KR20200116632A - 전력 제어 시스템 - Google Patents

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KR20200116632A
KR20200116632A KR1020190038226A KR20190038226A KR20200116632A KR 20200116632 A KR20200116632 A KR 20200116632A KR 1020190038226 A KR1020190038226 A KR 1020190038226A KR 20190038226 A KR20190038226 A KR 20190038226A KR 20200116632 A KR20200116632 A KR 20200116632A
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황승익
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Abstract

본 발명은 부하에 전력을 공급하거나 차단하기 위한 차단기, 상기 부하에 공급되는 전력, 전류 및 전압을 감지하는 계측기, 및 상기 차단기 및 상기 계측기의 정보를 제공 받아 사용자에게 제공하고, 상기 사용자가 프로그래밍한 동작 알고리즘 및 설정 정보와 상기 계측기의 정보에 기초하여 상기 차단기를 동작시키는 전력 제어부를 포함한다.

Description

전력 제어 시스템{Power Control System}
본 발명은 전력 제어 시스템에 관한 것으로, 사용자가 부하의 전력량을 모니터링(monitoring)할 수 있고 특정 전력량 이상을 사용하는 부하의 전력을 자동으로 차단 및 재 투입할 수 있는 전력 제어 시스템에 관한 것이다.
분전반/배전반 내 위치하는 장치들은 전력을 공급하기 위한 전력선, 전압 레벨을 변환하기 위한 변압기, 각 분기를 연결하고 있는 차단기, 전력 상태를 감시하여 이상 발생시 차단기를 제어하는 계전기, 각종 전력 수치를 계측하는 계측기 및 전력 사용량을 표시하는 계량기 등 다양한 전력 기기들을 포함한다.
이러게 다양한 전력 기기들로 인하여 사용자가 각 기기들이 정상적으로 동작하는지를 검사하거나 각 기기들의 계측 정보를 쉽게 파악하기 힘들다.
본 발명은 부하가 소모하는 전력량을 모니터링할 수 있고, 특정 전력량 이상을 사용하는 부하의 전력을 자동으로 차단 및 재 투입할 수 있는 전력 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 부하에 전력을 공급하거나 차단하기 위한 차단기, 상기 부하에 공급되는 전력, 전류 및 전압을 감지하는 계측기, 및 상기 차단기 및 상기 계측기의 정보를 제공 받아 사용자에게 제공하고, 상기 사용자가 프로그래밍한 동작 알고리즘 및 설정 정보와 상기 계측기의 정보에 기초하여 상기 차단기를 동작시키는 전력 제어부를 포함한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 부하가 소모하는 전력량을 모니터링할 수 있고, 특정 전력량 이상을 사용하는 부하의 전력을 자동으로 차단 및 재 투입할 수 있어 사용자가 예측하여 부하를 운용할 수 있고 에너지를 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 동작 순서도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 차단기(10), 하나 이상의 차단 제어부(11, MOP), 하나 이상의 차단 동작 감지부(12, AX), 하나 이상의 트립 감지부(13, AL), 하나 이상의 계측기(20), 하나 이상의 부하(30), 유선 통신부(40), 무선 통신부(50), 상위 장치(60) 및 유저 인터페이스(70, User Interface)를 포함할 수 있다. 이때, 전력 제어 시스템은 전력을 공급하기 위한 전력선을 더 포함할 수 있다.
차단기(10)는 전력선을 통해 부하(30)로 공급되는 전력을 차단 또는 공급할 수 있는 장치일 수 있다.
차단 제어부(11)는 전력을 차단시키도록 차단기(10)를 동작시키거나 차단된 전력을 재투입(재공급)시키도록 차단기(10)를 동작시키는 장치일 수 있다.
차단 동작 감지부(12)는 차단기(10)의 ON/OFF를 감지하는 장치일 수 있다.
트립 감지부(13)는 차단기(10)의 트립 여부를 감지하는 장치일 수 있다.
