KR20230119065A - 배전반 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

배전반 내외부를 실시간으로 감시하여, 이상 신호 분석 작업 및 사용자 확인 작업을 원격으로 수행할 수 있는 배전반 관리 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 배전반 관리 시스템은 배전반의 비상전원 구동 및 비상상황을 제어하는 배전관리제어부, 상기 배전관리제어부와 연결되어, 태양의 빛에너지를 전기에너지로 충전하는 태양광모듈부 및 상기 배전관리제어부와 연결되어, 배전반에 전력공급이 중단되는 전력 휴식기 및 비상 정전 시, 상기 태양광모듈부의 전력을 공급하는 비상전원공급부를 포함한다.

Description

배전반 관리 시스템{Management system of walk in distributing board}

배전반 관리 시스템에 관한 것으로, 배전반 내부 및 외부를 실시간으로 감시하여, 이상 신호 분석 작업 및 사용자 확인 작업을 원격으로 수행할 수 있는 배전반(배전시설) 관리 기술에 관한 것이다.

일반적으로 배전반(수배전반, 수전반, 고압반, 저압반, MCC/제어반 등)은 차단기나 소형 발전기 등의 각종 전력장비를 수용하고, 전력장치가 외부에 노출되는 것을 방지하기 위한 것으로, 설치되는 위치에 따라 크게 옥내에 설치되는 배전반과 옥외에 설치되는 배전반으로 구분된다.

옥내에 설치되는 배전반은 소형의 캐비닛으로 형성되어, 캐비닛 내부에 각종 전력장치가 설치되며, 옥외에 설치되는 배전반은 침수에 의한 누전 및 화재를 방지할 수 있는 장치를 더 구비하여 설치된다.

옥외에 설치되는 배전반 중에 그 규모가 큰 워크인(Walk-In) 배전반의 경우, 배전반 일측에 출입문을 형성하여, 작업자나 관리자가 직접 배전반 내부로 출입이 가능하도록 하며 이를 워크인 배전반이라고도 한다.

하지만 종래 배전반은 무단 침입, 누수, 화재 등과 같이 전기 안전 사고를 유발하는 비상상황을 실시간으로 감지하고, 이를 원격으로 관리할 수 있는 관리 시스템의 구축되지 않아, 배전반의 관리 효율성이 저하될 수 있었다. 또한, 배전반에 전력이 공급되지 않는 전력 휴식기 및 비상 정전 시에 배전반에 비상전원을 공급할 수 있는 시설이 마련되지 않아 배전반 상태를 사전 점검하기 어려울 수 있엇다.

본 발명과 관련한 배경기술에는 워크인 배전반 관리 시스템에 관한 등록특허 제1019580(2011.02.25.)가 제공되어 있으며, 본 발명에 인용된다.

종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전력 휴식기 또는 비상 정전 시, 배전반에 비상 전력을 공급하여 운용하는데 있다.

배전반 내부 및 외부에서 감지되는 이상신호를 외부 중앙관리서버에 실시간으로 전송하는데 있다.

사용자 정보 입력부를 더 포함하여, 배전반에 출입을 요청하는 사용자의 정보를 입력받는데 있다.

촬영부를 더 포함하여, 이상신호가 감지되는 현장을 영상촬영하는데 있다.

경보부를 더 포함하여, 이상신호 및 외부에서 전달되는 신호에 따라 경보 및 안내메시지를 외부에 전달하는데 있다.

중앙관리서버를 포함하여, 배전반의 이상신호에 감지에 따라 비상상황을 판단하고 이를 관리자에 통지하여, 배전반의 관리 효율성 및 안정성을 증대시키는데 있다.

경보통지부를 더 포함하여, 비상상황을 관리자단말기에 실시간으로 통지하는데 있다.

사용자인증부를 더 포함하여, 배전반에서 입력된 사용자 정보에 따른 인증 작업을 수행하는데 있다.

