KR20170034087A - Smart Sensor for Monitoring Electrical Power Equipment and Apparatus Therefor - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a smart sensor for monitoring an electrical power facility and a system therefor. The smart sensor system comprises: a condensing unit which generated inductive electromotive force proportional for the strength of magnetic force flowing through the electrical power facility; a current measurement unit which measures current flowing through the electrical power facility based on the strength of the magnetic force; a temperature sensor unit which measures the temperature of the electrical power facility; a smart sensor unit which measures the vibration of the electrical power facility and generates the state information of the electrical power facility about at least one among the measured current, the measured temperature, and the measured vibration; and a communication unit which receives the power and transmits the state information of the electrical power facility to an external device. The present invention senses and detects temperature, vibration, current, etc. of the electric power facility without separate external power and checks the error of the detected sensing information to supply final sensing information to the external device.

Description

전력설비 모니터링을 위한 스마트 센서 및 그를 위한 시스템{Smart Sensor for Monitoring Electrical Power Equipment and Apparatus Therefor}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a smart sensor for monitoring power equipment,

본 실시예는 전력설비 모니터링을 위한 스마트 센서 및 그를 위한 시스템에 관한 것이다. This embodiment relates to a smart sensor for power facility monitoring and a system therefor.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute the prior art.

최근 산업의 급속한 발전에 따른 각종 산업현장의 대용량 에너지 공급장치 및 제조 기기의 초고압화, 대전류화, 대형 열원공급장치 등 대용량화가 진행되어 왔으며, 고품질의 에너지 및 열을 공급하기 위하여 에너지와 열 공급 계통의 안정성 및 신뢰성 향상을 위하여 많은 노력을 기울이고 있다. 특히 이러한 대용량 설비의 안정적인 운전을 위하여 더 진보된 과학화 장비를 필요로 하고 있다. 이러한, 대용량 열공급 장치, 고압대전류의 송·배전 설비 등은 직접적으로 센서나 측정기구를 설비에 직접 설치하여야 한다. Recently, due to the rapid development of industry, large-capacity energy supply devices and manufacturing equipments in various industrial fields have been increasing in capacity, such as ultra-high pressure, large current and large heat source supply devices. In order to supply high quality energy and heat, And to improve the stability and reliability of the system. In particular, more advanced scientific equipment is required for stable operation of such large capacity facilities. Such large-scale heat supply equipment and high-voltage and high-current transmission and distribution facilities should be installed directly with sensors and measuring instruments directly on the equipment.

일반적으로, 대용량 전력 설비에 포함된 차단기, 변압기, 발전기, 전력선 연결부와 같은 일부 설비에는 센서 모듈의 설치가 필수적이며, 이러한 센서 모듈을 통해 온도, 진동이나 전류 등을 검출함으로써 과열, 과진동, 과전류 등 이상 상황으로부터 대용량 전력 설비를 보호할 필요가 있다.In general, the installation of sensor modules is necessary for some facilities such as circuit breakers, transformers, generators, and power line connections included in large-capacity power facilities. By detecting temperature, vibration or current through these sensor modules, It is necessary to protect large capacity electric power facilities from abnormal situations such as

종래 기술에 따른 센서 모듈은 고전압 대전류 또는 대용량 에너지 전달 개소에서 설비의 진동이나 열화 또는 배관 이상에 의해서 전달되는 에너지의 흐름에 미세한 저항이라도 발생될 경우에는 발열, 진동이 발생되어 정상적인 에너지 전달에 견딜 수 있게 설계된 설비에 이상을 발생시켜 재료의 녹아내림(Melting), 아크방전, 단락, 지락 등의 사고와 함께 재료의 파괴(breakdown)에 도달하여 그 설비로부터 공급받던 에너지원의 차단에 의한 급작스런 2차적인 피해를 발생시킬 수 있으며, 센싱 모듈이 정상적으로 동작하지 않아 오류 센싱 정보가 발생할 수 있다. When a sensor module according to the related art generates a small resistance to a flow of energy transmitted by vibration or deterioration of an equipment or an abnormality of piping in a high-voltage high-current or large-capacity energy transmission place, heat and vibration are generated, , Which is caused by the breakdown of materials due to melting of material, arc discharge, short circuit, ground fault, and breakdown of material, The sensing module may not operate normally, and error sensing information may be generated.

또한, 종래 기술에 따른 센서 모듈의 신호 처리(예컨대, 검출 정보의 처리 및 무선 송신)를 위해서는 함께 삽입되는 별도의 배터리를 통해 전원을 공급해 주어야 한다. 이러한, 종래 기술에 따른 센서 모듈은 설치 공간이 협소하여 별도의 배터리를 설치하기가 쉽지 않고, 외부로 연속하여(실시간으로) 일부 설비 각각의 센싱 정보를 신호 처리하여 전송하여야 하기 때문에 전력 소모가 많아 배터리의 용량이 이를 감당하기 어렵다. Further, in order to perform signal processing (e.g., processing of detection information and wireless transmission) of the sensor module according to the related art, power must be supplied through a separate battery inserted together. Since the sensor module according to the related art has a small installation space, it is not easy to install a separate battery, and the sensor module needs to transmit signal information of each facility consecutively continuously in real time (in real time) The capacity of the battery is difficult to afford.

따라서, 전력 설비에 설치되는 센싱 모듈에서 정확하게 전력 설비의 상태를 생성할 수 있도록 센싱 모듈을 보호하고, 원활하게 전력을 공급하기 위한 시스템이 필요하다. Accordingly, there is a need for a system that protects the sensing module and smoothly supplies electric power so that the sensing module installed in the electric power facility can accurately generate the state of the electric power facility.

