KR20180003857A

KR20180003857A - 온도와 전압을 감지하여 조절하는 수배전반

Info

Publication number: KR20180003857A
Application number: KR1020160083538A
Authority: KR
Inventors: 한웅
Original assignee: 한웅
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2018-01-10

Abstract

본 명세서는 특별고압반, 전동기제어반, 동력반 및 분전반을 포함하여 온도 및 전압을 감지하여 조절하는 수배전반이 개시된다. 이 수배전반은 소정의 모듈들이 구비되며, 수배전반 내의 온도 변화를 실시간으로 감지하고 및 수배전반의 간선에 인가된 전압을 감지하며 자가진단으로 에러를 검출하며 백업 및 복원하며 솔레노이드에 연결되어 소정의 전압 이하로 전압을 제한한다. 본 발명에 따르면, 기존의 전력 및 배전반 시스템과 호환가능한 설비들을 이용하여 발생하기 전에 열화 과정의 관리할 수 있다.

Description

온도와 전압을 감지하여 조절하는 수배전반{omitted}

본 발명은 수배전반에 관한 것이다. 보다 자세하게는 발전소로부터 전력을 받아 효율적으로 나눠주는 전력 시스템에 관한 것이다.

수배 전반은 일정한 설계 규칙에 의하여 규격화된 제품이므로 설비의 융통성이 적고 배전반의 교체나 변압기의 증설 등이 비교적 어렵고 충전부가 금속함에 넣어져 있어 사용 상태로는 금속함의 내부 점검은 위험하므로 이 경우에는 정전하지 않고는 곤란한 점이 있다.

전력 사용량이 증가함에 따라 전력 사용의 효율성과 안정성을 도모하기 위해, 수배전반, 배전반, 고압반, 저압반 및 분전반을 효율적으로 관리하는 방법에 관한 연구가 증가하고 있다.

이와 관련하여 한국등록특허 제10-0809910호는 디지털 분전반을 개시하고 있다. 개시되어 있는 디지털 분전반은 다중 피더와 접속된 분전반의 누전상태, 절연저항값, 과전류상태 및 부스바의 온도 변화 등을 실시간으로 측정하여 전력량 등의 계산과 함께 현재의 분전반의 각종 상태정보를 표시하고 이상 시에는 경보와 차단동작을 수행하는 디지털 분전반에 관한 것이다. 그러나, 이러한 디지털 분전반은 유지보수가 요구되는 부하가 발생할 경우, 유지 보수가 요구되는 부하와 연결 된 차단기를 정확히 검출하지 못함에 따라, 신속한 유지보수작업에 어려움이 있다. 즉, 현장실무자의 실수로 유지 보수가 요구되지 않는 부하와 연결된 차단기를 오인하여 조치함에 따른 사고가 빈번히 발생한다. 이에 따라, 상시 전력 공급이 요구되는 병원, 데이터 센터 등은 재산 피해를 당하며, 심각하게는 인명 사고 등이 발생하는 심각한 문제점을 갖고 있다.

10-0809910호

본 발명의 기술적 과제는 이미 설치된 전력 및 배전반 시스템은 그대로 유지하면서 설비의 고장이 발생하기 전에 열화 과정의 관리가 가능하도록 하는 배전반 온도감시장치를 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 수배전반은 특별고압반, 전동기제어반, 동력반 및 분전반을 포함하며, 소정의 모듈들이 구비되며, 수배전반 내의 온도 변화를 실시간으로 감지하고 및 수배전반의 간선에 인가된 전압을 감지하며 자가진단으로 에러를 검출하며 백업 및 복원하며 솔레노이드에 연결되어 소정의 전압 이하로 전압을 제한한다.

본 발명에 따르면, 기존의 전력 및 배전반 시스템과 호환가능하며, 설비의 고장이 발생하기 전에 열화 과정의 관리할 수 있다.

본 발명에 따르면, 온도감지모듈 및 전압감지모듈로 온도 및 전압을 감지하고, 감지한 온도값 및 전압값을 이용하여 온도 및 전압을 조절하여 수배전반이 적절히 동작할 수 있도록 구성된다. 즉, 온도 뿐만이 아니라 압력값을 고려하여 방열 여부를 판단할 수 있다.

도 1은 본 발명에 적용되는 수배전반의 구성의 예를 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수배전반 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 온도 및 압력을 조절하는 수배전반의 일 실시예를 나타낸다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 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 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 수배전반의 구성의 예를 나타내는 도이다.

