KR20180023661A - 정전 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정전 관리 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치는 배전 선로에 연결되고, 정전, 결상 및 이상 전압 중 적어도 하나에 대한 고장 상황 발생 여부를 판단하며, 고장 상황 발생 시 고장 정보를 생성하는 전력량계; 고장 정보를 분석함으로써 고장 종류를 판단하고, 결상 또는 이상 전압이 발생한 경우 차단기 개방 신호를 생성하는 고장 종류 판단부; 및 일측이 전력량계에 연결되고 타측이 수용가의 사용자 설비에 연결되며, 차단기 개방 신호가 생성되면 수용가로 공급되는 전원을 차단하는 전원 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정전 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING POWER OUTAGE}
본 발명은 정전 관리 장치 및 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게 전력량계를 통해 감지된 정전 정보를 근거로 차단기를 제어할 수 있는 정전 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
실시간 정전 모니터링 시스템 측면에서 보면, 고압 배전선로를 감시하는 배전계통 실시간 정전관리시스템이 존재한다. 다만, 배전계통 실시간 정전관리시스템은 고압 배전선로에 국한되어 있으며, 고압 정전이 발생 시 이를 실시간 및 자동으로 사용자에게 정전정보를 통보해주지 못한다. 이로 인해, 배전센터 근무자가 정전을 인지하여 이를 SMS 발송 시스템에 입력하는 방식으로 인력에 의존하는 상황이다.
또한, 데이터 집중 장치(DCU)를 활용한 정전 감시 시스템이 존재한다. 여기서, 데이터 집중 장치(DCU)는 전주의 변압기에 설치되어, 원격 검침 서버와 통신을 하는 기능을 수행한다. 다만, 이러한 데이터 집중 장치(DCU)는 일반적으로 미리 설정된 정보 수집 주기(예를 들어, 15분)에 따라 데이터를 수집하고 서버에 이를 알리는 방식이므로 정전이 발생하더라도 이를 실시간으로 알릴 수 없는 문제가 존재한다.
또한, AMI(Advanced Metering Infrastructure) 기반의 정전 품질 감시 기법이 존재하나. 이러한 AMI 기반의 정전 품질 감시 기법은 정전 정보를 전력량계에서 감지하고, 복전시에 데이터 집중 장치(DCU) 및 통신 네트워크를 통하여 AMI 서버에 기록해주는 사후정보 알림 수준의 실정이다.
따라서, 상기 열거한 시스템들로는 현재 저압사용자의 고객단위 정전 발생 시 실시간 정전정보 알림 서비스가 불가능한 실정이다.
한국등록특허 제2012-0131539호(명칭: 원격검침설비를 이용한 배전 ＧＩＳ 기반의 정전 감지 시스템 및 방법)
본 발명은 저압사용자 단위의 전원측 정전이 발생하더라도 부하측 사용자 설비에 대한 피해를 최소화하고 즉각적으로 대응할 수 있는 정전 관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치는 배전 선로에 연결되고, 정전, 결상 및 이상 전압 중 적어도 하나에 대한 고장 상황 발생 여부를 판단하며, 고장 상황 발생 시 고장 정보를 생성하는 전력량계; 고장 정보를 분석함으로써 고장 종류를 판단하고, 결상 또는 이상 전압이 발생한 경우 차단기 개방 신호를 생성하는 고장 종류 판단부; 및 일측이 전력량계에 연결되고 타측이 수용가의 사용자 설비에 연결되며, 차단기 개방 신호가 생성되면 수용가로 공급되는 전원을 차단하는 전원 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 고장 정보는 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치는 고장 발생 시, 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 근거로 고장 발생 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 더 포함하고, 메시지 생성부는 통신부를 통해 상기 고장 발생 메시지를 관리자 단말기 및 사용자 단말기로 송신할 수 있다.
또한, 전력량계는 배전선로로부터 유입되는 전압을 분석함으로써 고장 복구 여부를 판단하고, 고장 복구 시 고장 복구 정보를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치는 고장 상황에서 고장 종류가 결상이고, 고장 복구 정보가 생성된 경우 차단기 투입 신호를 생성하는 복구 여부 판단부를 더 포함할 수 있다.
또한, 복구 여부 판단부는 고장 복구 정보가 생성되더라도, 고장 상황에서 고장 종류가 이상 전압인 경우 차단기 투입 신호를 생성하지 않되, 고장 복구 정보가 생성되고, 외부로부터 수동 투입 신호가 수신될 시 차단기 투입 신호를 생성할 수 있다.
