KR20170020006A - 단상 다중회로 계측장치 - Google Patents

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KR20170020006A KR1020150114626A KR20150114626A KR20170020006A KR 20170020006 A KR20170020006 A KR 20170020006A KR 1020150114626 A KR1020150114626 A KR 1020150114626A KR 20150114626 A KR20150114626 A KR 20150114626A KR 20170020006 A KR20170020006 A KR 20170020006A
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Abstract

본 발명에 따른 단상 다중회로 계측장치(100)는, 내장된 관통형의 CT에서 생성된 전류 신호로부터 유래하는 전류 데이터와 통신모듈에서 수신한 전압 데이터를 이용하여 전력을 계산하되, 단일의 장치로써 인접하는 복수의 단상회로(4)를 모두 계측하는 단상 다중회로 계측장치(100)로서, 상기 인접하는 복수의 단상회로를 구성하는 전력선로중에서, 가장자리에 있는 두 개의 전력선로(4S)는 관통하지 않고 나머지 전력선로(4M)가 관통되도록 구성되며, 상기 관통하는 전력선로(4M)중 각 단상회로마다 적어도 하나의 전력선로에 대응하여 상기 관통형의 CT가 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

단상 다중회로 계측장치{Measuring Instrument For Multiple Single Phase Circuit}
본 발명은 단상 다중회로 계측장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 배열된 다수의 단상회로에 흐르는 전류 및 전력 등을 계측하는 계측장치와 이를 이용한 계측시스템에 관한 것이다.
분전반등에 있어서 인입 주선뿐 아니라 분기되어 나가는 각 분기회로에 대해서도 개별 계측하기 위해서는, 통상 각 분기회로마다 CT(Current Transformer)를 설치하고 각 CT로부터의 신호선을 중앙의 메인 계측장치에 연결하며 메인 계측장치에서는 각 CT에서 센싱된 전류신호와 일 지점에서 센싱된 공통 전압 신호를 이용하여 주선 및 각 지선에 대한 계측을 수행하고 있다.
그러나, 이러한 방식은 각 분기회로로부터 메인 계측장치까지 아날로그 신호선을 각각 라우팅해야 하므로, 과다한 설치 공수의 문제, 다수의 신호선이 전력선과 함께 혼재됨에 따른 안전 문제, 및 CT에 대한 캘리브레이션 문제 등을 수반한다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 본 출원인에 의한 대한민국 특허 제1469448호("효율성 및 간결성을 증대시키는 다중선로 전력 계측 시스템")에 따르면, 각 분기회로마다 예를 들면 MCCB의 측면에 분기회로용 계측장치('전류 계측장치')를 설치하며, 메인 계측장치('전압 계측장치')는 한 지점에서 공통의 전압을 센싱하여 센싱된 전압신호를 아날로그-디지털 변환한 전압 데이터를 생성한다. 그리고 메인 계측장치가 시리얼 통신을 이용하여 각 분기회로용 계측장치로 전압 데이터를 제공하며, 각 분기회로용 계측장치에서는 자체적으로 센싱한 전류신호를 아날로그-디지털 변환한 전류데이터와 전송받은 전압데이터를 이용하여 전력등을 계산한다.
상기한 특허 제1469448호의 기술에 따르면, 각 분기회로용 계측장치에 내장된 CT가 센싱한 전류신호는 바로 아날로그-디지털 변환되어 전송되어온 전압 데이터와 함께 이용되므로, CT로부터 메인 계측장치까지 아날로그 신호선을 끌고가야 하는 문제가 없으며, 단일의 시리얼 통신선을 이용하여 메인 계측장치와 모든 분기회로용 계측장치를 연결하면 되므로 다수의 신호선이 배열되는 종래기술의 문제점도 해결된다. 이에 따라 과다한 설치 공수의 문제와 전력선과 신호선의 혼재에 따른 안전 문제를 해결하는 장점이 있다. 나아가 생산단계에서 CT에 대한 캘리브레이션을 수행하고 분기회로용 계측장치에 개별 저장토록 할 수 있으므로, 설치단계에서 CT에 대한 캘리브레이션을 수행하지 않아도 되는 장점이 있다.
그런데, 상기한 특허기술에 따라 계측 시스템을 구성하려면, 각 분기회로마다 분기회로용 계측장치가 설치되어야 하며, 분기회로가 수십여개에서 백여개에 이를 정도로 그 숫자가 많은 경우에는 계측 시스템의 구축에 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.
도 1은 본 출원인에 의해 등록된 특허기술에 따라 분전반에 분기회로용 계측장치를 설치한 예를 도시한 사시도이다(메인 계측장치 및 시리얼 통신선은 생략하고 도시됨).
도시된 바와 같이, 메인 MCCB(1)를 거쳐서 인입된 주선의 전력은 부스바를 이용하여 각 분기회로로 분기되고, 분기회로마다 분기회로용 MCCB(2)가 설치되며 분기회로용 MCCB(2)의 측면에는 분기회로용 계측장치(3)가 하나씩 설치된다. 분기회로가 분기회로용 계측장치(3)를 관통하며, 예를 들어, 분기회로가 단상회로인 경우에는 2개씩의 전력선로가 각각 관통된다.
그런데, 각 분기회로마다 분기회로용 계측장치(3)가 설치되어야 하는 바, 도시된 바와 같이, 18개의 분기회로가 있는 경우 18개의 분기회로용 계측장치(3)가 각각 설치되어야 한다.
그리고, 통상 이웃하는 분기회로용 MCCB(2)는 서로 밀착되어 배치되는 바, 이에 맞추어서 이웃하는 분기회로용 계측장치(3)도 밀착되어 배치될 수밖에 없다. 이웃하는 분기회로용 계측장치(3)의 사이에 공간이 없으므로, 분기회로용 MCCB(2)의 사이즈별로 정확히 매칭되는 분기회로용 계측장치(3)를 생산해야 하며, 별도의 장착용 베이스 플레이트를 먼저 장착한 후 측면으로 슬라이드하여 결합하는 등의 방법을 사용해야 하는 문제가 있다. 통상 상기한 특허기술에 따른 계측 시스템은 이미 운용중인 분전반에 부가하여 설치되는 경우가 많은 데, 이러한 경우 위와 같은 문제점은 가중될 수 있다. 또한, 이웃하는 분기회로용 계측장치(3)가 밀착되므로, 분기회로용 계측장치(3)의 입출력 포트를 형성함에 있어서 이웃하는 분기회로용 계측장치(3)와 마주하는 측면은 이용할 수 없게 된다.