도 1을 참조하면, 배전반(switching board)은 개폐기나 과전류 보호기나 계기를 장치한 것이며, 강판이 일반적이며 용도에 따라서는 플라스틱판도 사용된다.

배전반은 충전 부분을 금속판, 철망, 절연판 등을 사용해 덮어서 안전성을 높이고 있다. 안전규칙에는 일반적으로 전기기계기구의 충전 부분은 감전을 방지하기 위해 울 또는 절연 덮개를 설치한다.

배전반에는 주회로용 배전반과 제어용 배전반이 있다. 사업용 또는 자가용 변전소의 주배전반은 주회로용 배전반이고, 최신형 발전소 등에서 볼 수 있는 조작용 배전반은 제어용 배전반이다. 자가용 변전소의 배전반을 전면에서 보면, 고압 주회로의 차단기를 개폐하는 조작레버, 저압 주회로의 기중개폐기, 전압계, 전류계, 전력계, 적산전력계, 와전류계전기 등이 있다.

분전반(distribution board)은 배전반에서 배선된 간선을 다시 분기 배선하는 장치다. 분전반은 판 상에 컷아웃 스위치 또는 나이프 스위치를 배열한 극히 간단한 것부터 다수의 분기 개폐기, 보안기 및 모선을 취부하고, 유닛 스위치를 다수 조립한 것을 강판제의 상자속에 수납한 것까지 있다.

수전반(incoming panel)은 전력 회사로부터 전력 공급을 받기 위해 주개폐기, 주차단기, 계측용 기기 등을 부착하거나 수용하는 것을 말한다.

수배전반은 수배전에 필요한 각종 계기, 제어 개폐기, 보호 계전기 등을 안전하게 금속함에 설치한 것을 말하며 일반적으로 보수 점검이 용이하고 신뢰성이 높은 큐비클식(상자형) 수배전반을 많이 사용하고 있으며 설치 면적이 적고 기기의 구성이 간소하여 소형화 되며 보수 유지가 쉽고 고전압 기기가 모두 접지된 금속함에 넣어져 있으므로 사용자의 감전 재해, 기기의 고장에 의한 화재나 피해가 적고 간단하게 설비의 증설을 할 수 있다.

수배전반에 구비되는 감시제어장치(supervisory control)는 전력계통의 전압,전류, 전력, 주파수 등을 감시하며 히스토리칼 및 리얼타임등을 표시하며 중앙에서 전력 계통을 원할하게 감시할 수 있는 제어 시스템이며 분산제어(DCS)를 도입하여 제어하고 있다.

도 2는 본 발명에 따른 수배전반 시스템의 일 예를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 수배전반 시스템(200)은 특고반(210), MCC(220), 동력반(230), 분전반(240)을 포함한다.

특고반(210)은 특별고압반이라고도 한다.

특고반(210)은 특고압폐쇄배전반일 수 있다. 폐쇄배전반(metal enclosed switch gear)은 주회로 기기 및 감시 제어장치를 수용하고 그 외주의 전후 좌우 및 위면을 접지 금속벽으로 덮은 것이다. 교류 전력 회로에 사용되는 폐쇄 배전반은 주회로 전압에 따라 저압용(교류 600V 이하), 고압용(600V 초과 7㎸ 이하), 특별 고압용(7㎸ 초과)가 있다. 저압의 폐쇄 배전반은 로드 센터, 컨트롤 센터라고도 한다. 본 발명에 따르면, 저압 폐쇄 배전반은 저용량 인출형 기중 차단기를 3단으로 내장한다.

특고반(210)에는 차단 성능이 우수한 진공 차단기(vacuum circuit breaker : VCB)가 내장된다. VCB는 전로를 개폐하는 장치다. 본 발명의 특고반(210)에 따르면 자제 절감 효과가 있고, 배선 효율화가 구현된다.

MCC(Motor Control Center, 120)는 전동기 제어반이라고도 한다. 화재 또는 감전 사고가 발생하지 않도록 제어한다.

MCC(220)은 중앙집중식 전동기 제어 시스템일 수 있다.

MCC(220)은 전력중앙감시제어반일 수 있다.

MCC(220)을 포함하며, RTU와 일부 기능 공용하고, RTU와 독립적으로 기능 발휘하며, SCADA 단말 고정 시에도 변전 설비를 감시, 제어 및 측정이 가능하다.