본 실시예는 별도의 외부 전원 없이 전력 설비의 온도, 진동, 전류 등을 센싱하여 검출하고, 검출된 센싱 정보의 오류를 확인하여 최종 센싱 정보를 외부 장치로 제공하는 전력설비 모니터링을 위한 스마트 센서 및 그를 위한 시스템을 제공하는 데 주된 목적이 있다.The present embodiment is a smart sensor for monitoring electric power facilities that senses temperature, vibration, current, etc. of a power facility without an external power source, and provides final sensing information to an external device by confirming an error of the sensed information. There is a main purpose in providing a system for him.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 전력 설비에 흐르는 자속의 세기에 비례한 유도기전력을 생성하는 집전부; 상기 자속의 세기에 근거하여 상기 전력 설비에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부; 상기 유도기전력에 근거하여 전원을 공급받고, 상기 전력 설비의 온도를 측정하는 온도 센서부; 상기 유도기전력에 근거하여 전원을 공급받고, 상기 전력 설비의 진동을 측정하고, 측정된 상기 전류, 측정된 상기 온도 및 측정된 상기 진동 중 적어도 하나에 대한 전력설비 상태정보를 생성하는 스마트 센서부; 상기 유도기전력에 근거하여 전원을 공급받고, 센서 식별정보 및 상기 전력설비 상태정보를 외부 장치로 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 시스템을 제공한다.According to an aspect of this embodiment, a current collector that generates an induced electromotive force proportional to the intensity of a magnetic flux flowing through a power equipment; A current measuring unit for measuring current flowing in the electric power facility based on the intensity of the magnetic flux; A temperature sensor unit receiving power based on the induced electromotive force and measuring a temperature of the power facility; A smart sensor unit that receives power based on the induced electromotive force, measures a vibration of the power facility, and generates power equipment status information for at least one of the measured current, the measured temperature, and the measured vibration; And a communication unit that receives power based on the induced electromotive force and transmits the sensor identification information and the power equipment state information to an external device.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 스마트 센서모듈은 외부 전원 없이 자가 전원을 생성하여 별도의 배터리 교체가 필요없다는 효과가 있다. 또한, 스마트 센서모듈은 온도, 진동, 전류를 각각 검출하여, 하나의 측정 센서에서 이상이 발생하더라도 전력 설비의 상태를 확인할 수 있는 효과가 있다. 또한, 전력설비의 이상 여부를 확인하여 감시 정보를 제공함으로써, 전력설비 점검을 위해 전력설비에 근접한 작업자의 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present embodiment, the smart sensor module generates a self-power without an external power source, thereby eliminating the need for battery replacement. In addition, the smart sensor module can detect the temperature, the vibration, and the current, respectively, so that the status of the power equipment can be confirmed even if an abnormality occurs in one measurement sensor. In addition, it is possible to prevent an accident of a worker approaching the electric power facility in order to check the electric power facility by providing the monitoring information by confirming the abnormality of the electric power facility.

도 1은 본 실시예에 따른 자가전원 센서모듈(100)을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 자가전원 센서모듈을 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 스마트 센서 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 스마트 센서 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 1 is a block diagram schematically showing a self-powered sensor module 100 according to the present embodiment.
2 is a view illustrating a self-powered sensor module according to the present embodiment.
3 is a block diagram of a smart sensor system according to the present embodiment.
4 is a block diagram schematically showing a smart sensor system according to the present embodiment.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 실시예에 따른 자가전원 센서모듈(100)을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 1 is a block diagram schematically showing a self-powered sensor module 100 according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 자가전원 센서모듈(100)은 전원 공급 장치(110), 온도 센서부(120), 스마트 센서부(122), 오류 제어부(124) 및 통신부(130)를 포함한다. 본 실시예에 따른 자가전원 센서모듈(100)에 포함된 구성요소는 필요에 따라 추가 또는 제외될 수 있다. The self power module 100 according to the present embodiment includes a power supply unit 110, a temperature sensor unit 120, a smart sensor unit 122, an error control unit 124, and a communication unit 130. The components included in the self-powered sensor module 100 according to the present embodiment can be added or removed as needed.

본 실시예에 따른 자가전원 센서모듈(100)은 외부 전원 없이 자가 전원을 생성하고 온도, 진동, 전류 중 적어도 하나의 전력설비 상태정보를 검출할 수 있고, 검출한 상태 정보를 근거리 통신을 통해 외부 장치로 전력설비 상태정보를 전송할 수 있다.The self-power-source sensor module 100 according to the present embodiment generates a self-power source without an external power source and can detect at least one power-unit status information of temperature, vibration and current, Power facility status information can be transmitted to the device.

전원 공급 장치(110)는 전력 설비에 흐르는 자속을 이용하여 유도기전력을 생성하고, 전력 설비에 흐르는 전류를 측정하는 동작을 수행한다. 전원 공급 장치(110)는 유도기전력을 정류하여 온도 센서부(120), 스마트 센서부(122), 오류 제어부(124), 통신부(130) 등에 전원을 공급한다. 여기서, 전력 설비(10)은 차단기, 변압기, 발전기, 전력선연결부 중 적어도 하나의 접속 개소일 수 있으며, 대전류가 흐르는 전력 설비의 부재일 수 있다.The power supply unit 110 generates an induced electromotive force by using the magnetic flux flowing through the electric power equipment, and measures an electric current flowing through the electric power equipment. The power supply unit 110 rectifies the induced electromotive force to supply power to the temperature sensor unit 120, the smart sensor unit 122, the error control unit 124, and the communication unit 130. Here, the electric power facility 10 may be a connection point of at least one of a circuit breaker, a transformer, a generator, and a power line connection part, and may be a member of a power facility in which a large current flows.

