KR20150043090A - 전자식 전력량계 및 이를 이용한 온도 보상방법 - Google Patents

전자식 전력량계 및 이를 이용한 온도 보상방법 Download PDF

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KR20150043090A
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Abstract

본 발명은 전자식 전력량계에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전자식 전력량계는 온도센서, 전류채널 및 전압채널에서 전달된 아날로그 신호를 디지털로 변환시키는 아날로그-디지털 변환부; 디지털 변환된 전류 및 전압을 온도보상하는 온도보상부; 및 보상된 전류 및 전압을 곱하여 전력을 계산하는 전력계산부; 를 포함하여 전력량 계산 전에 전압, 전류의 온도보상을 수행하고 그 값으로 전력량을 계산하므로 보다 정확한 전략량 적산이 가능할 수 있다.

Description

전자식 전력량계 및 이를 이용한 온도 보상방법{Electronic Power Meter and Method of Temperature Compensation Using the Same}
본 발명은 전자식 전력량계에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 온도 변화를 추적하여 전류와 전압의 온도보상을 수행하는 전자식 전력량계에 관한 것이다.
디지털 전력량계 보드는 다양한 전기전자 부품과 소자들로 구성되어 전압 및 전류의 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하고 디지털 데이터를 이용하여 전력을 계산하고 계산된 전력을 누적하여 전력량을 계량하게된다.
전압신호를 디지털 신호로 변환하는 방법은 저항을 사용한 분압회로를 이용하여 고압신호를 디지털 변환이 가능한 수백 미리 볼트 정도의 전압 레벨로 낮춘다.
그리고, 전류신호를 디지털 신호로 변환하는 방법은 주로 변류기(Current Transformer)를 이용하여 높은 전류를 낮은 전류로 변환하고, 버든 저항을 이용하여 전압신호로 변환 시킨 후 ADC를 이용하여 디지털 신호로 변환한다.
이러한 동작을 위한 소자들은 온도의 변화에 대해서 오차가 발생하게 된다. 이들 각각의 내부소자가 갖는 온도의존성에 의해 전력량계가 계측하는 전력량도 이들 소자들의 오차의 합에 해당하는 계량오차가 발생하게 된다.
종래에는 이러한 문제를 해결하기 위해 전류와 전압을 디지털 신호로 변환한 후 전력 량을 계산한 후 계산된 전력을 온도 변화에 따른 보상 테이블과 비교하여 온도 보상을 실시하여 정확한 전력량을 계산하는 방식을 도모하였다.
즉, 전력에 대한 온도 보상은 온도 변화에 따른 계측 전력과 온도 변화에 오차가 없는 표준 전력을 상호 비교하여 온도에 따른 전력의 보상 곡선을 계산하고, 계측된 전력에 보상 곡선을 적용하여 계측 전력에 대해 온도 보상을 실시하는 것이다. 이때, 온도 보정된 전력을 시간 경과에 따라 적산하여 최종 전력량을 계산할 수 있다.
그러나, 상기 방법은 온도 변화에 따른 전류 및 전압의 보상을 하는 것이 아닌, 계산된 전력량을 보상테이블을 통한 보상 시스템인 점에서 전력량 계산의 정확성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2006-0035188호
따라서, 본 발명은 종래 전자식 전력량계 및 이를 이용한 온도 보상방법에서 제기되는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전력량 계산 전에 디지털 변환된 전류 및 전압을 온도보상하는 온도보상부와 보상된 전류 및 전압을 곱하여 전력을 계산하는 전력계산부로 구성되어 온도변화에 따른 전류, 전압의 변화가 발생하더라도 온도보상을 실시할 수 있는 전자식 전력량계 및 이를 이용한 온도 보상방법이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, 아날로그 형태의 전류, 전압 및 온도 신호를 센싱하는 센싱부; 상기 센싱부에서 출력된 신호를 디지털로 변환시키는 아날로그-디지털 변환부; 상기 아날로그-디지털 변환부에서 출력된 전류 및 전압을 미리 설정된 온도에서의 전류 및 전압으로 보상하는 온도보상부; 및 보상된 전류 및 전압을 토대로 전력을 계산하는 전력계산부; 를 포함하는 전자식 전력량계가 제공됨에 의해서 달성된다.
