위치로의 반송 전에, 전류 센서 CT와 센서 유닛(21)은 커넥터 C를 통해 접속된다. 커넥터 유닛 CU가 사용될 경우에는, 이 단계에서 커넥터 유닛 CU를 통해 전류 센서 CT에 접속될 필요가 없다.
그 후, 설치 위치에서, 표시부(5)에서의 표시 X를 따라, 표시 X에 의해 특정된 부하는 분기 브레이커 B에 접속된다. 커넥터 유닛 CU가 사용될 경우에는, 설치 위치에서 커넥터 유닛 CU를 통한 전류 센서 CT의 접속이 행해질 수 있다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 예시적인 실시 형태의 분전반(100)에 따르면, 표시부(5)를 구비하고 있기 때문에, 분전반(100)의 설치 위치에서, 분기 브레이커 B에 접속될 부하를 용이하게 특정할 수 있다. 그 결과, 분기 브레이커 B에의 부하의 접속을 용이하게 행할 수 있다.
본 예시적인 실시 형태에서는, 신호 처리부(3)를 구비하는 분전반(100)만으로 소비 전력 관리 시스템으로서 기능한다.
커넥터 유닛 CU가 제공되어 있다는 것으로 인해, 분전반(100)의 설치 위치에서 전류 센서(10)와 센서 유닛(21)을 접속해도 설치 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
전류 센서(10)와 분기 브레이커 B가 설치 위치에 반송되기 전에 이미 조립되어 있기 때문에, 설치 위치에서의 현장 작업의 시간을 단축시킬 수 있다. 게다가, 동작 특성이 다른 복수의 전류 센서(10)가 분전반(100)에 설치되는 경우에 설치 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
메인 바(1)로부터 브레이커 B에 공급되는 전류를 측정하는 센서 유닛(21)은 신호 처리부(저항 스위칭부(30), AD 변환기(31), 기억 회로(32), 연산 회로(33))를 포함한다. 신호 처리부는 전류 센서 CT에서 검출된 전류 검출 신호를 소정 시간에 걸쳐서 수신하고, 수신한 전류 검출 신호로부터 신호 레벨의 범위를 판별한다. 게다가, 신호 처리부는 그 판별 결과에 따라 전류 검출 신호의 입력 범위를 조정한다. 신호 처리부에서, 브레이커 B에 흐르는 전류값을 검출하기 위한 코일형 전류 센서 CT의 형태에 무관하게, 그 입력 범위(감도, 다이나믹 범위)를 최적값으로 조정할 수 있다. 그 결과, 전류 센서 CT에서 정확하게 전류를 측정할 수 있다.
예를 들면, 신호 처리부는 저항 회로(저항 스위칭부(30), 연산 회로(33))를 포함한다. 저항 회로는 서로 병렬로 접속된 저항치가 상이한 복수의 저항체 Rn를 구비한다. 저항체 Rn는 2차 코일(11)과 직렬로 접속된다. 저항 회로는 저항체 Rn 중 하나를 선택함으로써 전류 검출 신호의 입력 범위를 최적값으로 조정한다. 이러한 구조를 사용하여, 저항 회로에서 복수의 저항체 Rn(Rn1 내지 Rn3) 중 하나를선택함으로써 전류 검출 신호의 입력 범위를 최적값으로 조정할 수 있다.
전류 센서 CT는 분기 브레이커 B가 설치되는 메인 바(메인 플레이트를 포함함)의 충전부 L1, L2, N으로부터 분기되는 분기 바(분기 플레이트를 포함함)(2)에 설치된다. 이러한 구성에 사용함으로써, 전류 센서 CT의 설치가 용이하게 된다. 그 결과, 설치와 관련된 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 이 때, 전류 센서 CT의 코어(10)의 구멍에 분기 바(2)를 삽입한 후, 분기 바(2)의 단부에 분기 브레이커 B의 요부를 맞물리면, 메인 라인으로부터 분기될 때(분기 바(2)를 분기 브레이커 B와 맞물리게 하기 위한 작업), 분기 바(2)를 코일을 통해 통과시킴으로써, 간단하게 소비 전력 측정용 검출기를 설치할 수 있다.