전원 공급 장치(110)는 집전부(112) 및 전류 측정부(114)를 포함한다. The power supply unit 110 includes a current collecting unit 112 and a current measuring unit 114.

집전부(112)는 차단기, 변압기, 발전기, 전력선연결부 중 적어도 하나를 포함하는 집전 설비(10)를 감싸는 형태를 갖고, 집전 설비(10)에 흐르는 자속이 유기되는 집전 코어 및 집전 코어에 권취되고, 자속에 의해 자기적으로 커플링되는 집전 코어를 이용하여 유도기전력을 공급받는 집전 케이블을 포함한다. The current collector 112 surrounds the current collector 10 including at least one of a circuit breaker, a transformer, a generator, and a power line connection. The current collector 112 is wound around a current collector and a current collector, And a current collecting cable supplied with an induced electromotive force by using a current collecting core magnetically coupled by a magnetic flux.

전류 측정부(114)는 전력 설비(10)의 전류를 측정한다. 다시 말해, 전류 측정부(114)는 집전부(112)에 의해 생성된 유도기전력을 이용하여 전력 설비(10)에 흐르는 전류를 측정한다. 여기서, 전류 측정부(114)는 유도기전력의 전위차를 이용하여 전류를 검출할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 홀 센서(소자) 방식, 퓨즈 방식, 비접촉 센싱 방식 등과 같이 전류를 검출할 수 있다면 그 어떤 방식으로도 적용 가능하다. 전류 측정부(114)는 측정된 전류 측정정보를 스마트 센서부(122)로 전송한다. The current measuring unit 114 measures the current of the electric power facility 10. In other words, the current measuring unit 114 measures the current flowing in the electric power facility 10 using the induced electromotive force generated by the current collector 112. Here, the current measuring unit 114 may detect the current using the potential difference of the induced electromotive force. However, the present invention is not limited thereto. For example, the current measuring unit 114 may measure the current, such as a Hall sensor, a fuse, If so, it can be applied in any way. The current measuring unit 114 transmits the measured current measurement information to the smart sensor unit 122.

온도 센서부(120)는 집전부(112)로부터 유도기전력에 근거하여 전원을 공급받고, 이에 따라 구동되는 온도 센서를 이용하여 온도를 측정한다. The temperature sensor unit 120 receives power from the current collector 112 based on the induced electromotive force, and measures the temperature using a temperature sensor driven thereby.

온도 센서부(120)는 전력 설비(10)로부터 전원 공급 장치(110)에 전도된 온도를 검출하는 동작을 수행한다. 다시 말해, 온도 센서부(120)는 전원 공급 장치(110)에 구비된 집전코일 또는 집전 케이블에 의해 발열하는 온도를 측정하고, 이에 따라 측정된 온도 측정정보를 스마트 센서부(122)로 전송한다. The temperature sensor unit 120 performs an operation of detecting the temperature transmitted from the power equipment 10 to the power supply unit 110. [ In other words, the temperature sensor unit 120 measures the temperature at which the current is generated by the current collecting coil or the current collecting cable provided in the power supply unit 110, and transmits the measured temperature measurement information to the smart sensor unit 122 .

온도 센서부(120)는 디지털 온도 측정방식으로 -40°C 내지 85°C 사이의 온도를 측정할 수 있으며, 측정 오차는 상하 0.5 °C를 갖는 것이 바람직하다. The temperature sensor unit 120 can measure a temperature between -40 ° C and 85 ° C by a digital temperature measurement method, and it is preferable that the measurement error has an upper and a lower temperature of 0.5 ° C.

스마트 센서부(122)는 집전부(112)로부터 유도기전력에 근거하여 전원을 공급받고, 전력 설비(10)의 진동을 감지한다. 스마트 센서부(122)는 전력 설비(10)의 진동을 측정하기 위한 센서(예컨대, 가속도 센서)를 구비한다. The smart sensor unit 122 receives power from the current collector 112 based on the induced electromotive force and senses the vibration of the power facility 10. [ The smart sensor unit 122 includes a sensor (for example, an acceleration sensor) for measuring the vibration of the electric power facility 10.

또한, 스마트 센서부(122)는 전류 측정부(114) 및 온도 센서부(120) 각각으로부터 수집된 전류 측정정보, 온도 측정정보와 자체적으로 측정된 진동 측정정보에 근거하여 전류, 온도 및 진동 중 적어도 하나에 대한 전력설비 상태정보를 생성한다. 여기서, 스마트 센서부(122)는 전류 측정정보, 온도 측정정보 및 진동 측정정보 각각에 기 설정된 중요도에 따라 각각의 측정정보에 서로 다른 가중치를 부여하여 전력설비 상태정보를 생성할 수도 있다. The smart sensor unit 122 is configured to measure currents, temperatures, and vibrations based on current measurement information collected from the current measurement unit 114 and the temperature sensor unit 120, temperature measurement information, and vibration measurement information that is measured by itself And generates power equipment state information for at least one of the plurality of power plant equipment. Here, the smart sensor unit 122 may generate power equipment status information by assigning different weights to the respective measurement information according to predetermined importance levels in the current measurement information, the temperature measurement information, and the vibration measurement information.

스마트 센서부(122)는 통신부(130)를 이용하여 전력설비 상태정보를 외부장치로 전송한다. 한편, 스마트 센서부(122)는 전력설비 상태정보를 오류 제어부(124)로 전송하고, 오류 확인 후 통신부(130)를 이용하여 외부장치로 전송할 수도 있다. The smart sensor unit 122 transmits the power equipment status information to the external device using the communication unit 130. [ Meanwhile, the smart sensor unit 122 may transmit the power equipment status information to the error control unit 124, and may transmit the status information to the external device using the communication unit 130 after the error check.