전력 휴식기에서 전력 공급기로 전환되기 전 배전반의 내부 기기들이 정상 가동하는지 여부를 테스트하는데 있다.

배전반 관리 시스템은 배전반(배전부, 배전설비)의 비상전원 구동 및 비상상황을 제어하는 배전관리제어부, 상기 배전관리제어부와 연결되어, 태양의 빛에너지를 전기에너지로 충전하는 태양광모듈부 및 상기 배전관리제어부와 연결되어, 배전반에 전력공급이 중단되는 전력 휴식기 및 비상 정전 시, 상기 태양광모듈부의 전력을 공급하는 비상전원공급부를 포함한다.

배전반 관리 시스템은 배전관리제어부와 연결되어, 배전반 내부 또는 외부의 이상신호를 감지하는 감지부, 및 상기 감지부에서 감지된 이상신호를 외부에 전송하는 배전통신부를 더 포함한다.

배전반 관리 시스템의 중앙관리서버는 상기 배전반에서 전송되는 이상신호 및 사용자 정보를 수신하고, 비상상황에 따른 대응 신호를 상기 배전반에 전송하는 중앙관리통신부, 상기 중앙관리통신부와 연결되어, 상기 배전반의 비상상황 판단 및 사용자 인증 작업을 제어하는 중앙관리제어부 및 상기 중앙관리제어부와 연결되어, 상기 배전반에서 전송되는 이상신호를 분석하여, 관리 비상상황 여부를 판단하는 관리상황 분석부를 포함한다.

전력 휴식기 또는 비상 정전 시, 배전반에 비상 전력을 공급하여 운용함으로써, 전력 공급이 없는 기간 또는 비상 정전 시, 배전반의 정상적 관리가 가능하다.

감지부 및 배전통신부를 포함함으로써, 배전반 내부 및 외부에서 감지되는 이상신호를 외부 중앙관리서버에 실시간으로 전송할 수 있다.

사용자 정보 입력부를 더 포함함으로써, 배전반에 출입을 요청하는 사용자의 정보를 입력받을 수 있다.

태양광모듈부 및 비상전원공급부를 더 포함함으로써, 전력 휴식기 또는 비상 정전 시, 배전반에 전력을 공급하여, 상시 배전반을 관리할 수 있다.

촬영부를 더 포함함으로써, 이상신호가 감지되는 현장을 영상 촬영하여, 모니터링 정보를 제공할 수 있다.

경보부를 더 포함함으로써, 이상신호 및 외부에서 전달되는 신호에 따라 경보 및 안내메시지를 외부에 전달하여, 외부에 경각심을 전달할 수 있다.

중앙관리서버를 포함함으로써, 배전반의 이상신호에 감지에 따라 비상상황을 판단하고 이를 관리자에 통지하여, 배전반의 관리 효율성 및 안정성을 증대시킬 수 있다.

경보통지부를 더 포함함으로써, 비상상황을 관리자단말기에 실시간으로 통지하여, 비상상황에 신속하게 대처할 수 있다.

사용자인증부를 더 포함함으로써, 배전반에서 입력된 사용자 정보에 따른 인증 작업을 수행하여, 배전반 관리의 보안을 강화할 수 있다.

전력 휴식기에서 전력 공급기로 전환되기 전 배전반의 내부 기기들이 정상 가동하는지 여부를 테스트하여, 배전반의 운용의 안정성을 높일 수 있다.

도 1은 배전반 관리 시스템의 배전반의 구성도.
도 2는 배전반 관리 시스템의 감지부의 상세구성도.
도 3은 배전반 관리 시스템의 중앙관리서버의 구성도.
도 4는 배전반 관리 시스템의 개념도.
도 5는 다른 실시예를 간략하게 보인 예시도이다.

도 1은 배전반 관리 시스템의 배전반(10)(배전부/배전설비, 수전반/수전설비, 수배전반, 고압반, 저압반, MCC/제어반 등)) 구성을 간략히 예시한 것으로, 배전관리제어부(13), 태양광모듈부(15) 및 비상전원공급부(17)를 포함하며, 감지부(11), 사용자 정보 입력부(12), 배전통신부(14), 경보부(16), 및 촬영부(18)를 더 포함할 수 있다.