MCC(220)는 계장제어 시스템을 더 포함할 수 있다. 계장제어 시스템은 계기를 장비, 계측 제어하는 프로세스에 적합한 계측 제어시스템을 배치 또는 설치한다. 또한 상태의 감시 및 제어 정보를 분석하기 위한 컴퓨터, DCS, PLC, MMI 포함한다. 시설물의 적합한 운전을 실현하며, 온도, 유량 및 압력 성분을 체크한다.

MCC(220)는 MOS 중앙관제장치를 더 포함할 수 있다. 이는 시스템 내 상태 및 조건 감시한다. 게이트웨이(Gateway)를 통하여 DDC와 운전 상황, 조작 신호 및 측정 자료를 송수신하여 정보 수집, 분석, 처리한다. 운전 상황, 측정 자료, 경보 출력을 감시한다.

동력반(230)은 전력을 제공하고, 분전반(240)은 공급받은 전력을 분배한다.

이하에서 설명하는 온도감지모듈 및 전압감지모듈은 수배전반(200) 내 특고반(210), MCC(220), 동력반(230) 및 분전반(240) 중 적어도 하나에 설치되며, 특히 전력중앙감시제어반일 수 있는 MCC에 구비될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 온도 및 압력을 조절하는 수배전반의 일 실시예를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 수배전반(300)은 온도감지모듈(310), 전압감지모듈(320)을 포함하며, 온도감지모듈(310) 및 전압감지모듈(320)에 온도조절모듈(360)이 연결된다.

온도감지모듈(310)은 배전반의 단전 및 결상상태를 검지하는 비접촉 온도센서(312) 및 복수개의 저항 및 상기 복수개의 저항으로부터 분배 전압을 입력받아 비접촉 온도센서에 의해 변환되는 전류값을 히스테리시스 곡선에 따라 출력하는 히스테리 비교기(314)를 포함하며, 휘스톤 브릿지 회로를 이용하여 상기 비접촉 온도센서에서 검출된 저항값을 소정 레벨의 전압신호로 출력하는 저항신호검출부(316)를 포함한다.

온도감지모듈(310)은 비접촉 온도센서와 연결되어 수배전반 내의 온도 변화를 실시간으로 감지하며, 가변숫자표시기가 결합수단에 의해 상기 수배전반에 부착될 수 있다.

일 예로, 온도감지모듈(310)은 저항신호검출부에서 출력되는 전압신호를 입력받아 소정 배수 증폭시켜 출력하는 증폭부, 비접촉 온도센서에서 검출된 온도값을 기지정된 레벨의 전압신호로 변환하여 출력하는 비접촉 온도센서 신호검출부, 상기 증폭부 또는 상기 비접촉 온도센서 신호검출부에서 출력되는 전압신호를 입력받아 일정 범위의 디지털 수치로 변환하는 처리부, 상기 처리부에서 변환된 디지털 수치 데이터를 기지정된 외부기기로 전송하는 데이터전송부, 및 고유식별주소와 통신속도를 설정하여 상기 처리부에 입력하고 처리부의 출력신호에 따른 숫자를 FND를 통해 출력하는 입출력제어부를 포함할 수 있다.

이때, 온도감지모듈(310)은 온도조절모듈(360)에 연결된다. 온도조절모듈(360)은 염해방지용 필터를 구비하고 수배전반 본체의 저부에 설치되어 제어부의 제어를 받는 인버터들의 출력신호에 부응하여 회전 작동하는 수개의 외부공기 흡입용 송풍팬(362), 필터를 구비하고 수배전반 본체의 상부에 설치되어 제어부의 제어를 받는 인버터들의 출력신호에 부응하여 회전 작동하는 수개의 내부공기 배출용 송풍팬(363), 수배전반 내의 온도를 실시간으로 검출하여 제어부로 전달하는 온도검출센서(364), 상기 외부공기 흡입용 송풍팬들의 공기 배출용 덕트 출구에 각각 설치되어 해당 송풍팬들의 흡입 공기량을 전기적인 신호로 각각 검출하여 제어부로 전달하는 수개의 흡입공기량 검출센서(365), 수배전반 본체의 외부에 설치된 상태에서 제어부의 출력신호에 부응하여 본체 내의 온도와 송풍팬들의 구동 상태 및 염해방지용 필터의 상태정보를 표시해 주는 디스플레이부(366), 소정의 제어프로그램을 구비하고 시스템의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부(367), 상기 제어부의 출력신호에 부응하여 인버터들을 작동시켜 외부공기 흡입용 송풍팬과 내부공기 배출용 송풍팬들의 구동을 제어하는 수개의 송풍팬 구동부(368)로 구성된다.