한편, 데이터센터의 서버용 분전반과 같은 분전반에서는 동일한 전류 정격의 단상 회로가 매우 많이 배열 설치되므로(수십내지 백여 피더에 이름), 이와 같이 동일 정격의 단상 회로가 어레이로 배열되는 점을 이용하여 분기회로용 계측장치의 구성에 있어서 효율성을 추구할 수 있다.
상기한 종래 기술의 문제점 및 과제에 대한 인식은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이 아니므로 이러한 인식을 기반으로 선행기술들과 대비한 본 발명의 진보성을 판단하여서는 아니됨을 밝혀둔다.
대한민국 특허 제 1469448호, 2014. 12. 1 등록 "효율성 및 간결성을 증대시키는 다중선로 전력 계측 시스템"
본 발명의 목적은, 많은 수의 단상회로가 배열 설치되는 분전반 등에서 분기회로 계측 시스템의 구성에 있어서 효율성을 향상시킬 수 있는 계측장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 단상 다중회로 계측장치는, 인접하는 복수의 단상회로를 구성하는 전력선로들이 관통되는 복수의 관통홀을 구비하는 하우징; 상기 하우징에 내장되며, 상기 복수의 단상회로에 흐르는 전류를 각각 센싱하기 위하여 상기 관통홀의 둘레에 설치되는 복수의 CT;를 포함하여 구성되되, 상기 하우징에 구비되는 복수의 관통홀은, 상기 인접하는 복수의 단상회로를 구성하는 전력선로들 중에서 양쪽 가장자리의 두 전력선로는 관통되지 않고 나머지 전력선로들이 관통되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 단상 다중회로 계측장치는, 인접하는 3개의 단상회로를 구성하는 6개의 전력선로 중에서 양쪽 가장자리의 두 전력선로를 제외한 나머지 4개의 전력선로가 각각 관통되는 4개의 관통홀을 구비하는 하우징; 상기 하우징에 내장되며, 상기 3개의 단상회로에 흐르는 전류를 각각 센싱하기 위하여 상기 관통홀의 둘레에 설치되는 복수의 CT;를 포함하며, 상기 양쪽 가장자리의 두 전력선로는 상기 하우징에 구비되는 관통홀을 관통하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 CT는 4개의 관통홀 중에서 두번째 또는 세번째 관통홀을 제외한 나머지 관통홀의 둘레에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 복수의 CT 중에서 하나에서 센싱된 전류, 또는 상기 복수의 CT 중에서 하나를 제외한 나머지 모두에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력 계산에 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 하우징에 내장되며, 상기 복수의 CT에서 생성된 전류신호에서 유래하는 전류 데이터를 적어도 이용하여 각 단상회로별 전력을 모두 계산하는 단일의 프로세서:를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 하우징에 내장되며, 상기 복수의 CT에서 생성된 전류신호에서 유래하는 전류 데이터를 적어도 전송하는 단일의 통신 모듈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 하우징에 내장되며, 상기 단상회로들과 동일한 전압을 가지지만 다른 지점에서 센싱된 전압 신호에서 유래하는 전압 데이터를 메인 계측 장치로부터 수신하는 통신 모듈; 상기 하우징에 내장되며, 상기 복수의 CT에서 생성된 전류신호에서 유래하는 전류 데이터와 상기 통신 모듈에서 수신하는 전압 데이터를 적어도 이용하여 각 단상회로별 전력을 모두 계산하여 전력 데이터를 생성하는 단일의 프로세서:를 포함하며, 상기 통신 모듈를 이용하여 상기 생성된 전력 데이터를 상기 메인 계측 장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 하우징을 베이스에 고정하기 위하여 상기 하우징의 4개 측면중 상기 전력선로가 관통하지 않는 2개 측면에서 각각 결합되는 마운팅탭;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 하우징은 상부 하우징 및 하부 하우징을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따른 단상 다중회로 계측장치는, 내장된 관통형의 CT에서 생성된 전류 신호로부터 유래하는 전류 데이터와 통신모듈에서 수신한 전압 데이터를 이용하여 전력을 계산하되, 단일의 장치로써 인접하는 복수의 단상회로를 모두 계측하는 단상 다중회로 계측장치로서, 상기 인접하는 복수의 단상회로를 구성하는 전력선로중에서, 가장자리에 있는 두 개의 전력선로는 관통하지 않고 나머지 전력선로가 관통되도록 구성되며, 상기 관통하는 전력선로중에서 각 단상회로마다 적어도 하나의 전력선로에 대응하여 상기 관통형의 CT가 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 인입 주선으로부터 분기된 단상회로, 특히 동일용량의 단상회로가 어레이로 배치되는 분전반에 적용되는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 분전반은 데이터센터용 분전반인 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 각 단상회로의 누설전류를 검출하기 위한 ZCT가 연결되는 복수의 ZCT용 단자; 상기 복수의 ZCT용 단자에서 입력되는 아날로그 신호를 처리하는 ZCT용 신호처리 회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, MCCB의 동작상태를 나타내는 접점과 연결되는 복수의 DI 단자; 상기 복수의 DI 단자를 통하여 상기 MCCB의 동작 상태를 센싱하는 DI 입력 센싱부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 CT에서 센싱된 전류신호에 대하여 아날로그 신호처리를 수행하는 전류 센싱 회로; 상기 전류 센싱 회로로부터의 신호에 대해여 아날로그-디지털 변환하는 ADC;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 복수의 CT를 관통하는 전력선로들에서, 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향이 반대인 경우 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력계산에 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 복수의 CT 중에서 일부에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력 계산에 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 관통하는 전력선로들의 상에 관한 정보가 설정 저장되며, 적어도 상기 상에 관한 정보는 상기 위상의 반전 여부를 결정할 때 이용되는 것을 특징으로 한다.
상기한 단상 다중회로 계측장치에 있어서, 상기 관통하는 전력선로들의 상에 관한 정보와 상기 단상 다중회로 계측장치가 부스바를 중심으로 좌측 또는 우측 중 어디에 설치되는지를 나타내는 좌·우 정보가 설정 저장되며, 적어도 상기 상에 관한 정보 및 상기 좌·우 정보는 상기 위상의 반전 여부를 결정할 때 이용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 복수의 CT를 관통하는 전력선로들에서, 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향이 반대인 경우 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력계산에 사용함으로써, 복수(3개)의 단상회로를 위한 전력선로들중에서 양쪽 가장자리의 전력선로는 단상 다중회로 계측장치를 관통하지 않도록 구성해도 전력 계측이 가능하게 되는 효과가 있다.