또한, 메시지 생성부는 차단기 투입 신호가 생성되면, 고장 복구 메시지를 생성하고, 고장 복구 메시지를 통신부를 통해 고장 복구 메시지를 관리자 단말기 및 사용자 단말기로 송신할 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법은 배전 선로에 연결되는 전력량계에 의해, 정전, 결상 및 이상 전압 중 적어도 하나에 대한 고장 상황 발생 여부를 판단하는 단계; 전력량계에 의해, 고장 상황 발생 시 고장 정보를 생성하는 단계; 고장 종류 판단부에 의해, 고장 정보를 분석함으로써 고장 종류를 판단하는 단계; 고장 종류 판단부에 의해, 고장 상황이 결상 또는 이상 전압인지 판단하고, 결상 또는 이상 전압이 발생한 경우 차단기 개방 신호를 생성하는 단계; 및 일측이 전력량계에 연결되고 타측이 수용가의 사용자 설비에 연결된 전원 차단부에 의해, 차단기 개방 신호가 생성되면 수용가로 공급되는 전원을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 고장 정보는 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법은 메시지 생성부에 의해, 고장 발생 시, 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 근거로 고장 발생 메시지를 생성하는 단계; 및 메시지 생성부에 의해, 통신부를 통해 고장 발생 메시지를 관리자 단말기 및 사용자 단말기로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법은 전력량계에 의해, 배전선로로부터 유입되는 전압을 분석함으로써 고장 복구 여부를 판단하는 단계; 및 전력량계에 의해, 고장 복구 시 고장 복구 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법은 복구 여부 판단부에 의해, 고장 복구 정보가 생성된 경우, 고장 상황에서 고장 종류를 파악하는 단계를 더 포함하고, 복구 여부 판단부에 의해, 고장 상황에서 고장 종류를 파악하는 단계 이후, 고장 상황에서 고장 종류가 결상이고, 고장 복구 정보가 생성된 것으로 판단된 경우, 차단기 투입 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법은 고장 상황에서 고장 종류를 파악하는 단계를 통해 고장 상황에서 고장 종류가 이상 전압인 것으로 판단된 경우, 복구 여부 판단부에 의해, 외부로부터 수동 투입 신호가 수신되었는지의 여부를 판단하는 단계를 더 포함하여, 고장 종류가 이상 전압인 경우, 수동 투입 신호 및 고장 복구 정보 모두가 수신된 경우 차단기 투입 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법은 메시지 생성부에 의해, 차단기 투입 신호가 생성되면, 고장 복구 메시지를 생성하는 단계; 및 메시지 생성부에 의해, 고장 복구 메시지를 통신부를 통해 고장 발생 메시지를 관리자 단말기 및 사용자 단말기로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치 및 방법에 따르면, 저압사용자 단위의 전원측 정전이 발생하더라도 부하측 사용자 설비에 대한 피해를 최소화하고 즉각적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치 및 방법에 따르면, 기존에 장착된 전력량계 기반으로 이루어지므로, 사용자가 설비를 추가적으로 부설하지 않더라도 구현될 수 있고, 이로 인해 정전 피해를 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치 및 방법에 따르면 결상 또는 이상전압이 발생하더라도 전원 차단부의 동작을 통해 사용자 설비에 피해가 발생하지 않고, 고장 발생 또는 고장 복구 시 이에 대한 정보를 사용자 및 관리자에게 실시간으로 제공할 수 있으며, 이로 인해 관리자와 사용자가 정전 직후 정전피해 예방조치를 취할 수 있다.
또한, 축적된 저압 정전정보 Big-Data를 축적하여 향후 체계적 정전 예방활동이 가능하다.
도 1은 고장 종류 중 결상의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2 내지 도 4는 고장 종류 중 이상 전압의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치에 대한 블록도이다.
도 6 내지 도 8은 고장 발생 시 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치를 통해 생성된 고장 발생 메시지의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 9는 고장 복구 시 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치를 통해 생성된 고장 복구 메시지의 예시를 나타내는 도면이다.