이때, 상기 외부공기 흡입용 송풍팬에 구비된 염해방지용 필터는 활성탄화 필터 또는 흡착제 필터를 포함하고, 상기 활성탄화 필터와 흡착제 필터는 외부공기 흡입용 송풍팬의 입구에 단독 또는 2중으로 설치하며, 상기 내부공기 배출용 송풍팬에 구비된 필터는 프리 필터를 포함할 수 있다.

이때, 제어부(367)는 온도검출센서에서 감지한 데이터에 대하여 소정의 기준 신호에 대한 압축, 정규화 또는 심볼화 중 적어도 하나를 포함하는 전처리를 수행하며, 기준 신호의 평균 및 분산을 이용하여 센서 데이터를 정규화하고, 정규화된 상기 센서 데이터의 센서값 및 기준 신호를 기 설정된 센서값 범위에 따라 복수 개의 심볼(symbol)로 심볼화하고, 심볼화된 센서 데이터 및 기준 신호를 이용하여 거리 테이블(Distance Table)을 생성하고, 거리 테이블에 CART(Classification And Regression Tree) 알고리즘을 적용하고, CART 알고리즘 적용 결과 도출되는 지니 지수(Gini Index)가 설정된 값 이상인 센서값으로 온도 데이터를 보정할 수 있다.

이때, 제어부(367)는 온도검출센서를 통해 수배전반 본체 내의 온도를 실시간으로 검출하여 사용자에 의해 기 설정되어 있는 설정온도와의 차를 산출한 다음 그에 대응하여 수개의 외부공기 흡입용 송풍팬 및 내부공기 배출용 송풍팬 중 어느 하나 이상의 송풍팬에 대한 회전수를 자체 내에 기 입력된 테이블 값에 대응한 값으로 비례 제어하도록 하되, 상기 제어부에서 특정 외부공기 흡입용 송풍팬의 회전수를 비례 제어하던 중 해당 외부공기 흡입용 송풍팬을 통해 흡입되는 공기의 량을 흡입공기량 검출센서를 통해 실시간으로 계속 검출하여 현재 목표 회전수 대비 정해진 량보다 설정치 이하인 상태로 저감된 상태를 미리 정해진 시간 이상 지속하는지를 계속 판단하여, 만약 공기의 흡입량이 정해진 설정치 이하인 상태를 정해진 시간 이상 지속하면 해당 외부공기 흡입용 송풍팬의 입구에 설치되어 있는 염해방지용 필터가 염기 및 먼지에 의해 막힌 것으로 인식하고 해당 외부공기 흡입용 송풍팬의 구동을 정지시키고 다른 외부공기 흡입용 송풍팬을 구동시킴은 물론 상기 디스플레이부에 해당 외부공기 흡입용 송풍팬에 설치된 염해방지용 필터가 막혔음을 표시할 수 있다.

다른 예로, 수배전반은 자가진단 및 복원이 가능한 전압감지모듈(320)를 포함한다. 전압감지모듈(320)은 수배전반의 간선에 인가된 전압을 감지하며, 자가진단으로 에러를 검출하며 백업 및 복원한다. 또한, 전압감지모듈(320)은 전압을 감지하여 소정의 전압 이하로 제한할 수 있다.

전압감지모듈(320)은 고압이 인가되는 제1 간선과 연결되며, 상기 제1 간선에 인가된 전압을 적어도 두 개의 전압으로 분배하는 전압 분배부(322), 상기 전압 분배부에 분배된 하나의 전압을 제공받거나 연결된 제2 간선으로부터 저압을 제공받으며 상기 제공받은 전압을 미리 설정된 전압 크기로 제한하는 전압제한부(324), 상기 전압제한부가 제한중인 전압을 정류하는 정류부(326) 및 상기 정류부로부터 전달된 전압을 미리 설정된 전압 이하로 강하하는 전압강하부(328)를 포함한다.