상기 배전관리제어부(13)는 배전반(10)의 비상전원 구동 및 비상상황을 제어하는 역할을 한다. 또한, 배전관리제어부(13)는 전력 휴식기와 전력 공급기를 구분하여, 전력휴 식기에서 전력 공급기로 전환될 경우, 배전반(10) 내부 기기들이 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하는 테스트를 하는 역할을 한다. 즉, 전력 휴식기 동안 동작이 중지된 전기 기기들이 고장으로 인한 무동작, 오동작이 일어날 수 있으며, 이러한 현상은 전력 휴식기의 기간이 길어지고, 전력휴식기 동안의 배전반 내부 및 외부의 온도 변화가 커질수록 가능성이 높기 때문에 전력 공급기 이전에 배전반의 내부 기기를 사전에 점검할 필요가 있어서이다.

상기 태양광모듈부(15)는 상기 배전관리제어부(13)와 연결되어, 태양의 빛에너지를 전기에너지로 충전하는 역할을 한다. 또한 상기 비상전원공급부(17)는 상기 배전관리제어부(13)와 연결되어, 배전반에 전력공급이 중단되는 전력 휴식기 및 비상 정전 시, 상기 태양광모듈부의 전력을 공급하는 역할을 한다. 즉, 상기 배전관리제어부(13)에서 배전반의 전력 공급이 중단되는 전력 휴식기 또는 비상 정전 상황을 판단하여, 상기 태양광모듈부(15)에 충전된 전기에너지를 비상전원공급부(17)를 통해, 배전반의 조명 또는 기타 부가적인 관리시설에 제공하게 되는 것이다. 또한, 상기 비상전원공급부(17)는 전력 휴식기에서 전력공급기로 전환되기 전 배전반의 내부 전기 기기들에 관한 사전 점검 시, 전력을 공급하는 역할을 한다.

상기 감지부(11)는 배전반(10) 내부 또는 외부의 이상신호를 감지하여, 상기 배전관리제어부(13)에 전달하는 역할을 하며, 실시예에서는 [도 2]에 도시된 바와 같이, 접근감지부(111), 누수감지부(113), 화재감지부(115) 및 침입감지부(117)를 포함하지만 배전반의 관리 목적 및 관리 상황에 따라 다양하게 구성할 수 있다.

상기 접근감지부(111)는 배전반 외부에 접근하는 사람 및 물체를 감지하게 되며, 근접거리에 따라 일정 간격으로 상기 접근감지부(111)를 설치하게 되면, 근접 거리 산출도 가능하다.

상기 누수감지부(113)는 침수로 인한 배전반의 누수 여부를 감지하는 역할을 한다.

상기 화재감지부(115)는 배전반의 내부 또는 외부의 화재 발생 여부를 감지하는 역할을 한다.

상기 침입감지부(117)는 배전반의 출입문 및 내부에 설치되며, 관리자 인증을 거치지 않은 사람이 무단으로 출입할 경우, 이를 감지하는 역할을 한다.

상기 감지부(11)를 형성함으로써, 배전반 내부 및 외부에서 발생하는 이상신호를 감지하고, 감지된 신호를 외부로 전송할 경우, 배전반을 원격으로 관리하기 용이하게 할 수 있는 것이다.

상기 사용자 정보 입력부(12)는 배전반에 접근하는 사용자의 정보를 입력받아 상기 배전관리제어부(13)에 전달하는 역할을 한다. 상기 사용자 정보 입력부(12)는 배전반의 출입을 요청하는 사용자가 직접 사용자 정보를 입력할 수도 있겠으나 사용자의 고유 정보가 포함된 태그 정보 및 바코드를 이용하여, 사용자 정보를 입력하는 것이 바람직하다.

