KR20220055582A - 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치 및 방법 - Google Patents

변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부하의 전압 변동에 따라 그에 대응되는 릴레이를 선택 구동하고, 인접하는 전압(전류) 제어소자의 내압특성을 낮추고, 선택된 릴레이를 통하여 변압기의 전원 조정탭을 자동으로 전환하는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치 및 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치는, 입력측 전압 내에서 탭 단위로 전원 조정탭이 선택되는 1차측 권선과, 상기 선택된 전원 조정탭의 전압에 의해 유도된 2차측 전압을 부하측으로 출력하는 2차측 권선을 포함하는 코일 권선부; 상기 2차측 전압을 검출하는 전압 검출부; 상기 2차측 전압이 변동되는 경우, 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 출력하는 제어부; 및 상기 전원 조정탭 전환 명령에 따라, 상기 변동된 2차측 전압에 대응되는 릴레이로 스위칭하여 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 전환하는 스위칭부를 포함할 수 있다.

Description

변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치 및 방법{Method and device for switching a power adjustment tap in transformer}
본 발명은 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변압기에서 부하 측의 전압 변동을 감지하여 그에 대응되는 릴레이를 선택하여 구동하고, 선택된 릴레이를 통하여 변압기의 전원 조정탭을 자동으로 전환함으로써 전압(전류) 제어 소자의 내압 특성을 개선할 수 있도록 하는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 대규모의 상업적인 신재생 에너지 분야에서 분산 전원은 배전선로에 연계되는데, 전압의 불안정, 계통 등의 문제를 비롯하여 저전압 및 과전압이 발생하고, 고조파로 인한 여자돌입전류 등의 피해가 발생한다.
출력 전압의 변동이 발생할 때마다 전기 공급자는 수시로 변압기의 탭 전환기를 수동으로 조정하여야 한다. 이 때 하나의 탭 조정을 위한 정전 작업으로 인해 관리 비용이 증가하고, 인적 사고 및 변압기의 수명 절하가 발생한다.
예컨대 무정전 작업으로 불완전한 스위치 전환 또는 탭 설정의 변경으로 인해 탭 전환기에서 발생되어 축적된 열은 빠르게 변압기의 심각한 고장을 초래할 수 있다.
이로 인하여 변압기 및 관련된 장치의 교체 비용과 교체하는 데 걸리는 작업 중단 시간 면에 있어서 상당히 비용이 많이 들고 작업자에 대한 위험 가능성도 있다.
또한, 종래 변압기의 부하측 전압 변동에 따른 탭 전환 시에는 작업자가 변압기의 전원 공급을 오프시킨 상태에서 수동으로 전원탭을 전환시키고 다시 변압기에 전원이 인가되도록 하는 방식으로 수행되었다.
따라서 탭 전환시 발생하는 여자돌입전류 및 노이즈 등으로 인하여 전자기기에 안정된 전류 공급이 이루어지지 않아 오동작이 발생하거나, 변압기의 수명 또한 짧아지는 원인이 되었다.
관련 선행 특허 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0624496호(2006년09월08일 등록)가 있으며, 상기 문헌에는 변압기의 초기 전원 인가 및 탭 전환시 발생되는 여자돌입전류와 여자 과전류 방지 장치 및 그 제어 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 변압기에서 부하 측의 전압 변동을 감지하여 그에 대응되는 릴레이를 선택하여 구동하고, 선택된 릴레이를 통하여 변압기의 전원 조정탭을 자동으로 전환함으로써 전압(전류) 제어 소자의 내압 특성을 개선할 수 있도록 하는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치는, 입력측 전압 내에서 탭 단위로 전원 조정탭이 선택되는 1차측 권선과, 상기 선택된 전원 조정탭의 전압에 의해 유도된 2차측 전압을 부하측으로 출력하는 2차측 권선을 포함하는 코일 권선부; 상기 2차측 전압을 검출하는 전압 검출부; 상기 2차측 전압이 변동되는 경우, 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 출력하는 제어부; 및 상기 전원 조정탭 전환 명령에 따라, 상기 변동된 2차측 전압에 대응되는 릴레이로 스위칭하여 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 전환하는 스위칭부를 포함할 수 있다.
상기 탭 단위는 500V, 600V, 700V 중 하나이고, 상기 스위칭부는 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 500V 단위로 전환하거나 600V 단위로 전환하거나 700V 단위로 전환할 수 있다.
상기 스위칭부는, 0V 릴레이로부터 탭 단위마다 릴레이를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 2차측 전압은, 220V 내지 230V의 전압 내에서 5V 단위로 변동하거나, 또는 225V 내지 235V의 전압 내에서 7V 단위로 변동할 수 있다.
상기 2차측 전압이 220V 내지 230V의 전압 내에서 235V 이상으로 검출된 경우, 상기 제어부는 상기 2차측 전압이 230V가 되도록 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 230V 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 명령하는 전원 조정탭 전환 명령을 상기 스위칭부로 출력할 수 있다.
상기 입력측 전압은 13200V 또는 19200V이고, 상기 1차측 권선의 전원 조정탭은 상기 입력측 전압 내에서 탭 단위로 플러스(+) 전압의 전원 조정탭으로 전환되거나, 또는 마이너스(-) 전압의 전원 조정탭으로 전환될 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 방법은, 입력측 전압 내에서 탭 단위로 전원 조정탭이 선택되는 1차측 권선과, 상기 선택된 전원 조정탭의 전압에 의해 유도된 2차측 전압을 부하측으로 출력하는 2차측 권선을 포함하는 변압기 전원 조정탭 자동 전환 방법으로서, (a) 전압 검출부가 상기 2차측 전압을 검출하는 단계; (b) 상기 2차측 전압이 변동되는 경우, 제어부가 상기 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 스위칭부로 출력하는 단계; (c) 상기 스위칭부가 상기 전원 조정탭 전환 명령에 따라, 상기 변동된 2차측 전압에 대응되는 릴레이로 스위칭하는 단계; 및 (d) 상기 스위칭부가 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계에서 상기 제어부는, 상기 2차측 전압이 225V 내지 235V 이내에서 하나의 전압에서 다른 전압으로 5V 또는 7V 단위로 변동되는 경우, 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 상기 스위칭부로 출력할 수 있다.