일 예로, 전압제한부(324)는 양방향 제너다이오드와 제1 저항이 직렬로 연결되는 전압 제한회로, 상기 전압 제한회로와 직렬로 연결되며 제1 커패시터와 제2 저항이 병렬로 연결되는 안정화 회로를 포함할 수 있다. 다른 예로, 전압제한부(324)는 상기 전압강하부(328)와 연결되며 상기 전압강하부의 전압 크기에 따라 온오프 동작하는 포토커플러, 상기 포토커플러와 연결되며 상기 포토커플러로부터 제공받은 전류를 평활하는 평활회로부, 상기 포토커플러 및 상기 평활 회로부와 연결되며 상기 평활 회로부로부터 제공받은 전류를 증폭하여 출력하는 증폭회로부를 포함할 수 있다.

다른 예로, 전압감지모듈(320)은 자가진단부(330)를 포함한다. 자가진단부(330)는 제어부(332), 송수신부(334), 압력감지부(336) 및 표시부(338) 중 적어도 하나를 포함한다. 전압감지모듈(320)는 유무선 네트워크로 서버에 연결된다. 서버는 송수신부로부터 전송되어 오는 감지전압값을 처리하고, 이를 토대로 제어부를 원격 제어한다. 또한, 서버는 송수신부로부터 감지전압값을 수신하고, 원격제어신호를 제어부로 전송한다. 여기서 감지된 전압값과 온도감지모듈(310)의 감지온도값이 각각 소정의 기준치를 벗어나 방열이 필요하다고 판단될 경우, 수배전반 제어장치를 원격 제어하도록 조작한다.

보다 자세하게는 자가진단부(330)는 동력반 또는 분전반의 전압값을 감지하고, 감지한 전압값을 구역별로 표시부(338)에 표시하고, 제어부(332)가 감지한 전압값과 온도감지모듈(310)의 감지온도값을 기초로 사물 인터넷 기반의 방열이 수행하며 원격지 서버에 의하여 원격으로 제어하여 정상적인 수배전반 동작이 가능하도록 전체적인 흐름을 제어한다. 송수신부(334)는 상기 서버로부터 전송되어 오는 방열을 위한 원격제어신호를 수신하고, 상기 감지전압값 또는 온도감지모듈(310)의 감지온도값을 서버로 전송한다.

또 다른 예로, 자가진단부(330)는 솔레노이드(340)에 연결되며, 감지전압값과 온도감지모듈(310)의 감지온도값이 소정의 기준값보다 높아 방열이 필요한 것으로 제어부(332)에서 판단되면 솔레노이드(340)는 하우징에 연결된 상부커버를 개방한다. 이때, 하우징은 조립된 상태로 상기 하부케이스의 상부에 착탈방식으로 결합된다. 즉, 솔레노이드(340)는 전압조절모듈이다.

본 발명에 따르면, 온도감지모듈 및 전압감지모듈로 온도 및 전압을 감지하고, 감지한 온도값 및 전압값을 이용하여 온도 및 전압값을 조절하여 수배전반이 적절히 동작할 수 있또록 구성된다. 온도 뿐만이 아니라 압력값을 고려하여 방열 여부를 판단한다. 특히, 온도조절모듈은 염해 방지 및 내부 온도 자동 조절 기능을 갖는다.

본 발명의 다른 실시예로, 수배전반(300)은 온도 조절이 가능한 부스바를 포함한다. 수배전반(300)은 분전반, 전원, 차단기, 제어반, 전지, 배전반 중 적어도 하나에 본 발명에 따른 부스바(350)를 포함한다. 부스바는 고전류를 유도하기 위한 봉상 금속을 도금할 때, 도금할 물건을 매달기 위한 환봉을 말한다. 부스바(350)는 내장된 서버에 연결되어 기준 온도를 설정하고, 온도를 검출하고, 검출한 온도를 기초로 온습도를 조절하여 과열이 방지된다. 부스바(350)는 파이프 형상이다. 파이프 내부에는 소자들이 구비된다. 부스바(350)는 복수 개 구비된다.