이때, 상기 센싱부는 상기 온도신호를 센싱하는 온도센서를 포함하고,
상기 온도보상부는 온도에 따른 상기 온도센서의 출력변화율(
Figure pat00001
), 온도에 따른 전류게인(gain)변화율(
Figure pat00002
) 및 온도에 따른 전압게인(gain)변화율(
Figure pat00003
)의 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 상기 전류게인변화율(
Figure pat00004
)은 온도에 따른 전류값을 미리 설정된 온도를 기준으로 정규화시키고, 상기 정규화된 값을 미리 설정된 온도에서 얻어진 값으로 나눈 결과에 역수를 취하며, 상기 역수값을 미리 설정된 온도에서의 값으로 빼준 편차값의 기울기일 수 있다.
또한, 상기 전압게인변화율(
Figure pat00005
)은 온도에 따른 전압값을 미리 설정된 온도를 기준으로 정규화시키고, 상기 정규화된 값을 미리 설정된 온도에서 얻어진 값으로 나눈 결과에 역수를 취하며, 상기 역수값을 미리 설정된 온도에서의 값으로 빼준 편차값의 기울기일 수 있다.
또한, 상기 온도보상부는 상기 온도센서의 출력변화율(
Figure pat00006
)과 상기 전류게인변화율(
Figure pat00007
)을 이용하여 전류보상계수를 산출하고, 상기 온도센서의 출력변화율(
Figure pat00008
)과 상기 전압게인변화율(
Figure pat00009
)을 이용하여 전압보상계수를 산출하는 온도보상 계수 연산부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전류보상계수는 다음 식,
Figure pat00010
에 의하며,
여기에서,
Figure pat00011
는 전류보상계수이고,
Figure pat00012
는 미리 설정된 온도의 게인전류,
Figure pat00013
는 현재 온도센서 출력,
Figure pat00014
는 미리 설정된 온도센서 출력일 수 있다.
또한, 상기 전압보상계수는 다음 식,
Figure pat00015
에 의하며,
여기에서,
Figure pat00016
는 전류보상계수이고,
Figure pat00017
는 미리 설정된 온도의 게인전압,
Figure pat00018
는 현재 온도센서 출력,
Figure pat00019
는 미리 설정된 온도센서 출력일 수 있다.
또한, 상기 온도보상부는 상기 아날로그-디지털 변환부에서 전달된 전류와 상기 전류보상계수를 곱하는 전류보상부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 온도보상부는 상기 아날로그-디지털 변환부에서 전달된 전압과 상기 전압보상계수를 곱하는 전압보상부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 목적은, 전자식 전력량계를 이용한 전력량 산출방법에 있어서,
전류, 전압 및 온도를 센싱하는 단계; 상기 센싱된 전류, 전압 및 온도를 디지털로 변환하는 단계; 온도센서의 온도 변화량을 확인하여 전류와 전압의 온도보상을 실시하는 단계; 및 상기 온도보상된 전류와 전압을 곱하여 전력을 계산하는 단계; 를 포함하는 전력량 산출방법이 제공됨에 의해서 달성된다.
이때, 상기 전류와 전압의 온도보상을 실시하는 단계는,
온도보상부로부터 온도에 따른 온도센서 출력변화율(
Figure pat00020
), 전류 게인(gain) 변화율(
Figure pat00021
) 및 전압 게인(gain) 변화량(
Figure pat00022
)을 불러오고 온도변화량을 확인할 수 있다.
또한, 상기 온도 변화량은 다음 식,
Figure pat00023
즉,
Figure pat00024
을 이용하여 산출되고, 여기서,
Figure pat00025
는 현재 온도센서 출력이고
Figure pat00026
는 기설정된 온도센서 출력일 수 있다.