상기 (b) 단계에서 상기 제어부는, 상기 2차측 전압이 225V 내지 235V 이내에서 하나의 전압에서 다른 전압으로 235V 이상의 전압으로 변동되는 경우, 상기 2차측 전압이 230V가 되도록 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 230V 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 명령하는 전원 조정탭 전환 명령을 상기 스위칭부로 출력할 수 있다.
상기 입력측 전압은 13200V 또는 19200V이고, 상기 (d) 단계에서 상기 스위칭부는, 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 상기 입력측 전압 내에서 탭 단위로 플러스(+) 전압의 전원 조정탭으로 전환하거나, 또는 마이너스(-) 전압의 전원 조정탭으로 전환할 수 있다.
본 발명은 부하 측의 전압 변동에 따라 그에 대응되는 릴레이를 선택하여 구동함에 따라 인접하는 전압(전류) 제어 소자의 내압 특성을 낮출 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 부하 측의 전압 변동에 따라 릴레이 및 사이리스터(SCR)를 통하여 변압기의 탭 전환을 실행함으로써 회로의 간소화를 구현할 수 있다.
그리고, 본 발명은 변압기의 출력 전압 변동에 따른 탭 전환을 단독으로 실행할 수 있으며, 또한 원격지에서도 변압기의 탭 전환을 원격으로 제어할 수 있어, 관리자 또는 작업자가 변압기가 있는 장소에까지 가지 않아도 변압기를 용이하게 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 코일 권선부에 연결된 스위칭부의 전원 조정탭 연결 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭부의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 NFC 태그 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 NFC 태그 장치의 제 1 포트 및 제 2 포트의 결합을 설명하기 위한 회로도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 변환 장치 및 방법을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(100)는, 코일 권선부(110), 전압 검출부(120), 제어부(130) 및 스위칭부(140)를 포함할 수 있다.
코일 권선부(110)는 입력측 전압 내에서 탭 단위로 전원 조정탭이 선택되는 1차측 권선과, 선택된 전원 조정탭의 전압에 의해 유도된 2차측 전압을 부하측으로 출력하는 2차측 권선을 포함한다.
여기서, 코일 권선부(110)에서 입력측 전압은 13200V 또는 19200V일 수 있고, 탭 단위는 500V, 600V, 700V 중 하나일 수 있다. 이때 탭 단위는 이에 한정되지 않고, 800V, 900V, 1000V 중 하나로 할 수 있고, 550V, 650V, 750V 중 하나로 할 수도 있다. 탭 단위는 제작자 또는 제조업체의 설계 변경에 따라 특정 전압 단위로 할 수 있다.
1차측 권선의 전원 조정탭은 입력측 전압 내에서 탭 단위로 플러스(+) 전압의 전원 조정탭으로 전환되거나, 또는 마이너스(-) 전압의 전원 조정탭으로 전환될 수 있다.
코일 권선부(110)는, 3 개의 전원선이 Y-결선하여 1차측 권선에 연결된 삼상 변압기로 구현될 수 있다.
1차측 권선은 입력측 전압에 따른 제1 전압 내지 제N 전압에 각각 대응된 제1 내지 제N 전원 조정탭을 구비할 수 있다. 예를 들면, N이 4이고, 탭 단위가 600V인 경우, 제1 전압은 0V이고, 제2 전압은 600V이며, 제3 전압은 1200V이며, 제4 전압은 1800V가 될 수 있다. 따라서 제1 내지 제N 전원 조정탭은 0V 전원 조정탭, 600V 전원 조정탭, 1200V 전원 조정탭, 1800V 전원 조정탭이 될 수 있다. 또한, N이 6이고, 탭 단위가 500V인 경우, 제1 전압은 -1000V이고, 제2 전압은 -500V이며, 제3 전압은 0V이며, 제4 전압은 +500V이며, 제5 전압은 +1000V이며, 제6 전압은 +1500V가 될 수 있다. 따라서 제1 내지 제N 전원 조정탭은 -1000V 전원 조정탭, -500V 전원 조정탭, 0V 전원 조정탭, +500V 전원 조정탭, +1000V 전원 조정탭, +1500V 전원 조정탭이 될 수 있다.
2차측 권선은 1차측 권선에서 선택된 전원 조정탭의 전압에 의해 유도된 2차측 전압을 부하측으로 출력한다.
전압 검출부(120)는 코일 권선부(110)에서 출력되는 2차측 전압을 검출한다. 이때, 코일 권선부(110)의 2차측 권선에서 발생된 2차측 전압은, 220V 내지 230V의 전압 내에서 예를 들면, 5V 단위로 변동되거나, 225V 내지 235V의 전압 내에서 7V 단위로 변동될 수 있다.
제어부(130)는 전압 검출부(120)를 통해 검출된 2차측 전압이 변동되는 경우, 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 출력한다.
예를 들면, 제어부(130)는, 2차측 전압이 225V에서 230V로 변동되는 경우, 1차측 권선의 전원 조정탭을 230V에 대응되는 1500V 전원 조정탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 스위칭부(140)로 출력할 수 있다.
또한, 제어부(130)는, 예를 들어, 2차측 전압이 220V 내지 230V의 전압 내에서 235V 이상으로 검출된 경우, 2차측 전압이 230V가 되도록 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 230V 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 명령하는 전원 조정탭 전환 명령을 스위칭부(140)로 출력할 수 있다.
스위칭부(140)는 제어부(130)의 전원 조정탭 전환 명령에 따라, 변동된 2차측 전압에 대응되는 릴레이로 스위칭하여 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 스위칭 전환한다. 여기서, 스위칭부(140)는, 적어도 하나 이상의 릴레이(RLY) 및 사이리스터(SCR)를 포함할 수 있다. 또한, 스위칭부(140)는 트라이액(TRIAC)이나 사이리스터(SCR)를 사용하지 않고, 적어도 하나 이상의 릴레이(RLY)로만 구성할 수도 있다. 이렇게 릴레이로 구성하여 전압(전류) 제어 소자의 내압 특성을 개선할 수 있다.