부스바(350)는 온습도검출모듈(360), 제어부(370) 및 온습도조절모듈(380)을 포함한다. 온습도검출모듈, 제어부 및 온도조절모듈은 각 부스바(350) 마다 구비된다. 온습도검출모듈(360)은 비접촉 반도체형 통합 온습도 센서부(362)를 포함한다. 일 예로, 센서부(362)는 인슐레이터(insulator)의 상면과 부스바의 결합부 저면 사이에 설치된다. 센서부(362)는 부스바(350)의 온도를 소정의 시간 간격마다 또는 실시간으로 감지한다. 이때 온도센서가 감지한 온도값은 아날로그-디지털 변환기에 의해 디지털 신호로 변환되어 처리될 수 있다. 다른 예로, 센서부(362)는 제1 온습도 센서(364) 및 제2 온습도 센서(365)를 포함한다. 제1 온습도 센서(364)는 부스바에 부착되는 알루미늄 방열판 상에 설치된다. 제1 온습도 센서(364)는 복수의 부스바 각각의 중간 부분의 온도를 검출하며 바디 온도 검출부라고도 한다. 온습도 센서 제어부는 제1 온습도 센서(364)에 연결되며, 제1 온습도 센서(364)로의 전원 공급을 제어하고, 제1 온습도 센서(364)에서 측정된 온도 및 습도 데이터를 수신한다. 제2 온습도 센서(365)는 수배전반의 내부의 결합부에 설치되며, 결합부 온도 검출부라고도 한다. 제2 온습도 센서(365)는 복수의 부스바가 전기장치와 결합하는 볼팅 결합부의 온도를 검출한다. 제2 온습도 센서(365)는 볼팅 결합부의 볼트에 의해 복수의 부스바에 고정되고 내측에 설치홈이 마련된 금속 시스, 서로 다른 종류의 두 금속 도체가 각각의 끝단이 연결되어 금속 시스의 설치홈 속에 삽입되는 열전대, 금속 시스의 설치홈 속에 충전되어 금속 시스와 열전대를 절연시키는 절연재를 포함한다. 온습도 센서 제어부는 제2 온습도 센서(365)에 연결되며, 제2 온습도 센서(365)로의 전원 공급을 제어하고, 제2 온습도 센서(365)에서 측정된 온도 및 습도 데이터를 수신한다. 온습도 센서 제어부는 제1 온습도 센서(364)에서 측정된 온도 및 습도 데이터를 수신하고, 제2 온습도 센서(365)에서 측정된 온도 및 습도 데이터를 수신하며, 상기 제1 온습도 센서(364)에서 측정된 온도 및 습도 데이터에 상기 제2 온습도 센서(365)에서 측정된 온도 및 습도 데이터를 고려하여 온도 및 습도 데이터를 보정한다. 일 예로, 온습도 센서 제어부는 제1 온습도 센서(364) 및 제2 온습도 센서(365) 각각의 기준 신호(Reference Signal)를 생성하고, 각 온습도 센서에서 감지한 데이터의 결측값의 개수를 고려하여 온도 및 습도 데이터를 보정한다. 다른 예로, 온습도 센서 제어부는 제1 온습도 센서(364) 및 제2 온습도 센서(365) 중 하나로부터 추출된 센서 데이터의 결측값의 개수가 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우 해당 데이터를 제거하여 온도 및 습도 데이터를 보정한다. 