WO2019156343A1 - 배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템 - Google Patents

배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템 Download PDF

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이성준
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엘에스산전 주식회사
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    • H02J2310/62—The condition being non-electrical, e.g. temperature

Definitions

  • the present specification relates to a monitoring and load control system for controlling a load by monitoring a state of a breaker provided in a switchboard.
  • a circuit breaker disposed on a line through which electric power is delivered protects the switchboard and its connected loads and various systems by blocking the line when an element such as overcurrent, overvoltage, undervoltage, short circuit, or ground fault is detected on the line. can do.
  • the breaker may break the line if the amount of current in the line exceeds the capacity of the breaker.
  • the power supply to the devices connected to the line is cut off, so that each device is turned off.
  • Some devices may have no problem if the power is suddenly turned off, but certain devices may break or damage internal circuitry or configuration.
  • the device connected to the line is a data processing device such as a PC or a server, data may be lost.
  • certain devices need to be kept powered as constantly as possible (eg refrigeration cycle units in refrigerated warehouses, etc.).
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a monitoring and load control system of the switchboard that can minimize the line break operation of the breaker by controlling the load based on the state of the breaker and the line provided in the switchboard.
  • the monitoring and load control system of the switchboard obtains the temperature information of each of the circuit breakers included in the switchgear, the current amount information of the lines corresponding to the circuit breakers, and the obtained temperature information At least one of a gateway for acquiring capacity information of each of the breakers and detecting a breaker corresponding to a line requiring load regulation based on the acquired capacity information and current amount information; and at least one device connected to the detected breaker And a load control device to adjust the load of the line by stopping operation of the line.
  • the monitoring and load control system further includes a temperature sensing device for obtaining data for obtaining temperature information of each of the circuit breakers included in the switchboard, and the gateway receives the data from the temperature sensing device and receives the data.
  • the temperature information of each of the circuit breakers may be obtained using the data.
  • the temperature sensing device may include a thermal image sensor for obtaining thermal image data of each of the circuit breakers.
  • the gateway may receive current amount information of the lines corresponding to the breakers from the meters corresponding to the breakers.
  • breaker temperature-capacity information including capacity information corresponding to each of temperatures is stored for each of the breakers, and the gateway is configured to obtain the obtained temperature from the stored breaker temperature-capacity information. Capacity information based on the information can be obtained.
  • the gateway may detect a breaker whose current amount of a corresponding line among the breakers is equal to or greater than the obtained capacity, and includes identification information of the detected breaker, acquired capacity information, and current amount information of the corresponding line.
  • the load regulation request may be transmitted to the load control device.
  • the gateway may detect a circuit breaker having a difference between the capacity acquired among the circuit breakers and a current amount of a corresponding line smaller than a reference value, and identify the detected circuit breaker's identification information, the acquired capacity information, and the corresponding line.
  • the load adjustment request including the amount of current information of may be transmitted to the load control device.
  • the load control device may transmit a control signal corresponding to an operation stop to at least one of the devices based on the priority of the devices connected to the detected breaker and the power consumption of each of the devices.
  • a monitoring and load control system of a switchboard includes a temperature sensing device for obtaining data for obtaining temperature information of each of the breakers included in the switchboard, and receiving the data from the temperature sensing device.
  • a gateway that receives current amount information of lines corresponding to the breakers, from the instruments corresponding to the breakers, and receives the data and the current amount information from the gateway, and uses the received data to Acquiring temperature information, acquiring capacity information of each of the circuit breakers based on the obtained temperature information, detecting a circuit breaker corresponding to a line requiring load regulation based on the acquired capacity information and current amount information, and Stop operation of at least one of the devices connected to the detected breaker As includes a load control device for controlling the load of the line.
  • the monitoring and load control system may prevent the unexpected interruption of the line by adjusting the load based on the capacity that changes according to the temperature of the breaker.
  • the monitoring and load control system can effectively prevent the unexpected stop of the device of high importance or continuous operation by stopping only the operation of some of the devices according to the priority. Accordingly, the manager or the user can effectively manage the devices existing in the building or facility through the monitoring and load control system.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a monitoring and load control system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a gateway provided in a switchboard according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a load control apparatus according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 4 is a ladder diagram for explaining the operation of the monitoring and load control system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 and 6 are exemplary diagrams for explaining the operation of the monitoring and load control system shown in FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart for describing an operation of a load control device included in a monitoring and load control system according to another exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a monitoring and load control system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the monitoring and load control system 1 may include a gateway 100, a load control device 20, and a temperature sensing device 13.
  • the gateway 100 and the temperature sensing device 13 may be disposed in the switchboard panel 10. According to an embodiment, the gateway 100 may be disposed outside the switchboard panel 10.
  • the gateway 100 may be connected to communicate with the instruments 12a, 12b, 12c in the switchboard panel 10.
  • the gateway 100 may periodically or aperiodically obtain information such as a current amount or a voltage of a line on which each of the meters 12a, 12b, and 12c is disposed.
