KR20210069294A - Apparatus and method of measuring power using current transformer - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은, 변류기를 이용한 전력 계측 장치 및 전력 계측 방법에 관한 것이다.The present application relates to a power measuring device and a power measuring method using a current transformer.
일반적으로 전력계측은 전압과 전류를 동시에 계측하여 계산하며, 이는 교류 전력이 가지는 전압과 전류의 위상차에 기인하는 역률 및 부하특성에 따른 전류의 왜율 때문에 전류와 전력이 정비례하지 않기 때문이다.In general, power measurement is calculated by simultaneously measuring voltage and current, because current and power are not directly proportional to power factor due to the phase difference between voltage and current of AC power and distortion of current according to load characteristics.
이러한 이유로 전력 계측을 위해서는 전압과 전류를 동시에 계측해야 하므로, 전력계측 장치가 복잡하고 고가이며, 이러한 구조의 전력측정 장치를 이용하여 전력을 측정하는 경우에 결선 작업에 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.For this reason, since voltage and current must be simultaneously measured for power measurement, the power measuring device is complicated and expensive, and when measuring power using the power measuring device of such a structure, it takes a lot of time for wiring. .
본 출원은, 전력 계측 장치의 구조를 단순화함과 동시에 저비용으로 부하의 전력 측정이 가능하며, 전력 측정시 결선 작업에 걸리는 시간을 줄일 수 있는 변류기를 이용한 전력 계측 장치 및 전력 계측 방법을 제공한다.The present application provides a power measuring device and a power measuring method using a current transformer capable of simplifying the structure of the power measuring device and simultaneously measuring the power of a load at a low cost, and reducing the time required for a wiring operation when measuring power.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 부하에 전력을 공급하는 전력 케이블을 통해 상기 부하로 흐르는 부하 전류를 측정하는 변류기(Current Transformer, CT); 및 측정된 상기 부하 전류로부터 상기 부하의 전력을 구하는 전력 연산부;를 포함하며, 상기 전력 연산부는, 측정된 상기 부하 전류 및 상기 부하의 전류-전력 특성 곡선을 이용하여 상기 부하의 전력을 구하는, 변류기를 이용한 전력 계측 장치가 제공된다.According to a first embodiment of the present invention, a current transformer (CT) for measuring a load current flowing to the load through a power cable for supplying power to the load; and a power calculating unit for obtaining the power of the load from the measured load current, wherein the power calculating unit obtains the power of the load using the measured load current and a current-power characteristic curve of the load. A power measuring device using
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 변류기(Current Transformer, CT)에서, 부하에 전력을 공급하는 전력 케이블을 통해 상기 부하로 흐르는 부하 전류를 측정하는 제1 단계; 및 측정된 상기 부하 전류로부터 상기 부하의 전력을 구하는 제2 단계;를 포함하며, 상기 제2 단계는, 측정된 상기 부하 전류 및 상기 부하의 전류-전력 특성 곡선을 이용하여 상기 부하의 전력을 구하는, 변류기를 이용한 전력 계측 방법이 제공된다.According to a second embodiment of the present invention, in a current transformer (CT), a first step of measuring a load current flowing to the load through a power cable for supplying power to the load; and a second step of obtaining the power of the load from the measured load current, wherein the second step is to obtain the power of the load using the measured load current and the current-power characteristic curve of the load , a power measuring method using a current transformer is provided.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 부하에 전력을 공급하는 전력 케이블에 변류기를 장착하고, 변류기를 통해 흐르는 부하 전류와 부하의 전류-전력 특성 곡선을 이용하여 부하의 전력을 구함으로써, 전력 계측 장치의 구조를 단순화함과 동시에 저비용으로 부하의 전력 측정이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, a current transformer is mounted on a power cable for supplying power to a load, and the load current flowing through the current transformer and the current-power characteristic curve of the load are used to obtain the power of the load. At the same time, it is possible to simplify the structure of the load and measure the power of the load at low cost.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 변류기는 클램프 타입을 채용함으로써 전력 측정시 결선 작업에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the current transformer employs a clamp type, thereby reducing the time required for a wiring operation when measuring power.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 변류기를 이용한 전력 계측 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 부하의 전류-전력 특성 곡선 및 이를 이용한 부하의 전력을 구하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적어도 2 이상의 부하에 대한 전력 계측 장치를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 본 발명의 일 실시 형태에 따른 변류기를 이용한 전력 계측 방법을 설명하는 흐름도이다.1 is a block diagram of a power measuring device using a current transformer according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining a process of obtaining a current-power characteristic curve of a load and power of a load using the current-power characteristic curve according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates an apparatus for measuring power for at least two or more loads according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of measuring power using a current transformer according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited only to the embodiments described below. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 변류기를 이용한 전력 계측 장치의 구성도이다. 한편, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 부하의 전류-전력 특성 곡선 및 이를 이용한 부하의 전력을 구하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a configuration diagram of a power measuring device using a current transformer according to an embodiment of the present invention. Meanwhile, FIG. 2 is a diagram for explaining a current-power characteristic curve of a load and a process of obtaining power of a load using the curve according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 변류기를 이용한 전력 계측 장치를 상세하게 설명한다.First, a power measuring device using a current transformer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 .
