KR20170073026A - 유도 기전력을 이용한 발전장치로 구성한 전등전원공급 시스템 - Google Patents

Abstract

(1) 선로에 전류가 흐를 때 발생하는 유도 기전력을 이용하여 전기를 생산하는 발전장치를 활용하여 구성한 전등전원공급 시스템에 관한 것으로
(2) 위의 발전장치를 전기 공급원으로 사용하기 위해서는, 부하설비가 필요로 하는 발전량을 충족시킬 수 있는 충분한 전력을 지속적으로 소비하는 선로와 이 발전장치가 접속할 수 있어야 한다.
(3) 이를 해결하기 위하여 하나의 회로에 다수 개의 동일 부하가 있는 두 개 이상으로 구성된 전등회로 시스템에서, 하나의 회로에만 한전 전기를 공급하고, 이때 사용되는 선로의 유도 기전력을 이용하여, 발전장치에서 전기를 생산하여 공급하는 방법으로 문제를 해결하였고, 위의 발전장치에 감압기와 승압기를 설치하여 발전 효율을 높였다.
(4) 사용중인 전등설비나, 신규 전등설비 시스템에서 본 고안을 적용하였을 경우 전등설비 시스템에서 소비하는 전력 중 위의 발전장치에서 생산된 전기를 사용하는 전력량 만큼의 전기사용비용을 줄일 수 있다.

Description

유도 기전력을 이용한 발전장치로 구성한 전등전원공급 시스템{Light power supply system constituted by a power generator using an induced electromotive force}

본 고안은, 선로에 전류가 흐를 때 발생하는 유도 기전력을 이용하여 전기를 생산하는 발전장치에 감압기와 승압기를 부착하여 발전효율을 높여 구성한 전등전원공급 시스템에 관한 것이다.

선로에 전류가 흐를 때 발생하는 유도 기전력을 이용한 발전장치는 이미 여러 형태로 적용되고 있다. 건물의 전기실에 설치하여 전원을 생산하거나, 전력구의 감시 카메라의 전원등으로 활용되고 있다.

선로의 유도 기전력을 이용한 발전장치를 이용하여, 전기를 공급하기 위해서는 몇 가지 조건이 충족되야 한다.

1) 위의 발전장치와 접속할 수 있는 거리에서 전력을 소비하고 있는 선로가 있어야 한다.

2) 유도 기전력을 이용한 발전장치에서 전기를 생산하는 동안 소비되는 전력은 지속적이어야 한다.

3) 지속적으로 소비되는 전력은 위의 발전장치에서 목표로 하는 발전량을 충족 시킬 수 있는 전력량을 소비하고 있어야 한다.

위와 같이 유도 기전력을 이용한 발전장치를 사용하여, 전기 공급을 필요로 하는 설비에 전기를 공급하기 위해서는 발전에 필요한 전류가 흐르는 사용중인 선로의 확보가 우선이다.

발전에 필요한 사용중인 부하선로의 확보를, 하나의 회로에 다수개의 동일 부하가 있고, 동시에 사용해야 하는 2회로 이상으로 구성된 전등설비에 전기를 공급할 때, 한 회로에는 한전전기를, 다른 회로에는 위의 발전장치에서 생산된 전기의 공급이 가능하도록 시스템을 구성하여 문제를 해결하였다.

한전전기를 공급하는 선로를 이용하면, 자동적으로 위의 발전장치에서 전기를 생산하여 안정적인 전기 공급을 할 수 있다.

또한, 발전효율을 높이기 위하여, 발전장치 내부에 있는 발전용 CT 코어를 통과하는 선로의 전단에 감압기를 설치하여 발전용 CT 코어를 통과하는 부하 선로의 전류를 높이고, 발전용 CT 코어를 통과한 부하 선로 끝에 승압기를 부착, 전압을 처음 전압으로 승압하여 부하에 공급하도록 하여, 사용중인 설비 부하 전류에는 변화가 없지만 발전용 CT 코어를 통과할 때의 전류와 차이가 나도록 하는 방법으로 발전 효율을 높였다.