또한, 상기 전류와 전압의 온도보상을 실시하는 단계는 다음 식,
Figure pat00027
즉,
Figure pat00028
을 이용하여 전류보상계수를 산출하고, 여기에서,
Figure pat00029
는 미리 설정된온도에서의 게인전류,
Figure pat00030
는 전류 게인(gain) 변화율, 는 온도센서의 현재온도값,
Figure pat00032
는 미리 설정된온도에서의 온도값일 수 있다.
또한, 상기 전류와 전압의 온도보상을 실시하는 단계는 다음 식,
Figure pat00033
즉,
Figure pat00034
을 이용하여 전압보상계수를 산출하고, 여기에서,
Figure pat00035
는 미리 설정된온도에서의 게인전압,
Figure pat00036
는 전압 게인(gain) 변화율,
Figure pat00037
는 온도센서의 현재온도값,
Figure pat00038
는 미리 설정된온도에서의 온도값일 수 있다.
또한, 상기 전력을 계산하는 단계는, 온도보상부에 전달된 전류에 전류보상계수를 곱하여 형성된 보상된 전류와 온도보상부에 전달된 전압에 전압보상계수를 곱한값을 곱하여 전력을 계산할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자식 전력량계는 전력량 계산 전에 전류와 전압의 온도 보상을 실시하는 온도보상부로 구성되어 보다 정확한 전력량을 산출할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예 블럭도.
도 2는 도 1의 온도 보상부를 나타내는 블럭도.
도 3는 온도센서의 온도특성 그래프.
도 4a는 전류채널의 온도특성그래프.
도 4b는 전류채널의 온도보상 게인도.
도 4c는 전류채널의 온도보상 게인 편차도.
도 5a는 전압채널의 온도특성그래프.
도 5b는 전압채널의 온도보상 게인도.
도 5c는 전압채널의 온도보상 게인 편차도.
도 6은 본 발명의 전자식 전력량계의 온도 보상을 수행하는 순서도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 다수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예 블럭도이고, 도 2는 도 1의 온도 보상부를 나타내는 블럭도이다.
전자식 전력량계(1000)는 검출한 전류와 전압을 곱하고 이를 시간경과에 따라 적산하여 사용전력량을 산출하는 기기이므로 도 1에 도시된 바와 같이, 전류채널(110), 전압채널(130) 및 온도센서(120)로 구성된 센싱부(100), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(ADC:Analog to Digital Converter)(200)와 온도보상부(300) 및 전력계산부(400)로 구성될 수 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 센싱부(100)는 변류기와 같이 전류를 검출하여 표시하는 전류검출부 및 변위기와 같이 전압을 검출하여 표시하는 전압검출부를 포함할 수 있음을 고려할 수 있다.
그리고, 센싱부(100)는 온도신호를 센싱하는 온도센서(120), 전류를 감지할 수 있는 전류채널(100) 및 전압을 감지할 수 있는 전압채널(130)을 포함할 수 있다.
아날로그-디지털 변환부(200)는 온도센서(120), 전류채널(110) 및 전압채널(130)에서 전달된 아날로그 신호를 필터링(filtering)하여 디지털로 변환시켜 온도보상부(300)로 전달할 수 있다.
온도보상부(300)는 온도에 따라 변화된 전류 및 전압의 온도보상을 실시하기 위한 구성으로서, 사용자가 정한 온도 범위를 가변시켜 얻어지는 온도센서의 온도특성곡선에서 온도에 따른 온도센서의 출력변화율(
Figure pat00039
), 온도에 따른 전류게인(gain)변화율(
Figure pat00040
) 및 온도에 따른 전압게인(gain)변화율(
Figure pat00041
)의 데이터를 계산할 수 있고, 이를 온도보상 테이블(도면 미도시)에 저장할 수 있다.