복수의 CT 중에서 하나에서 센싱된 전류, 또는 복수의 CT 중에서 하나를 제외한 나머지 모두에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력 계산에 사용함으로써, 복수(3개)의 단상회로를 위한 전력선로들중에서 양쪽 가장자리의 전력선로는 단상 다중회로 계측장치를 관통하지 않도록 구성해도 전력 계측이 가능하게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따른 단상 다중회로 계측장치를 이용하면, 복수(3개)의 단상회로 계측이 단일의 하우징, 단일의 프로세서, 단일의 통신 모듈에서 처리가능하게 되며, 특히 프로세서와 같이 구성 비용에서 높은 비중을 차지하는 부품을 공용할 수 있게 되므로, 계측 시스템의 구축 비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면, 가장자리에 있는 2개의 전력선로는 관통하지 않고 나머지 전력선로가 관통되도록 단상 다중회로 계측장치를 구성할 수 있음으로써, 계측 장치의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 이웃하는 단상 다중회로 계측장치 사이에 여유 공간을 가질 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 계측장치의 배치 및 부착 등에 있어서 자유도가 증가하고, 슬라이드 결합 방법 등을 사용하지 않아도 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따르면 단상 다중회로 계측장치의 측면에 입출력 포트를 용이하게 구성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 출원인에 의해 등록된 특허기술에 따라 분전반에 분기회로용 계측장치를 설치한 예를 도시한 사시도이다(메인 계측장치 및 시리얼 통신선 생략).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100)가 분전반(10)에 설치된 것을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100)가 3개의 단상회로에 걸쳐 설치되는 상황을 도시한 도면으로서, 3상4선식 주선에 연결되는 경우이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100)의 외관 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100)를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 전술한 본 발명의 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100,100')를 적용한 단상 다중회로 계측시스템을 도시한 블럭도이다.
도 7은 본 발명에 비교되는 비교예로서의 단상 다중회로 계측장치(20)를 도시한 도면으로서, 단상 다중회로 계측장치(20)가 3개의 단상회로에 걸쳐 설치되는 상황을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100)가 3개의 단상회로에 걸쳐 설치되는 또다른 상황을 도시한 도면으로, 3상3선식 주선에 연결되는 경우이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 명칭 및 도면 부호를 사용한다.
도 7은 본 발명에 비교되는 비교예로서의 단상 다중회로 계측장치(20)를 도시한 도면으로서, 단상 다중회로 계측장치(20)가 3개의 단상회로에 걸쳐 설치되는 상황을 도시한 도면이다. {비교예는 종래기술에서 본 발명에 이르는 과정의 중간에 있는 발명으로서, 본 발명에 이르는 과정을 설명하기 위한 참조 발명에 불과하므로, 간략하게만 설명한다.}
종래 특허 제1469448호("효율성 및 간결성을 증대시키는 다중선로 전력 계측 시스템")에 따른 전력 계측을 위해서는, 각 단상회로마다 계측장치를 각각 구성하였으나, 비교예에서는 3개의 단상회로에 대한 계측을 단일의 단상 다중회로 계측장치(20)에서 수행토록 한다.
비교예에 따른 단상 다중회로 계측장치(20)는 3개의 단상회로에 대하여 하나의 모듈로써 전력계측할 수 있도록 한다. 단상 다중회로 계측장치(20)는 케이스에 6개의 관통공을 구비하고, 단일의 PCB 어셈블리에 탑재되는 단일의 프로세서를 공용하여 3개의 단상회로를 계측토록 한다. 비교예에 따른 단상 다중회로 계측장치(20)를 이용하면, 계측장치의 숫자를 1/3로 줄일 수 있으며, 특히 고가의 프로세서를 공용함으로써 비용 절감을 가져올 수 있다.
그러나, 비교예에 따른 단상 다중회로 계측장치(20)는 종래 계측장치에 비하여 사이즈가 3배로 커지는 문제가 있으며, 통상 빽빽이 밀착 배치되는 분기회로들로 인해 이웃하는 단상 다중회로 계측장치(20) 사이도 밀착되어, 배치 및 장착상의 어려움이 해소되지 않는 문제와 입출력 포트 구성을 위한 공간상의 문제 등은 여전히 남아 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100)가 분전반(10)에 설치된 것을 예시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100)가 3개의 단상회로에 걸쳐 설치되는 상황을 도시한 도면으로서, 도 3(A)에서는 관통되는 첫번째 전력선로가 N선과 연결된 것이며 도 3(B)에서는 관통되는 첫번째 전력선로가 A선과 연결된 것이다.
본 발명은 주선(5)으로부터 분기된 단상회로(4)가 어레이로 배치되는 분전반(10)에 적용되며, 특히, 이러한 분전반(10)으로서 데이터센터용 분전반이 대표적이다. 데이터센터의 서버용으로 사용되는 분전반에서는 동일 용량 또는 동일한 전류 정격의 단상 회로가 매우 많이 어레이로 배열 설치되므로(수십내지 백여 피더), 본 발명은 이와 같이 동일 정격의 단상 회로가 어레이로 배열되는 점을 이용한다.
주선(5)은 메인 MCCB(1)를 거쳐 인입되며 부스바(6)를 이용하여 복수의 단상회로(4)로 분기되되, 각 단상회로(4)마다 단상회로용 MCCB(2)가 설치된다. 단상회로용 MCCB(2)의 측면에는 단상 다중회로 계측장치(100)가 설치되되, 복수의 단상회로(4)에 대응하여 단상 다중회로 계측장치(100)가 설치된다. 예시된 도 2에 따르면, 3개의 단상회로(4) 및 3개의 단상회로용 MCCB(2)에 대응하여 하나의 단상 다중회로 계측장치(100)가 설치된다.
그리고, 단상 다중회로 계측장치(100)에 대응하는 인접하는 복수의 단상회로(4)는 모두 단상 다중회로 계측장치(100)를 관통하는 것이 아니라, 복수의 단상회로(4)를 구성하는 전력선로들중에서 양쪽 가장자리의 두 전력선로(4S)는 관통되지 않고 나머지 전력선로들(4M)이 관통한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인접하는 3개의 단상회로(4)를 구성하는 6개의 전력선로 중에서 양쪽 가장자리의 두 전력선로(4S)를 제외한 나머지 4개의 전력선로(4M)가 각각 관통된다.