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 변류기를 이용한 전력 계측 장치(100)는, 변류기(120)를 포함하는 전력 계측 장치(130), 호스트 서버(110)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1 , a
구체적으로, 변류기(120)는 부하에 전력을 공급하는 전력 케이블(Power Cable, PC)에 장착되어 부하(S)로 흐르는 부하 전류를 측정할 수 있다.Specifically, the
이러한 변류기(120)는 전력 케이블(PC)에 장착이 용이하도록 클램프 타입으로 구성함으로써, 전력 측정시 결선 작업에 걸리는 시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.The
또한, 전력 케이블(PC)이 3상과 같은 다상 전력 케이블인 경우에, 변류기(120)는 다상의 전력 케이블 중 어느 하나에 장착됨으로써, 부하 전류를 측정할 수 있다. 여기서, 부하 전류는 교류 전류의 실효치일 수 있다.In addition, when the power cable PC is a polyphase power cable such as three-phase, the
한편, 전력 연산부(130)는 측정된 부하 전류로부터 부하(S)의 전력을 구할 수 있다. 이러한 전력 연산부(130)는 전원 변환부(131), 메모리(132), 전력 연산부(133) 및 무선 통신부(134)를 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the
구체적으로, 전원 변환부(131)는, 변류기(120)에 흐르는 전류를 전압으로 변환하여 후술하는 전력 연산부(133) 및 무선 통신부(134)에 공급할 수 있다.Specifically, the
메모리(132)는, 부하(S)의 전류-전력 특성 곡선을 나타내는 커브 피팅 함수를 저장하거나 또는 부하의 전류-전력 특성 곡선에 대하여 부하 전류의 구간별로 부하의 전력이 미리 저장된 저장 매체일 수 있다.The
한편, 전력 연산부(133)는, 측정된 부하 전류 및 부하(S)의 전류-전력 특성 곡선을 이용하여 부하(S)의 전력을 구할수 있다.Meanwhile, the
구체적으로, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 전력 연산부(133)는, 메모리(132)를 참조하여, 부하(S)의 전류-전력 특성 곡선을 나타내는 커브 피팅 함수에 위에서 측정한 부하 전류를 대입하여 부하의 전력을 구할 수 있다.Specifically, according to an embodiment of the present invention, the
커브 피팅 함수는 하기와 같은 3차 다항식일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 한다.It should be noted that the curve fitting function may be a cubic polynomial as follows, but is not limited thereto.
[수학식 1][Equation 1]
P= a×I2 + b×I + cP= a×I 2 + b×I + c
여기서, P는 부하 전력, I는 부하 전류, a, b, c는 상수일 수 있다.Here, P may be a load power, I may be a load current, and a, b, and c may be constants.
즉, 도 2 및 수학식 1에 도시된 바와 같이, 변류기(120)에서 측정된 부하 전류(201)가 입력되면, 전력 연산부(133)는 부하의 전류-전력 특성 곡선(200)을 나타내는 커브 피팅 함수에 부하 전류를 대입함으로써 부하의 전력(202)를 구할 수 있다.That is, as shown in FIG. 2 and Equation 1, when the
또는, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 전력 연산부(133)는, 메모리(132)를 참조하여, 부하(S)의 전류-전력 특성 곡선에 대하여 부하 전류의 구간별로 미리 저장된 부하의 전력을 참조하여, 부하 전류에 대응되는 부하의 전력을 구할 수 있다.Or, according to another embodiment of the present invention, the
무선 통신부(134)는, 전력 연산부(133)에서 구한 부하(S)의 전력을 외부 서버(110)로 무선 전송할 수 있다. The
외부 서버(110)는 전력 계측 장치(130)로부터 전송된 부하(S)의 전력을 수신하여 실시간으로 모니터링할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적어도 2 이상의 부하에 대한 전력 계측 장치를 도시하고 있다.3 illustrates an apparatus for measuring power for at least two or more loads according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 2 이상의 부하(S1, S2) 각각에 전력 계측 장치가 구비될 수 있다. As shown in FIG. 3 , a power measuring device may be provided in each of at least two or more loads S1 and S2 .