스위칭부(140)는 0V 릴레이로부터 탭 단위마다 릴레이를 적어도 하나 이상 포함하고, 적어도 하나 이상의 릴레이(RLY)는 예를 들면, 0V 릴레이, 500V 릴레이, 1000V 릴레이, -600V 릴레이, -1200V 릴레이 등을 포함할 수 있다. 탭 단위는 예를 들면, 500V 단위, 600V 단위, 700V 단위 중 하나일 수 있다.
따라서 스위칭부(140)는 1차측 권선의 전원 조정탭을 500V 단위로 전환하거나, 600V 단위로 전환하거나, 700V 단위로 스위칭 전환할 수 있다.
예를 들면, 스위칭부(140)는 탭 단위가 700V인 경우, 1차측 권선의 전원탭을 1400V 릴레이를 구동하여 700V 전원 조정탭에서 1400V 전원 조정탭으로 스위칭 전환하는 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(100)는, 코일 권선부(110)에서 1차측 권선의 선택된 전원 조정탭에 의해 2차측 권선의 출력 전압이 결정될 수 있다. 따라서 2차측 출력 전압이 예컨대, 220V에서 230V로 변동되는 범위 내에서 검출된 2차측 전압에 따라 1차측 권선의 전원 조정탭은 예를 들면, 500V 단위, 600V 단위, 700V 단위 중 하나의 탭 단위로 전환될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(100)는, 도 1에 도시되지는 않았지만 잘 알려진 바와 같이, AC/DC 전원부(Power), DC/DC 전원부, ISO I/O 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 구성은 동일 기술분야에서 일반적으로 사용되는 장치들이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 코일 권선부에 연결된 스위칭부의 전원 조정탭 연결 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭부(140)는, 예를 들면, 컨트롤러 마이크로 칩(Controller Micro Chip)으로 구현할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 전원 조정탭을 포함할 수 있다.
여기서, 전원 조정탭은 적어도 하나 이상의 플러스(+) 전압을 갖는 제1 전원 조정탭(CASE Ι)과, 적어도 하나 이상의 플러스(+) 전압 및 마이너스(-) 전압을 갖는 제2 전원 조정탭(CASE Ⅱ)을 포함할 수 있다.
제1 전원 조정탭(CASE Ι)은 예를 들면, 탭 단위가 500V인 경우, OV 전원 조정탭, 500V 전원 조정탭, 1000V 전원 조정탭, 1500V 전원 조정탭을 포함하고, 탭 단위가 600V인 경우, OV 전원 조정탭, 600V 전원 조정탭, 1200V 전원 조정탭, 1800V 전원 조정탭을 포함할 수 있다. 즉, 제1 전원 조정탭(CASE Ι)은 플러스(+) 전원 조정탭만으로 구성된 예를 나타낸 것이다.
제2 전원 조정탭(CASE Ⅱ)은 예를 들면, 탭 단위가 500V인 경우, -1000V 전원 조정탭, -500V 전원 조정탭, OV 전원 조정탭, 500V 전원 조정탭, 1000V 전원 조정탭, 1500V 전원 조정탭을 포함하고, 탭 단위가 600V인 경우, -1200V 전원 조정탭, -600V 전원 조정탭, OV 전원 조정탭, 600V 전원 조정탭, 1200V 전원 조정탭, 1800V 전원 조정탭을 포함할 수 있다. 즉, 제2 전원 조정탭(CASE Ⅱ)은 플러스(+) 전원 조정탭과 마이너스(-) 전원 조정탭이 포함된 구성을 예시적으로 나타낸 것이다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(100)는, 2차측 전압 조정탭(5~nV)의 전압이 결정되어지면, 스위칭부(140)의 전원 조정탭 스위칭 선택에 의해, 1차측 전압 조정탭(5 ㅧ M~n ㅧ MV)의 전압이 결정 되어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭부의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭부(140)는, 각 전원 조정탭마다 그에 대응되는 릴레이(RLY)가 각각 연결될 수 있다.
즉, 스위칭부(140)는 적어도 하나 이상의 릴레이(RLY) 및 트라이액(TRIAC)을 포함할 수 있다. 여기서, 트라이액은 2방향성 3단자 사이리스터(thyristor)로 구현할 수 있다.
제1 전원 조정탭(CASE Ι)에서, 각 전원 조정탭과 그에 대응되는 릴레이(RLY)는, 예를 들면, 탭 단위가 500V인 경우, 0V 전원 조정탭(HK2)에 제2 릴레이(RLY2)가 연결되고, 1000V 전원 조정탭(HK4)에 제4 릴레이(RLY4)가 연결되며, 500V 전원 조정탭(HK5)에 제5 릴레이(RLY5)가 연결되며, 1500V 전원 조정탭(HK6)에 제6 릴레이(RLY6)가 연결될 수 있다.
또한, 제1 전원 조정탭(CASE Ι)에서, 탭 단위가 600V인 경우, 예를 들면, 600V 전원 조정탭(HK5)에 제5 릴레이(RLY5)가 연결되고, 1200V 전원 조정탭(HK4)에 제4 릴레이(RLY4)가 연결되며, 1800V 전원 조정탭에 제6 릴레이(RLY6)가 연결될 수 있다.
제2 전원 조정탭(CASE Ⅱ)의 경우, 각 전원 조정탭과 그에 대응되는 릴레이(RLY)는, 제1 전원 조정탭(CASE Ι)의 각 릴레이에, 예를 들면, -500V 전원 조정탭(HK8)에 연결된 제8 릴레이(RLY8) 및 -1000V 전원 조정탭(HK7)에 연결된 제7 릴레이(RLY7)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제2 전원 조정탭(CASE Ⅱ)에서, 탭 단위가 600V인 경우, 제1 전원 조정탭(CASE Ι)의 각 릴레이에, 예를 들면, -600V 전원 조정탭(HK8)에 연결된 제8 릴레이(RLY8) 및 -1200V 전원 조정탭(HK7)에 연결된 제7 릴레이(RLY7)를 더 포함할 수 있다.