오류 제어부(124)는 집전부(112)로부터 유도기전력에 근거하여 전원을 공급받고, 전력설비 상태정보의 오류를 확인한다. 오류 제어부(124)는 기 설정된 기준 설정 범위를 기준으로 전류 측정정보, 온도 측정정보 및 진동 측정정보 각각을 비교하여 3 개의 측정정보 중 하나라도 기 설정된 기준 설정 범위를 벗어나는 경우 전력설비 상태정보에 오류가 발생한 것으로 확인한다. The error control unit 124 receives power from the power collecting unit 112 based on the induced electromotive force, and confirms the error of the power equipment state information. The error control unit 124 compares each of the current measurement information, the temperature measurement information, and the vibration measurement information with reference to a predetermined reference setting range, and if any one of the three measurement information goes out of the predetermined reference setting range, .

또한, 오류 제어부(124)는 기 설정된 주기마다 전력설비 상태정보의 오류 여부를 확인하고, 오류 발생 여부에 따라 전력설비 상태정보에 오류 알람정보를 추가하여 통신부(130)로 제공한다. In addition, the error control unit 124 checks whether or not the power equipment state information is erroneous at predetermined intervals, and adds error alarm information to the power equipment state information according to whether an error has occurred, and provides the error alarm information to the communication unit 130.

오류 제어부(124)는 오류 발생률을 누적하고, 누적 오류 발생률이 기 설정된 기준을 초과하는 경우, 해당 자가전원 센서모듈(100)의 전체 또는 일부에 이상이 발생한 것으로 판단하여 장비 교체 요청신호를 전력설비 상태정보에 추가하여 통신부(130)로 제공한다. The error control unit 124 accumulates the error incidence rate. When the cumulative error incidence exceeds the preset reference, the error control unit 124 determines that an error has occurred in all or a part of the power sensor module 100, And provides it to the communication unit 130 in addition to the status information.

통신부(130)는 집전부(112)로부터 유도기전력에 근거하여 전원을 공급받고, 스마트 센서부(122)에 부여되는 센서 식별정보 및 스마트 센서부(122)가 출력하는 전력설비 상태정보를 외부 장치로 전송한다. 예를 들어, 통신부(130)는 안테나를 통해 로컬 컴퓨터(200)로 센서 식별정보 및 전력설비 상태정보를 전송할 수 있으며, 통신부(130)는 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy), 무선랜(WIFI), UWB(Ultra-Wideband), 무선 주파수(Radio Frequency), 지그비(Zigbee) 등의 근거리 통신 또는 무선 통신 방식을 이용할 수 있다. The communication unit 130 receives power from the power collecting unit 112 based on the induced electromotive force and transmits the sensor identification information given to the smart sensor unit 122 and the power equipment status information outputted by the smart sensor unit 122 to the external device Lt; / RTI > For example, the communication unit 130 may transmit the sensor identification information and the electric power facility status information to the local computer 200 through the antenna. The communication unit 130 may be a Bluetooth low energy (BLE) ), UWB (Ultra-Wideband), Radio Frequency (RF), ZigBee, or the like.

본 실시예에 따른 자가전원 센서모듈(100)은 전류, 온도, 진동 등을 하나의 센서부에서 측정하는 것이 아니라, 각각 별도의 센서에서 측정 후 하나의 전력설비 상태정보로 통합함에 따라, 소정의 센서에 문제가 발생하더라도 전력설비(10)의 상태를 확인할 수 있다. The self-power-source sensor module 100 according to this embodiment does not measure the current, the temperature, and the vibration in one sensor unit but integrates them into one power-unit status information after measurement in a separate sensor, The state of the electric power facility 10 can be confirmed even if a problem occurs in the sensor.

도 2는 본 실시예에 따른 자가전원 센서모듈을 도시한 도면이다. 2 is a view illustrating a self-powered sensor module according to the present embodiment.

도 2의 (a)는 자가전원 센서모듈(100)의 정면도를 도시하고, 도 2의 (b)는 자가전원 센서모듈(100)의 사시도를 도시한다. 2 (a) shows a front view of the self-powered sensor module 100, and FIG. 2 (b) shows a perspective view of the self-powered sensor module 100. FIG.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 자가전원 센서모듈(100)은 알림 표시부(201)를 구비한다. 알림 표시부(201)는 자가전원 센서모듈(100)의 대기모드 또는 동작모드를 표시한다. 예를 들어, 알림 표시부(201)는 LED(Light Emitting Diode)를 이용하여 모드 상태를 표시할 수 있으며, 대기모드인 경우 빨간 LED를 On 상태, 파란 LED를 Off 상태로 표시하고, 동작모드인 경우 빨간 LED를 On 상태, 파란 LED를 점멸 상태로 표시한다. As shown in FIG. 2 (a), the self-powered sensor module 100 includes a notification display unit 201. The notification display unit 201 displays a standby mode or an operation mode of the self power module 100. For example, the notification display unit 201 can display a mode state using an LED (Light Emitting Diode). In the standby mode, the red LED is turned on and the blue LED is turned off. Red LED is on and blue LED is blinking.

도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 자가전원 센서모듈(100)은 집전 코어(210), 집전 코일, 보빈(220), 온도 센서부(230) 및 스마트 센서부(240)를 포함한다. 자가전원 센서모듈(100)은 차단기, 변압기, 발전기와 같은 대전류(I)가 흐르는 전력 설비(10)의 부재에 부착되어, 전력 설비(10)로부터 전압을 유도하고, 전력 설비(10)의 상태를 체크한다. 2 (b), the self-powered sensor module 100 includes a current collector core 210, a current collector coil, a bobbin 220, a temperature sensor part 230, and a smart sensor part 240 . The self-powered sensor module 100 is attached to a member of a power plant 10 through which a large current I such as a circuit breaker, a transformer or a generator flows, to induce a voltage from the power plant 10, .

