KR20170131911A - Current Metering Apparatus and Method using an Energy Harvesting based on Current Sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전류 측정 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전류를 측정하여 측정된 전류 데이터를 수집할 수 있도록 전송하는 전류 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current measuring technique, and more particularly, to a current measuring apparatus and method for measuring a current and transmitting measured current data.
에너지 절감을 위해서는 전기 에너지를 소비하고 있는 다양한 구역에 미터기를 설치하고, 사용 전력량을 확인하여, 소비량을 확인하고, 이를 개선하기 위한 방안을 마련하여야 한다.To save energy, meters should be installed in various areas consuming electrical energy, checking the amount of electricity used, checking the consumption amount, and preparing measures to improve it.
보다 나은 분석을 위해서는 미터기의 개수가 늘어나야 하는데, 그래야만 전력 소비 정보를 정확하게 수집/분석할 수 있기 때문이다. 하지만, 미터기의 개수 증가는 미터기에서 데이터를 수집하고 전송하기 위해 필요한 전력 소모의 증가로 이어진다.For better analysis, the number of meters must be increased, so that power consumption information can be accurately collected and analyzed. However, increasing the number of meters leads to an increase in the power consumption required to collect and transmit data at the meter.
이는, 에너지 절감을 위한 과정에서 발생하는 부작용에 해당하는 바, 이를 방지하기 위한 방안의 모색이 요청된다.This is a side effect that occurs in the process of energy saving, and it is requested to find a way to prevent it.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전류를 측정하는 전류 센서에 흐르는 전류로 배터리를 충전하여 전류값 전송에 이용하는 전류 측정 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a current measuring apparatus and method for charging a battery with a current flowing through a current sensor for measuring a current and using the current to transmit a current value.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 전류 측정 장치는, 전류를 측정하는 전류 센서; 및 상기 전류 센서에 흐르는 전류로 충전되는 배터리;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a current measuring apparatus including: a current sensor for measuring a current; And a battery charged with a current flowing in the current sensor.
그리고, 상기 배터리에서 공급되는 전원을 이용하여, 전류값을 전송하는 송신기;를 더 포함할 수 있다.And a transmitter for transmitting a current value using the power supplied from the battery.
또한, 상기 송신기는, 상기 배터리의 전압이 기설정된 전압 이상이 되면, 상기 배터리에서 공급되는 전원을 이용할 수 있다.In addition, the transmitter may use a power source supplied from the battery when the voltage of the battery reaches a preset voltage or more.
그리고, 상기 송신기에 의한 전송 주기는, 상기 전류 센서에 의해 측정되는 전류의 크기에 반비례할 수 있다.The transmission period by the transmitter may be inversely proportional to the magnitude of the current measured by the current sensor.
또한, 상기 전류 센서는, CT(Current Transform) 센서이고, 상기 송신기는, 상기 전류 센서에 의해 측정된 전류값을 디지털 값으로 변환하고, 상기 디지털 값에 상기 CT 센서의 권선비를 곱하여 상기 전류값으로 산출할 수 있다.The current sensor is a CT (Current Transform) sensor. The transmitter converts the current value measured by the current sensor into a digital value, multiplies the digital value by the winding ratio of the CT sensor, Can be calculated.
그리고, 상기 송신기는, 상기 전류값을 무선으로 전송할 수 있다.The transmitter may transmit the current value by radio.
또한, 상기 전류 센서는, 전력 공급 선로에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.Further, the current sensor can measure a current flowing in the power supply line.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 전류 측정 방법은, 전류 센서가, 전류를 측정하는 단계; 및 상기 전류 센서에 흐르는 전류로 배터리를 충전하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a current measuring method, comprising: measuring current by a current sensor; And charging the battery with the current flowing in the current sensor.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 전류를 측정하는 전류 센서에 흐르는 전류로 배터리를 충전하여 전류값 전송에 이용하여, 전류값 수집을 위해 필요한 전력을 자급함으로 인한 에너지 절감을 이룰 수 있게 된다.As described above, according to the embodiments of the present invention, it is possible to charge the battery with the current flowing through the current sensor for measuring the current and use it for current value transmission, thereby achieving energy saving by self- .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 장치를 도시한 도면,
도 2는 CT 센서들을 예시한 이미지,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 측정 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 4는 전류값 전송 주기를 나타낸 그래프이다.1 is a view showing a current measuring device according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is an image illustrating CT sensors,
3 is a flow chart provided in the explanation of the current measurement method according to another embodiment of the present invention,
4 is a graph showing a current value transmission period.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 장치를 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 전류 측정 장치는, 전류 센서에 흐르는 전류를 이용한 에너지 하베스팅을 통한 필요한 전력을 자가 공급한다.1 is a view showing a current measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The current measuring device according to the embodiment of the present invention self-supplies necessary power through energy harvesting using current flowing in the current sensor.