즉, 온도보상부(300)은 온도에 따른 온도센서의 출력변화율(
Figure pat00042
), 전류게인 변화율(
Figure pat00043
) 및 전압게인 변화율(
Figure pat00044
)을 계산하여 그 값을 저장하고 후에 온도변화량을 매개로하여 전류 및 전압의 온도보상을 수행할 수 있는 전류보상계수 및 전압보상계수를 산출해 낼 수 있다.
이때, 전류게인변화율(
Figure pat00045
)은 온도에 따른 전류값을 미리 설정된 온도를 기준으로 정규화시키고, 정규화된 값을 미리 설정된 온도에서 얻어진 값으로 나눈 결과에 역수를 취하며, 그 역수값을 미리 설정된 온도에서의 값으로 빼준 편차값의 기울기를 의미할 수 있다.
그리고, 전압게인변화율(
Figure pat00046
)은 온도에 따른 전압값을 미리 설정된 온도를 기준으로 정규화시키고, 정규화된 값을 미리 설정된 온도에서 얻어진 값으로 나눈 결과에 역수를 취하며, 그 역수값을 미리 설정된 온도에서의 값으로 빼준 편차값의 기울기를 의미할 수 있다.
온도센서의 온도특성그래프를 나타내는 도 3과 같이, 온도센서(120) 마다 다른 출력 오프셋(off set)이 존재하므로 온도센서(120)마다 온도특성곡선이 일치하지 않을 수 있다.
그러나, 온도특성 그래프는 온도에 따른 온도센서 출력변화율(
Figure pat00047
)이 동일하므로 미리 설정된 온도(예컨데, 25℃)를 기준으로 상대적 변화율을 이용하면 미리 설정된온도와 현재온도의 온도센서값으로부터 온도의 변화량을 확인할 수 있다.
이때, 온도센서(120)의 온도 변화량은
Figure pat00048
즉,
Figure pat00049
를 이용하여 산출될 수 있다. 여기서,
Figure pat00050
는 현재 온도센서 출력이고
Figure pat00051
는 미리 설정된 온도센서(120)의 출력이다.
그리고, 온도보상부(300)는 온도센서의 출력변화율(
Figure pat00052
)과 전류게인변화율(
Figure pat00053
)을 이용하여 전류보상계수를 산출하고, 온도센서의 출력변화율(
Figure pat00054
)과 전압게인변화율(
Figure pat00055
)을 이용하여 전압보상계수를 산출하는 온도보상 계수 연산부(310)을 포함할 수 있다.
온도보상 계수 연산부(310)는 온도센서의 출력변화율(
Figure pat00056
), 전류게인변화율(
Figure pat00057
) 및 전압게인변화율(
Figure pat00058
)의 데이터를 산출해 내거나 온도보상 테이블(도면 미도시)에서 불어들여, 온도변화량(
Figure pat00059
)의 매개변수를 이용하여 전류보상계수(
Figure pat00060
) 및 전압보상 계수(
Figure pat00061
)를 생성할 수 있다.
도 4a의 전류채널(110)의 온도특성 그래프는 평균 데이터를 근사화하여 생성된 것이고, 도 4b의 전류채널(110)의 온도보상 게인 그래프는 온도별 데이터를 미리 설정된 온도를 기준으로 정규화한 것이다.
즉, 온도보상 게인 그래프는 온도별 데이터를 미리 설정된 온도에서 얻어진 값으로 나눈 결과에 역수를 취한 것으로서, 미리 설정된 온도(온도편차가 0)에서의 전류채널(110)의 온도보상 게인은 1로 정규화된 것을 의미한다.
도 4b의 온도 특성 곡선은 온도편차가 음수인 부분에서는 게인을 증가(1 이상)시켜야 하고 온도편차가 양수인 부분에서는 게인을 감소(1 이하)시켜야 함을 의미한다.
도 4c는 도 4b에서 얻어진 온도보상 게인 그래프를 이용하여 온도 보상 계수를 구하기 위한 편차도이다. 즉, 세로축은 도 4b에서 미리 설정된 온도의 게인과의 게인차분을 나타내는 것으로서 예를 들면,
Figure pat00062
로 표현할 수 있는데 이는 디지털 시스템에 의해 선택되는 값일 수 있으며, 설명을 위해 임의로 표시된 값일 수 있다.