즉, 제1 부하(S1)에는 제1 전력 계측 장치(320, 330)가 구비될 수 있으며, 제2 부하(S2)에는 제2 전력 계측 장치(340, 350)이 구비될 수 있다. 비록 도 3에서는 2개의 부하(S1, S2) 및 각각에 구비된 전력 계측 장치(320, 330, 340, 350)만을 도시하고 있으나, 이는 발명의 이해를 돕기 위한 것에 불과하며, 3개 이상의 부하에 전력 계측 장치가 구비될 수 있음은 물론이다.That is, the first power measuring
제1 전력 계측 장치(320, 330) 및 제2 전력 계측 장치(340, 350) 각각의 동작은 도 1 내지 도 2에서 설명한 바와 같으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The operation of each of the first power measuring
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 부하에 전력을 공급하는 전력 케이블에 변류기를 장착하고, 변류기를 통해 흐르는 부하 전류와 부하의 전류-전력 특성 곡선을 이용하여 부하의 전력을 구함으로써, 전력 계측 장치의 구조를 단순화함과 동시에 저비용으로 부하의 전력 측정이 가능하다. As described above, according to an embodiment of the present invention, a current transformer is mounted on a power cable for supplying power to a load, and the load power is obtained using the load current flowing through the current transformer and the current-power characteristic curve of the load. By doing so, it is possible to simplify the structure of the power measuring device and measure the power of the load at low cost.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 변류기는 클램프 타입을 채용함으로써 전력 측정시 결선 작업에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the current transformer employs a clamp type, thereby reducing the time required for a wiring operation when measuring power.
마지막으로, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 본 발명의 일 실시 형태에 따른 변류기를 이용한 전력 계측 방법을 설명하는 흐름도이다.Finally, FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of measuring power using a current transformer according to an embodiment of the present invention.
이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 변류기를 이용한 전력 계측 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 3에서 설명된 사항과 중복된 부분에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a power measurement method using a current transformer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 . However, for the sake of simplification of the invention, a description of the overlapping parts with those described in FIGS. 1 to 3 will be omitted.
도 4에 도시된 바와 같이, 변류기(120)는 부하에 전력을 공급하는 전력 케이블(Power Cable, PC)에 장착되어 부하(S)로 흐르는 부하 전류를 측정할 수 있다(S401).As shown in FIG. 4 , the
이러한 변류기(120)는 전력 케이블(PC)에 장착이 용이하도록 클램프 타입으로 구성함으로써, 전력 측정시 결선 작업에 걸리는 시간을 줄일 수 있는 이점이 있음은 상술한 바와 같다.As described above, the
다음, 전력 연산부(130)는 측정된 부하 전류로부터 부하(S)의 전력을 구할 수 있다(S402). 이러한 전력 연산부(130)는 전원 변환부(131), 메모리(132), 전력 연산부(133) 및 무선 통신부(134)를 포함하여 구성될 수 있음은 상술한 바와 같다.Next, the
이러한 전력 연산부(133)는, 측정된 부하 전류 및 부하(S)의 전류-전력 특성 곡선을 이용하여 부하(S)의 전력을 구할수 있다.The
구체적으로, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 전력 연산부(133)는, 메모리(132)를 참조하여, 부하(S)의 전류-전력 특성 곡선을 나타내는 커브 피팅 함수에 위에서 측정한 부하 전류를 대입하여 부하의 전력을 구할 수 있다.Specifically, according to an embodiment of the present invention, the
또는, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 전력 연산부(133)는, 메모리(132)를 참조하여, 부하(S)의 전류-전력 특성 곡선에 대하여 부하 전류의 구간별로 미리 저장된 부하의 전력을 참조하여, 부하 전류에 대응되는 부하의 전력을 구할 수 있다.Or, according to another embodiment of the present invention, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 부하에 전력을 공급하는 전력 케이블에 변류기를 장착하고, 변류기를 통해 흐르는 부하 전류와 부하의 전류-전력 특성 곡선을 이용하여 부하의 전력을 구함으로써, 전력 계측 장치의 구조를 단순화함과 동시에 저비용으로 부하의 전력 측정이 가능하다. As described above, according to an embodiment of the present invention, a current transformer is mounted on a power cable for supplying power to a load, and the load power is obtained using the load current flowing through the current transformer and the current-power characteristic curve of the load. By doing so, it is possible to simplify the structure of the power measuring device and measure the power of the load at low cost.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 변류기는 클램프 타입을 채용함으로써 전력 측정시 결선 작업에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the current transformer employs a clamp type, thereby reducing the time required for a wiring operation when measuring power.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings. It is intended to limit the scope of rights by the appended claims, and it is to those skilled in the art that various forms of substitution, modification and change can be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. it will be self-evident
100, 300: 전력 계측 장치
131, 331, 351: 전원 변환부
132, 332, 352: 메모리
133, 333, 353: 전력 연산부
134, 334, 354: 무선 통신부
200: 부하의 전류-전력 특성 곡선
S, S1, S2: 부하
110: 호스트 서버100, 300: power measuring device
131, 331, 351: power conversion unit
132, 332, 352: memory
133, 333, 353: power calculation unit
134, 334, 354: wireless communication unit
200: current-power characteristic curve of the load
S, S1, S2: load
110: host server
Claims (9)
측정된 상기 부하 전류로부터 상기 부하의 전력을 구하는 전력 연산부;를 포함하며,
상기 전력 연산부는, 측정된 상기 부하 전류 및 상기 부하의 전류-전력 특성 곡선을 이용하여 상기 부하의 전력을 구하는, 변류기를 이용한 전력 계측 장치.