계측기(20)는 차단기(10)와 부하(30) 사이에 연결되며, 부하(30)에서 소비되는 전력, 부하(30)에 공급되는 전류 및 전압을 측정할 수 있고, 부하(30)에 공급되는 전력에 이상이 발생하는 것을 감지할 수 있는 장치일 수 있다.
부하(30)는 전력을 소비하는 장치일 수 있다.
상술한, 차단기(10), 차단 제어부(11), 차단 동작 감지부(12), 트립 감지부(13) 및 계측기(20)는 부하(30)에 안정적인 전력을 공급하기 위한 장치로서, 전력을 공급 받는 각 부하(30)마다 배치될 수 있다.
유선 통신부(40)는 차단 제어부(11), 차단 동작 감지부(12) 및 트립 감지부(13)와 유선으로 통신할 수 있고, 상위 장치(60)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 유선 통신부(40)는 전력을 차단 또는 재투입시키도록 차단기(10)를 동작시키기 위해 차단 제어부(11)와 디지털 신호를 사용하여 통신할 수 있다. 유선 통신부(40)는 차단 동작 감지부(12)에서 감지한 차단기(10)의 ON/OFF 상태를 디지털 신호로서 제공 받을 수 있다. 유선 통신부(40)는 트립 감지부(13)에서 감지한 차단기(10)의 트립 여부를 디지털 신호로서 제공 받을 수 있다. 더욱 상세히 설명하면, 유선 통신부(40)는 하이 레벨의 디지털 신호를 차단 제어부(11)에 제공함으로써, 차단 제어부(11)가 차단기(10)를 동작시켜 부하(30)에 전력 공급을 차단하게 할 수 있다. 유선 통신부(40)는 로우 레벨의 디지털 신호를 차단 제어부(11)에 제공함으로써, 차단 제어부(11)가 차단기(10)를 동작시켜 부하(30)에 전력을 재공급하게 할 수 있다. 유선 통신부(40)는 차단기(10)가 ON 상태일 경우 차단 동작 감지부(12)로부터 하이 레벨의 디지털 신호를 제공받을 수 있다. 유선 통신부(40)는 차단기(10)가 OFF 상태일 경우 차단 동작 감지부(12)로부터 로우 레벨의 디지털 신호를 제공받을 수 있다. 유선 통신부(40)는 차단기(10)가 트립되었을 경우 트립 감지부(13)로부터 하이 레벨의 디지털 신호를 제공 받을 수 있다. 유선 통신부(40)는 차단기(10)가 트립되지 않았을 경우 트립 감지부(13)로부터 로우 레벨의 디지털 신호를 제공 받을 수 있다.
유선 통신부(40)는 차단 제어부(11), 차단 동작 감지부(12) 및 트립 감지부(13)와 디지털 신호를 송수신하는 하나이상의 디지털 입출력부(41)를 포함할 수 있다. 유선 통신부(40)는 상위 장치(60)와 통신할 수 있는 유선 통신 모듈(42, COM)을 포함할 수 있다.
무선 통신부(50)는 계측기(20)에서 감지된 정보(부하의 전력 소비량, 부하에 공급되는 전류, 부하에 공급되는 전압 및 부하에 공급되는 전력의 이상 발생 여부)를 무선으로 제공 받고, 상위 장치(60)에 전달할 수 있다.
무선 통신부(50)는 계측기(20)에서 감지된 정보를 무선으로 입력 받는 무선 통신 모듈(51) 및 상위 장치(60)와 통신하는 유선 통신 모듈(52)을 포함할 수 있다.