각 사이리스터(Q4, Q5, Q6, Q7 SCR CAG)는 동일 기술분야에서 일반적으로 동작되는 바와 같이 동작하며, 각 채널(SCR_CH1, SCR_CH2) 별로 구성하여 동작시킬 수 있다. 사이리스터는 실리콘 제어 정류소자로서, 소형이고 응답 속도가 빠르며, 대전력(大電力)을 미소한 압력으로 제어할 수 있을 뿐 아니라 수명이 반영구적이고 단단하므로 전력 계통 제어에 사용한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(200)는, 원격지에서 변압기의 전원 조정탭을 원격을 전환하는 구성으로서, 코일 권선부(110), 전압 검출부(120), 제어부(130), 스위칭부(140), 통신부(150) 및 원격 조종 장치(160)를 포함할 수 있다.
여기서, 코일 권선부(110), 전압 검출부(120), 제어부(130), 스위칭부(140)는 도 1에서 설명한 바와 동일한 구성 및 동작을 갖는다.
통신부(150)는 외부 장치와 통신하기 위한 것으로서, 통신망을 통하여 원격 조종 장치(160)와 데이터를 송수신한다.
원격 조종 장치(160)는 원격지에서 통신부(150)를 통하여 변압기의 변동된 2차측 전압 데이터를 수신하면, 화면 상에 디스플레이하거나, 음성으로 출력하여 사용자가 확인할 수 있도록 하고, 이후 사용자의 조작에 따라 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하는 명령을 송출한다.
즉, 제어부(130)는, 전압 검출부(120)를 통해 검출된 2차측 전압 값을 통신부(150)를 통하여 원격 조종 장치(160)로 전송하고, 원격 조종 장치(160)로부터 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하는 명령을 수신하여 스위칭부(140)로 인가하는 것이다.
여기서, 원격 조종 장치(160)가 사용자가 휴대하는 스마트 단말기인 경우에, 스마트 단말기에는 변압기 원격 조종 어플리케이션이 설치되고, 사용자는 변압기 원격 조종 어플리케이션을 통하여 변압기의 2차측 전압 변동을 확인할 수 있고, 그에 따른 탭 전환을 선택하여 조종하거나, 각 전압 변동 값에 대응된 탭 전환을 미리 설정해 두고, 2차측 전압 변동에 따라 자동으로 탭 전환 명령을 전송하고, 그에 따른 탭 전환 완료 상태를 수신하여 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(100)는, 전압 검출부(120)에서 2차측 전압을 검출한다(S510).
이때, 전압 검출부(120)는 아날로그/디지털 변환기를 구비하고, 이를 통하여 2차측 전압을 검출하여 디지털 데이터로 변환한 후 제어부(130)로 전달한다.
이어, 제어부(130)는 전압 검출부(120)를 통해 검출된 2차측 전압에 변동이 있는지를 판단한다(S520).
예를 들면, 제어부(130)는, 부하측의 전압이 225V 내지 235V 이내에서 하나의 전압에서 다른 전압으로 7V 단위로 변동이 있는지, 또는 235V 이상의 전압으로 변동이 있는지를 판단할 수 있다.
이어, 제어부(130)는 2차측 전압에 변동이 있는 경우에, 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 스위칭부(140)로 출력한다(S530).
예를 들면, 제어부(130)는, 변동된 전압에 대응되는 전원 조정탭에 대하여, OV 전원 조정탭, 600V 전원 조정탭, 1200V 전원 조정탭, 1800V 전원 조정탭 중 하나로 전환하는 명령을 스위칭부(140)로 출력할 수 있다.
또한, 제어부(130)는, 2차측 전압이 225V 내지 235V 이내에서 하나의 전압에서 다른 전압으로 235V 이상의 전압으로 변동되는 경우, 2차측 전압이 230V가 되도록 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 230V 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 명령하는 전원 조정탭 전환 명령을 스위칭부(140)로 출력할 수 있다.
예를 들면, 제어부(130)는, 2차측 전압이 225V에서 230V로 변동되는 경우, 1차측 권선의 전원 조정탭을 230V에 대응되는 1500V 전원 조정탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 스위칭부(140)로 출력할 수 있다.
이에, 스위칭부(140)는 제어부(130)로부터 전달받은 전원 조정탭 전환 명령에 따라 변동된 2차측 전압에 대응되는 릴레이로 스위칭한다(S540).
즉, 스위칭부(140)는, 2차측 전압이 225V에서 230V로 변동되는 경우, 제어부(130)의 전원 조정탭 전환 명령에 따라, 예를 들면, 225V에 대응되는1000V 릴레이에서 230V에 대응되는 1500V 릴레이로 스위칭 전환할 수 있다.
따라서 스위칭부(140)는 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 전환한다(S550).
즉, 스위칭부(140)는 1차측 권선의 전원 조정탭에 대하여, 2차측 전압이 225V에서 230V로 변동되는 경우, 예를 들면, 1000V 전원 조정탭에서 500V 탭 단위로 1500V 전원 조정탭으로 전환하는 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치의 구성 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(600)는, 작업자 또는 관리자가 자신이 휴대하는 사용자 단말기(610)에 변압기 관리 어플리케이션을 설치하고, 이 변압기 관리 어플리케이션을 통하여 부하측의 전압 변동을 수신하면, 사용자 단말기(610)의 태깅(Tagging)을 통하여 변압기 탭전환 장치에서 부하측 전압 변동에 대응된 전원 조정탭으로 자동 전환하는 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(600)는, 사용자 단말기(610), NFC 태그 장치(620) 및 변압기 탭전환 장치(630)를 포함한다.