도 2에서는 메인 계측장치와, 메인 계측장치 및 단상 다중회로 계측장치(100)들 사이를 연결하는 통신선 등을 생략하고 도시되었으나, 이들은 분전반(10)에 함께 설치된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100)의 외관 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100)를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
하우징은 하부 하우징(110) 및 상부 하우징(120)을 포함하며, 하부 하우징(110)은 하부 하우징 프레임(111) 및 하부 하우징 커버(112)로 구성되고, 상부 하우징(120)은 상부 하우징 제 1 커버(121), 상부 하우징 프레임(122) 및 상부 하우징 제 2 커버(123)로 구성된다. 본 실시예에서는 하우징이 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)이 결합하는 형태를 예시하였으나, 당연히 일체로 된 하우징도 본 발명의 범위에 포함되는 것은 물론이다.
하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)은 제 1 체결 스크류 내지 제 4 체결 스크류(170A~170D)를 이용하여 서로 체결되며, 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)의 사이에 제 1 관통홀 내지 제 4 관통홀(180A~180D)이 형성된다.
하우징은 복수의 관통홀(180A~180D)이 구비되며 이 관통홀에는 인접하는 복수의 단상회로를 구성하는 전력선로들의 일부분이 관통되며, 구체적으로는 인접하는 3개의 단상회로를 구성하는 6개의 전력선로 중에서 양쪽 가장자리의 두 전력선로를 제외한 나머지 4개의 전력선로가 각각 관통되는 4개의 관통홀(180A~180D)를 구비한다.
상부 하우징 프레임(122)과 상부 하우징 제 2 커버(123) 사이의 공간에는 PCB 어셈블리(140)가 수납되며, PCB 어셈블리(140)는 PCB기판에 제 1 시리얼 포트(141A) 및 제 2 시리얼 포트(141B)와, LCD(142), ZCT용 단자(143), DI 단자(144) 및 프로세서(미도시) 등이 탑재된다.
CT는 하부 코어(131)와 보빈 어셈블리(132)로 구성되는 바, 구체적으로 제 1 CT는 제 1 하부 코어(131A)와 제 1 보빈 어셈블리(132A)로 구성되고, 제 2 CT는 제 2 하부 코어(131B)와 제 2 보빈 어셈블리(132B)로 구성되며, 제 3 CT는 제 3 하부 코어(131C)와 제 3 보빈 어셈블리(132C)로 구성된다. 그리고 각 보빈 어셈블리(132)는 상부 코어, 보빈 및 권선코일(미도시)을 포함하여 구성된다.
각 하부 코어(131)는 하부 하우징(110)에 수납되고 각 보빈 어셈블리(132)는 상부 하우징(120)에 수납되나, 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)이 체결되면 하부 코어(131)의 아래에 있는 판 스프링에 의해, 하부 코어(131)와 상부 코어가 서로 탄성적으로 접촉하게 된다.
복수의 CT(Current Transformer)는 하우징(110,120)에 내장되며 복수의 단상회로에 흐르는 전류를 각각 센싱하기 위하여 관통홀의 둘레에 설치되는 것으로서, 관통형의 CT이다. 복수의 CT는 3개의 단상회로에 흐르는 전류를 각각 센싱하기 위하여 관통홀의 둘레에 설치되되, 도시된 바와 같이 4개의 관통홀(180A~180D) 중에서 제 3 관통홀(180C)를 제외한 나머지 관통홀(180A,180B,180D)의 둘레에 설치될 수 있다.
또는 4개의 관통홀(180A~180D) 중에서 제 2 관통홀(180B)를 제외한 나머지 관통홀(180A,180C,180D)의 둘레에 설치되게 할 수 있는 바, CT는 4개의 관통홀 중에서 두번째 또는 세번째 관통홀을 제외한 나머지 관통홀의 둘레에 설치되게 할 수 있다.
CT는 관통하는 전력선로중에서 각 단상회로마다 적어도 하나의 전력선로에 대응하여 각각 설치된다.
그리고 하우징에 구비되는 복수의 관통홀은 인접하는 복수의 단상회로를 구성하는 전력선로들 중에서 양쪽 가장자리의 두 전력선로는 관통되지 않고 나머지 전력선로들이 관통되도록 구비된다. 구체적으로 도 2 및 도 3에서도 도시된 바와 같이, 3개의 단상회로를 구성하는 6개의 전력선로들중에서 양쪽 가장자리의 두 전력선로는 관통하지 않고 나머지 전력선로들인 4개의 전력선로가 관통되도록 4개의 관통홀만이 형성되어 있다.
마운팅탭(160A,160B)은 하우징을 분전반의 베이스에 고정하기 위하여 하우징의 사방 4개 측면중 전력선로가 관통하는 쪽의 2개 측면이 아니라, 전력선로가 관통하지 않는 2개 측면에서 각각 하우징과 탈착 방식으로 결합한다.
도 6은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100,100')를 적용한 단상 다중회로 계측시스템을 도시한 블럭도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측 시스템은 메인 계측장치(200), 하나 이상의 단상 다중회로 계측장치(100,100')와 통신선(300)을 포함하여 구성된다. 도 6의 블럭도는 전기 및 신호의 관점에서 본 블럭도로서 물리적인 구성과 반드시 일치하는 것은 아니다.
메인 계측장치(200)와 단상 다중회로 계측장치(100,100')는 통신선(300)을 통하여 연결되되, 단상 다중회로 계측장치(100,100')들 사이는 데이지 체인으로 연결된다. 단상 다중회로 계측장치(100,100')의 Port A 및 Port B는 도 4에 도시된 제 1 시리얼 포트(141A) 및 제 2 시리얼 포트(141B)에 대응된다.
메인 계측 장치(200)는 통신 모듈(21), 계산 및 신호처리부(22), PT(Potential Transformer;23), 전압 센싱 회로(24), ADC(Analog-Digital Converter;25) 등을 포함하여 구성된다.
PT(23)는 전압을 센싱하며, 구체적으로는 인입 주선 또는 분기회로 등 분전반내의 전력 선로중 한 곳에 컨텍하여 전력 선로에서의 전압에 비례하는 전압 신호를 전압 센싱 회로(24)에 제공한다. 전압 센싱 회로(24)는 PT(23)의 출력 신호에 대하여 아날로그 신호 처리를 수행하여 ADC(25)에 제공하며, ADC(25)는 입력되는 아날로그 신호에 대하여 아날로그-디지털 변환하여 계산 및 신호처리부(22)에 전압데이터를 제공한다.