또 다른 예로, 온습도 센서 제어부는 제1 온습도 센서(364) 및 제2 온습도 센서(365)에서 감지한 데이터 및 각 기준 신호에 대한 압축, 정규화 또는 심볼화 중 적어도 하나를 포함하는 전처리를 수행하며, 보다 자세하게는, 기준 신호의 평균 및 분산을 이용하여 센서 데이터를 정규화하고, 정규화된 상기 센서 데이터의 센서값 및 기준 신호를 기 설정된 센서값 범위에 따라 복수 개의 심볼(symbol)로 심볼화하고, 심볼화된 센서 데이터 및 기준 신호를 이용하여 거리 테이블(Distance Table)을 생성하고, 거리 테이블에 CART(Classification And Regression Tree) 알고리즘을 적용하고, CART 알고리즘 적용 결과 도출되는 지니 지수(Gini Index)가 설정된 값 이상인 센서값으로 온도 및 습도 데이터를 보정한다. 온습도조절모듈(380)은 펠티에소자(382)를 포함한다. 펠티에소자(382)는 전류방향에 따라 일면에서 냉기를 발산하고 타면에서는 타면에서는 열기를 발생하며, 전류량에 따라서 흡열 또는 발열량을 조절한다. 펠티에소자(382)는 인슐레이터의 저면과 인슐레이터 고정체의 상면 사이에 설치된다. 펠티에소자(382)는 구동신호를 입력받으면 구동하며, 전류방향이 미리 조정되어 인슐레이터에 냉기를 발생시킨다. 온습도조절모듈(380)은 기준설정부(384)를 포함한다. 기준설정부(384)는 사용자로부터 입력을 기초로 펠티에소자(382)를 구동시키는 기준온도를 설정한다. 온습도조절모듈(380)은 항온항습부(390) 또는 배기부(395)를 포함한다. 항온항습부(390)는 수배전반 내부의 온습도를 조절한다. 배기부(395)는 수배전반의 내부 공기를 배기한다. 배기부(395)는 펌프(320)에 연결된다. 배기부(395)는 하우징 내에 외부의 공기를 하우징의 내부에 공급하는 펌프(320)를 이용하여 온습도를 조절한다. 펌프(320)는 하우징에 공급되는 공기 중의 먼지를 제거하는 필터를 포함하는 펌프를 포함한다. 제어부(370)는 온습도감지모듈(360) 및 온습도조절모듈(380)이 연결된다. 제어부는 온습도검출모듈(360) 및 온습도조절모듈(380)을 제어한다. 제어부(370)는 온습도검출모듈(360)이 감지한 온도 및 습도가 기준설정부(384)에서 설정한 온도보다 높으면 펠티에소자 구동신호를 출력한다. 이때 출력된 구동신호는 펠티에소자 구동부(375)에 전달된다. 펠티에소자 구동부(375)는 펠티에소자 구동신호를 기초로 펠티에소자를 구동시킨다. 제어부는 온습도검출모듈에서 얻은 보정 데이터로 항온항습부(390) 및 배기부(395)를 제어한다. 제어부(370)는 그 검출 온도가 상기 온도 상한값을 초과한 부스바의 검출 전류가 상기 기준 전류값을 초과하면 그 부스바의 온도 상승이 과전류에 의한 것으로 판단해 경보 신호를 발생하고, 상기 펌프를 작동해 외부 공기를 상기 하우징 내부로 공급한다. 광케이블은(399) 상기 복수의 부스바 온습도검출모듈(360) 각각의 로컬 광통신부가 송신하는 광신호를 제어부의 메인 광통신부에 전달할 수 있도록 복수의 부스바(350) 각각의 온습도검출모듈(360)에 로컬 광통신부와 제어부(370)의 메인 광통신부를 싱글-루프(single-loop) 방식으로 연결한다. 또 다른 예로, 부스바(350)는 배터리를 포함하거나, 배터리에 연결된다. 배터리는 온습도 센서 및 온습도 센서 제어부에 전원을 공급한다. 또 다른 예로, 부스바(350)는 유선 또는 무선상으로 서버에 연결된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