도 10은 고장 발생 시 이루어지는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 고장 복구 시 이루어지는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치 및 방법은 저압사용자 단위의 전원측 정전이 발생하더라도, 이에 대한 고장 종류를 파악하고 고장 종류에 따라 전원을 차단할 수 있어서 부하측 사용자 설비에 대한 피해를 최소화시키는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치 및 방법은 정전 발생 시, 이를 일반 정전, 결상 및 이상 전원으로 구분하고, 고장 종류에 따라 고장 발생 시, 그리고 고장 복구 시 최적의 대처를 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 고장 종류 중 결상과 이상 전원에 대한 개념은 다음과 같다. 결상이란 전력계통이 정상운전 상태에서 변압기 불량, 단선 등 어떤 원인에 의하여 전원측 3선중 1선의 전원이 상실되는 것을 나타낸다. 즉, 결상은 도 1과 같이 전력량계(10)를 기준으로 전원측과 부하측 전선 라인이 존재하는 경우, 3상(R상, S상, T상)이 입력되는 전원측 3개의 선 중 1개의 선의 전원이 상실된 것을 나타낸다. 만일, 결상이 발생하게 되면, 펌프, 냉난방기와 같은 3상을 전원으로 사용하는 전동기의 소손을 초래하게 된다.
또한, 이상 전압은 도 2에 도시된 것처럼 3상4선식 전력계통에서 전원측 중선선의 단선으로 인해 발생된다. 또한, 정상 상황에서는 도 3의 예시와 같이 전류가 흐르게 되고 전압도 평형 상태로 공급된다. 반면, 이상 전압 발생 시, 도 4에 도시된 바와 같이 양단에 걸려있는 저항에 의해 전압 불평이 발생되어 부하가 적은 쪽에 과전압이 발생된다. 이러한 현상을 이상 전압이라 칭하고, 이상 전압이 발생되면 부하측의 전자제품들은 과전압에 의하여 피해를 입게 된다. 여기서, 중성선은 주변압기 중성점으로부터 전선이 인출되어 여러 개소에 접지선을 연결하는 다중접지 방식에서 접지의 효과를 높이면서 양전압을 확보할 수 있는 접지선에 접속된 전선을 나타낸다.
앞서 언급한 것처럼, 종래에는 결상 및 이상전압으로부터 사용자 설비를 보호하기 위해 별도의 보호장치를 배전반 또는 기기의 전단에 부착하여 사용하는 방식을 채택하였으나, 이를 위해서는 추가적인 보호 장치를 구비해야 하므로 사용자 입장으로서 별도의 비용이 발생하는 문제가 존재한다. 또한, 이 별도의 보호장치는 전기관련 전문지식을 보유한 기술자가 설치하여야 하는바 일반 사용자가 따로 비용을 들여 설치하기에 어려움이 있었다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치(100)에 대한 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치(100)는 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 저압 사용자 단위의 전원측 정전이 발생하더라도 부하측 사용자 설비에 대한 피해를 최소화시키는 것을 그 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치(100)는 전력량계를 통해 기본적으로 제공되는 정보들을 이용하여 결상 또는 이상 전압을 구분하고, 고장 상황에 따라 제어를 수행함으로써 효율적으로 정전 관리를 수행하는 것을 특징으로 한다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치(100)는 고장 발생 시 또는 고장 복구 시 이에 대한 정보를 사용자 및 관리자에게 알림으로써 빠른 상황 대처가 가능한 것을 특징으로 한다.
상술한 기능을 구현하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치(100)는 전력량계(110), 고장 종류 판단부(120), 전원 차단부(130), 메시지 생성부(140), 통신부(150) 및 복구 여부 판단부(160)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이제, 도 5를 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치(100)에 포함된 각 구성에 대한 설명이 이루어진다.
전력량계(110)는 사용자 설비(20)로부터 사용된 전력량을 계량하는 기능을 한다. 이에 따라, 전력량계(110)는 기본적인 검침을 위해 사용자 설비(20)로 유입되는 전압 및 전류를 계측하고, 이에 대한 계측 정보를 주기적으로 기록할 수 있다. 뿐만 아니라, 전력량계(110)는 이러한 계측 정보를 이용하여 정전, 결상 및 이상 전압 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 자기진단 기능을 수행할 수 있다.
또한, 전력량계(110)는 이러한 자기진단 기능을 통해 고장 상황 즉, 정전, 결상 및 이상 전압 중 적어도 하나에 따른 고장 상황 발생 시, 고장 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 고장 정보는 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 포함할 수 있고, 이러한 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보는 전력량계(110)에서 기본적으로 생성하는 정보이다. 다만, 종래에는 관리를 위해 이러한 고장 정보가 데이터베이스화만 되고, 실제로는 이용되지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치(100)는 아래에서 설명되는 바와 같이 이러한 고장 정보를 이용하여 고장 종류에 따른 정전 관리 과정을 수행할 수 있다.
예를 들어, 전력량계(110)는 3상 중 1개 이상의 상에서 미리 설정된 설정값 미만의 전압이 설정시간 이상 검출될 경우, 이를 결상으로 판단할 수 있다. 또한, 전력량계(110)는 1개 이상의 상에서 미리 설정된 설정값을 초과한 전압이 설정시간 이상 검출될 경우 이를 이상 전압으로 판단하는 것도 가능하다.