집전 코어(210)은 전류(I)에 의해 생성된 자속이 흐르는 통로로, 전력 설비(10)에 흐르는 전류(I)의 크기에 비례하는 자속이 통과하도록 전력 설비(10)를 감싸는 형태를 가질 수 있다. 여기서, 집전 코어(210)은 철손(Core Loss)을 감소시키기 위하여 규소가 포함된 박강판을 적층시킨 구조인 것이 바람직하다. The current collecting core 210 is a passage through which the magnetic flux generated by the current I flows and has a form of enclosing the electric power facility 10 such that a magnetic flux proportional to the magnitude of the current I flowing through the electric power facility 10 passes . Here, the power collection core 210 is preferably a structure in which a thin steel sheet including silicon is laminated to reduce core loss.

집전 코일은 집전 코어(210)을 통과하는 자속의 세기에 비례한 전압을 유도할 수 있다. 이를 위해, 전류(I)에 의해 생성된 자속이 권선되는 면에 수직하게 통과될 수 있도록, 보빈(220)의 외주면에 집전 코일이 다수회 권선될 수 있으며, 자속의 세기가 시간에 따라 변할 때 집전 코일에는 자속의 세기에 비례한 전압이 유도될 수 있다.The current collecting coil can induce a voltage proportional to the intensity of the magnetic flux passing through the current collecting core 210. To this end, the current collecting coil may be wound a plurality of times on the outer circumferential surface of the bobbin 220 so that the magnetic flux generated by the current I can pass perpendicularly to the surface to be wound, and when the intensity of the magnetic flux changes with time A voltage proportional to the intensity of the magnetic flux can be induced in the current collecting coil.

한편, 보빈(220)의 외주면에는 집전 코일에 인접하게 전압을 제한하기 위한 코일이 다수회 감길 수 있다. 전압을 제한하기 위한 코일은, 전류(I)에 의해 생성된 자속과 역방향이 되도록 자속을 형성시켜 전류(I)에 의해 생성된 자속을 감쇄시킴으로써, 결과적으로 집전 코일에 유도되는 전압의 크기를 제한할 수 있다. 집전 코일과 마찬가지로, 전류(I)에 의해 생성된 자속이 그 권선되는 면에 수직하게 통과될 수 있도록 보빈(220)의 외주면에 전압을 제한하기 위한 코일이 다수회 권선될 수 있다.On the other hand, on the outer circumferential surface of the bobbin 220, the coil for limiting the voltage adjacent to the current-collecting coil may be wound a plurality of times. The coil for limiting the voltage limits the magnitude of the voltage induced in the current collecting coil by attenuating the magnetic flux generated by the current I by forming a magnetic flux so as to be opposite to the magnetic flux generated by the current I can do. The coil for restricting the voltage on the outer circumferential surface of the bobbin 220 may be wound a plurality of times so that the magnetic flux generated by the current I may pass perpendicularly to the surface to be wound.

집전 코어(210) 및 보빈(220)은 전원 공급장치(110)로 구현되며, 유도기전력을 정류하여 자가전원 센서모듈(100)에 포함된 구성요소에 전원을 공급한다.The power collection core 210 and the bobbin 220 are implemented by a power supply 110 and rectify the induced electromotive force to supply power to the components included in the self power sensor module 100.

도 2에 도시된 바와 같이, 자가전원 센서모듈(100)은 집전 코어(210)의 일측에 온도 센서부(230)가 구비되며, 집전 코어(210)의 타측에 스마트 센서부(240)를 구비한다. 2, the self-powered sensor module 100 includes a temperature sensor unit 230 on one side of the current collector core 210, a smart sensor unit 240 on the other side of the current collector core 210, do.

스마트 센서부(240)는 집전 코어(210) 및 보빈(220)에서 검출된 전류 측정정보를 획득하고, 온도 센서부(230)로부터 온도 측정정보를 획득하며, 자체적으로 센싱된 진동 측정정보를 이용하여 전력설비 상태정보를 생성하고, 이를 외부 장치로 전송한다. The smart sensor unit 240 acquires current measurement information detected by the current collecting core 210 and the bobbin 220, acquires temperature measurement information from the temperature sensor unit 230, and uses the self-sensed vibration measurement information To generate power equipment status information, and transmits the generated power equipment status information to the external device.

도 3은 본 실시예에 따른 스마트 센서 시스템의 블록도이다.3 is a block diagram of a smart sensor system according to the present embodiment.

도 3에 도시된 바와 같이, 스마트 센서 시스템은 각각의 전력 설비(10)에 부착된 각각의 센서 모듈(100)을 그룹(PLG: Power Line Group)으로 그룹화하여 로컬 컴퓨터(200) 및 서버 컴퓨터(300)에서 관리한다. 각 개별의 센서 모듈(100)로부터 센싱(온도/진동/전류) 된 데이터는 로컬 컴퓨터(200)로 무선통신을 통해 취합이 이루어진다. 여기서, 로컬 컴퓨터(200)은 DCS(Data Concentrate System)으로 구현될 수 있다. DCS는 각 개별의 스마트센서로부터 데이터를 수집하는 데이터베이스(DataBase)가 설치된 PC 기반의 장치이며, DCS는 기기당 최소 1 개 내지 최대 20 개의 그룹(PLG)에 있는 센서 모듈(100)로부터 센싱(온도/진동/전류) 된 데이터를 취합할 수 있다. 여기서, DCS는 최대 60 개의 센서 모듈(100)로부터 센싱 데이터를 획득할 수 있다. 3, the smart sensor system groups each sensor module 100 attached to each power facility 10 into a group of power lines (PLG) 300). The data sensed (temperature / vibration / current) from each individual sensor module 100 is collected through wireless communication with the local computer 200. Here, the local computer 200 may be implemented as a DCS (Data Concentration System). The DCS is a PC-based device in which a database (DataBase) for collecting data from each individual smart sensor is installed, and the DCS is a sensor (100) from a sensor module (100) in at least one group / Vibration / current) data can be collected. Here, the DCS can acquire sensing data from a maximum of 60 sensor modules 100.