이와 같은 기능을 수행하는 본 발명의 실시예에 따른 전류 측정 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, CT(Current Transform) 센서(110), 배터리(120) 및 송신기(130)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the current measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a CT (Current Transform)
CT 센서(110)는 전력 공급 선로에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류 센서의 일종이다. CT 센서(110)는 전력 공급 선로에 흐르는 전류에 의해 유도 전류가 발생하여 흐른다.The
CT 센서(110)에 흐르는 전류는 권선비에 의해 결정된다. 권선비가 200:1인 경우, CT 센서(110)에는 전력 공급 선로에 흐르는 전류 크기의 1/200인 전류가 흐른다.The current flowing through the
도 2에는 CT 센서(110)들을 예시한 이미지이다. CT 센서(110)는 주로 고압의 전류 흐름을 측정한다. CT 센서(110)는 스플릿 코어 형태로 사용하여 부하 장치의 전원 off 없이 분전반에 쉽고 편리하게 설치가 가능하다.2 is an image exemplifying the
배터리(120)는 CT 센서(110)에 흐르는 전류로 충전된다. 배터리(120)에 충전량이 늘어나 배터리(120)의 전압이 기준 전압 이상이 되면, 송신기(130)가 동작하게 된다.The
이에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 전류 측정 장치는 외부 전원 공급이 ㅍ필요가 없다. 전류 측정에 이용되는 CT 센서(110)를 충전에 이용하기 때문에, 충전을 위한 전력 발생/인가 장치도 필요가 없다.Thus, the current measuring apparatus according to the embodiment of the present invention does not need external power supply. Since the
송신기(130)는 배터리(120)에서 공급되는 전원을 이용하여, 전류값을 모니터링 시스템에 무선으로 전송한다.The
이 과정에서, 송신기(130)는 CT 센서(110)에 흐르는 전류값을 디지털 값으로 변환하고, 디지털 값에 CT 센서(110)의 권선비를 곱하여 전력 공급 선로의 전류값을 산출한다.In this process, the
전류값을 산출하고, 산출된 전류값을 무선으로 전송함에 있어, 송신기(130)는 배터리(120)에 충전된 전원을 이용한다.The
도 1에 도시된 전류 측정 장치에 의한 전류 측정 과정이 도 3에 나타나 있다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 측정 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.The current measurement process by the current measuring apparatus shown in FIG. 1 is shown in FIG. 3 is a flow chart provided in the explanation of the current measurement method according to another embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 CT 센서(110)에 흐르는 전류로 배터리(120)가 충전된다(S210).As shown in FIG. 3, first, the
배터리(120)의 전압이 기준 전압 이상이 되면(S210), 송신기(130)가 트리거링 되어 동작한다.When the voltage of the
구체적으로, 송신기(130)는 배터리(120)를 통해 인가되는 전원을 이용하여, 전력 전송 전로에 흐르는 전류값을 산출하고(S230), 산출된 전류값을 모니터링 시스템에 무선으로 전송한다(S240).Specifically, the
이와 같이, 전력 전송 전로에 흐르는 전류값의 산출과 전송은 배터리(120)에 의한 전원 공급이 필요하므로, 배터리(120)의 전압이 기설정된 전압 이상이 되는 경우에 수행된다.As described above, the calculation and transmission of the current value flowing in the power transmission converter are performed when the voltage of the
이에, 송신기(130)에 의한 전송 주기는, 도 4에 도시된 바와 같이, CT 센서(110)에 의해 측정되는 전류의 크기에 반비례한다.Therefore, the transmission period by the
전류는 전력 소모에 비례하므로, 전력 소모가 많으면 전류값 송신 주기가 짧아지고, 전력 소모가 작으면 전류값 송신 주기가 길어진다고 볼 수도 있다.Since the current is proportional to the power consumption, if the power consumption is large, the current value transmission period is shortened. If the power consumption is small, the current value transmission period is considered to be long.