이렇게 고장 정보가 생성되면, 전력량계(110)는 실시간으로 생성된 고장 정보를 고장 종류 판단부(120)로 전달할 수 있다. 물론, 전력량계(110)는 생성된 고장 정보를 전원 차단부(130)로 전달하는 것도 가능하다.
고장 종류 판단부(120)는 전력량계(110)로부터 생성되어 송신된 고장 정보를 분석함으로써 고장 종류를 판단하는 기능을 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 고장 정보에는 고장 종류가 무엇인지를 나타내는 고장 종류 정보와, R상, S상, T상 및 N상 중 어느 상의 선에서 단선이 발생했는지를 나타내는 단선 위치 정보가 포함된다. 이에 따라, 고장 종류 판단부(120)는 이러한 고장 종류 정보를 분석함으로써 고장 발생 시 고장 종류를 파악할 수 있다.
또한, 고장 종류 판단부(120)는 고장 종류 중 정전, 결상 및 이상 전압 중 결상 또는 이상 전압인 경우 단선 위치 정보를 근거로 단선 위치도 함께 파악할 수 있다. 이렇게 고장 종류와 단선 위치가 파악되면, 고장 종류 판단부(120)는 차단기 개방 신호를 생성하여 전원 차단부(130)로 송신할 수 있다. 또한, 고장 종류 판단부(120)를 통해 고장 종류 및 단선 위치가 파악되면, 이에 대한 정보는 메시지 생성부(140)로 전달될 수 있다.
전원 차단부(130)는 일측이 전력량계에 연결되고 타측이 수용가의 사용자 설비에 연결되며, 사용자 설비에 공급되는 전원을 차단하는 기능을 한다. 구체적으로, 전원 차단부(130)는 고장 종류 판단부(120)로부터 차단기 개방 신호를 수신할 시, 사용자 설비에 공급되는 전원을 차단할 수 있다. 즉, 전원 차단부(130)는 차단기의 기능을 할 수 있다. 또한, 전원 차단부(130)는 다양한 차단 장치로 구성되는 것도 가능하나, 전력량계(110)에 대해 호환성이 높은 래치형 전자 접촉기로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 전원 차단부(130)는 전력량계(110)에서 생성된 정보에 따라 개폐 제어될 수 있고, 고장 종류 판단부(120)를 통해 스위치 개방 신호가 생성되면 3상 모두에 대한 개방 동작을 수행함으로써 사용자 설비(30)로 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
메시지 생성부(140)는 고장 발생 시, 전력량계(110)에서 생성된 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 근거로, 사용자 및 관리자에게 고장 발생 사실을 알리기 위한 고장 발생 메시지를 생성하는 기능을 한다. 여기서, 고장 발생 메시지는 해당 수용가의 식별을 위해, 수용가에 대한 식별번호 예를 들어, 전력량계(110)의 식별자 또는 고객번호 등을 포함할 수 있다. 여기서, 수용가의 식별 정보는 전력량계(110)에서 고장판단을 위한 기준값 및 사용자 및 관리자 핸드폰 번호 또는 식별 번호를 입력모듈을 통하여 입력받을 수 있으며 이 값을 활용하여 상기 기술된 기능을 수행될 수 있다.
또한, 메시지 생성부(140)는 생성된 고장 발생 메시지를 통신부(150)를 통해 관리자 단말기(40) 및 사용자 단말기(50)로 송신할 수 있다. 물론, 메시지 생성부(140)는 생성된 고장 발생 메시지를 통신부(150)를 통해 관리 서버(30)로 송신하는 것도 가능하다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 장치는 고장 상황이 발생할 경우, 고장이 발생한 수용가에 대한 정보, 그리고 고장 종류 및 단선 위치를 실시간으로 관리자 및 사용자에게 알릴 수 있다. 여기서, 관리자 단말기(40)로 송신된 고장 발생 메시지의 예시는 도 6 내지 도 8에 도시된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 전력량계(110)는 고장 발생 시, 고장 종류뿐만 아니라, 단선 위치와 이에 따른 처리 내용을 포함하는 고장 정보를 생성할 수 있다. 이에 따라 메시지 생성부(140)는 상기 고장 정보를 근거로 고장 발생 메시지를 송신할 수 있으며, 고장 발생 메시지는 수용가에 대한 식별 번호, 고장 발생 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 결상 또는 이상 전압이 아닌 일반 정전 상황인 경우 생성된 고장 발생 메시지의 예시는 도 8에 도시된다. 이에 따라, 관리자의 입장으로는 상기 식별 번호를 근거로 복수의 수용가들 중 어느 수용가에서 문제가 생겼는지 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 고장 종류도 실시간으로 파악할 수 있게 된다. 이에 따라, 고장 상황 발생 시 빠른 대처 및 복구가 가능한 장점이 있다.