스마트 센서 시스템은 전력 설비의 주변 환경요소에 따라 센서 모듈(100)의 그룹 수는 변동될 수 있다. 또한, DCS는 실시간으로 취합된 센서 모듈(100)의 센싱 데이터를 유선 또는 무선 네트워크로 연결된 서버 컴퓨터(300)로 실시간 측정 데이터를 갱신 및 감시 정보를 생성한다. In the smart sensor system, the number of groups of the sensor modules 100 may vary depending on the environmental factors of the electric power facilities. In addition, the DCS generates real-time measurement data update and monitoring information to the server computer 300 connected with the sensing data of the sensor module 100 collected in real time via a wired or wireless network.

서버 컴퓨터(300)는 하위 DCS로부터 업데이트된 데이터를 기반으로 관리자에게 실시간 조회 및 과거 이력조회, 상태 감시가 가능하도록 데이터를 가공 및 저장할 수 있다. The server computer 300 can process and store the data to enable the administrator to view the history in real time, inquire the past history, and monitor the status based on the updated data from the lower DCS.

서버 컴퓨터(300)는 최종적으로 관리자가 전력설비장치에 부착된 센서 모듈(100)의 상태를 파악할 수 있도록 연결 계통도를 Tree 구조로 디스플레이 및 개별 센서 모듈(100)의 현재 상태에 대한 감시 기능을 수행하는 User Interface를 제공하여 효율적으로 전력설비장치에 대한 관리 기능을 수행한다.The server computer 300 finally displays the connection diagram in a tree structure so that the administrator can grasp the state of the sensor module 100 attached to the power equipment, and performs a monitoring function on the current state of the individual sensor module 100 And provides the user interface to perform the management function of the electric power facility device efficiently.

도 4는 본 실시예에 따른 스마트 센서 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 4 is a block diagram schematically showing a smart sensor system according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 스마트 센서 시스템은 자가전원 센서모듈(100), 로컬 컴퓨터(200), 서버 컴퓨터(300)을 포함한다.The smart sensor system according to the present embodiment includes a self power sensor module 100, a local computer 200, and a server computer 300.

자가전원 센서모듈(100)은 도 1에서 상술한 바와 같이, 전력 설비(10)의 전류, 온도 및 진동 중 적어도 하나의 상태를 포함하는 전력설비 상태정보를 생성한다. 또한, 자가전원 센서모듈(100) 고유의 센서 식별정보 및 전력설비 상태정보를 로컬 컴퓨터(200)에 전송한다. 자가전원 센서모듈(100)의 구체적인 구성 및 동작은 도 1 및 도 2에 기재된 자가전원 센서모듈(100)과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.The self-powered sensor module 100 generates power facility status information, including at least one of the current, temperature, and vibration of the power facility 10, as described above with reference to FIG. Also, it transmits the sensor identification information and power equipment state information inherent to the self power module 100 to the local computer 200. The specific configuration and operation of the self-powered sensor module 100 are the same as those of the self-powered sensor module 100 shown in FIGS. 1 and 2, and thus a detailed description thereof will be omitted.

로컬 컴퓨터(200)는 자가전원 센서모듈(100)의 센서 식별정보 및 전력설비 상태정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 로컬 컴퓨터(200)는 DAS(Data Acquisition System)를 구성하는 일부로 포함될 수 있다.The local computer 200 may collect sensor identification information and power equipment status information of the self power sensor module 100. [ For example, the local computer 200 may be included as part of a DAS (Data Acquisition System).

서버 컴퓨터(300)는 로컬 컴퓨터(200)로부터 센서 식별정보 및 전력설비 상태정보를 전송 받아 감시 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 감시 정보는 전력설비 상태정보를 분석한 결과에 따라 전력 섭리(10)의 통전 또는 비통전 정보, 전력 설비(10)의 이상 상태를 판단한 정보 및 자가전원 센서모듈(100)의 고장 유무에 대한 정보를 포함할 수 있다.The server computer 300 may receive the sensor identification information and the power equipment state information from the local computer 200 and generate the monitoring information. Here, the monitoring information may include information on power supply or non-power consumption of the power supply 10, information on an abnormal state of the power equipment 10, and information indicating whether the power supply sensor module 100 is malfunctioning or not, And the like.

자가전원 센서모듈(100)은 전력설비 상태정보와 함께, 복수의 전력 설비(10) 각각에 설치되는 센서모듈마다 고유의 값을 가지는 센서 식별정보를 로컬 컴퓨터(200)에 전송하므로, 각각의 자가전원 센서모듈(100)의 전력설비 상태정보를 이용하는 서버 컴퓨터(300)가 센서 식별정보를 통해 자가전원 센서모듈(100)이 설치된 전력설비(10)의 위치를 인지하도록 할 수 있다.Power sensor module 100 transmits sensor identification information having a value unique to each sensor module installed in each of the plurality of power equipment 10 to the local computer 200 together with the power equipment status information, The server computer 300 using the power equipment status information of the power sensor module 100 can recognize the location of the power equipment 10 in which the self power sensor module 100 is installed through the sensor identification information.

본 실시예에 따른 스마트 센서 시스템은 자동 잠금장치(30) 및 작업 단말기(40)를 추가로 포함할 수 있다. The smart sensor system according to the present embodiment may further include an automatic locking device 30 and a work terminal 40.