상기 감지부(11)에서 감지된 이상신호 및 상기 사용자 정보 입력부(12)에 입력된 사용자정보를 상기 배전통신부(14)를 통해 상기 중앙관리서버(20)에 전달한다.

상기 경보부(16)는 배전관리제어부(13)와 연결되어, 상기 감지부(11)에서 감지된 이상신호 및 외부에서 전달된 신호에 따라 경보 및 안내 메시지를 외부로 송출하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 감지부(11)의 상기 접근감지부(111)에서 이상신호를 감지할 경우, 상기 경보부(16)를 이용하여, 고압 수전 받는 옥외 변전실이며, 위험하오니 접근하지 말라는 메시지 등을 송출하여, 접근자에게 경각심을 전달할 수 있게 되는 것이다.

또한 배전반 관리 시스템은 외부 중앙관리서버(20)를 더 포함하는 것이 바람직한데, 상기 중앙관리서버(20)는 상기 배전반(10)로부터 상기 이상신호를 수신 받아 비상상황을 판단하여, 상기 관리자단말기(30)에 통지하는 역할을 하며, [도 3]에 도시된 바와 같이, 중앙관리통신부(21), 중앙관리제어부(22), 사용자인증부(23), 관리저장부(24), 관리상황 분석부(25), 경보 통지부(26) 및 모니터링부(27)를 포함한다.

상기 중앙관리통신부(21)는 상기 배전반(10)에서 전송되는 이상신호 및 사용자 정보를 수신하여, 상기 중앙관리제어부(22)에 전달하며, 상기 중앙관리제어부(22)로부터 전달받은 비상상황에 따른 대응 신호를 상기 배전반(10)에 전송하는 역할을 한다.

상기 중앙관리제어부(22)는, 상기 중앙관리통신부(21)로부터 전달받은 배전반(10)의 관리신호를 전달받아, 비상상황 판단 및 사용자 인증 작업을 제어하는 역할을 한다. 즉, 상기 중앙관리제어부(22)는 상기 배전반(10)로부터 감지된 이상신호를 상기 관리상황분석부(25)에 전달하게 된다.

상기 관리상황분석부(25)는 상기 중앙관리제어부(22)로부터 상기 배전반(10)/배전통신부(14)에서 전송되는 이상신호를 분석하여, 관리 비상상황 여부를 판단하며, 비상상황 판단 결과를 상기 중앙관리제어부(22)에 전달하는 역할을 한다. 즉, 상기 배전반(10)의 이상신호에 따라 감지 신호 종류에 따라 비상상황을 판단하며, 감지 신호의 간격 및 감지 강도에 따라 비상상황의 긴급 정도를 판단하게 되는 것이다.

또한, 상기 중앙관리제어부(22)는 상기 배전반(10)로부터 전송된 사용자 정보를 상기 사용자인증부(23)에 전달하게 된다. 상기 사용자인증부(23)는 상기 배전반에서 전송되는 사용자 정보에 따른 사용자 인증 작업을 수행하는 역할을 수행하며, 사용자 인증 작업의 결과는 상기 중앙관리제어부(22)로 전달한다. 이때 상기 사용자인증부(23)는 상기 관리저장부(24)에 저장된 사용자 정보를 검색하여, 사용자 인증 작업을 하게 되며, 상기 관리저장부(24)는 배전반의 관리 상황 및 배전반의 사용자 또는 관리자의 정보를 저장하게 된다.

상기 경보 통지부(26)는 상기 중앙관리제어부(22)와 연결되어, [도 4]에 도시된 바와 같이, 상기 배전반(10)의 비상상황을 메시지로 작성하여, 관리자단말기(30)에 전송하는 역할을 한다.

상기 모니터링부(27)는 상기 중앙관리제어부(22)와 연결되어, 상기 배전반(10)의 촬영부(18)에서 촬영한 이상신호가 감지된 현장 영상을 도시하여, 감시하는 역할을 한다.