a current transformer (CT) for measuring a load current flowing to the load through a power cable for supplying power to the load; and
It includes; a power calculating unit for obtaining the power of the load from the measured load current,
The power calculator, the measured load current and the current-power characteristic curve of the load to obtain the power of the load, a power measuring device using a current transformer.
상기 전력 연산부는,
상기 부하의 전류-전력 특성 곡선을 나타내는 커브 피팅 함수에 상기 부하 전류를 대입하여 상기 부하의 전력을 구하는, 변류기를 이용한 전력 계측 장치.
According to claim 1,
The power calculator,
A power measuring device using a current transformer to obtain the power of the load by substituting the load current into a curve fitting function representing a current-power characteristic curve of the load.
상기 전력 연산부는,
상기 부하의 전류-전력 특성 곡선에 대하여 부하 전류의 구간별로 미리 저장된 부하의 전력을 참조하여, 상기 부하 전류에 대응되는 부하의 전력을 구하는, 변류기를 이용한 전력 계측 장치.
According to claim 1,
The power calculator,
A power measuring device using a current transformer to obtain the power of the load corresponding to the load current by referring to the power of the load stored in advance for each section of the load current with respect to the current-power characteristic curve of the load.
상기 전력 케이블은, 다상의 전력 케이블을 포함하며,
상기 변류기는, 상기 다상의 전력 케이블 중 어느 하나에 흐르는 부하 전류를 측정하는, 변류기를 이용한 전력 계측 장치.
According to claim 1,
The power cable includes a polyphase power cable,
The current transformer, for measuring a load current flowing in any one of the polyphase power cable, a power measuring device using a current transformer.
상기 부하 전류는,
교류 전류의 실효치인, 변류기를 이용한 전력 계측 장치.
According to claim 1,
The load current is
A power measuring device using a current transformer, which is the effective value of alternating current.
상기 변류기는,
상기 전력 케이블에 장착이 용이하도록 클램프 타입으로 구성된, 변류기를 이용한 전력 계측 장치.
According to claim 1,
The current transformer,
A power measuring device using a current transformer, configured as a clamp type to be easily mounted on the power cable.
상기 전력 계측 장치는,
구한 상기 부하의 전력을 외부 서버로 전송하기 위한 무선 통신부;
를 더 포함하는, 변류기를 이용한 전력 계측 장치.
According to claim 1,
The power measuring device,
a wireless communication unit for transmitting the obtained power of the load to an external server;
Further comprising, a power measuring device using a current transformer.
상기 전력 계측 장치는,
상기 변류기에 흐르는 전류를 전압으로 변환하여 상기 전력 연산부 및 상기 무선 통신부에 공급하는 전원 변환부;
를 더 포함하는, 변류기를 이용한 전력 계측 장치.
8. The method of claim 7,
The power measuring device,
a power conversion unit converting the current flowing through the current transformer into a voltage and supplying it to the power calculating unit and the wireless communication unit;
Further comprising, a power measuring device using a current transformer.
측정된 상기 부하 전류로부터 상기 부하의 전력을 구하는 제2 단계;를 포함하며,
상기 제2 단계는, 측정된 상기 부하 전류 및 부하의 전류-전력 특성 곡선을 이용하여 상기 부하의 전력을 구하는, 변류기를 이용한 전력 계측 방법.A first step of measuring, in a current transformer (CT), a load current flowing to the load through a power cable for supplying power to the load; and
a second step of obtaining the power of the load from the measured load current;
In the second step, the measured load current and the current-power characteristic curve of the load are used to obtain the power of the load, a power measuring method using a current transformer.
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