특별고압반; 전동기제어반; 동력반; 및 분전반을 포함하는 수배전반에 있어서,
상기 특별고압반, 전동기제어반, 동력반 및 분전반 중 적어도 하나에, 상기 수배전반 내의 온도 변화를 실시간으로 감지하는 온도감지모듈 및 상기 수배전반의 간선에 인가된 전압을 감지하며 자가진단으로 에러를 검출하며 백업 및 복원하며 솔레노이드에 연결되어 소정의 전압 이하로 전압을 제한하는 전압감지모듈이 구비되며,
상기 온도감지모듈은 상기 수배전반의 단전 및 결상상태를 검지하는 비접촉 온도센서, 분배 전압을 입력받아 상기 비접촉 온도센서에 의해 변환되는 전류값을 히스테리시스 곡선에 따라 출력하는 히스테리 비교기 및 휘스톤 브릿지 회로를 이용하여 상기 비접촉 온도센서에서 검출된 저항값을 소정 레벨의 전압신호로 출력하는 저항신호검출부를 포함하며,
상기 온도감지모듈 및 전압감지모듈에서 감지한 온도값 및 전압값을 기초로 내부 온도를 조절하는 온도조절모듈이 상기 온도감지모듈 및 전압감지모듈에 연결됨을 특징으로 하는 수배전반.
제 1 항에 있어서, 상기 온도조절모듈은
염해방지용 필터를 구비하고 수배전반 본체의 저부에 설치되어 제어부의 제어를 받는 인버터들의 출력신호에 부응하여 회전 작동하는 수개의 외부공기 흡입용 송풍팬;
필터를 구비하고 수배전반 본체의 상부에 설치되어 제어부의 제어를 받는 인버터들의 출력신호에 부응하여 회전 작동하는 수개의 내부공기 배출용 송풍팬;
상기 수배전반 내의 온도를 실시간으로 검출하여 제어부로 전달하는 온도검출센서;
상기 외부공기 흡입용 송풍팬들의 공기 배출용 덕트 출구에 각각 설치되어 해당 송풍팬들의 흡입 공기량을 전기적인 신호로 각각 검출하여 제어부로 전달하는 수개의 흡입공기량 검출센서;
상기 수배전반 본체의 외부에 설치된 상태에서 제어부의 출력신호에 부응하여 본체 내의 온도와 송풍팬들의 구동 상태 및 염해방지용 필터의 상태정보를 표시해 주는 디스플레이부;
소정의 제어프로그램을 구비하고 시스템의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부; 및
상기 제어부의 출력신호에 부응하여 인버터들을 작동시켜 외부공기 흡입용 송풍팬과 내부공기 배출용 송풍팬들의 구동을 제어하는 수개의 송풍팬 구동부를 포함함을 특징으로 하는 수배전반.
제 2 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 온도검출센서에서 감지한 데이터에 대하여 소정의 기준 신호에 대한 압축, 정규화 또는 심볼화 중 적어도 하나를 포함하는 전처리를 수행하며,
상기 기준 신호의 평균 및 분산을 이용하여 센서 데이터를 정규화하고,
상기 정규화된 센서 데이터의 센서값 및 상기 기준 신호를 기 설정된 센서값 범위에 따라 복수 개의 심볼(symbol)로 심볼화하고,
상기 심볼화된 센서 데이터 및 기준 신호를 이용하여 거리 테이블(Distance Table)을 생성하고,
상기 거리 테이블에 CART(Classification And Regression Tree) 알고리즘을 적용하고,
상기 CART 알고리즘 적용 결과 도출되는 지니 지수(Gini Index)가 설정된 값 이상인 센서값으로 온도 데이터를 보정함을 특징으로 하는 수배전반.
제 1 항에 있어서, 상기 전압감지모듈은
고압이 인가되는 제1 간선과 연결되며, 상기 제1 간선에 인가된 전압을 적어도 두 개의 전압으로 분배하는 전압 분배부, 상기 전압 분배부에 분배된 하나의 전압을 제공받거나 연결된 제2 간선으로부터 저압을 제공받으며 상기 제공받은 전압을 미리 설정된 전압 크기로 제한하는 전압제한부, 상기 전압제한부가 제한중인 전압을 정류하는 정류부 및 상기 정류부로부터 전달된 전압을 미리 설정된 전압 이하로 강하하는 전압강하부를 포함함을 특징으로 하는 수배전반.
제 4 항에 있어서, 상기 전압제한부는
양방향 제너다이오드와 제1 저항이 직렬로 연결되는 전압 제한회로 및 상기 전압 제한회로와 직렬로 연결되며 제1 커패시터와 제2 저항이 병렬로 연결되는 안정화 회로를 포함하거나,
상기 전압강하부와 연결되며 상기 전압강하부의 전압 크기에 따라 온오프 동작하는 포토커플러, 상기 포토커플러와 연결되며 상기 포토커플러로부터 제공받은 전류를 평활하는 평활회로부, 상기 포토커플러 및 상기 평활 회로부와 연결되며 상기 평활 회로부로부터 제공받은 전류를 증폭하여 출력하는 증폭회로부를 포함함을 특징으로 하는 수배전반.
제 1 항에 있어서,
상기 전압감지모듈은 제어부, 송수신부, 압력감지부 및 표시부로 구성되는 자가진단부를 포함하며,
상기 송수신부는 유무선 네트워크로 서버에 연결되며,
상기 서버는 상기 송수신부로부터 전송되어 오는 감지전압값을 처리하고 상기 제어부를 원격 제어하며,
상기 감지전압값과 상기 온도감지모듈의 감지온도값이 각각 소정의 기준치를 벗어나는 경우 방열하도록 상기 온도조절모듈을 제어함을 특징으로 하는 수배전반.
제 6 항에 있어서,
상기 자가진단부는 상기 동력반 또는 분전반의 전압값을 감지하고, 상기 감지한 전압값을 구역별로 상기 표시부에 표시하고, 상기 감지한 전압값과 상기 온도감지모듈의 감지온도값을 기초로 사물 인터넷 기반의 방열을 수행하며,
상기 자가진단부는 솔레노이드에 연결되며, 상기 감지한 전압값과 상기 온도감지모듈의 감지온도값이 소정의 기준값보다 높으면 상기 솔레노이드는 하우징에 연결된 상부커버를 개방함을 특징으로 하는 수배전반.