또한, 메시지 생성부(140)는 생성한 고장 발생 메시지를 관리 서버(30)로 송신할 수 있다. 이에 따라, 고장 정보는 기존의 LP데이터 기록방식과 동일하게 기록되어 복전시 별도의 서버(K-AMI서버, 고압원격검침서버)에서 확인할 수 있다.
이제, 고장이 복구된 상황에 대한 설명이 이루어진다.
앞서 언급한 것처럼 전력량계(110)는 전류 및 전압 분석을 통해 고장 발생 여부를 판단할 수 있고, 마찬가지로 전류 및 전압 분석을 통해 고장 복구 여부도 판단할 수 있다. 즉, 전력량계(110)는 결상 상황에서, 결상이 복구되어 3상 모두를 통해 동시에 정상적인 전압이 검출되면, 일시적인 복구 상황인지의 판단을 위해 일정 시간(예를 들어, 5 내지 10초) 만큼 대기하고, 일정 시간 이후에도 전압의 크기가 정상이면 고장 복구 상황으로 판단할 수 있다. 또한, 이상 전압의 경우에도 3상 모두를 통해 동시에 정상적인 전압이 검출되면, 일시적인 복구 상황인지의 판단을 위해 일정 시간(예를 들어, 5 내지 10초) 만큼 대기하고, 일정 시간 이후에도 전압의 크기가 정상이면 고장 복구 상황으로 판단할 수 있다.
전력량계(110)는 고장 상황에서 전원측으로부터 공급되는 전원이 정상으로 판단된 경우, 고장 복구 정보를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 고장 복구 정보는 복구 여부 판단부(160)로 전달될 수 있다.
복구 여부 판단부(160)는 전력량계(110)로부터 고장 복구 정보가 생생된 경우, 전원 차단부(130)를 투입시키기 위한 차단기 투입 신호를 생성할 수 있다. 다만, 이상 전압의 경우 중성선 접촉불량으로 재발위험이 크므로 고장원인을 현장에서 제거 및 확인한 후에 수동 투입을 해야 하는 과정이 요구된다. 이에 따라, 복구 여부 판단부(160)는 전력량계(110)로부터 고장 복구 정보가 생성되더라도, 고장 종류 판단부(120)를 통해 판단된 고장 종류를 더 고려하여 차단기 투입 신호를 생성할 수 있다.
즉, 복구 여부 판단부(160)는 고장 상황에서 고장 종류가 결상이고, 상기 고장 복구 정보가 생성된 경우 차단기 투입 신호를 생성함으로써 사용자 설비(20)에 전원이 공급되게 제어할 수 있다. 하지만, 복구 여부 판단부(160)는 고장 복구 정보가 생성되더라도, 고장 상황에서 고장 종류가 이상 전압인 경우 차단기 투입 신호를 생성하지 않는다. 즉, 복구 여부 판단부(160)는 고장 복구 정보가 생성되더라도, 고장 상황에서 고장 종류가 이상 전압인 경우에는, 외부에서 원인 제거 이후 전원 차단부(130)가 투입될 수 있도록 외부로부터 수동 투입 신호가 수신되었는지 판단하고, 수동 투입 신호가 수신될 때 차단기 투입 신호를 생성할 수 있다.
또한, 복구 여부 판단부(160)는 고장 복구 정보를 수신하고, 차단기 투입 신호를 생성한 이후, 메시지 생성부(140)에 상술한 고장 복구 정보를 전달할 수 있다. 즉, 메시지 생성부(140)는 고장 복구 정보가 수신되면, 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 근거로 고장 복구 메시지를 생성하고, 고장 복구 메시지를 통신부(150)를 통해 고장 복구 메시지를 관리자 단말기(40) 및 사용자 단말기(50)로 송신할 수 있다. 여기서, 관리자 단말기(40) 또는 사용자 단말기(50)를 통해 표시되는 고장 복구 메시지에 대한 예시는 도 9에 도시된다.