  • the gateway 100 may obtain current amount information of each of the lines.
  • the gateway 100 may be connected to the breakers 11a, 11b, and 11c so as to communicate with each other, thereby obtaining various information related to the operation of the breaker.
  • each of the breakers 11a, 11b, and 11c may be implemented as an air circuit breaker (ACB), a molded case circuit breaker (MCCB), a molded circuit breaker (MCB), or the like.
  • the gateway 100 may transmit the acquired information or data generated by processing the obtained information to the load control device 20.
  • the temperature sensing device 13 measures the temperature of the breakers 11a, 11b, 11c disposed in the switchboard panel 10.
  • the temperature sensing device 13 may be implemented as a thermal image sensor including a thermal imager that obtains thermal image data (thermal image) for each of the breakers 11a, 11b, and 11c.
  • the thermal image sensor may be connected to the gateway 100 to transmit the obtained thermal image data to the gateway 10.
  • the temperature sensing device 13 may include a temperature sensor that is in contact with or included in each of the breakers 11a to 11c. In this case, each of the temperature sensors may transmit the sensed temperature information to the gateway 100.
  • Each of the loads 30a, 30b, and 30c may include at least one device that is operated by receiving power from the switchboard.
  • the load control device 20 may be connected to devices included in the loads 30a, 30b, and 30c to receive various information related to the operation of the devices or to control the operations of the devices.
  • the load control device 20 may be various management servers or management devices such as a building management system (BMS), a facility management system (FMS), and the like, but is not necessarily so.
  • BMS building management system
  • FMS facility management system
  • the monitoring and load control system 1 may further comprise a human machine interface (HMI) 40.
  • the HMI 40 may receive various information related to an operation state in the switchboard panel 10 from the gateway 100 and display the information in a graphic or text form.
  • the HMI 40 may receive various commands or requests related to the operation of the switchboard from an administrator or a user, and transmit the received commands or requests to the gateway 100.
  • the breakers 11a, 11b, 11c can interrupt the line when the amount of current flowing in the line exceeds a predetermined value.
  • the predetermined value may correspond to the breaker capacity.
  • the breaker capacity may vary depending on the temperatures of the breakers 11a, 11b, 11c.
  • the breaker capacity may decrease. Accordingly, when devices corresponding to a load (for example, the first load 30a) connected to a specific line (for example, the first line) operate for a long time, current is supplied for a long time through the first line, and thus a circuit breaker. (Eg, the first breaker 11a) may gradually rise. As the temperature of the first circuit breaker 11a gradually increases, the capacity of the first circuit breaker 11a may decrease, and thus the capacity may be lower than the amount of current in the first line. Accordingly, the first breaker 11a may block the first line, and the devices included in the first load 30a connected to the first line may not operate. In this case, some of the devices included in the first load 30a may not operate even though the devices must be continuously operated.
  • Embodiments related to the operation of the monitoring and load control system for solving the above problem will be described with reference to FIGS. 2 to 7.
  • FIGS. 2 and 3 a gateway and a load control device included in a monitoring and load control system according to an exemplary embodiment of the present specification will be described in detail.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a gateway provided in a switchboard according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • the gateway 100 may include a communication unit 110, a memory 120, and a controller 130.
  • the gateway 100 may include more configurations.
  • the communication unit 110 connects the gateway 100 with the instruments 12a, 12b, and 12c, the temperature sensing device 13, the load control device 20, and the HMI 40, and the above configurations and information or data. Enables sending and receiving of data.
  • the communication unit 110 may support at least one of wired communication methods such as RS485, USB, Ethernet, and wireless communication methods such as Bluetooth, Zigbee, and Wi-Fi.
  • the memory 120 may store various information related to the operation of the gateway 100.
  • the memory 120 analyzes thermal image data received from the temperature sensing device 13 to obtain thermal image analysis information for obtaining temperature information of each of the circuit breakers 11a, 11b, and 11c. 121) can be stored.
  • the thermal analysis information 121 may be an algorithm for obtaining temperature information of each of the circuit breakers 11a, 11b, and 11c from the thermal image data.
  • the memory 120 may further store breaker temperature-capacity information 122 for obtaining breaker capacity information according to temperature information of each of the breakers 11a, 11b, and 11c.
  • the breaker temperature-capacity information 122 may be a kind of table including capacity information corresponding to the temperature of each of the breakers 11a, 11b, and 11c.
  • the controller 130 may control the overall operation of the gateway 100.
  • the controller 130 analyzes the thermal image data received through the communication unit 110 based on the thermal analysis information 121 stored in the memory 120 to determine the temperature of each of the breakers 11a, 11b, and 11c. Information can be obtained.
  • controller 130 may determine the breakers 11a, 11b, 11c from the breaker temperature-capacity information 122 stored in the memory 120 based on the obtained temperature information of each of the breakers 11a, 11b, 11c. Each capacity information can be obtained.