상위 장치(60)는 유선 통신부(40) 및 무선 통신부(50)와 통신할 수 있는 유선 통신 모듈(61)을 포함하며, 유선 통신부(40) 및 무선 통신부(50)에서 제공되는 정보를 유저 인터페이스(70)를 통해 사용자에게 전달할 수 있다. 이때, 상위 장치(50)는 게이트 웨이(gate way)라고 명칭할 수 있다. 또한, 상위 장치(60)는 유저 인터페이스(70)에서 제공되는 정보를 유선 통신부(40) 및 무선 통신부(50)에 전달할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 사용자가 유저 인터페이스(70)를 통해 차단 동작 감지부(12), 트립 감지부(13) 및 계측기(20)가 감지한 정보들을 제공 받을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 계측기(20)가 부하(30)에 공급되는 전력에 이상을 감지하였을 경우 차단 제어부(11)를 통해 차단기(10)를 동작시켜 부하(30)에 공급되는 전력을 차단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 차단기(10), 하나 이상의 차단 제어부(11, MOP), 하나 이상의 차단 동작 감지부(12, AX), 하나 이상의 트립 감지부(13, AL), 하나 이상의 계측기(20), 하나 이상의 부하(30), 전력 제어부(100) 및 유저 인터페이스(70, User Interface)를 포함할 수 있다. 이때, 전력 제어 시스템은 전력을 공급하기 위한 전력선을 더 포함할 수 있다.
차단기(10)는 전력선을 통해 부하(30)로 공급되는 전력을 차단 또는 공급할 수 있는 장치일 수 있다.
차단 제어부(11)는 전력을 차단시키도록 차단기(10)를 동작시키거나 차단된 전력을 재투입(재공급)시키도록 차단기(10)를 동작시키는 장치일 수 있다.
차단 동작 감지부(12)는 차단기(10)의 ON/OFF를 감지하는 장치일 수 있다.
트립 감지부(13)는 차단기(10)의 트립 여부를 감지하는 장치일 수 있다.
계측기(20)는 차단기(10)와 부하(30) 사이에 연결되며, 부하(30)에서 소비되는 전력, 부하(30)에 공급되는 전류 및 전압을 측정할 수 있고, 부하(30)에 공급되는 전력에 이상이 발생하는 것을 감지할 수 있는 장치일 수 있다.
부하(30)는 전력을 소비하는 장치일 수 있다.
상술한, 차단기(10), 차단 제어부(11), 차단 동작 감지부(12), 트립 감지부(13) 및 계측기(20)는 부하(30)에 안정적인 전력을 공급하기 위한 장치로서, 전력을 공급 받는 각 부하(30)마다 배치될 수 있다.
전력 제어부(100)는 차단 제어부(11), 차단 동작 감지부(12) 및 트립 감지부(13)와 유선으로 통신할 수 있고, 계측기(20)와 무선으로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전력 제어부(100)는 전력을 차단 또는 재투입시키도록 차단기(10)를 동작시키기 위해 차단 제어부(11)와 디지털 신호를 사용하여 통신할 수 있다. 전력 제어부(100)는 차단 동작 감지부(12)에서 감지한 차단기(10)의 ON/OFF 상태를 디지털 신호로서 제공 받을 수 있다. 전력 제어부(100)는 트립 감지부(13)에서 감지한 차단기(10)의 트립 여부를 디지털 신호로서 제공 받을 수 있다. 더욱 상세히 설명하면, 전력 제어부(100)는 하이 레벨의 디지털 신호를 차단 제어부(11)에 제공함으로써, 차단 제어부(11)가 차단기(10)를 동작시켜 부하(30)에 전력 공급을 차단하게 할 수 있다. 전력 제어부(100)는 로우 레벨의 디지털 신호를 차단 제어부(11)에 제공함으로써, 차단 제어부(11)가 차단기(10)를 동작시켜 부하(30)에 전력을 재공급하게 할 수 있다. 전력 제어부(100)는 차단기(10)가 ON 상태일 경우 차단 동작 감지부(12)로부터 하이 레벨의 디지털 신호를 제공받을 수 있다. 전력 제어부(100)는 차단기(10)가 OFF 상태일 경우 차단 동작 감지부(12)로부터 로우 레벨의 디지털 신호를 제공받을 수 있다. 전력 제어부(100)는 차단기(10)가 트립되었을 경우 트립 감지부(13)로부터 하이 레벨의 디지털 신호를 제공 받을 수 있다. 전력 제어부(100)는 차단기(10)가 트립되지 않았을 경우 트립 감지부(13)로부터 로우 레벨의 디지털 신호를 제공 받을 수 있다. 또한, 전력 제어부(100)는 계측기(20)에서 감지된 정보(부하의 전력 소비량, 부하에 공급되는 전류, 부하에 공급되는 전압 및 부하에 공급되는 전력의 이상 발생 여부)를 무선으로 제공받을 수 있다.