여기서, 변압기 탭전환 장치(630)는 도 1에서 설명된 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(100)를 의미하는 것으로서, 편의상 '변압기 탭전환 장치'로 칭하여 설명한다.
사용자 단말기(610)는 관리자 또는 작업자 등이 휴대하는 단말기로서, 내부에 NFC(Near Field Communication) 모듈이 구비되고, 사용자에 의해 NFC 태그 장치(620)에 근접시 NFC 태깅을 수행한다.
또한, 사용자 단말기(610)는 변압기 관리 어플리케이션이 설치되고, 이를 통하여 부하측의 전압 변동을 수신하여 디스플레이하거나, 태깅 동작을 통하여 변압기 탭 전환 명령을 NFC 태그 장치(620)를 통하여 변압기 탭전환 장치(630)로 전송한다.
NFC 태그 장치(620)는 변압기 탭전환 장치(630)와 연동하고, 액세스 주소 번지가 기록된 액세스 어드레스 플래그 영역을 구비하여 변압기 탭전환 장치(630) 및 사용자 단말기(610)와 공유한다.
또한, 사용자 단말기(610)는 액세스 어드레스 플래그 영역에 기록된 액세스 주소 번지를 확인하여 해당 액세스 주소 번지의 데이터 영역에 탭 전환 명령을 기록하면 NFC 태그 장치(620)가 데이터 영역의 액세스 주소 번지에서 탭 전환 명령을 읽어와 변압기 탭전환 장치(630)로 전송할 수 있다.
여기서, 사용자 단말기(610)는 가입자 유닛, 가입자국, 이동국, 모바일, 원격국, 원격 단말, 모바일 디바이스, 사용자 단말, 무선 통신 디바이스, 사용자 에이전트, 사용자 디바이스 또는 사용자 장비(UE)로도 지칭될 수 있다.
사용자 단말기(610)는 셀룰러 폰, 무선 전화, 세션 시작 프로토콜(SIP) 전화, 무선 로컬 루프(WLL) 스테이션, 개인 디지털 보조기기(PDA), 무선 접속 능력을 가진 핸드헬드 디바이스, 연산 디바이스 또는 무선 모뎀에 접속된 다른 처리 디바이스일 수도 있다. 하지만, 이러한 용어에 국한되어 사용자 단말기(610)를 제한해서는 아니된다. 사용자 단말기(610)는 NFC 태그 장치(620)와의 무선 근거리 통신을 위해 액티브 장치인 NFC 모듈을 포함하는 모든 장치로 이해되어야 한다. 사용자 단말기(610)는 NFC 태그 장치(620)의 안테나부(710)를 통해 듀얼 인터페이스 NFC 태그 장치(620)와 근거리 무선 통신을 수행한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 NFC 태그 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 NFC 태그 장치(620)는, 안테나부(710), 제1 메모리부(720), 포트부(730) 및 메인 컨트롤 유닛(MCU:Main Control Unit)(740)을 포함한다.
안테나부(710)는 사용자 단말기(610)와 RF(Radio Frequency) 인터페이스를 수행하여 비접촉식으로 데이터를 송수신한다. 즉, RF 인터페이스를 위한 안테나부(710)는 공기 중의 무선 주파수에 따른 신호를 마치 도선이 연결된 것과 같이하여 데이터에 대한 송수신을 할 수 있게 한다. 이를 위해 안테나부(710)는 무선 근거리(예컨대, 10 cm) 통신을 지원한다. 또한, 안테나부(710)는 루프 안테나로 구성되고, 루프 안테나는 PCB, FPCB, 일반 도선으로 구현될 수 있다.
제1 메모리부(720)는 탭변환 명령을 기록(Write) 할 액세스 주소 번지와 기록 카운트(Write count) 횟수가 기록된 액세스 어드레스 플래그(Access Address Flag) 영역(722)과, 탭변환 명령을 기록하기 위한 데이터 영역(724)을 포함한다. 이에, 제1 메모리부(720)는 집적회로(IC) 상에 구현할 수 있으므로 '듀얼 인터페이스 NFC 태그 IC'라 칭할 수 있다. 데이터 저장을 위해 데이터 영역(724)을 갖는 제1 메모리부(720)는 일반적으로 비휘발성 메모리(NVM)로서 예를 들어 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)일 수 있다. EEPROM으로 구현되는 경우 제1 메모리부(720)는 전기적 신호를 가해줌으로써 내부 데이터가 지워지게 되어 데이터 삭제를 위한 전용 이레이저(Eraser)는 필요하지 않으며 하나의 라이터(writer)를 이용해 기록 및 삭제를 수행할 수 있다. 이러한 EEPROM은 약 100 만번 정도의 반복 기록 횟수의 제한이 있을 수 있다. 따라서, 기록 횟수의 제한이 있어서 해당 주소 번지의 저장 영역을 더 이상 사용할 수 없을 경우에 또 다른 저장 영역을 확보할 필요가 있으므로, 본 발명에서는 사용하지 않은 다른 액세스 주소 번지를 할당하여 저장 영역을 확보하는 것이다.
포트부(730)는 사용자 단말기(610)의 태깅(Tagging)을 인식하기 위한 제1 포트와, 사용자 단말기(610)로부터의 데이터 기록을 인식하기 위한 제2 포트 및 변압기 탭전환 장치(630)와 탭 전환 명령을 송수신하기 위한 제3 포트를 포함한다. 즉, 듀얼 인터페이스 NFC 태그에 대한 사용자 단말기(610)의 태깅을 인식하기 위한 제 1 포트는 예를 들어 에너지 수확 영역 검출(EH_FD:Energy Harvest Field Detection) 포트를 포함할 수 있다. 사용자 단말기(610)로부터 듀얼 인터페이스 NFC 태그에 대한 기록을 인식하기 위한 제 2 포트는 예를 들어 무선 주파수 기록(RF_WIP:Radio Frequency Write In Progress) 포트를 포함할 수 있다.