서버 컴퓨터(300)는 작업자 단말기(40)로부터 위치 정보를 제공받고, 전력 설비(10)에 근접한 작업자 단말기(40)에 감시 정보를 전송할 수 있다.The server computer 300 can receive the location information from the worker terminal 40 and transmit the monitoring information to the worker terminal 40 close to the electric power facility 10. [

작업자 단말기(40)는 전력 설비의 점검 작업을 실시하는 작업자가 휴대할 수 있는 전자기기로써, 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등과 같은 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.The worker terminal 40 is an electronic device that can be carried by a worker carrying out the inspection of electric power facilities. The worker terminal 40 is a handheld device such as a mobile phone, a smart phone, a PDA (Personal Digital Assistant), a portable multimedia player (PMP) Handheld based wireless communication devices.

서버 컴퓨터(300)가 작업자 단말기(40)로부터 위치 정보를 전달 받아 전력설비(10)에 근접한 작업자 단말기(40)에 감시 정보를 전송하므로, 작업자 단말기(40)를 소지한 작업자는 감시 정보를 인지할 수 있다. 다시 말해, 서버 컴퓨터(300)는 작업자 단말기(40)로부터 위치 정보를 제공받고, 작업자 단말기(40)에 근접한 전력 설비(10)에 대한 감시 정보를 작업자 단말기(10)로 전송한다. 구체적으로, 작업자는 전력 설비(10)의 통전 또는 비통전 정보, 전력 설비의 이상 상태를 판단한 정보, 및 자가전원 센서모듈(100)의 고장 유무에 대한 정보를 인지할 수 있다.The server computer 300 receives the location information from the worker terminal 40 and transmits the surveillance information to the worker terminal 40 close to the electric power facility 10 so that the worker carrying the worker terminal 40 can recognize the surveillance information can do. In other words, the server computer 300 receives position information from the worker terminal 40 and transmits monitoring information about the electric power facility 10 close to the worker terminal 40 to the worker terminal 10. Specifically, the operator can recognize the power supply or non-power supply information of the power equipment 10, the information that determines the abnormal state of the power equipment, and information on the failure of the power supply sensor module 100.

또한, 서버 컴퓨터(300)는 감시 정보에 기초하여 전력 설비(10) 및 자가전원 센서모듈(100)를 내장하는 함체(20)의 자동 잠금장치(Door Interlock, 30)를 개폐 제어한다. 예를 들어, 감시 정보에 포함된 전력 설비(10)의 통전 또는 비통전 정보가 전력 설비(10)의 통전 상태를 나타낸다면, 서버 컴퓨터(300)는 함체(20)의 자동 잠금장치(30)를 잠금으로 제어한다. 이에 따라, 전력 설비(10)가 통전상태인 경우, 전력 설비(10)에 근접하는 작업자를 사전에 차단하여 감전 사고를 예방할 수 있다.The server computer 300 also controls the opening and closing of the door interlock 30 of the housing 20 in which the electric power facility 10 and the self-powered sensor module 100 are built based on the monitoring information. For example, if the energization or non-energization information of the electric power facility 10 included in the monitoring information indicates the energization state of the electric power facility 10, the server computer 300 controls the automatic locking device 30 of the enclosure 20, Is controlled by a lock. Accordingly, when the electric power facility 10 is in the energized state, the worker approaching the electric power facility 10 can be prevented in advance to prevent an electric shock accident.

또한, 전력 설비(10) 및 자가전원 센서모듈(100)이 별도의 함체에 내장되어 있는 경우, 감시 정보에 포함된 자가전원 센서모듈(100)의 고장 유무에 대한 정보가 자가전원 센서모듈(100)의 고장 상태를 나타낸다면, 서버 컴퓨터(300)는 고장 상태를 나타낸 자가전원 센서모듈(100)을 내장하는 제1 함체의 자동 잠금장치(30)만을 열림으로 제어할 수 있다. 이에 따라, 작업자가 자가전원 센서모듈(100)만을 내장하는 별도의 제1 함체만을 접근하고, 고압 전류가 흐르는 제2 함체에 포함된 전력 설비(10)에 접근하는 경우를 차단할 수 있다. In the case where the power facility 10 and the self-power sensor module 100 are installed in separate enclosures, information about the failure of the self-power sensor module 100 included in the monitoring information is transmitted to the self power sensor module 100 , The server computer 300 can control the automatic locking device 30 of the first housing, which houses the self-powered sensor module 100, which is in a failure state, by opening only the automatic locking device 30. Accordingly, it is possible for the operator to close only the separate first enclosure containing only the self-powered sensor module 100 and prevent access to the power facility 10 included in the second enclosure through which a high-voltage current flows.

이에 따라, 본 실시예에 따른 스마트 센서 시스템은 전력설비 점검을 위해 전력설비(10)에 근접한 작업자의 사고를 예방할 수 있다.Accordingly, the smart sensor system according to the present embodiment can prevent an operator's accident close to the electric power facility 10 for electric power facility inspection.

한편, 본 실시예에서는 서버 컴퓨터(300)가 직접 자동 잠금장치(30)와 통신하여 개폐 제어를 할 수 있는 경우를 서술하였으나(개폐 제어b), 서버 컴퓨터(300)가 로컬 컴퓨터(200)를 통해 간접적으로 자동 잠금장치(30)를 제어할 수 있다(개폐 제어a).In the present embodiment, the server computer 300 directly communicates with the automatic locking device 30 to control the opening and closing (opening and closing control b). However, the server computer 300 can not control the local computer 200 It is possible to indirectly control the automatic locking device 30 (opening / closing control a).