전력 제어부(100)는 하나이상의 디지털 입출력부(101), 무선 통신 모듈(102), 유선 통신 모듈(103), CPU(104) 및 메모리(105)를 포함할 수 있다.
디지털 입출력부(101)는 차단 제어부(11), 차단 동작 감지부(12) 및 트립 감지부(13)와 디지털 신호를 송수신하고, CPU(104)와 디지털 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.
무선 통신 모듈(102)은 계측기(20)에서 감지된 정보를 무선으로 입력 받아 CPU(104)에 전달할 수 있다.
유선 통신 모듈(103)은 유저 인터페이스(70)와 CPU(104) 사이에 배치되어, 사용자가 CPU(104)로부터 원하는 정보를 제공 받을 수 있거나, 사용자가 프로그래밍한 동작 알고리즘을 CPU(104)에 제공할 수 있다.
CPU(104)는 디지털 입출력부(101), 무선 통신 모듈(102), 유선 통신 모듈(103) 및 메모리(105)와 디지털 신호를 송수신할수 있다. CPU(104)는 유선 통신 모듈(103)을 통해 사용자가 입력하는 정보들(부하에 따른 소비 전력량 설정, 자동 차단 설정, 차단 부하 설정 및 동작 알고리즘 등)을 메모리(105)에 전달할 수 있다. 또한, CPU(104)는 사용자의 요청시 즉, 유저 인터페이스(70) 및 유선 통신 모듈(103)을 통해 사용자가 요청할 경우 디지털 입출력부(101) 및 무선 통신 모듈(102)을 통해 입력되는 정보(차단기의 ON/OFF, 차단기의 트립 여부 및 계측기(20)에서 감지된 정보)들을 간단한 연산을 통해 메모리(105)에 전달하여 저장시키거나, 유선 통신 모듈(103)을 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 더불어, CPU(104)는 메모리(105)에 저장된 사용자가 프로그래밍한 동작 알고리즘에 따라 차단기(10)를 동작시킬 수 있다.
메모리(105)는 CPU(104)에서 전달하는 정보를 저장하고, 저장된 정보를 CPU(105)에 전달할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 사용자가 요구하는 정보들(차단기의 ON/OFF 정보, 차단기의 트립 여부 정보 및 계측기에서 감지된 정보)을 간단한 연산을 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 설정한 기간동안 차단기의 트립 횟수, 설정한 기간동안 부하가 소비한 전력 및 설정한 기간동안 부하에 공급된 평균 전류 등을 사용자에게 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 사용자가 프로그래밍한 동작 알고리즘 및 설정 정보를 저장하고, 저장된 정보에 따라 동작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 동작 순서도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 상술한 바와 같이, 사용자가 프로그래밍한 동작 알고리즘 및 설정 정보에 따라 동작할 수 있으며, 도 3은 이를 예시한 동작 순서도이다.
사용자는 유저 인터페이스(70)를 통해, 전력 제어부(100)의 메모리(105)에 도 3과 같은 동작 알고리즘 및 설정 정보(기간 입력, 전력량 설정, 자동 차단 설정, 차단 부하 설정)를 저장(S10)시킬 수 있다.
CPU(104)는 메모리(105)의 저장된 동작 알고리즘과 설정 정보를 제공 받아 다음과 같이 동작할 수 있다.
기간 입력에 따른 기간 동안 계측기(20)로부터 감지되는 부하(30)의 소비 전력량을 모니터링하여 부하(30)의 소비 전력량이 설정된 전력량(50%, 80%, 100%)에 도달하면 유저 인터페이스(70)를 통해 사용자에게 알람을 제공(S20)할 수 있다.
부하(30)의 소비 전력량과 설정된 전력량을 비교하는 동작(S30)을 수행할 수 있다.
만약, 부하(30)의 소비 전력량이 설정된 전력량에 도달하지 못하면(아니오) 계측기(20)로부터 감지되는 부하(30)의 소비 전력량을 모니터링하는 단계(S20)로 다시 진입한다.