이미 사용중인 전등설비나, 신규 전등설비 시스템에 본 고안을 적용하였을 경우, 전등회로에서 사용하는 소비전력 중 유도 기전력을 이용한 발전장치에서 공급받아 사용하는 소비전력 만큼의 전기사용비용을 절약하는 효과가 있다.

도 1은 통상적인 전등(가로등)설비 시스템에, 감압기와 승압기를 부착한 유도 기전력을 이용한 발전장치를 사용하여 구성한 전등(가로등) 전원공급 시스템에 대한 개념도 이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 고안의 바람직한 예에 대해 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 본 고안의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 통상적인 전등(가로등) 설비 시스템에, 유도 기전력을 이용한 발전장치를 적용하여 구성한 전등전원공급 시스템에 대한 개념적 일 실시 도면이다.

소비전력 120W인 가로등 20개(110,207)가 연결된 2개의 회로(가로등 40개)로 구성되여 있는 전등(가로등) 시스템으로, 소비전력은 총 4800W이다.

두 개의 부하설비 중에서 도 1의 우측 회로(110)에만, 한전전기(101) 220V를 공급 한다. 이 때 감압기(103)를 통해 발전용 CT 코어(202)를 관통하는 부하 선로(104)의 전압을 110V로 감압한다.

부하 선로가 발전용 코어(202)를 통과한 지점에서 110V의 전압을 220V로 승압(106)하여 도 1의 우측 회로(110)에 공급하다. 이때 부하선로(104)의 전류는 21.8A 정도이고 부하선로(109)의 전류 10.9A 정도로 약 2배의 차가 발생한다.

감압기와 승압기를 설치하지 않은 발전장치를 사용하면, 발전용 CT 코아를 통과하는 도선의 전류와 부하선로(109)의 전류는 10.9A 정도로 같다.

소비전력이 일정할 때 전압을 낮추면 전류가 높아지는 것을 이용하여 발전용량에 영향을 주는 전류의 값을 높여 발전 효율을 증대하였다.

향상된 발전 효율에 의하여, 한전 전기를 사용하는 회로(110)의 전등 수를 줄여, 도 1의 좌측(207)회로의 전등 수를 늘리거나, 발전장치의 크기를 줄이는 등의 선택을 할 수 있게 되였다.

앞의 발전장치(201)를 이용하여 생산된 전기(203)를 도 1의 좌측 전등부하 회로(207)에 공급함으로써 이 회로(207)에 공급될 한전전기 2400W를 절약하는 시스템에 대한 개념도 이다.

또한 회로(110)의 전등의 일부가 여유 한계 이상으로 문제가 발생하여 회로(207)의 전등이 미 점등 시에는 (103,105)에서 내부 전압을 조정하여 어느 정도 극복할 수 있도록 하였다.

101, 한전전원(단상 220V)
102,106,204, 배선용 차단기
103, 한전전압 220V를 110V로 감압하는 감압기(전압조절기능포함)
104, 발전용 CT 코어 내부를 관통하는 부하선로 (전압 110V, 전류 약 21.8A)
105, 한전전압 110V를 220V로 승압하는 승압기(전압조절기능포함)
107,205, 누전차단기
108, 분전반
109. 한전전기를 공급받는 부하선로(전압 220V, 전류, 약 10.9A)
110,207, 가로등(사용전압 220V,소비전력 120W) 20개(총소비전력 2400W)인 각 회로
201, 유도 기전력을 이용한 발전장치(약 3KW-변경가능)
202. 다수 개로 연결된 발전용 CT 코어
203. 발전장치로부터 생산한 전기(3KW)
206, 생산된 전기를 공급하는 부하선로(전압 220V, 전류 약 10.9A)

Claims (1)

1) 유도 기전력을 이용한 발전장치에 전압 조정이 가능한 감압기와 승압기를 부착한 것.
2) 전압 조정이 가능한 감압기와 승압기를 부착한 유도 기전력을 이용한 발전장치를 일부 전원공급원으로 구성한 전등전원공급 시스템.

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