상술한 예시적인 실시 형태에서는, 4개의 단자를 구비한 커넥터 C를 사용하고, 그 커넥터 C의 2개의 단자에 쇼트 배선 S를 설치함으로써, 식별 회로(23)에서 센서부 CT의 존재가 검출된다. 그러나, 이 구성에 한정되지 않는다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 2개의 단자를 구비한 커넥터 C를 사용하고, 그 커넥터 C의 2개의 단자에 쇼트 배선 S를 설치하지 않고, 식별 회로(23)에서의 센서부 CT의 검출을 생략한 배열일 수도 있다.
도 6에서, 센서 유닛(21)에서, 센서부 CT로부터 출력된 전류 검출 신호에 기초하여, 메인 바(1)로부터 브레이커 B에 공급되는 전력을 측정한다. 또한, 선택 라인 구동 회로(22)는 전류 센서 CT로부터 센서 유닛(21)에 공급되는 전류 검출 신호를 갖는 라인에, 저항 부하(40)(전기 기기)를 통해 일정한 직류 부하 전류를 흐르게 한다. 전류 센서 CT가 접속되어 있을 경우와 접속되어 있지 않을 경우 사이에 센서 유닛(22)에의 입력 전압의 차이가 있기 때문에, 라인의 전류를 측정할 수 있다.
(제1 변형예)
그 다음으로, 상술한 예시적인 실시 형태의 제1 변형예에 대해서 설명한다. 도 8은 제1 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다.
제1 변형예의 분전반은 센서 유닛(21)에 대신에, 센서 유닛(121)을 구비하고 있다는 점에서 상술한 예시적인 실시 형태의 분전반과 상이하다. 센서 유닛(121)의 처리 내용의 일부는 센서 유닛(21)과는 상이하다.
센서 유닛(121)은 기억부(34)와 유사한 기억부(134)를 포함한다. 기억부(134)는 분기 브레이커 B에 접속될 부하에서 상정되는 소비 전력의 패턴을 추가로 기억하고 있다.
센서 유닛(121)은 비교부(135)와 경고부(136)를 더 포함한다. 비교부(135)는 기억부(134)에 기억된 상정된 소비 전력 패턴과, 전류 센서 CT로부터의 신호에 기초한 소비 전력 패턴의 실제 측정값을 비교한다. 경고부(136)는 비교부(135)에 의한 비교 결과를 참조하고, 실제 측정값이 상정된 소비 전력 패턴에 대하여 소정의 오차 이상 상이한 경우에 주의를 환기시키기 위한 주의 환기 신호를 발산한다.
경고부(136)는 특정부(137)에 접속된다. 특정부(137)는 기억부(134)에 기억된 식별 정보에 기초하여, 예를 들어, 표시부(5)에서의 각각의 표시 X의 근방에서 주의 환기 신호와 관련된 전류 센서 CT를 특정한다.
표시부(5)에는 특정부(137)에 의해 동작이 제어되는 경고 램프(제시부)(138)가 제공된다. 각각의 경고 램프(138)는 각각의 표시 X의 근방에 배치된다.
제1 변형예에서는, 분전반(100)의 동작시에, 분기 브레이커 B에 실제로 접속된 부하가 분기 브레이커 B에 원래 접속될 부하와 상이하다는 것을 센서 유닛(121)이 검출했을 경우, 특정부(137)에 의해 전류 센서 CT가 특정되고, 이 전류 센서 CT에 대응하는 경고 램프(138)가 점등된다. 이렇게 함으로써, 부하의 접속에 오류가 있다는 것을 사용자에게 경고할 수 있다.
(제2 변형예)
그 다음으로, 상술한 예시적인 실시 형태의 다른 변형예에 대해서 설명한다. 도 9는 제2 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다.