또한, 위의 설명에서 전력량계(110), 고장 종류 판단부(120) 및 복구 여부 판단부(160)는 각각 상이한 구성으로 설명되었으나 이는 예시일 뿐이고, 상기 전력량계(110)에서 고장 종류 판단부(120) 및 복구 여부 판단부(160)를 통해 이루어지는 기능들 모두를 수행하는 것도 가능하다. 즉, 전력량계(110)는 고장 발생 시, 그리고 고장 복구 시 상황에 따라 전원 차단부(130)의 동작을 제어할 수 있고, 메시지 생성부(140)로 고장 발생 정보 또는 고장 복구 정보를 송신함으로써 관리자 및 사용자에게 현재 상황에 대한 정보를 실시간으로 보낼 수 있다.
도 10은 고장 발생 시 이루어지는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5를 참조로 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법은 저압 사용자 단위의 전원측 정전이 발생하더라도 부하측 사용자 설비에 대한 피해를 최소화시키는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법은 전력량계를 통해 기본적으로 제공되는 정보들을 이용하여 결상 또는 이상 전압을 구분하고, 고장 상황에 따라 제어를 수행함으로써 효율적으로 정전 관리를 수행하는 것을 특징으로 한다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법은 고장 발생 시 또는 고장 복구 시 이에 대한 정보를 사용자 및 관리자에게 알림으로써 빠른 상황 대처가 가능한 것을 특징으로 한다.
S110 단계는 전력량계에 의해 고장 상황이 발생하였는지 판단하는 단계이다. 여기서, 고장 상황은 정전, 결상 및 이상 전압 중 적어도 하나를 나타낸다. 즉, S110 단계는 전력량계에서 3상 중 1개 이상의 상에서 미리 설정된 설정값 미만의 전압이 설정시간 이상 검출되거나, 또는 1개 이상의 상에서 미리 설정된 설정값을 초과한 전압이 설정시간 이상 검출될 경우 고장 상황으로 판단할 수 있다. 구체적으로, S110 단계에서 결상은 3상 중 1개 이상의 상에서 미리 설정된 설정값 미만의 전압이 설정시간 이상 검출될 시 판단될 수 있고, 이상 전압은 1개 이상의 상에서 미리 설정된 설정값을 초과한 전압이 설정시간 이상 검출될 경우 판단될 수 있다.
S110 단계에서의 판단 결과, 정전, 결상 및 이상 전압 중 적어도 하나에 따른 고장 상황이 발생된 것으로 판단되면, 제어는 S120 단계로 전달된다. 그렇지 않은 경우, 제어는 S110 단계로 전달되어 앞서 언급한 판단 과정을 재수행한다.
S120 단계는 전력량계에 의해 고장 정보를 생성하는 단계이다. 여기서, 고장 정보는 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 포함할 수 있고, 이러한 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보는 수용가에 설치된 전력량계에서 기본적으로 생성할 수 있다.
S130 단계는 고장 종류 판단부에 의해, S120 단계를 통해 생성된 고장 정보를 분석함으로써 고장 종류를 분석하는 단계이다. 고장 정보에는 고장 종류가 무엇인지를 나타내는 고장 종류 정보와, R상, S상, T상 및 N상 중 어느 상의 선에서 단선이 발생했는지를 나타내는 단선 위치 정보가 포함될 수 있다. 이에 따라, S130 단계는 이러한 고장 종류 정보를 분석함으로써 고장 발생 시 고장 종류를 파악할 수 있다.
S140 단계는 고장 종류 판단부에 의해, S130 단계를 통한 분석 결과를 근거로, 고장 종류가 이상 전압 또는 결상인지 판단하는 단계이다. S140 단계를 통한 판단 결과, 고장 종류가 이상 전압 또는 결상인 경우, 제어는 S150 단계로 전달되어, 차단기 개방 신호를 생성하는 단계가 이루어진다.
즉, 고장 종류가 결상 또는 이상 전압인 경우, 수용가 내의 사용자 설비에 전원 이상으로 인해 사용자 설비가 파괴되는 상황이 발생할 수 있다. 이에 따라, S140 단계를 통한 판단 결과 이상 전압 또는 결상 발생 시, S150 단계를 통해 차단기 개방 신호를 생성하고, 일측이 전력량계에 연결되고, 타측이 수용가의 사용자의 설비에 연결된 전원 차단부를 개방시킴으로써, 사용자 설비에 전원이 공급되는 것을 차단한다. 다시 말해, 전원 차단부는 스위치 개방 신호를 수신할 시, 3상 모두에 대한 개방 동작을 수행함으로써 사용자 설비로 공급되는 전원을 차단할 수 있다. 그 후, 제어는 S160 단계로 전달된다.
또한, S140 단계를 통한 판단 결과, 고장 종류가 일반 정전으로 판단된 경우, 제어는 S160 단계로 전달된다.