또한, 유선 통신을 위한 포트부(730)는 전술한 포트들 외에 다른 포트들을 포함할 수 있다. 즉, 변압기 탭전환 장치(630)로부터 데이터 수신을 위한 포트들도 포함할 수 있다. 예를 들어, I2C 유선 통신의 경우, SCL(serial clock) 포트 및/또는 SDA(serial data) 포트를 통한 유선 통신을 통해 변압기 탭전환 장치(630)는 제1 메모리부(720)에 데이터를 기록할 수 있다.
메인 컨트롤 유닛(740)은, 제1 포트에서 신호 파형이 토글-업(Toggle-up)되고 토글-다운(Toggle down)되며 일정 시간이 경과한 후 다시 토글-업이 검출되면 사용자 단말기(610)의 태깅을 인식하고, 제2 포트에서 토글-업된 신호 파형이 토글-다운되고 다시 토글-업이 검출되면 데이터 영역의 기록 동작으로 인식하여, 해당 액세스 주소 번지에서 탭 전환 명령을 읽어와 제3 포트를 통해 변압기 탭전환 장치(630)에 전송하며, 탭 전환 명령이 데이터 영역에 기록(Write)되는 횟수를 카운트할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가 로우(low)에서 하이(high)로 토글-업(toggle-up)되고 태깅 유효 판단을 위한 미리 결정된 시간이 경과하는 경우 사용자 단말기(610)의 태깅으로 인식할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가 하이에서 로우로 토글-다운되고 이벤트 종료 판단을 위한 미리 결정된 시간이 경과하는 경우 사용자 단말기(610)의 태깅 해제로 인식할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가 하이에서 로우로 토글-다운되고 소정의 시간 이내에 다시 로우에서 하이로 토글-업되는 경우, 제1 메모리(720)에 대한 사용자 단말기(610)의 데이터 기록(write)으로 인식할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 사용자 단말기(610)의 태깅시 제1 포트에서 신호 파형이 토글-업되고, 안테나부(710)를 통해 사용자 단말기(610)와 인터페이스하여, 사용자 단말기(610)가 액세스 어드레스 플래그 영역(722)에서 액세스 주소 번지를 읽어와 데이터 영역(724)의 액세스 주소 번지에 탭 전환 명령을 기록(Write)함에 따라 제2 포트에서 토글-업된 신호 파형이 토글-다운되고 다시 토글-업이 검출되면, 데이터 영역의 기록 동작으로 인식하여 해당 액세스 주소 번지에서 탭 전환 명령을 읽어와 제3 포트를 통해 변압기 탭전환 장치(630)에 전송할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 데이터 영역에 탭 전환 명령이 기록(Write) 되는 횟수를 카운트하여 일시적으로 기록하기 위한 제2 메모리부(742)와, 탭 전환 명령의 기록 횟수에 대한 카운트 정보를 기록하기 위한 제3 메모리부(744)를 포함한다. 이때, 제2 메모리부(742)는 예를 들어, SRAM으로 구현될 수 있으며, 제3 메모리부(744)는 예를 들면, Flash 메모리로 구현될 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 사용자 단말기(610)에 의해 데이터 영역의 액세스 주소 번지에 탭 전환 명령이 기록된 것을 인식하면, 제1 메모리부(720)의 데이터 영역(724)에 대한 기록 횟수를 카운트하여 제2 메모리부(742)에 기록할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 전원의 오프(Off) 또는 드롭(Drop, PWR_FAIL)을 인식하면, 제2 메모리부(742)의 기록 횟수에 대한 카운트 값을 제3 메모리부(744) 또는 제1 메모리부(720)의 액세스 어드레스 플래그 영역(722)에 기록(Write)할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 사용자 단말기(610)의 근접으로 다시 동작하게 되면, 제3 메모리부(744)나 제1 메모리부(720)의 기록 횟수에 대한 카운트 값을 제2 메모리부(742)로 읽어와 기록 횟수에 대한 카운트를 실행할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 데이터 영역의 기록 횟수가 지정된 기록 카운트(Write count) 횟수 이상이 되면, 제1 메모리부(720)의 액세스 어드레스 플래그 영역(722)에 탭 전환 명령을 기록(Write)할 액세스 주소 번지를 변경하고, 제2 메모리부(742)의 기록 횟수에 대한 카운트 값을 초기화할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 제1 메모리부(720)의 액세스 어드레스 플래그 영역(722)에 액세스 주소 번지를 순차적으로 증가 또는 감소시켜 변경하거나, 제1 메모리부(720)의 사용하지 않는 데이터 영역(724)의 주소 번지를 액세스 주소 번지로 변경할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 사용자 단말기(610)의 태깅시 제1 포트에서 신호 파형이 토글-업되고, 안테나부(710)를 통해 사용자 단말기(610)와 인터페이스하여, 사용자 단말기(610)가 액세스 어드레스 플래그 영역(722)에서 액세스 주소 번지를 읽어와 데이터 영역(724)의 액세스 주소 번지에 탭 전환 명령을 기록(Write) 함에 따라 제2 포트에서 토글-업된 신호 파형이 토글-다운되고 다시 토글-업이 검출되면, 데이터 영역(724)의 기록 동작으로 인식하여 해당 액세스 주소 번지에서 탭 전환 명령을 읽어와 제3 포트를 통해 변압기 탭전환 장치(630)에 전송할 수 있다.
또한, 제1 포트 및 제2 포트는 서로 결합하되, 제2 포트의 인에이블(Enable) 및 디스에이블(Disable)을 제어하기 위한 제어 신호로 제1 포트의 출력을 사용하도록 결합되며, 제1 포트 및 제2 포트의 결합 신호는 메인 컨트롤 유닛(740)에 대한 인터럽트 신호로 사용될 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가 로우(low)에서 하이(high)로 토글-업(toggle-up)되고 태깅 유효 판단을 위한 미리 결정된 시간이 경과하는 경우, 사용자 단말기(610)의 태깅으로 인식할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가 하이에서 로우로 토글-다운되고 이벤트 종료 판단을 위한 미리 결정된 시간이 경과하는 경우, 사용자 단말기(610)의 태깅 해제로 인식할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가 하이에서 로우로 토글-다운되고 소정의 시간 이내에 다시 로우에서 하이로 토글-업되는 경우, 제1 메모리(720)에 대한 사용자 단말기(610)의 데이터 기록(write)으로 인식할 수 있다.