제2 변형예의 센서 유닛(121)은 패턴 수집부(139)를 추가로 포함하고 있다는 점에서 제1 변형예의 센서 유닛(121)과 상이하다.
패턴 수집부(139)는 분전반(100)의 동작 시작시부터 소정 기간이 경과할 때까지의 각각의 전류 센서 CT로부터 취득된 소비 전력 패턴을 수집한다. 패턴 수집부(139)는 수집된 소비 전력 패턴에 기초하여 참조용 패턴을 취득한다.
또한, 제2 변형예의 기억부(134)에 기억된 내용은 제1 변형예의 기억부(134)에 기억된 것과 상이하다. 즉, 제1 변형예에서는, 기억부(134)(도 8 참조)는 상정된 소비 전력 패턴을 기억한다. 이것 대신에, 제2 변형예에서는, 기억부(134)는 참조용 패턴을 기억한다.
비교부(135)는 기억부(134)에 기억된 참조용 패턴과, 수집 후에 전류 센서 CT로부터의 신호에 기초한 소비 전력 패턴의 실제 측정값을 비교한다. 경고부(136)는 비교부(135)에 의한 비교 결과를 참조하고, 실제 측정값이 참조용 패턴에 대하여 소정의 오차 이상 상이한 경우에 주의를 환기시키기 위한 주의 환기 신호를 발산한다.
이러한 구성에 의해, 분전반(100)의 설치 후에, 보수 작업 오류에 의해 분기 브레이커 B에 부적절한 부하가 접속되었을 경우, 그 오류를 검출하여 경고할 수 있다.
(제3 변형예)
그 다음으로, 상술한 예시적인 실시 형태의 제3 변형예에 대해서 설명한다. 도 9는 제3 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 제3 변형예에서, 신호 처리부(3)에는, 원격 제어 장치(140)가 접속된다.
원격 제어 장치(140)는 데이터베이스(141), 감시부(142) 및 전력 공급 제어부(143)를 포함한다. 데이터베이스(141)는 부하의 명칭, 정격, 및 상정된 소비 전력 패턴을 전류 센서 CT의 식별 정보와 대응시켜서 기억한다. 감시부(142)는 전류 센서 CT로부터의 소비 전력 패턴의 실제 측정값을 수신하고, 데이터베이스(141)를 참조하면서 부하의 소비 전력 패턴을 모니터한다. 전력 공급 제어부(143)는 분기 브레이커 B의 충전 상태를 제어한다. 제3 변형예에서, 소비 전력 관리 시스템은 신호 처리부(3)를 구비하는 분전반(100)과 원격 제어 장치(140)로 구성되어 있다.
제3 변형예에서는, 부하의 소비 전력 패턴을 모니터할 수 있다. 예를 들면, 부하의 소비 전력 패턴이 상정된 소비 전력 패턴과 상이할 경우에, 전력 공급 제어부(143)는 분기 브레이커 B를 동작시켜서 부하에의 전력 공급을 정지시킬 수 있다.
원격 제어 장치(140)는 분전반(100)의 설치 위치에 배치될 필요가 없다. 그 결과, 분전반(100)의 설치 위치와는 상이한 위치이어도 분전반(100)을 제어할 수 있다.
이상, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세히 기술되었다. 그러나, 구체적인 구성은 이 예시적인 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 임의의 설계 변경 등도 포함된다.
예를 들면, 전류 센서로서 변류기(current transformer) 대신에 홀 소자를 사용할 수도 있다.
상술한 예시적인 실시 형태의 일부 또는 모두는 이하의 부기에 의해서 기술될 수도 있다. 그러나, 이하에 한정되지 않는다.
(부기 1) 분전반으로서,
전원 공급 라인에 접속되는 메인 바;
상기 메인 바로부터 분기되며, 부하에 전력을 공급하는 분기 바;
상기 분기 바에 전기적으로 접속되고, 상기 부하에 전기적으로 접속되도록 구성되며, 상기 부하에 공급되는 전류를 소정의 설정값으로 제한하는 브레이커; 및
상기 분기 바 또는 상기 브레이커에 제공되며, 상기 브레이커에 접속되는 것으로 예정된 부하를 특정하기 위한 표시(display)를 갖는 표시부
를 포함하는, 분전반.