전력 휴식기 또는 비상 정전 시, 배전반에 비상 전력을 공급하여 운용함으로써, 전력 공급이 없는 기간 또는 비상 정전 시, 배전반의 정상적 관리가 가능하다. 더불어, 배전반의 이상신호에 감지에 따라 비상상황을 판단하고 이를 관리자에 통지하여, 비상상황에 따른 신속한 대응할 수 있다. 배전반에 출입을 요청하는 사용자의 정보를 입력 받아, 사용자 인증 작업 수행하여, 배전반의 관리의 보안성을 증대시킬 수 있다.

상술한 바를 정리하면,

배전반, 중앙관리서버, 관리자단말기를 포함하여 이루어지는 배전반 관리 시스템으로서,

상기 배전반은,

상기 배전반의 비상전원 구동 및 비상상황을 제어하는 배전관리제어부와,

상기 배전관리제어부와 연결되어, 상기 배전반 내외부의 이상신호를 감지하는 감지부와,

상기 감지부에 포함되며, 상기 배전반 외부에 접근하는 접근대상을 감지하고 근접 거리를 산출하는 접근감지부와,

상기 감지부에서 감지된 이상신호를 외부에 전송하는 배전통신부와,

상기 배전관리제어부와 연결되어, 상기 감지부에서 감지된 이상신호 및 외부에서 전달된 신호에 따라 경보를 외부로 송출하는 경보부를 구비하고,

상기 중앙관리서버는,

상기 배전반에서 전송되는 이상신호 및 사용자 정보를 수신하고, 비상상황에 따른 대응 신호를 상기 배전반에 전송하는 중앙관리통신부와,

상기 중앙관리통신부와 연결되어, 상기 배전반의 비상상황 판단을 제어하는 중앙관리제어부와,

상기 중앙관리제어부와 연결되어, 상기 배전반에서 전송되는 이상신호를 분석하여 비상상황 여부를 판단하는 관리상황 분석부와,

상기 중앙관리제어부와 연결되어, 상기 배전반의 비상상황을 메시지로 작성하여, 관리자단말기에 전송하는 경보통지부를, 포함하여 이루어진다.

여기서, 경보부(16)는 이상신호 및 외부에서 전달되는 신호에 따라 경각심(경보, 안내메시지 등)를 외부에 전달한다.

본 발명에서는 위 구성에 더하여 다른 실시예로서, 도 5 예시의, 불꽃시연수단(19)을 더 포함할 수 있다. 상기 불꽃시연수단(19)은,

아크 방전, 스파크 등을 발생하는 장치로서 배전반(10)의 도어 외측에 설치되며, 배전관리제어부(13)로부터 제어(전력 공급 포함)를 받도록 구성될 수 있다. 장치 자체와 관련해서는 종래기술을 인용할 수 있다. 이대, 감전이나 화상 등 안전사고(인사사고) 등을 고려하여 출력 강도를 약하게 조절하여 둘 수 있다. 계속 감지부(11)에서 감지된 이상신호 및 외부에서 전달된 신호가 지속되는 경우에 작동하도록 설정되어서, 불꽃시연수단(19)에서 발생 하는 불꽃의 시연을 통하여 감전, 화상 등에 대한 공포감을 조성하여서 무단침입자가 배전함에 접근할 의지를 초기에 아예 단념하도록 제공된다.

접근감지부(111)가 배전반 외부에서 접근하는 접근대상을 감지하여 거리를 산출하고, 미리 관리자에 의하여 기 설정된 근접거리(경고거리) 내로 접근하면, 이에 따라 "전기 스파크가 발생하여 감전, 화상 우려가 있으니 접근 금지"와 같은 경고를 외부에 전달하는 경고단계를 포함한다. 이러한 작동은 중앙관리서버(20)에서 명령하여 이루어질 수 있다.