그리고, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가 하이에서 로우로 토글-다운되고 임계 시간 이내에 다시 로우에서 하이로 토글-업되는 경우, 무효 동작으로 인식할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(600)에서, 메인 컨트롤 유닛(740)은 제1 포트와 제2 포트의 결합을 통한 인터럽트 신호에 의해 제1 메모리부(720)에 대한 데이터 기록 동작을 인식할 수 있다. 인터럽트를 위해 본 발명은 사용자 단말기(610)의 태깅을 인식하기 위한 제 1 포트 및 사용자 단말기(610)로부터 제1 메모리부(720)에 대한 데이터 기록을 인식하기 위한 제2 포트의 결합을 이용한다.
여기서, 제 1 포트 및 제 2 포트의 결합에 대해 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 NFC 태그 장치의 제 1 포트 및 제 2 포트의 결합을 설명하기 위한 회로도이다.
도 8 및 도 9에서 제 1 포트는 EH_FD 포트이고 제 2 포트는 RF_WIP 포트인 것으로 설명한다.
NFC 태그 장치(620)에 사용자 단말기(610)가 태깅되는 경우 듀얼 인터페이스 NFC 태그의 IC는 사용자 단말기(610)에서 생성하는 전자기장에 의해 전원이 생성된다. 이 생성된 전원은 도 8 및 도 9에서 듀얼 인터페이스 NFC 태그의 EH_FD로 출력이 된다. EH_FD의 출력은 듀얼 인터페이스 NFC 태그의 VCC 포트로 입력하여 동작 전원으로도 사용될 수 있고, 사용자 단말기(610)가 태깅되어 있다는 상태를 인식할 수 있는 신호로도 활용될 수 있다.
RF_WIP 신호는 사용자 단말기(610)로부터 NFC 태그 장치(620)로의 태깅 상태에서 데이터 기록이 발생되는 경우에 출력이 하이에서 로우로 토글-다운되고 일정 시간이 경과한 이후에 다시 로우에서 하이로 토글-업되어 기록이 발생되었다는 것을 알려주는 신호이다.
이러한 RF_WIP 포트는 기본적으로 오픈-드레인(Open-drain) 포트이다. 오픈-드레인 포트는 그 특성상 포트 외부에 풀업(pull-up) 저항이 없으면 출력을 발생할 수 없다. 여기서 RF_WIP는 사용자 단말기(610)가 태깅되었다는 것을 전제로 기록 동작이 발생되므로 EH_FD가 로우인 상태에서는 발생될 수 없는 신호이다.
따라서, 도 8 및 도 9에서 RF_WIP의 풀업 저항의 인에이블이 EH_FD 신호에 따라 제어될 수 있도록, EH_FD 포트 및 RF_WIP 포트를 결합하였다. 즉, 도 8 및 도 9에서 듀얼 인터페이스 NFC 태그 IC의 RF_WIP 출력과 GEN INT 단의 출력 신호는 EH_FD 및 RF_WIP의 결합인 EH_FD + RF_WIP 으로 구성되어 있다.
GEN INT의 출력단의 저항(R11)은 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 저항인 동시에 RF_WIP의 풀업 저항이 되는 것이다. GEN INT에서 EH_FH가 로우이면 출력단 트랜지스터(Q2)는 도통이 되어 EH_FD + RF_WIP 노드가 GND와 연결되기 때문에 R11은 풀업 저항으로 동작하지 않는다. EH_FD가 하이(High)이면 출력단 트랜지스터(Q2)는 도통이 되지 않아 R11이 풀업 저항으로 동작이 가능하며, EH_FD + RF_WIP은 하이(High) 상태가 되어 사용자 단말기(610)가 태깅되었다는 것을 인식할 수 있고, 이 상태에서 사용자 단말기(610)로부터 데이터 기록이 발생하면, EH_FD + RF_WIP 신호는 일정 시간 동안 로우로 토글-다운되었다가 다시 하이로 토글-업되므로, 기록 동작이 발생하였다는 것을 알 수가 있다.
따라서, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가 로우(low)에서 하이(high)로 토글-업(toggle-up)되고 태깅 유효 판단을 위한 미리 결정된 시간이 경과하는 경우, 사용자 단말기(610)의 태깅으로 인식하는 것이다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가 하이에서 로우로 토글-다운되고 이벤트 종료 판단을 위한 미리 결정된 시간이 경과하는 경우, 사용자 단말기(610)의 태깅 해제로 인식하게 된다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가 하이에서 로우로 토글-다운되고 소정의 시간 이내에 다시 로우에서 하이로 토글-업되는 경우, 제1 메모리부(720)에 대한 사용자 단말기(610)의 데이터 기록(write)으로 인식할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤 유닛(740)은, 인터럽트 신호가, 하이에서 로우로 토글-다운되고 임계 시간 이내에 다시 로우에서 하이로 토글-업 되는 경우, 무효 동작으로 인식할 수 있다.
즉, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치(600)는, 사용자가 변압기 탭전환 장치(630)로부터 10m 이내로 가까이 위치해 있는 상태에서, 휴대하는 사용자 단말기(610)의 변압기 관리 어플리케이션을 통하여 변압기 탭전환 장치(630)로부터 변압기의 2차측 전압이 예컨대, 230V에서 220V로 변동되었음을 수신할 수 있다. 이때, 변압기 관리 어플리케이션은 변압기의 2차측 전압이 230V에서 220V로 변동되었음을 알림과 동시에 다시 230V로 전환되도록 230V에 대응되는 전원탭, 예컨대 600V 전원탭으로 전환하는 명령을 실행할 것인지를 문의하는 메시지를 함께 표시해 줄 수 있다.