S160 단계는 메시지 생성부에 의해, S120 단계를 통해 생성된 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 근거로 사용자 및 관리자에게 고장 발생 사실을 알리기 위한 고장 발생 메시지를 생성하는 단계이다. 또한, 도 5 내지 도 8을 참조로 설명한 바와 같이, 고장 발생 메시지에는 수용가의 식별을 위해, 수용가에 대한 식별번호 예를 들어, 전력량계(110)의 식별자 또는 고객번호 등을 포함할 수 있으며, S150 단계를 통해 이루어진 전원 차단 정보도 함께 포함될 수 있다.
이에 따라, 관리자 또는 사용자는 고장 발생 시, 어느 수용가에서 고장이 발생하였는지, 고장 종류가 무엇인지(즉, 정전, 결상 및 이상 전압 중 어느 상황인지), 단선 위치가 어디인지, 그리고 상기 고장 상황에 따라 어떤 제어가 수행되었는지의 정보를 실시간으로 파악할 수 있다. 또한, S160 단계를 통해 생성된 고장 발생 메시지는 관리 서버에 더 전달될 수 있다.
도 11은 고장 복구 시 이루어지는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
S210 단계는 전력량계에 의해, 고장 복구 여부를 판단하는 단계이다. 구체적으로, S210 단계는 3상 모두를 통해 동시에 정상적인 전압이 검출될 시 고장 복구가 된 것으로 판단할 수 있다. 물론, S210 단계는 상기 고장 복구가 일시적인 상황인지를 판단하기 위해, 일정 시간(예를 들어, 5 내지 10초) 만큼 대기하고, 일정 시간 이후에도 전압의 크기가 정상이면 고장 복구 상황으로 판단하는 것도 가능하다. 이렇게 고장 복구가 된 것으로 판단되면, S210 단계는 고장 복구 정보를 생성할 수 있다.
S220 단계는 복구 여부 판단부에 의해, 고장 상황에서 고장 종류를 판단하는 단계이다. 여기서, S220 단계를 통해 이루어지는 고장 종류의 판단은 도 10을 참조로 설명한 S130 단계에서의 분석 결과를 이용할 수 있다.
앞서 언급한 것처럼, 고장 종류가 결상 또는 일반 정전인 경우는 전원 차단부의 투입에도 큰 문제가 없으나, 이상 전압 상황에서는 이상 전압의 경우 중성선 접촉불량으로 재발위험이 크다. 이러한 점에 기인하여, 이상 전압 상황에서는 고장원인을 현장에서 제거 및 확인한 후에 수동 투입을 해야 하는 과정이 요구된다. S220 단계에서의 판단 결과, 고장 종류가 이상 전압 또는 결상인 것으로 판단되면 제어는 S230 단계로 전달되어 고장 종류가 결상인지에 대한 판단이 더 이루어진다. 그렇지 않은 경우, 제어는 S260 단계로 전달된다.
S240 단계는 S210 단계를 통해 고장 복구 정보가 생성되었으나, 고장 종류가 이상 전압인 경우 수행되는 단계로서, 현장에서 고장 복구를 위한 수동 투입이 이루어졌는지 판단하는 단계이다. 만일, 현장에서 고장 복구를 위한 수동 투입이 이루어진 경우, 제어는 S250 단계로 전달될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 제어는 S210 단계로 전달되어 상술한 과정을 재수행할 수 있다.
S250 단계는 고장 상황에서 개방된 전원 차단부를 투입시키기 위한 차단기 투입 신호를 생성하는 단계이다. 여기서, 차단기 투입 신호는 고장 복구 정보가 생성되고 고장 종류가 결상인 경우, 또는 고장 복구 정보가 생성되고, 고장 종류가 이상 전압이며, 현장에서 수동 투입이 이루어진 경우 생성될 수 있다. S250 단계를 통해 차단기 투입 신호가 생성되면, 생성된 차단기 투입 신호는 전원 차단부로 전달되어, 수용가에 전원을 공급할 수 있다.