경고단계 이후에도 배전반에 계속 근접하여 거리가 좁혀져서 기(미리) 설정된 근접거리(시연거리) 내로 접근하는 경우에, 중앙관리서버(20)는 접근대상이 경고를 무시하고 침입하는 것으로 판단하고 1차적으로 관리자단말기(30)에 신호(메시지 등)를 보내어 불꽃시연수단(19)을 작동할지 또는 어떻게 대처할지 판단을 구할 수 있다. 이때, 미리 설정된 조건(시간 등) 내에 관리자단말기(30)로부터 반응을 받지 못하면, 관리자단말기(30)로부터의 반응이 없어도, 미리 설정된 바에 따라서, 중앙관리서버(20)에서 자동으로 직접 불꽃시연수단(19)을 작동하도로 하는 시연단계를 포함한다.

시연단계 이후에도 배전반에 계속 접근하여 더 거리가 좁혀져서 기 설정된 근접거리(안전조치거리) 내로 접근하면, 중앙관리서버(20)는 접근대상이 안전조치거리 내로 접근해서 사고 등 위험한 상황이 발생할 수 있으니 조치를 취해달라는 취지의 판단을 관리자단말기(30)에 구할 수 있다. 이때, 미리 설정된 시간 내에 관리자단말기(30)로부터 반응을 받지 못하면, 중앙관리서버(20)에서 직접 불꽃시연수단(19)의 작동을 멈추어서 감전, 화상 등 안전사고(인사사고 등) 예방을 조치할 수 있는데 이 경우는 사람에 대한 안전사고 예방이 시설보호 임무의 경우보다 중요한 경우에 해당한다. 반대로, 불꽃시연수단(19)의 작동을 계속 유지하거나, 오히려 출력을 높여서 접근대상에 충격을 인가하도록 조치할 수 있으며 이 경우는, 안전사고 예방보다 (중요 시설 등) 시설보호 중요성이 더 큰 경우에 해당된다.

10 : 배전반 11 : 감지부
12 : 사용자정보입력부 13 : 배전관리제어부
14 : 배전통신부 15 : 태양광모듈부
16 : 경보부 17 : 비상전원공급부
18 : 촬영부 20 : 중앙관리서버
21 : 중앙관리통신부 22 : 중앙관리제어부
23 : 사용자인증부 24 : 관리저장부
25 : 관리상황분석부 26 : 경보통지부
27 : 모니터링부 30 : 관리자단말기

Claims (1)

1. 배전반, 중앙관리서버, 관리자단말기를 포함하여 이루어지는 배전반 관리 시스템으로서,
   
   상기 배전반은,
   상기 배전반의 비상전원 구동 및 비상상황을 제어하는 배전관리제어부와,
   상기 배전관리제어부와 연결되어, 상기 배전반 내외부의 이상신호를 감지하는 감지부와,
   상기 감지부에 포함되며, 상기 배전반 외부에 접근하는 접근대상을 감지하고 근접 거리를 산출하는 접근감지부와,
   상기 감지부에서 감지된 이상신호를 외부에 전송하는 배전통신부와,
   상기 배전관리제어부와 연결되어, 상기 감지부에서 감지된 이상신호 및 외부에서 전달된 신호에 따라 경보를 외부로 송출하는 경보부를 구비하고,
   
   상기 중앙관리서버는,
   상기 배전반에서 전송되는 이상신호 및 사용자 정보를 수신하고, 비상상황에 따른 대응 신호를 상기 배전반에 전송하는 중앙관리통신부와,
   상기 중앙관리통신부와 연결되어, 상기 배전반의 비상상황 판단을 제어하는 중앙관리제어부와,
   상기 중앙관리제어부와 연결되어, 상기 배전반에서 전송되는 이상신호를 분석하여 비상상황 여부를 판단하는 관리상황 분석부와,
   상기 중앙관리제어부와 연결되어, 상기 배전반의 비상상황을 메시지로 작성하여서 관리자단말기에 전송하는 경보통지부로,
   이루어진 것을 특징으로 하는 배전반 관리 시스템.

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