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 전력 설비 20: 함체
30: 자동 잠금장치 40: 작업자 단말기
100: 센서 모듈 110: 전원 공급장치
112: 집전부 114: 전류 측정부
120: 온도 센서부 122: 스마트 센서부
124: 오류 제어부 130: 통신부
200: 로컬 컴퓨터 300: 서버 컴퓨터10: Power facilities 20: Enclosure
30: automatic locking device 40: worker terminal
100: Sensor module 110: Power supply
112: current collecting part 114: current measuring part
120: temperature sensor unit 122: smart sensor unit
124: error control unit 130:
200: local computer 300: server computer

Claims (7)

전력 설비에 흐르는 자속의 세기에 비례한 유도기전력을 생성하는 집전부;
상기 자속의 세기에 근거하여 상기 전력 설비에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부;
상기 유도기전력에 근거하여 전원을 공급받고, 상기 전력 설비의 온도를 측정하는 온도 센서부;
상기 유도기전력에 근거하여 전원을 공급받고, 상기 전력 설비의 진동을 측정하고, 측정된 상기 전류, 측정된 상기 온도 및 측정된 상기 진동 중 적어도 하나에 대한 전력설비 상태정보를 생성하는 스마트 센서부;
상기 유도기전력에 근거하여 전원을 공급받고, 센서 식별정보 및 상기 전력설비 상태정보를 외부 장치로 전송하는 통신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 시스템.A collector for generating an induced electromotive force proportional to the intensity of the magnetic flux flowing through the power equipment;
A current measuring unit for measuring current flowing in the electric power facility based on the intensity of the magnetic flux;
A temperature sensor unit receiving power based on the induced electromotive force and measuring a temperature of the power facility;
A smart sensor unit that receives power based on the induced electromotive force, measures a vibration of the power facility, and generates power equipment status information for at least one of the measured current, the measured temperature, and the measured vibration;
A communication unit that receives power based on the induced electromotive force and transmits sensor identification information and the power equipment status information to an external device;
And a smart sensor system. 제 1 항에 있어서,
상기 집전부는,
차단기, 변압기, 발전기, 전력선연결부 중 적어도 하나를 포함하는 상기 집전 설비를 감싸는 형태를 갖고, 상기 집전 설비에 흐르는 상기 자속이 유기되는 집전 코어;
상기 집전 코어에 권취되고, 상기 자속에 의해 자기적으로 커플링되는 상기 집전 코어를 이용하여 유도기전력을 공급받는 집전 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 시스템.The method according to claim 1,
The current collector
A current collecting core having a form of enclosing the current collector including at least one of a circuit breaker, a transformer, a generator, and a power line connection, the magnetic flux flowing in the current collector being energized;
And a current collecting cable wound around the current collecting core and supplied with induced electromotive force using the current collecting core magnetically coupled by the magnetic flux. 제 1 항에 있어서,
상기 전력설비 상태정보의 오류 여부를 확인하는 오류 제어부를 추가로 포함하되,
상기 오류 제어부는,
기 설정된 기준 설정 범위를 기준으로 전류, 온도 및 진동 각각에 대한 측정정보를 비교하여 상기 복수의 측정정보 중 적어도 하나가 상기 기준 설정 범위를 벗어나는 경우 상기 전력 설비에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising an error control unit for checking whether the power equipment state information is erroneous,
The error control unit,
Comparing the measurement information for each of the current, the temperature, and the vibration based on the predetermined reference setting range, and determining that an abnormality has occurred in the power facility when at least one of the plurality of measurement information deviates from the reference setting range. Smart sensor system. 제 3 항에 있어서,
상기 오류 제어부는,
상기 기준 설정 범위를 기분으로 상기 전력 설비에 이상이 발생한 것으로 판단되면, 상기 전력설비 상태정보에 오류 알람정보를 추가하여 상기 외부 장치로 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 시스템.The method of claim 3,
The error control unit,
Wherein the control unit adds error alarm information to the power equipment status information and transmits the error alarm information to the external device when it is determined that an abnormality has occurred in the power equipment based on the reference setting range. 제 1 항에 있어서,
상기 통신부는,
상기 센서 식별정보 및 상기 전력설비 상태정보를 로컬 컴퓨터로 전송하고,
상기 로컬 컴퓨터는 복수의 스마트 센서로부터 상기 센서 식별정보 및 상기 전력설비 상태정보를 수집하여 서버 컴퓨터에서 감시 정보가 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 시스템.The method according to claim 1,
Wherein,
Transmitting the sensor identification information and the power equipment state information to a local computer,
Wherein the local computer collects the sensor identification information and the power equipment status information from a plurality of smart sensors and generates surveillance information at a server computer. 제 5 항에 있어서,
상기 전력 설비 및 상기 전력 설비에 부착된 상기 스마트 센서 시스템을 포함하는 외부 함체를 개폐하는 자동 잠금장치(Door Interlock)를 추가로 포함하되,
상기 자동 잠금장치는 상기 서버 컴퓨터로부터 상기 감시 정보에 근거하여 생성된 개폐 제어신호에 근거하여 상기 외부 함체를 개폐하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 시스템.6. The method of claim 5,
Further comprising a door interlock for opening and closing an external enclosure including the electric power facility and the smart sensor system attached to the electric power facility,
Wherein the automatic locking device opens / closes the external enclosure based on an opening / closing control signal generated based on the monitoring information from the server computer. 상기 제 6 항에 있어서,
상기 서버 컴퓨터는,
작업자 단말기로부터 위치 정보를 제공받고, 상기 작업자 단말기에 근접한 상기 전력 설비에 대한 상기 감시 정보를 상기 작업자 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 센서 시스템.
7. The method of claim 6,
The server computer,
Wherein the smart sensor system is provided with position information from an operator terminal and transmits the monitoring information about the electric power facility close to the worker terminal to the worker terminal.
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