(부기 2) 상기 메인 바로부터 상기 부하에 공급되는 전류를 측정하는 센서 유닛을 더 포함하고,
상기 센서 유닛은,
상기 메인 바로부터 상기 부하에 전력을 공급하는 배선의 일부에 설치되며, 상기 배선에서의 전류의 크기에 대응하는 신호를 발산하는 센서 소자;
상기 센서 소자를 특정하기 위한 식별 정보와 상기 센서 소자의 동작 특성을 나타내는 동작 특성 정보를 기억하는 기억부; 및
상기 센서 소자 및 상기 기억부와 전기적으로 접속되고, 상기 센서 소자로부터의 상기 신호에 기초한 상기 부하의 소비 전력 패턴, 상기 식별 정보, 및 상기 동작 특성 정보를 출력하는 출력부
를 포함하는, 부기 1에 따른 분전반.
(부기 3) 상기 기억부는 상기 배선에 접속되는 상기 부하가 동작되고 있을 때에 상정되는 소비 전력 패턴을 나타내는 상정된 소비 전력 패턴을 미리 기억하고,
상기 센서 유닛은,
상기 기억부에 기억된 상기 상정된 소비 전력 패턴과 상기 신호에 기초한 상기 소비 전력 패턴의 실제 측정값을 비교하는 비교부; 및
상기 비교부에 의한 비교 결과를 참조하고, 상기 실제 측정값이 상기 상정된 소비 전력 패턴에 대하여 소정의 오차 이상 상이하다고 판단했을 경우에 주의를 환기시키기 위한 신호를 발산하는 경고부
를 더 포함하는, 부기 2에 따른 분전반.
(부기 4) 상기 센서 유닛은,
상기 배선에 접속되는 상기 부하가 동작되고 있을 때의 소비 전력 패턴의 실제 측정값을 수집하고, 상기 수집된 실제 측정값에 기초하여 참조용 패턴을 취득하는 패턴 수집부;
수집후에 상기 센서 소자로부터 발산된 상기 신호에 기초한 상기 소비 전력 패턴의 실제 측정값과 상기 참조용 패턴을 비교하는 비교부; 및
상기 비교부에 의한 비교 결과를 참조하고, 상기 수집후의 실제 측정값이 상기 참조용 패턴에 대하여 소정의 오차 이상 상이하다고 판단했을 경우에 주의를 환기시키기 위한 신호를 발산하는 경고부
를 더 포함하는, 부기 2에 따른 분전반.
(부기 5) 상기 분기 바를 포함하는 복수의 분기 바;
상기 브레이커를 포함하는 복수의 브레이커; 및
상기 센서 소자를 포함하는 복수의 센서 소자
를 더 포함하고,
상기 센서 유닛은,
상기 식별 정보를 이용하여 상기 주의를 환기시키기 위한 신호와 관련된 센서 소자를 특정하는 특정부; 및
상기 특정부에 의해 특정된 센서 소자 또는 상기 특정된 센서 소자에 대응하는 상기 분기 바 또는 상기 브레이커를 사용자에게 제시하는 제시부
를 더 포함하는, 부기 3 또는 4에 따른 분전반.
(부기 6) 부기 2 내지 5 중 어느 하나에 따른 분전반의 제조 방법으로서,
상기 브레이커에 접속되는 것으로 예정된 부하를 특정하기 위한 표시를 상기 브레이커에 제공하는 단계, 및
상기 메인 바, 상기 분기 바, 상기 브레이커 및 상기 센서 유닛이 조립된 후에, 상기 표시에 의해 특정되는 부하를 상기 브레이커에 접속하는 단계
를 포함하는, 분전반의 제조 방법.