통신 모듈(21)은 시리얼 통신 기능을 수행하는 것으로서, 예를 들면 RS485 통신을 수행하는 모듈이다. 계산 및 신호처리부(22)는 각종 계산 및 신호처리를 수행하며, 메인 계측장치(200)의 각 구성요소를 제어하는 제어기능을 함께 포함할 수 있다.
통신 모듈(21)은 계산 및 신호처리부(22)가 제공하는 데이터를 통신선(300)을 통하여 각 단상 다중회로 계측장치(100,100')로 전송하며, 각 단상 다중회로 계측장치(100,100')로부터 전송되어 온 데이터를 계산 및 신호처리부(22)로 제공한다.
기타, 메인 계측장치(200)는 사용자의 조작 및 명령을 직접 입력받기 위한 조작부, 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이부, 상위 계층의 모듈 또는 서버 등과 통신하기 위한 별도의 통신 모듈(모두 미도시) 등을 더 포함할 수 있다.
단상 다중회로 계측장치(100,100')는 통신모듈(11), 계산 및 신호처리부(12), 3채널의 CT(13), 3채널의 전류 센싱 회로(14), ADC(15), ZCT용 전류 센싱 회로(16), DI 입력 센싱부(17) 및 DI 신호처리부(18)를 포함하여 구성된다.
통신모듈(11)은 시리얼 통신을 이용하여 메인 계측장치(200)로부터의 데이터를 수신하고 메인 계측장치(200)로 생성된 데이터를 전송하며, 계산 및 신호처리부(12)는 입력되는 데이터를 이용하여 계산 및 신호처리를 수행하며 나아가 단상 다중회로 계측장치(100,100')를 구성하는 각 구성요소를 제어할 수 있다.
3채널의 CT(13)는 전술한 제 1 CT 내지 제 3 CT로서, 단상 다중회로 계측장치(100,100')에 내장되어 전력선로에 접촉하지 않고 관통되는 전력선로의 전류에 비례하는 전류신호를 생성하여 3채널의 전류 센싱 회로(14)에 각각 제공하며, 3채널의 전류 센싱 회로(14)는 각 채널별로 입력되는 전류신호에 대하여 아날로그 신호처리를 수행한다.
ZCT용 전류 센싱 회로(16)는 외부의 ZCT(미도시)로부터 입력되는 전류 신호에 대하여 아날로그 신호 처리를 수행하며, 외부의 ZCT는 3개의 단상회로별로 각각 구비되되, 각 단상회로를 구성하는 2개의 전력선로가 한꺼번에 관통되도록 단상 다중회로 계측장치(100,100')의 측면에 설치될 수 있다.
외부의 ZCT는 각 단상회로의 누설전류를 검출하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 다중회로 계측장치(100,100')는 그 측면 상단에 ZCT가 연결되는 복수의 ZCT용 단자(143)을 구비하며, ZCT용 단자(143)에 ZCT의 도선 양단을 삽입한 후 상방으로부터 볼트를 회전 가압하는 것으로써 고정할 수 있다.
그리고 ZCT용 전류 센싱 회로(16)는 복수의 ZCT용 단자(143)에서 입력되는 아날로그 신호를 처리하고 ADC(15)가 이를 아날로그-디지털 변환한 다음 계산 및 신호처리부(12)로 제공하며, 계산 및 신호처리부(12) 및/또는 메인 계측장치(100)에서 이용되도록 한다.
ADC(15)는 3채널의 전류 센싱 회로(14) 및 3채널의 ZCT용 전류 센싱 회로(16)로부터 입력되는 전류 신호들을 각각 아날로그-디지털 변환하여 전류 데이터를 생성하여 계산 및 신호처리부(12)로 제공한다.
DI 입력 센싱부(17)는 전술한 복수의 DI 단자(144)를 통하여 MCCB(2)의 동작 상태를 센싱하는 회로이다.
통상 MCCB(2)는 자신의 트립 상태 등 동작 상태를 표시하는 접점 출력 단자를 구비하고 있는 바, 단상 다중회로 계측장치(100,100')의 DI 단자(144)는 이 접점 출력 단자와 연결되며, DI 단자(144)에 접점 출력 단자와 연결되는 도선 양단을 삽입한 후 상방으로부터 볼트를 회전 가압하는 것으로써 고정할 수 있다.
그리고 DI 입력 센싱부(17)는 DI 단자(144)를 통하여 접점 출력 단자를 센싱하여 로직 신호로 출력하며, DI 신호처리부(18)는 입력되는 로직 신호에 대하여 신호처리를 수행한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 단상 다중회로 계측시스템의 동작에 대하여 설명한다.
메인 계측 장치(200)는 PT(23), 전압 센싱 회로(24) 및 ADC(25)등을 이용하여, 각 단상회로들과 동일한 전압을 가지지만 다른 지점에서 전압을 센싱한 전압 신호를 생성하고 전압 신호를 아날로그-디지털 변환하여 디지털인 전압 데이터를 생성한다. 전압 데이터는 1주기 이상의 전압 신호를 샘플링 간격에 따라 샘플링한 순시 전압값의 집합일 수 있다.
분전반에서 각 단상회로는 인입 주선으로부터 분기된 것이므로, 단상회로의 전압은 연결된 주선 또는 다른 단상회로의 전압과 동일하다. 따라서 메인 계측 장치(200)에서 제공되는 전압 데이터는 각 단상 다중회로 계측장치(100,100')에서 공통 이용될 수 있다.
메인 계측 장치(200)의 통신 모듈(21)은 통신선(300)을 통하여 단상회로들과 동일한 전압을 가지지만 다른 지점에서 센싱된 전압 신호에서 유래하는 전압 데이터(a)를 각 단상 다중회로 계측장치(100,100')로 제공한다.
한편, 단상 다중회로 계측장치(100,100')에 포함된 각 단상회로별 CT(13)와 전류 센싱 회로(14)를 이용하여 관통되는 전력선로의 전류를 센싱하여 전류 신호를 생성하고 신호처리하며, ADC(15)를 이용하여 아날로그-디지털 변환한 전류 데이터를 생성한다. 각 단상회로의 전류 데이터는 1주기 이상의 전류 신호를 샘플링 간격에 따라 샘플링한 순시 전류값의 집합일 수 있다.
전압의 샘플링 시점과 각 단상회로에서 전류의 샘플링 시점은 동기화되어야 하므로, 메인 계측 장치(200)는 자신의 샘플링 시점과 각 단상 다중회로 계측장치(100,100')에서의 샘플링 시점을 동기화시키기 위하여, 동기 신호 또는 동기 메시지를 각 단상 다중회로 계측장치(100,100')로 제공한다.