따라서, 전자식 전력량계(1000)의 온도변화에 따른 특성은 그 온도보상계수가 일정하다는 특성을 이용하면, 게인차분을 계산하여 해당온도에서의 보상되어야 할 게인 편차를 산출해낼 수 있고 그 값으로 온도 보상을 실시할 수 있다.
이때, 디지털 변환된 전류채널의 온도 변화에 따른 게인(gain) 변화량은 도 4c의 편차도의 기울기로서 그 값은
Figure pat00063
이고, 앞서 온도센서(120)의 특성그래프 곡선에서 얻는 온도에 따른 온도센서 출력변화율(
Figure pat00064
,
Figure pat00065
)를 이용하면
Figure pat00066
의 전류채널(110)의 전류보상계수를 얻을 수 있다.
여기서 ,
Figure pat00067
는 미리 설정된온도의 게인전류,
Figure pat00068
는 현재 온도센서 출력,
Figure pat00069
는 미리 설정된 온도센서 출력이다.
그리고, 도 5a의 전압채널(130)의 온도특성 그래프는 평균 데이터를 근사화하여 생성된 것이고, 도 4b의 전압채널(130)의 온도보상 게인 그래프는 온도별 데이터를 미리 설정된온도를 기준으로 정규화된 것이다.
즉, 온도보상 게인 그래프는 온도별 데이터를 미리 설정된 온도에서 얻어진 값으로 나눈 결과에 역수를 취한 것이므로, 미리 설정된 온도(온도편차가 0)에서의 전압채널(130)의 온도보상 게인은 1로 정규화된 것을 의미한다.
도 5b의 온도 특성 곡선은 미리 설정된 온도(온도편차가 음수)에서는 게인을 증가(1 이상)시켜야 하고 미리 설정된온도 이상(온도편차가 양수)에서는 게인을 감소(1 이하)시켜야 함을 의미한다.
도 5c는 도 5b에서 얻어진 온도보상 게인 그래프를 이용하여 온도 보상 계수를 구하기 위한 편차도이다. 즉, 세로축은 도 5b에서 미리 설정된 온도에서의 게인과 게인차분을 나타내는 것으로서 예를 들면,
Figure pat00070
로 표현할 수 있는데 이는 디지털 시스템에 의해 선택되는 값일 수 있으며, 설명을 위해 임의로 표시된 값일 수 있다.
따라서, 전자식 전력량계(1000)의 온도변화에 따른 특성은 그 온도보상계수가 일정하다는 특성을 이용하면, 게인차분을 계산하여 해당온도에서의 보상되어야 할 게인 편차를 산출해낼 수 있고 그 값으로 온도 보상을 실시할 수 있다.
이때, 디지털 변환된 전압채널(130)의 온도에 따른 게인(gain) 변화량은 도 5c의 편차도 기울기로서 그 값은
Figure pat00071
이고, 앞서 온도센서(120)의 특성그래프 곡선에서 얻는 온도에 따른 온도센서 출력변화율(
Figure pat00072
,
Figure pat00073
)를 이용하면
Figure pat00074
의 전압채널(130)의 전압보상계수를 얻을 수 있다.
여기서 ,
Figure pat00075
는 미리 설정된 온도의 게인전압,
Figure pat00076
는 현재 온도센서 출력,
Figure pat00077
는 미리 설정된 온도센서 출력이다.
그리고, 온도보상부(300)는 상기 아날로그-디지털 변환부에서 전달된 전류와 상기 전류보상계수를 곱하는 전류보상부(331) 및 상기 아날로그-디지털 변환부(200)에서 전달된 전압과 상기 전압보상계수를 곱하는 전압 보상부(332)를 포함할 수 있다.