S260 단계는 메시지 생성부에 의해, 차단기 투입 신호가 생성되면, 고장 복구 메시지를 생성하는 단계이다. 구체적으로, S260 단계는 고장 복구 정보가 수신되면, 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 근거로 고장 복구 메시지를 생성하고, 고장 복구 메시지를 통신부를 통해 고장 복구 메시지를 관리자 단말기 및 사용자 단말기로 송신할 수 있다. 또한, S260 단계는 생성한 고장 복구 메시지를 관리 서버로 더 송신할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 정전 관리 장치 110 : 전력량계
120 : 고장 종류 판단부 130 : 전원 차단부
140 : 메시지 생성부 150 : 통신부
160 : 복구 여부 판단부

Claims (14)

  1. 배전 선로에 연결되고, 정전, 결상 및 이상 전압 중 적어도 하나에 대한 고장 상황 발생 여부를 판단하며, 고장 상황 발생 시 고장 정보를 생성하는 전력량계;
    상기 고장 정보를 분석함으로써 고장 종류를 판단하고, 결상 또는 이상 전압이 발생한 경우 차단기 개방 신호를 생성하는 고장 종류 판단부; 및
    일측이 상기 전력량계에 연결되고 타측이 수용가의 사용자 설비에 연결되며, 상기 차단기 개방 신호가 생성되면 상기 수용가로 공급되는 전원을 차단하는 전원 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고장 정보는 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    고장 발생 시, 상기 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 근거로 고장 발생 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 더 포함하고,
    상기 메시지 생성부는 통신부를 통해 상기 고장 발생 메시지를 관리자 단말기 및 사용자 단말기로 송신하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전력량계는 배전선로로부터 유입되는 전압을 분석함으로써 고장 복구 여부를 판단하고, 고장 복구 시 고장 복구 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    고장 상황에서 고장 종류가 결상이고, 상기 고장 복구 정보가 생성된 경우 차단기 투입 신호를 생성하는 복구 여부 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복구 여부 판단부는 상기 고장 복구 정보가 생성되더라도, 고장 상황에서 고장 종류가 이상 전압인 경우 차단기 투입 신호를 생성하지 않되, 상기 고장 복구 정보가 생성되고, 외부로부터 수동 투입 신호가 수신될 시 차단기 투입 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는 차단기 투입 신호가 생성되면, 고장 복구 메시지를 생성하고, 상기 고장 복구 메시지를 통신부를 통해 상기 고장 복구 메시지를 관리자 단말기 및 사용자 단말기로 송신하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 장치.
  8. 배전 선로에 연결되는 전력량계에 의해, 정전, 결상 및 이상 전압 중 적어도 하나에 대한 고장 상황 발생 여부를 판단하는 단계;
    상기 전력량계에 의해, 고장 상황 발생 시 고장 정보를 생성하는 단계;
    고장 종류 판단부에 의해, 상기 고장 정보를 분석함으로써 고장 종류를 판단하는 단계;
    상기 고장 종류 판단부에 의해, 고장 상황이 결상 또는 이상 전압인지 판단하고, 결상 또는 이상 전압이 발생한 경우 차단기 개방 신호를 생성하는 단계; 및
    일측이 상기 전력량계에 연결되고 타측이 수용가의 사용자 설비에 연결된 전원 차단부에 의해, 상기 차단기 개방 신호가 생성되면 상기 수용가로 공급되는 전원을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고장 정보는 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    메시지 생성부에 의해, 고장 발생 시, 상기 고장 종류 정보 및 단선 위치 정보를 근거로 고장 발생 메시지를 생성하는 단계; 및
    메시지 생성부에 의해, 통신부를 통해 상기 고장 발생 메시지를 관리자 단말기 및 사용자 단말기로 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전력량계에 의해, 배전선로로부터 유입되는 전압을 분석함으로써 고장 복구 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 전력량계에 의해, 고장 복구 시 고장 복구 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    복구 여부 판단부에 의해, 고장 복구 정보가 생성된 경우, 고장 상황에서 고장 종류를 파악하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복구 여부 판단부에 의해, 상기 고장 상황에서 고장 종류를 파악하는 단계 이후, 고장 상황에서 고장 종류가 결상이고, 상기 고장 복구 정보가 생성된 것으로 판단된 경우, 차단기 투입 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 고장 상황에서 고장 종류를 파악하는 단계를 통해 고장 상황에서 고장 종류가 이상 전압인 것으로 판단된 경우, 상기 복구 여부 판단부에 의해, 외부로부터 수동 투입 신호가 수신되었는지의 여부를 판단하는 단계를 더 포함하여,
    고장 종류가 이상 전압인 경우, 상기 수동 투입 신호 및 상기 고장 복구 정보 모두가 수신된 경우 차단기 투입 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 메시지 생성부에 의해, 차단기 투입 신호가 생성되면, 고장 복구 메시지를 생성하는 단계; 및
    상기 메시지 생성부에 의해, 상기 고장 복구 메시지를 통신부를 통해 상기 고장 발생 메시지를 관리자 단말기 및 사용자 단말기로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 관리 방법.
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