(부기 7) 소비 전력 관리 시스템으로서,
부기 2 내지 5 중 어느 하나에 따른 분전반; 및
상기 출력부에 전기적으로 접속되는 제어 장치
를 포함하고,
상기 제어 장치는,
상기 부하와 상기 식별 정보가 서로 대응되어 기억되는 데이터베이스; 및
상기 출력부에 의해 출력되는 상기 부하의 소비 전력 패턴, 상기 식별 정보 및 상기 동작 특성 정보를 수신하고, 상기 수신후에 상기 데이터베이스를 참조하고, 상기 분전반에 접속된 상기 부하의 소비 전력 패턴을 모니터하는 감시부
를 포함하는, 소비 전력 관리 시스템.
(부기 8) 상기 제어 장치는 상기 브레이커에 대하여 제어 신호를 출력하여 전력 공급을 제어하는 전력 공급 제어부를 포함하고,
상기 브레이커는 상기 부하에의 전류 공급의 시작 및 정지를 상기 제어 신호에 기초하여 변경하는, 부기 7에 따른 소비 전력 관리 시스템.
(부기 9) 부기 7 또는 8에 따른 소비 전력 관리 시스템의 제조 방법으로서,
상기 브레이커에 접속되는 것으로 예정된 부하를 특정하기 위한 표시를 상기 브레이커에 제공하는 단계, 및
상기 메인 바, 상기 분기 바, 상기 브레이커 및 상기 센서 유닛이 조립된 후에, 상기 표시에 의해 특정되는 부하를 상기 브레이커에 접속하는 단계
를 포함하는, 소비 전력 관리 시스템의 제조 방법.
본 출원은 2012년 8월 31일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-191650호에 기초하며 그 우선권 이익을 주장하고, 그 개시 전체는 본 명세서에서 참조로서 결합된다.
<산업상 이용가능성>
본 발명은 분전반, 소비 전력 관리 시스템, 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
1: 메인 바(또는 메인 플레이트)
2: 분기 바(또는 분기 플레이트)
3: 센서 유닛
4: 충전부 커버
5: 표시부
11: 2차 코일
21: 센서 유닛
30: 저항 스위칭부(저항 회로)
33: 최적 센스 부하 저항 연산 회로(저항 회로)
34, 134: 기억부
135: 비교부
136: 특정부
137: 경고 램프(제시부)
B: 분기 브레이커
CT: 전류 센서(코일부)
Rn: 저항체
X1, X2, ..., X6: 표시
100: 분전반
140: 원격 제어 장치

Claims (9)

  1. 분전반(distribution board)으로서,
    전원 공급 라인에 접속되는 메인 바;
    상기 메인 바로부터 분기되며, 부하에 전력을 공급하는 분기 바;
    상기 분기 바에 전기적으로 접속되고, 상기 부하에 전기적으로 접속되도록 구성되며, 상기 부하에 공급되는 전류를 미리 결정된 설정값으로 제한하는 브레이커; 및
    상기 분기 바 또는 상기 브레이커에 제공되며, 상기 브레이커에 접속되는 것으로 예정된 부하를 특정하기 위한 표시(display)를 갖는 표시부
    를 포함하는, 분전반.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 바로부터 상기 부하에 공급되는 전류를 측정하는 센서 유닛을 더 포함하고,
    상기 센서 유닛은,
    상기 메인 바로부터 상기 부하에 전력을 공급하는 배선의 일부에 설치되며, 상기 배선에서의 전류의 크기에 대응하는 신호를 발하는 센서 요소;
    상기 센서 요소를 특정하기 위한 식별 정보와 상기 센서 요소의 동작 특성을 나타내는 동작 특성 정보를 기억하는 기억부; 및
    상기 센서 요소 및 상기 기억부와 전기적으로 접속되고, 상기 센서 요소로부터의 상기 신호에 기초한 상기 부하의 소비 전력 패턴, 상기 식별 정보, 및 상기 동작 특성 정보를 출력하는 출력부
    를 포함하는, 분전반.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기억부는, 상기 배선에 접속되는 상기 부하가 동작되고 있을 때에 상정되는 소비 전력 패턴을 나타내는 상정된 소비 전력 패턴을 미리 기억하고,
    상기 센서 유닛은,