전류보상부(331)는 미리 설정된 온도에서의 전류로 보상하기 위한 구성으로서, 온도 영향으로 가변된 전류에 전류보상계수를 곱하면 미리 설정된 온도에서의 전류로 보상시킬 수 있다.
그리고 전압보상부(332)는 미리 설정된 온도에서의 전압으로 보상하기 위한 구성으로서, 온도 영향으로 가변된 전압에 전압보상계수를 곱하면 미리 설정된 온도에서의 전류로 보상시킬 수 있다.
한편, 전력계산부는(400) 전류보상부(331) 및 전압보상부(332)에서 전달된 전류와 전압을 곱하여 전력을 계산할 수 있고, 계산된 유효전력 및 무효전력은 산출될 때마다 적산되어 기록테이블(500)에 저장될 수 있다.
온도센서(120)값의 상대적 온도변화량과 미리 설정된 온도에서 얼마 만큼 변화되었는지를 추적할 수 있고, 온도 변화량은 전류, 전압에도 동일한 변수로 작용하기 때문에 온도의 영향으로 변화된 전류, 전압을 추정할 수 있고 이를 기반으로 온도 보상정도를 예측할 수 있다.
즉, 본 발명은 온도센서의 현재 출력값을 읽어 당해 온도에서의 온도에서 보상되어야 할 전류, 전압을 보상하는 것이 아니고, 현재 온도와 기준 온도와의 온도변화량을 매개로 전류보상계수 및 전압계수를 산출하여 보상되는 구성이므로 전자식 전력량계(1000)에 탑재되는 온도센서마다 다른 오프셋(offset)으로 인한 오차를 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 최종 전력계산 후에 온도보상을 하면 유효전력 및 무효전력의 최종 전력량만 보상이 되므로 전압, 전류의 값은 온도에 의한 오차가 그대로 존재하게 되어 전류와 전압의 실효치 측정에는 오차가 발생될 수 있다.
즉, 본 발명은 실효치를 정확하게 측정되므로 순간전압의 하강 또는 상상을 정확하게 판단할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전자식 전력량계(1000)를 이용하여 전력량을 산출하는 방법은 전류채널(110), 전압채널(130) 및 온도센서(120)의 신호를 센싱하는 단계(S100)와 상기 센싱된 안날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계(S200)와 상기 변경된 디지털 신호를 디지털 변환된 온도센서의 신호의 변화된 정도를 고려하여 전류와 전압의 온도보상을 실시하는 단계(S300) 및 상기 온도보상된 전류와 전압을 곱하여 전력을 계산하는 단계(S400)로 구성될 수 있다.
전류채널, 전압채널 및 온도센서의 신호를 센싱하는 단계 이전에 상기 전자식 전력량계(1000)의 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
캘리브레이션 과정은 전자식 전력량계(1000)를 온도조절 챔버에 넣고 기준전압(220V)과 기준전류(10A)를 PF 0.5 조건으로 인가한 상태에서 온도센서(120)의 온도특성곡선과, 전류채널(110) 및 전압채널(130)의 온도특성 곡선을 얻어 온도에 따른 온도센서 출력변화율(
Figure pat00078
), 전류 게인(gain) 변화율(
Figure pat00079
) 및 전압 게인(gain) 변화량(
Figure pat00080
)의 데이터를 분석하고 이를 온도보상부(300)의 온도보상테이블(320)에 온도보상테이블(320)에 저장될 수 있다.
그리고, 미리 설정된 온도(예를들어 25℃)에서의 온도센서(120)값(
Figure pat00081
)을 저장할 수 있다.
온도센서의 온도 변화량을 확인하여 전류와 전압의 온도보상을 실시하는 단계는(S300), 온도보상테이블(320)로부터 온도에 따른 온도센서 출력변화율(
Figure pat00082
)과 전류 게인(gain) 변화율(
Figure pat00083
) 및 전압 게인(gain) 변화량(
Figure pat00084
)을 불러오고 온도보상 계수연산부(310)에 전달하여 전압보상계수와 전류보상계수를 산출할 수 있다.