동기 신호는 통신선(300)에 포함되어 또는 통신선(300)과 별도의 신호선으로써 제공될 수 있으며, 동기 메시지는 통신선(300)을 통하여 예를 들면 브로드캐스트 메시지 형태로 제공될 수 있다.
단상 다중회로 계측장치(100,100')에 내장된 통신 모듈(11)은 단상회로들과 동일한 전압을 가지지만 단상 다중회로 계측장치(100,100')가 설치된 지점과는 다른 지점에서 센싱된 전압 신호에서 유래하는 전압 데이터를 메인 계측 장치(200)로부터 수신하며, 단상 다중회로 계측장치(100,100')의 계산 및 신호처리부(12)는 수신된 전압 데이터와, 내장된 CT(13)에서 생성된 전류신호에서 유래하는 전류 데이터를 이용하여 적어도 각 단상회로별 전력을 모두 계산하여 전력 데이터를 생성한다.
예를 들어, 계산 및 신호처리부(12)는 각 샘플중 동일 시점에서 전압 데이터의 순시값과 전류 데이터의 순시값을 곱해서 순시 전력값의 집합을 생성할 수 있으며, 유효전력, 무효전력 및 전력량 등을 계산할 수 있다.
복수(3개)의 CT 중에서 일부에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력 계산에 사용된다. 또는 복수(3개)의 CT 중에서 하나에서 센싱된 전류, 또는 복수(3개)의 CT 중에서 하나를 제외한 나머지 모두(2개)에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력 계산에 사용된다.
또는, 복수(3개)의 CT를 관통하는 전력선로들에서, 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향이 반대인 경우 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력계산에 사용된다.
CT의 기준 계측 방향은 CT를 관통하는 2가지 방향중 하나로서, 통상 단상 다중회로 계측장치(100)를 설계할 때 정해질 수 있다. 전력선로상의 기준 전류 방향은 전력선로를 흐르는 전류의 2가지 방향 중 기준이 되는 방향으로서, 단상회로의 기준 전압 방향에 부응하여 결정될 수 있다.
구체적으로 예를 들어 도 3(A)를 살펴보면, 단상 다중회로 계측장치(100)에서 도면상 좌 → 우의 방향이 CT의 기준 계측 방향으로 단상 다중회로 계측장치(100)가 설계되고, A → N, B → N 및 C → N 이 기준 전류 방향인 경우, 단상 다중회로 계측장치(100)를 관통하는 전력선로들중 위로부터 첫번째 전력선로상의 기준 전류 방향(화살표 표시 방향)과 CT의 기준 계측 방향(좌 → 우)은 반대가 되므로, 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력계산에 사용된다. 그리고 관통하는 두번째 및 네번째 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향은 동일하므로 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시키지 않고 전력계산에 사용된다.
또한, 도 3(B)를 살펴보면, 관통하는 첫번째 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향(좌 → 우)은 동일하므로, 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시키지 않고 전력계산에 사용되나, 관통하는 두번째 및 네번째 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향은 반대이므로 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력계산에 사용된다.
도 3(A) 및 도 3(B)에서는 3상4선식인 경우를 설명하였으나, 도 8(A) 및 도 8(B)와 같이 3상3선식인 경우도 유사하게 적용된다.
도 8(A)를 살펴보면, 단상 다중회로 계측장치(100)에서 도면상 좌 → 우의 방향이 CT의 기준 계측 방향으로 단상 다중회로 계측장치(100)가 설계되고, A → B, B → C 및 C → A 가 기준 전류 방향인 경우, 단상 다중회로 계측장치(100)를 관통하는 전력선로들중 위로부터 첫번째 전력선로상의 기준 전류 방향(화살표 표시 방향)과 CT의 기준 계측 방향(좌 → 우)은 반대가 되므로, 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력계산에 사용된다. 그리고 관통하는 두번째 및 네번째 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향은 동일하므로 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시키지 않고 전력계산에 사용된다.
또한, 도 8(B)를 살펴보면, 관통하는 첫번째 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향(좌 → 우)은 동일하므로, 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시키지 않고 전력계산에 사용되나, 관통하는 두번째 및 네번째 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향은 반대이므로 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력계산에 사용된다.
단상 다중회로 계측장치(100)는 설정 정보를 저장할 수 있는 메모리(미도시)를 가지며, 단상 다중회로 계측장치(100)를 설치하는 설치자에 의해, 관통하는 각 전력선로별로 전력선로가 연결된 상에 관한 정보와 좌·우 정보가 설정 저장된다. 여기서 좌·우 정보는 분전반에서 단상 다중회로 계측장치(100)가 부스바(또는 분기되는 단상회로가 주선에 연결되는 연결 지점)를 중심으로 좌측 또는 우측 중 어디에 설치되는지를 나타내는 정보이며, 상에 관한 정보와 좌·우 정보는 위상의 반전 여부를 결정할 때 이용된다.
예를 들어, 도 3(A)에서 단상 다중회로 계측장치(100)는 분전반에서 부스바의 우측에 설치되어 있으나, 가정하여 전력선로의 배치 순서는 동일하되 단상 다중회로 계측장치(100)를 부스바의 좌측에 설치하면, 첫번째 전력선로의 경우 기준 전류 방향은 도면상 우→좌의 방향이 아니라 좌→우의 방향이 되므로, 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향은 동일하게 되며 이에 따라 센싱된 전류의 위상을 반전시키지 않고 사용되어야 한다.
단상 다중회로 계측장치(100)가 좌·우중 어디에 설치되는지에 의해서도 전력선로상의 기준 전류 방향이 달라지며, 이에 따라 위상의 반전 여부도 달라지게 된다.
이와 같은 본 발명의 일 양상에 따라 일부 전력선로에서 센싱된 전류의 위상을 반전시켜 전력계산에 사용하는 방법을 구사함으로써, 복수(3개)의 단상회로를 위한 전력선로들중에서 양쪽의 전력선로를 단상 다중회로 계측장치를 관통하지 않도록 구성해도 전력 계측이 가능하게 되는 효과가 있다.
그리고 단상회로별로 생성된 전력 데이터(b)는 단상 다중회로 계측장치(100,100')의 통신 모듈(11)을 이용하여 메인 계측 장치(200)로 전송된다.