    상기 기억부에 기억된 상기 상정된 소비 전력 패턴과 상기 신호에 기초한 상기 소비 전력 패턴의 실제 측정값을 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부에 의한 비교 결과를 참조하고, 상기 실제 측정값이 상기 상정된 소비 전력 패턴과는, 미리 결정된 오차(discrepancy) 이상 상이하다고 판단했을 경우에 주의를 환기시키기 위한 신호를 발하는 경고부
    를 더 포함하는, 분전반.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 센서 유닛은,
    상기 배선에 접속되는 상기 부하가 동작되고 있을 때의 소비 전력 패턴의 실제 측정값을 수집하고, 상기 수집된 실제 측정값에 기초하여 참조용 패턴을 취득하는 패턴 수집부;
    수집후에 상기 센서 요소로부터 발산된 상기 신호에 기초한 상기 소비 전력 패턴의 실제 측정값과 상기 참조용 패턴을 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부에 의한 비교 결과를 참조하고, 상기 수집후의 실제 측정값이 상기 참조용 패턴과는, 미리 결정된 오차 이상 상이하다고 판단했을 경우에 주의를 환기시키기 위한 신호를 발하는 경고부
    를 더 포함하는, 분전반.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 분기 바를 포함하는 복수의 분기 바;
    상기 브레이커를 포함하는 복수의 브레이커; 및
    상기 센서 요소를 포함하는 복수의 센서 요소
    를 더 포함하고,
    상기 센서 유닛은,
    상기 식별 정보를 이용하여 상기 주의를 환기시키기 위한 신호와 관련된 센서 요소를 특정하는 특정부; 및
    상기 특정부에 의해 특정된 센서 요소, 또는 상기 특정된 센서 요소에 대응하는 상기 분기 바 또는 상기 브레이커를 사용자에게 제시하는 제시부
    를 더 포함하는, 분전반.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 분전반의 제조 방법으로서,
    브레이커에 접속되는 것으로 예정된 부하를 특정하기 위한 표시를 상기 브레이커에 제공하는 단계, 및
    메인 바, 분기 바, 상기 브레이커 및 센서 유닛이 조립된 후에, 상기 표시에 의해 특정되는 부하를 상기 브레이커에 접속하는 단계
    를 포함하는, 분전반의 제조 방법.
  7. 소비 전력 관리 시스템으로서,
    제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 분전반; 및
    출력부에 전기적으로 접속되는 제어 장치
    를 포함하고,
    상기 제어 장치는,
    부하와 식별 정보가 서로 대응되어 기억되는 데이터베이스; 및
    상기 출력부에 의해 출력되는 상기 부하의 소비 전력 패턴, 상기 식별 정보 및 동작 특성 정보를 수신하고, 상기 수신후에 상기 데이터베이스를 참조하고, 상기 분전반에 접속된 상기 부하의 소비 전력 패턴을 모니터하는 감시부
    를 포함하는, 소비 전력 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어 장치는 브레이커에 대하여 제어 신호를 출력하여 전력 공급을 제어하는 전력 공급 제어부를 포함하고,
    상기 브레이커는 상기 부하에의 전류 공급의 시작 및 정지를 상기 제어 신호에 기초하여 변경하는, 소비 전력 관리 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 따른 소비 전력 관리 시스템의 제조 방법으로서,
    브레이커에 접속되는 것으로 예정된 부하를 특정하기 위한 표시를 상기 브레이커에 제공하는 단계; 및
    메인 바, 분기 바, 상기 브레이커 및 센서 유닛이 조립된 후에, 상기 표시에 의해 특정되는 부하를 상기 브레이커에 접속하는 단계
    를 포함하는, 소비 전력 관리 시스템의 제조 방법.
KR20157005047A 2012-08-31 2013-08-30 분전반, 소비 전력 관리 시스템, 및 이들의 제조 방법 KR20150038414A (ko)

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