전류보상계수는
Figure pat00085
즉,
Figure pat00086
를 이용하여 산출될 수 있고 이를 전류보상부(331)에 전달할 수 있다.
여기에서,
Figure pat00087
는 미리 설정된 온도에서의 게인전류,
Figure pat00088
는 전류 게인(gain) 변화율,
Figure pat00089
는 온도센서의 현재온도값,
Figure pat00090
는 미리 설정된 온도에서의 온도값일 수 있다.
그리고, 전압보상계수는
Figure pat00091
즉,
Figure pat00092
를 이용하여 산출될 수 있고, 이를 전압보상부(332)에 전달할 수 있다.
여기에서,
Figure pat00093
는 미리 설정된 온도에서의 게인전압,
Figure pat00094
는 전압 게인(gain) 변화율,
Figure pat00095
는 온도센서의 현재온도값,
Figure pat00096
는 미리 설정된 온도에서의 온도값일 수 있다.
마지막으로, 전력을 계산하는 단계(S400)는 전류보상부(331)에서 전달된 전류와 전압보상부(332)에서 전달된 전압을 곱하여 전력을 산출할 수 있다.
한편, 온도변화량(
Figure pat00097
)의 절대값이 미리 설정된 변화량(
Figure pat00098
)을 넘는지 여부를 판단하여,
Figure pat00099
이상의 값이면 전류), 전압의 온도보상을 수행하여 전력량을 산출하고, 그 값을 기록테이블(500)에 저장하여 적산할 수 있고, 다음의 온도 변화여부를 체크하는 과정을 반복할 수 있다.
온도 변화량(
Figure pat00100
)이 사용자가 설정한 변화량(
Figure pat00101
) 범위 이내라면 온도보상을 할 필요없이 즉시 전략량을 산출하면 되고, 설정한 변화량(
Figure pat00102
)를 넘는지 여부를 확인하는 다음 과정을 반복 수행할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1000. 전자식 전력량계
100. 센싱부
110. 전류채널
120. 온도센서
130. 전압채널
200. 아날로그-디지털 변환부(ADC)
300. 온도보상부
310. 온도보상 계수연산부
331. 전류보상부
332. 전압보상부
400. 전력계산부(EMB)
500. 기록테이블

Claims (15)

  1. 아날로그 형태의 전류, 전압 및 온도 신호를 센싱하는 센싱부;
    상기 센싱부에서 출력된 신호를 디지털로 변환시키는 아날로그-디지털 변환부;
    상기 아날로그-디지털 변환부에서 출력된 전류 및 전압을 미리 설정된 온도에서의 전류 및 전압으로 보상하는 온도보상부; 및
    보상된 전류 및 전압을 토대로 전력을 계산하는 전력계산부;
    를 포함하는 전자식 전력량계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 온도신호를 센싱하는 온도센서를 포함하고,
    상기 온도보상부는 온도에 따른 상기 온도센서의 출력변화율(
    Figure pat00103
    ), 온도에 따른 전류게인(gain)변화율(
    Figure pat00104
    ) 및 온도에 따른 전압게인(gain)변화율(
    Figure pat00105
    )의 데이터를 생성하는 전자식 전력량계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전류게인변화율(
    Figure pat00106
    )은 온도에 따른 전류값을 미리 설정된 온도를 기준으로 정규화시키고, 상기 정규화된 값을 미리 설정된 온도에서 얻어진 값으로 나눈 결과에 역수를 취하며, 상기 역수값을 미리 설정된 온도에서의 값으로 빼준 편차값의 기울기인 전자식 전력량계.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전압게인변화율(
    Figure pat00107
    )은 온도에 따른 전압값을 미리 설정된 온도를 기준으로 정규화시키고, 상기 정규화된 값을 미리 설정된 온도에서 얻어진 값으로 나눈 결과에 역수를 취하며, 상기 역수값을 미리 설정된 온도에서의 값으로 빼준 편차값의 기울기인 전자식 전력량계.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 온도보상부는 상기 온도센서의 출력변화율(
    Figure pat00108
    )과 상기 전류게인변화율(
    Figure pat00109
    )을 이용하여 전류보상계수를 산출하고, 상기 온도센서의 출력변화율(
    Figure pat00110
    )과 상기 전압게인변화율(
    Figure pat00111
    )을 이용하여 전압보상계수를 산출하는 온도보상 계수 연산부를 포함하는 전자식 전력량계.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전류보상계수는 다음 식,