예를 들어, CT 센서(110)가 설치된 선로에 5A, 10A 등의 큰 전류가 흐르면 충전 시간이 빨라 비교적 자주 전류값이 전송되어 수집되고, 1A 등으로 작게 흐르면 충전 시간이 느려 비교적 간헐적으로 전류값이 전송되어 수집된다.For example, if a large current such as 5A or 10A flows through the line on which the
이와 같이, CT 센서(110)를 이용한 배터리(120)의 충전은 전류값 전송 주기를 늦추게 되는 경우를 유발할 수 있다. 하지만, 이 경우는 전력 소모가 적은 경우이므로, 전류값 정보가 간헐적으로 제공되어도, 전력 사용량을 분석함에 있어서는 크게 문제되지 않는다.As described above, charging of the
한편, 에너지 모니터링 시스템은 주기적으로 수신되는 전력값으로부터 전력 소모 패턴을 파악하기 위한 프로세싱이 필요하다. 구체적으로는, 전류값이 제공되지 않는 구간에 대한 전류값을 보간 등을 통해 생성하는 것이다.On the other hand, the energy monitoring system needs processing to grasp the power consumption pattern from the power value periodically received. Specifically, the current value for the section in which the current value is not provided is generated through interpolation or the like.
지금까지, 전류센서를 이용한 에너지 하베스팅을 통한 전류 측정 장치 및 방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.Up to now, an apparatus and a method for measuring current through energy harvesting using a current sensor have been described in detail with a preferred embodiment.
위 실시예에서 언급한 CT 센서(110)는 전류 센서의 일종으로 언급한 것이다. 다른 종류의 전류 센서로 대체될 수 있음은 물론이다.The
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.It goes without saying that the technical idea of the present invention can also be applied to a computer-readable recording medium having a computer program for performing the functions of the apparatus and method according to the present embodiment. In addition, the technical idea according to various embodiments of the present invention may be embodied in computer-readable code form recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium is any data storage device that can be read by a computer and can store data. For example, the computer-readable recording medium may be a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical disk, a hard disk drive, or the like. In addition, the computer readable code or program stored in the computer readable recording medium may be transmitted through a network connected between the computers.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
110 : CT(Current Transform) 센서
120 : 배터리
130 : 송신기110: CT (Current Transform) sensor
120: Battery
130: Transmitter
Claims (8)
상기 전류 센서에 흐르는 전류로 충전되는 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
A current sensor for measuring current; And
And a battery that is charged with a current flowing through the current sensor.
상기 배터리에서 공급되는 전원을 이용하여, 전류값을 전송하는 송신기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
The method according to claim 1,
And a transmitter for transmitting a current value using the power supplied from the battery.
상기 송신기는,
상기 배터리의 전압이 기설정된 전압 이상이 되면, 상기 배터리에서 공급되는 전원을 이용하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
The method of claim 2,
The transmitter includes:
Wherein when the voltage of the battery becomes equal to or higher than a predetermined voltage, the power supplied from the battery is used.
상기 송신기에 의한 전송 주기는,
상기 전류 센서에 의해 측정되는 전류의 크기에 반비례하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
The method of claim 2,
The transmission period by the transmitter may be,
Wherein the current sensor is inversely proportional to the magnitude of the current measured by the current sensor.
상기 전류 센서는,
CT(Current Transform) 센서이고,
상기 송신기는,
상기 전류 센서에 의해 측정된 전류값을 디지털 값으로 변환하고, 상기 디지털 값에 상기 CT 센서의 권선비를 곱하여 상기 전류값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
The method of claim 2,
Wherein the current sensor comprises:
CT (Current Transform) sensor,
The transmitter includes:
Converts the current value measured by the current sensor into a digital value, and multiplies the digital value by the winding ratio of the CT sensor to calculate the current value.
상기 송신기는,
상기 전류값을 무선으로 전송하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
The method of claim 2,
The transmitter includes:
And the current value is transmitted wirelessly.
상기 전류 센서는,
전력 공급 선로에 흐르는 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the current sensor comprises:
And a current flowing through the power supply line is measured.
상기 전류 센서에 흐르는 전류로 배터리를 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 측정 방법.
The current sensor measuring a current; And
And charging the battery with the current flowing through the current sensor.
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