한편, 상기 실시예에서는 메인 계측 장치(200)가 통신으로 전압 데이터를 각 단상 다중회로 계측장치(100,100')로 제공하여 각 단상 다중회로 계측장치(100,100')가 전력을 계산하는 형태이지만, 변형예로서, 각 단상 다중회로 계측장치(100,100')가 전류 데이터를 메인 계측장치(200)로 전송하며, 메인 계측장치(200)에서 각 단상회로에 대한 전력을 계산하는 것으로 하여도 좋다. 이때 각 단상 다중회로 계측장치(100,100')에 구비된 단일의 통신모듈(11)은 복수(3채널)의 CT(13)에서 생성된 전류신호에서 유래하는 순시 전류값의 집합과 같은 전류 데이터를 메인 계측 장치(200)로 전송한다.
각 단상 다중회로 계측장치(100,100')는 인접하는 복수(3개)의 단상회로에 대하여 전력 계측 등을 수행하지만, 계산 및 신호처리부(12)는 단일의 소자, 즉 단일의 프로세서로서 구현된다. 프로세서는 예를 들면, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 또는 전용칩 등일 수 있다.
종래 특허 제1469448호("효율성 및 간결성을 증대시키는 다중선로 전력 계측 시스템")에 따른 전력 계측을 위해서는, 각 단상회로마다 분기회로용 계측장치가 설치되어야 하므로, 단상회로가 수십여개에서 백여개에 이를 정도로 그 숫자가 많은 경우에는 계측 시스템의 구축에 많은 비용이 소요되는 문제가 있었다.
그러나 본 발명의 일 양상에 따른 단상 다중회로 계측장치(100,100')를 이용하면, 복수(3개)의 단상회로 계측이 단일의 하우징, 단일의 프로세서, 단일의 통신 모듈에서 처리가능하게 되며, 특히 프로세서와 같이 구성 비용에서 높은 비중을 차지하는 부품을 공용할 수 있게 되므로, 계측 시스템의 구축 비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 효과가 있으며, 대략 1/2 내지 1/3의 비용으로 줄어들게 된다.
그리고, 종래 이웃하는 분기회로용 계측장치(3)는 밀착 배치될 수밖에 없고 입출력 포트의 배치에도 제약이 큰 문제점이 있었으나, 도 2에서도 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 양상에 따르면, 단상 다중회로 계측장치(100,100')의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 이웃하는 단상 다중회로 계측장치(100,100') 사이에 여유 공간을 확보할 수 있게 되는 효과가 있다. 이에 따라 계측장치의 배치 및 부착 등에 있어서 자유도가 증가하고, 전술한 슬라이드 결합 방법을 사용하지 않아도 되는 효과가 있다. 예를 들면, 단상 다중회로 계측장치(100, 100')의 측면에 마운팅탭(160A,160B)과 같은 탭을 결합 또는 구성하여 사용할 수 있는 공간을 가지게 된다.
종래 이웃하는 분기회로용 계측장치(3)는 서로 밀착되므로, 분기회로용 계측장치(3)의 입출력 포트를 형성함에 있어서 이웃하는 분기회로용 계측장치(3)의 측면을 이용할 수 없는 문제가 있었으나, 본 발명의 일 양상에 따르면 단상 다중회로 계측장치의 측면에 입출력 포트를 용이하게 구성할 수 있는 효과가 있다. 도 4 및 도 5에도 도시된 바와 같이, 단상 다중회로 계측장치의 측면에 ZCT용 단자(143) 및 DI 단자(144)와 같은 입출력 단자를 형성하고 이들에 도선을 삽입 고정할 때 측면의 여유 공간을 충분히 이용할 수 있게 된다.
도 1에 예시된 분전반에서는 18개의 단상회로에 대한 계측 시스템을 구성하기 위하여 18개의 분기회로용 계측장치(3)가 빽빽하게 배치될 수밖에 없었으나, 본 발명을 이용하면 도 2에 예시된 바와 같이 분전반에 18개의 단상회로에 대한 계측 시스템을 구성하는 점은 동일하지만, 6개의 단상 다중회로 계측장치(100,100')만을 배치하면 된다. 나아가 본 발명의 일 양상에 따르면, 가장자리에 있는 적어도 하나 또는 2개의 전력선로는 관통하지 않고 나머지 전력선로가 관통되도록 단상 다중회로 계측장치를 구성할 수 있음으로써, 단상 다중회로 계측장치의 크기를 줄이고 이웃하는 단상 다중회로 계측장치 사이에 많은 여유 공간을 가질 수 있는 장점이 있다.
100 : 단상 다중회로 계측장치 110 : 하부 하우징
120 : 상부 하우징 130 : CT
140 : PCB 어셈블리 160A, 160B : 마운팅탭
170 : 체결 스크류 180A~180D : 관통홀

Claims (20)

  1. 인접하는 복수의 단상회로를 구성하는 전력선로들이 관통되는 복수의 관통홀을 구비하는 하우징;
    상기 하우징에 내장되며, 상기 복수의 단상회로에 흐르는 전류를 각각 센싱하기 위하여 상기 관통홀의 둘레에 설치되는 복수의 CT;를 포함하여 구성되되,
    상기 하우징에 구비되는 복수의 관통홀은, 상기 인접하는 복수의 단상회로를 구성하는 전력선로들 중에서 양쪽 가장자리의 두 전력선로는 관통되지 않고 나머지 전력선로들이 관통되도록 구비되는,
    것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  2. 인접하는 3개의 단상회로를 구성하는 6개의 전력선로 중에서 양쪽 가장자리의 두 전력선로를 제외한 나머지 4개의 전력선로가 각각 관통되는 4개의 관통홀을 구비하는 하우징;
    상기 하우징에 내장되며, 상기 3개의 단상회로에 흐르는 전류를 각각 센싱하기 위하여 상기 관통홀의 둘레에 설치되는 복수의 CT;를 포함하며,
    상기 양쪽 가장자리의 두 전력선로는 상기 하우징에 구비되는 관통홀을 관통하지 않는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 CT는 4개의 관통홀 중에서 두번째 또는 세번째 관통홀을 제외한 나머지 관통홀의 둘레에 설치되는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 CT 중에서 하나에서 센싱된 전류, 또는 상기 복수의 CT 중에서 하나를 제외한 나머지 모두에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력 계산에 사용되는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 하우징에 내장되며, 상기 복수의 CT에서 생성된 전류신호에서 유래하는 전류 데이터를 적어도 이용하여 각 단상회로별 전력을 모두 계산하는 단일의 프로세서:
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 하우징에 내장되며, 상기 복수의 CT에서 생성된 전류신호에서 유래하는 전류 데이터를 적어도 전송하는 단일의 통신 모듈;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 하우징에 내장되며, 상기 단상회로들과 동일한 전압을 가지지만 다른 지점에서 센싱된 전압 신호에서 유래하는 전압 데이터를 메인 계측 장치로부터 수신하는 통신 모듈;
    상기 하우징에 내장되며, 상기 복수의 CT에서 생성된 전류신호에서 유래하는 전류 데이터와 상기 통신 모듈에서 수신하는 전압 데이터를 적어도 이용하여 각 단상회로별 전력을 모두 계산하여 전력 데이터를 생성하는 단일의 프로세서:를 포함하며,
    상기 통신 모듈를 이용하여 상기 생성된 전력 데이터를 상기 메인 계측 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 하우징을 베이스에 고정하기 위하여 상기 하우징의 4개 측면중 상기 전력선로가 관통하지 않는 2개 측면에서 각각 결합되는 마운팅탭;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 단상회로 계측장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 하우징은,
    상부 하우징 및 하부 하우징을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 단상회로 계측장치.