한편, 부하(30)의 소비 전력량이 설정된 전력량을 초과하면(예) 부하(30)에 공급되는 전력을 차단하는 자동 차단이 설정되어 있는지를 판단(S40)한다.
부하(30)의 소비 전력량이 설정된 전력량을 초과하더라도 자동 차단이 설정되어 있지 않으면(아니오) 부하(30)의 소비 전력량을 모니터링하는 단계(S20)로 다시 진입한다.
자동 차단이 설정되면(예) 부하(30)의 소비 전력량이 설정된 전력량을 초과할 경우 설정된 부하(30)에 공급되는 전력을 차단(S50)시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 CPU(104) 및 메모리(105)를 포함하여, 사용자가 프로그래밍한 동작 알고리즘 및 설정한 정보에 따라 동작할 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 단순히 차단기 및 계측기의 정보를 사용자에게 전달하는 것뿐만 아니라 간단한 연산을 통해 사용자가 원하는 정보를 제공할 수 있다. 더불어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템은 유저 인터페이스(70)를 통해 차단기 및 계측기 정보를 사용자에게 전달하기 위한 상위 장치(gate way)가 불필요하다. 도 1 및 도 2에 도시된 유선 통신 모듈을 무선 통신 모듈로, 무선 통신 모듈을 유선 통신 모듈로 변경하는 것은 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 정도의 단순 설계 변경일 것이다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10: 차단기 20: 계측기
30: 부하 70: 유저 인터페이스
100: 전력 제어부

Claims (5)

  1. 부하에 전력을 공급하거나 차단하기 위한 차단기;
    상기 부하에 공급되는 전력, 전류 및 전압을 감지하는 계측기; 및
    상기 차단기 및 상기 계측기의 정보를 제공 받아 사용자에게 제공하고, 상기 사용자가 프로그래밍한 동작 알고리즘 및 설정 정보와 상기 계측기의 정보에 기초하여 상기 차단기를 동작시키는 전력 제어부를 포함하는 전력 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 제어부에 의해 상기 부하에 전력을 공급하거나 차단하는 상기 차단기의 동작을 제어하는 차단 제어부,
    상기 차단기의 ON/OFF를 감지하여 감지 결과를 상기 전력 제어부에 제공하는 차단 동작 감지부,
    상기 차단기의 트립 여부를 감지하여 감지 결과를 상기 전력 제어부에 제공하는 트립 감지부를 더 포함하는 전력 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단기 및 상기 계측기의 정보 중 상기 차단기의 정보는 상기 차단기의 ON/OFF 및 상기 차단기의 트립 여부이고,
    상기 계측기의 정보는 상기 부하에 공급되는 전력, 전류 및 전압인 전력 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전력 제어부는
    상기 차단 제어부, 상기 차단 동작 감지부 및 상기 트립 감지부와 디시털 신호를 송수신하는 디지털 입출력부,
    상기 계측기 및 사용자의 유저 인터페이스와 각각 통신하는 통신 모듈,
    상기 디지털 입출력부, 상기 통신 모듈 및 메모리와 통신하며, 연산 동작 및 상기 동작 알고리즘을 수행하는 CPU, 및
    상기 CPU로부터 제공되는 정보를 저장하거나, 저장된 정보를 상기 CPU 로 제공하는 상기 메모리를 포함하는 전력 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 CPU는
    상기 디지털 입출력부를 통해 제공되는 상기 차단기 및 상기 계측기의 정보를 연산하여 연산 결과를 상기 유저 인터페이스를 통해 상기 사용자에게 제공하며,
    상기 사용자가 프로그래밍한 동작 알고리즘 및 설정 정보를 상기 유저 인터페이스 및 상기 통신 모듈을 통해 입력 받아 상기 메모리에 전달하고,
    상기 메모리에 저장된 동작 알고리즘 및 설정 정보에 기초하여 상기 차단기를 동작시키는 전력 제어 시스템.
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WO2024134601A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-27 Basis NZ Limited Power distribution systems and devices and method for operating and configuring the same

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