이에, 사용자는 230V에 대응되는 600V 전원탭으로 전환하는 명령을 송출하기 위해 사용자 단말기(610)를 변압기 탭전환 장치(630)에 연결되어 있는 NFC 태그 장치(620)에 근접시켜 NFC 태깅을 실행한다.
NFC 태그 장치(620)에서 메인 컨트롤 유닛(740)은, 사용자 단말기(610)의 태깅시 제1 포트에서 신호 파형이 토글-업되고, 안테나부(710)를 통해 사용자 단말기(610)와 인터페이스하여, 사용자 단말기(610)가 액세스 어드레스 플래그 영역(722)에서 액세스 주소 번지를 읽어와 데이터 영역(724)의 액세스 주소 번지에 탭 전환 명령을 기록(Write) 함에 따라 제2 포트에서 토글-업 된 신호 파형이 토글-다운되고 다시 토글-업이 검출되면, 데이터 영역(724)의 기록 동작으로 인식하여 해당 액세스 주소 번지에서 탭 전환 명령을 읽어와 제3 포트를 통해 변압기 탭전환 장치(630)에 전송한다.
따라서, 변압기 탭전환 장치(630)는 탭 전환 명령을 스위칭부(140)로 전달하게 되고, 스위칭부(140)는 코일 권선부(110)의 1차측 권선의 전원탭을 예컨대, 600V 전원탭으로 스위칭 전환하는 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 부하 측의 전압 변동을 감지하여 그에 대응되는 릴레이를 선택하여 구동하고, 선택된 릴레이를 통하여 변압기의 전원 조정탭을 자동으로 전환함으로써 전압(전류) 제어 소자의 내압 특성을 개선할 수 있도록 하는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치 및 방법을 실현할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 본 발명의 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치
110 : 코일 권선부 120 : 전압 검출부
130 : 제어부 140 : 스위칭부
200 : 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치
150 : 통신부 160 : 원격 조종 장치
600 : 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치
610 : 사용자 단말기 620 : NFC 태그장치
630 : 변압기 탭전환 장치 710 : 안테나부
720 : 제1 메모리부 722 : 액세스 어드레스 플래그 영역
724 : 데이터 영역 730 : 포트부
740 : 메인 컨트롤 유닛(MCU) 742 : 제2 메모리부
744 : 제3 메모리부

Claims (10)

  1. 입력측 전압 내에서 탭 단위로 전원 조정탭이 선택되는 1차측 권선과, 상기 선택된 전원 조정탭의 전압에 의해 유도된 2차측 전압을 부하측으로 출력하는 2차측 권선을 포함하는 코일 권선부;
    상기 2차측 전압을 검출하는 전압 검출부;
    상기 2차측 전압이 변동되는 경우, 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 출력하는 제어부; 및
    상기 전원 조정탭 전환 명령에 따라, 상기 변동된 2차측 전압에 대응되는 릴레이로 스위칭하여 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 전환하는 스위칭부;
    를 포함하는 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일 권선부는, 3 개의 전원선이 Y-결선하여 상기 1차측 권선에 연결된 삼상 변압기로 구현되는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 탭 단위는 500V, 600V, 700V 중 하나이고,
    상기 스위칭부는 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 500V 단위로 전환하거나 600V 단위로 전환하거나 700V 단위로 전환하는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차측 전압은, 220V 내지 230V의 전압 내에서 5V 단위로 변동하거나, 또는 225V 내지 235V의 전압 내에서 7V 단위로 변동하는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 2차측 전압이 220V 내지 230V의 전압 내에서 235V 이상으로 검출된 경우, 상기 제어부는 상기 2차측 전압이 230V가 되도록 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 230V 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 명령하는 전원 조정탭 전환 명령을 상기 스위칭부로 출력하는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력측 전압은 13200V 또는 19200V이고,
    상기 1차측 권선의 전원 조정탭은 상기 입력측 전압 내에서 탭 단위로 플러스(+) 전압의 전원 조정탭으로 전환되거나, 또는 마이너스(-) 전압의 전원 조정탭으로 전환되는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 장치.
  7. 입력측 전압 내에서 탭 단위로 전원 조정탭이 선택되는 1차측 권선과, 상기 선택된 전원 조정탭의 전압에 의해 유도된 2차측 전압을 부하측으로 출력하는 2차측 권선을 포함하는 변압기 전원 조정탭 자동 전환 방법으로서,
    (a) 전압 검출부가 상기 2차측 전압을 검출하는 단계;
    (b) 상기 2차측 전압이 변동되는 경우, 제어부가 상기 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 스위칭부로 출력하는 단계; 및
    (c) 상기 스위칭부가 상기 전원 조정탭 전환 명령에 따라, 상기 변동된 2차측 전압에 대응되는 릴레이로 스위칭하는 단계; 및
    (d) 상기 스위칭부가 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 전환하는 단계;
    를 포함하는 변압기 전원 조정탭 자동 전환 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 제어부는, 상기 2차측 전압이 225V 내지 235V 이내에서 하나의 전압에서 다른 전압으로 5V 또는 7V 단위로 변동되는 경우, 변동된 2차측 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 하는 전원 조정탭 전환 명령을 상기 스위칭부로 출력하는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 제어부는, 상기 2차측 전압이 225V 내지 235V 이내에서 하나의 전압에서 다른 전압으로 235V 이상의 전압으로 변동되는 경우, 상기 2차측 전압이 230V가 되도록 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 탭 단위로 230V 전압에 대응되는 전원 조정탭으로 전환하도록 명령하는 전원 조정탭 전환 명령을 상기 스위칭부로 출력하는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 입력측 전압은 13200V 또는 19200V이고,
    상기 (d) 단계에서 상기 스위칭부는, 상기 1차측 권선의 전원 조정탭을 상기 입력측 전압 내에서 탭 단위로 플러스(+) 전압의 전원 조정탭으로 전환하거나, 또는 마이너스(-) 전압의 전원 조정탭으로 전환하는, 변압기 전원 조정탭 자동 전환 방법.
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