  10. 내장된 관통형의 CT에서 생성된 전류 신호로부터 유래하는 전류 데이터와 통신모듈에서 수신한 전압 데이터를 이용하여 전력을 계산하되, 단일의 장치로써 인접하는 복수의 단상회로를 모두 계측하는 단상 다중회로 계측장치로서,
    상기 인접하는 복수의 단상회로를 구성하는 전력선로중에서, 가장자리에 있는 두 개의 전력선로는 관통하지 않고 나머지 전력선로가 관통되도록 구성되며,
    상기 관통하는 전력선로중에서 각 단상회로마다 적어도 하나의 전력선로에 대응하여 상기 관통형의 CT가 각각 설치되는,
    것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  11. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    인입 주선으로부터 분기된 단상회로가 어레이로 배치되는 분전반에 적용되는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 분전반은 데이터센터용 분전반인 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  13. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    각 단상회로의 누설전류를 검출하기 위한 ZCT가 연결되는 복수의 ZCT용 단자;
    상기 복수의 ZCT용 단자에서 입력되는 아날로그 신호를 처리하는 ZCT용 신호처리 회로;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  14. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    MCCB의 동작상태를 나타내는 접점과 연결되는 복수의 DI 단자;
    상기 복수의 DI 단자를 통하여 상기 MCCB의 동작 상태를 센싱하는 DI 입력 센싱부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 단상회로 계측장치.
  15. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 CT에서 센싱된 전류신호에 대하여 아날로그 신호처리를 수행하는 전류 센싱 회로;
    상기 전류 센싱 회로로부터의 신호에 대해여 아날로그-디지털 변환하는 ADC;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 단상회로 계측장치.
  16. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 CT를 관통하는 전력선로들에서, 전력선로상의 기준 전류 방향과 CT의 기준 계측 방향이 반대인 경우 해당 전력선로에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력계산에 사용되는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 어레이로 배치되는 단상회로는 동일 용량 또는 동일한 전류 정격인 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  18. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 CT 중에서 일부에서 센싱된 전류는 위상을 반전시켜 전력 계산에 사용되는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 관통하는 전력선로들의 상에 관한 정보가 설정 저장되며, 적어도 상기 상에 관한 정보는 상기 위상의 반전 여부를 결정할 때 이용되는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 관통하는 전력선로들의 상에 관한 정보와 상기 단상 다중회로 계측장치가 부스바를 중심으로 좌측 또는 우측 중 어디에 설치되는지를 나타내는 좌·우 정보가 설정 저장되며, 적어도 상기 상에 관한 정보 및 상기 좌·우 정보는 상기 위상의 반전 여부를 결정할 때 이용되는 것을 특징으로 하는 단상 다중회로 계측장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102156929B1 (ko) * 2019-09-16 2020-09-17 주식회사 코본테크 비정상 전류를 검출하는 복합 전류 검출소자

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101469448B1 (ko) 2010-03-17 2014-12-08 주식회사 루텍 효율성 및 간결성을 증대시키는 다중선로 전력 계측 시스템

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3351966B2 (ja) * 1995-11-27 2002-12-03 松下電工株式会社 感震機能付回路遮断装置及びそれを備えた住宅用分電盤
JP4439350B2 (ja) * 2004-07-28 2010-03-24 京セラ株式会社 自家発電システム
JP4960069B2 (ja) * 2006-11-27 2012-06-27 パナソニック株式会社 分電盤
KR200445999Y1 (ko) * 2008-01-08 2009-09-17 동아전기공업 주식회사 변류기 일체형 영상변류기
JP5196559B2 (ja) * 2008-09-30 2013-05-15 パナソニック株式会社 漏電検出装置及び開閉器
KR100909284B1 (ko) * 2009-01-09 2009-08-06 대승기전(주) 상별 전력 계측기
KR101102028B1 (ko) * 2009-07-03 2012-01-04 대동전자(주) 영상변류기 없이 자동증폭도가변기를 이용하여 누설전류를 검출 및 차단하는 방법
KR101012271B1 (ko) * 2009-08-07 2011-02-07 주식회사 루텍 효율성 및 간결성을 증대시키는 다중선로 전력 계측 시스템
JP2012063299A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Sharp Corp 電力計測作業の支援装置
JP5404686B2 (ja) * 2011-04-13 2014-02-05 三菱電機株式会社 バッテリ充電システム
JP5728729B2 (ja) * 2011-09-29 2015-06-03 日東工業株式会社 分電盤における変流器保持部材、変流器保持部材を備えたセンサー付分電盤における電流検知方法、及び変流器保持部材を備えたセンサー付分電盤
JP2013207974A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 多チャンネル電流検出装置、分電盤およびコンセント装置
KR101301976B1 (ko) * 2012-04-02 2013-08-30 주식회사 루텍 독립된 상별 계측 구조를 갖는 3상 계측 그룹 장치
JP5994973B2 (ja) * 2012-04-27 2016-09-21 東芝ライテック株式会社 分電盤
JP2014090591A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Panasonic Corp 分電盤
JP6115862B2 (ja) * 2013-03-29 2017-04-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 センサユニット、電力計測ユニット及び電力計測システム
JP6136481B2 (ja) * 2013-04-04 2017-05-31 富士電機株式会社 電力計測装置及び電力計測システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101469448B1 (ko) 2010-03-17 2014-12-08 주식회사 루텍 효율성 및 간결성을 증대시키는 다중선로 전력 계측 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102156929B1 (ko) * 2019-09-16 2020-09-17 주식회사 코본테크 비정상 전류를 검출하는 복합 전류 검출소자

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