    Figure pat00112
    에 의하며,
    여기에서,
    Figure pat00113
    는 전류보상계수이고,
    Figure pat00114
    는 미리 설정된 온도의 게인전류,
    Figure pat00115
    는 현재 온도센서 출력,
    Figure pat00116
    는 미리 설정된 온도센서 출력인 전자식 전력량계.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전압보상계수는 다음 식,
    Figure pat00117
    에 의하며,
    여기에서,
    Figure pat00118
    는 전류보상계수이고,
    Figure pat00119
    는 미리 설정된 온도의 게인전압,
    Figure pat00120
    는 현재 온도센서 출력,
    Figure pat00121
    는 미리 설정된 온도센서 출력인 전자식 전력량계.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 온도보상부는 상기 아날로그-디지털 변환부에서 전달된 전류와 상기 전류보상계수를 곱하는 전류보상부를 더 포함하는 전자식 전력량계.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 온도보상부는 상기 아날로그-디지털 변환부에서 전달된 전압과 상기 전압보상계수를 곱하는 전압보상부를 더 포함하는 전자식 전력량계.
  10. 전자식 전력량계를 이용한 전력량 산출방법에 있어서,
    전류, 전압 및 온도를 센싱하는 단계;
    상기 센싱된 전류, 전압 및 온도를 디지털로 변환하는 단계;
    온도센서의 온도 변화량을 확인하여 전류와 전압의 온도보상을 실시하는 단계; 및
    상기 온도보상된 전류와 전압을 곱하여 전력을 계산하는 단계;
    를 포함하는 전력량 산출방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 전류와 전압의 온도보상을 실시하는 단계는,
    온도보상부로부터 온도에 따른 온도센서 출력변화율(
    Figure pat00122
    ), 전류 게인(gain) 변화율(
    Figure pat00123
    ) 및 전압 게인(gain) 변화량(
    Figure pat00124
    )을 산출하고, 온도변화량을 확인하는 전력량 산출방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 온도 변화량은 다음 식,
    Figure pat00125
    즉,
    Figure pat00126
    을 이용하여 산출되고,
    여기서,
    Figure pat00127
    는 현재 온도센서 출력이고
    Figure pat00128
    는 미리 설정된 온도센서 출력인 전력량 산출방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 전류와 전압의 온도보상을 실시하는 단계는 다음 식,
    Figure pat00129
    즉,
    Figure pat00130
    을 이용하여 전류보상계수를 산출하고,
    여기에서,
    Figure pat00131
    는 미리 설정된 온도에서의 게인전류,
    Figure pat00132
    는 전류 게인(gain) 변화율,
    Figure pat00133
    는 온도센서의 현재온도값,
    Figure pat00134
    는 미리 설정된 온도에서의 온도값인 전력량 산출방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 전류와 전압의 온도보상을 실시하는 단계는 다음 식,
    Figure pat00135
    즉,
    Figure pat00136
    을 이용하여 전압보상계수를 산출하고,
    여기에서,
    Figure pat00137
    는 미리 설정된 온도에서의 게인전압,
    Figure pat00138
    는 전압 게인(gain) 변화율,
    Figure pat00139
    는 온도센서의 현재온도값,
    Figure pat00140
    는 미리 설정된 온도에서의 온도값인 전력량 산출방법.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 전력을 계산하는 단계는,
    전류보상부에서 전달된 전류와 전압보상부에서 전달된 전압을 곱하여 전력을 산출하는 전력량 산출방법.
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