  • the controller 130 based on the capacity information of each of the breakers (11a, 11b, 11c) and the amount of current information obtained from the measuring instruments (12a, 12b, 12c), the circuit breaker corresponding to the line that needs to adjust the load Can be detected.
  • the controller 130 may transmit the detected breaker information (identification information), the acquired capacity information, and the current amount information to the load control device 20.
  • the controller 130 may include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), processors, and controllers.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors and controllers.
  • the controller 23 may be implemented using at least one of controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions (the controller 23 of FIG. 3 may also be the same).
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a load control apparatus according to an embodiment of the present specification.
  • the load control device 20 may include a communication unit 21, a memory 22, and a controller 23.
  • the load control apparatus 20 may include more components.
  • the communication unit 21 connects the load control device 20 with the gateway 100 and the devices included in the loads 30a, 30b, and 30c to enable transmission and reception of various information or data.
  • the communication unit 21 may support at least one of wired communication methods such as RS485, USB, Ethernet, and wireless communication methods such as Bluetooth, Zigbee, and Wi-Fi.
  • the memory 22 may store various information related to the operation of the load control device 20.
  • the memory 22 may include device priority information 221.
  • the device priority information 221 may be information about a priority between devices connected to the load control device 20.
  • a higher priority device may be a device having a higher importance (necessity of continuous operation).
  • the device priority information 221 may be generated or changed by an administrator of the system, but is not limited thereto.
  • the controller 23 wants to stop the operation of at least some of the devices based on the information received from the gateway 100 (eg, identification information, capacity information, and current amount information about the breaker detected in FIG. 3). Based on the device priority information 221, the operation may be stopped in the order of devices having the lowest priority.
  • the information received from the gateway 100 eg, identification information, capacity information, and current amount information about the breaker detected in FIG. 3.
  • the memory 22 may further store the device control information 222 including various information or data necessary for the control of the devices, and the device power consumption information 223 including the power consumption when the devices are operated. have.
  • the controller 23 may select at least one device to stop the operation based on the device priority information 221 and the device power consumption information 223 described above. have.
  • FIG. 4 is a ladder diagram for explaining the operation of the monitoring and load control system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the gateway 100 may monitor a temperature of each of the breakers 11a to 11c and a current amount of a line corresponding to each of the breakers 11a to 11c (S100).
  • the controller 130 of the gateway 100 obtains temperature information of each of the breakers 11a to 11c based on data (eg, thermal image data) obtained from the temperature sensing device 13, thereby preventing the breakers 11a. 11c) Each temperature can be monitored.
  • data eg, thermal image data
  • controller 130 may obtain the current amount information of each of the lines from each of the measuring instruments 12a to 12c, thereby monitoring the current amount of the line corresponding to each of the breakers 11a to 11c.
  • This monitoring operation may be performed periodically or every time an event occurs, but is not necessarily so.
  • the gateway 100 may acquire capacity information of the breakers 11a to 11c according to the monitored temperature (S110).
  • the controller 130 may obtain capacity information of each of the breakers 11a to 11c based on the monitored temperature from the breaker temperature-capacity information 122 stored in the memory 120.
  • the gateway 100 may compare, for each of the breakers 11a to 11c, a difference between the capacitance obtained in step S110 and the amount of current obtained in step S100 with a reference value (S120).
  • the gateway 100 may check whether the acquired current amount exceeds the obtained capacity.
  • the gateway 100 may transmit identification information, capacity information, and current amount information of the circuit breaker to the load control device 20 ( S130).
  • the gateway 100 may transmit a request for adjustment of the load connected to the breaker to the load control device 20.
  • the adjustment request may include identification information of the circuit breaker, capacity information acquired in step S110, and current amount information obtained in step S100 (current amount information of a line corresponding to the circuit breaker).
  • the load control apparatus 20 may obtain priority information and power consumption information of devices connected to the circuit breaker based on the received identification information (S140).
  • the controller 23 of the load control device 20 may obtain priority information of devices connected to the circuit breaker from the device priority information 221 stored in the memory 22. In addition, the controller 23 may obtain power consumption information of devices connected to the circuit breaker from the device power consumption information 223 stored in the memory 22. At this time, the controller 23 obtains only priority information and power consumption information of devices currently operating among the devices connected to the circuit breaker, and priority information and power consumption information of devices not being operated are May not be acquired.
  • the load control device 20 may stop the operation of at least one of the devices connected to the circuit breaker based on the obtained priority information and power consumption information (S150).
  • the controller 23 may adjust the load by stopping the operation of at least one device based on the priority information and power consumption information so that the difference between the capacity and the current amount is equal to or greater than a reference value. An example related to this will be described below with reference to FIGS. 5 to 6.
  • FIG. 5 and 6 are exemplary diagrams for explaining the operation of the monitoring and load control system shown in FIG.
  • the circuit breakers 11a to 11c may be configured to include an upper circuit breaker 11a and lower circuit breakers 11b and 11c connected to the upper circuit breaker. Is not.
  • the upper breaker 11a is connected to the first to sixth devices 301 to 306, and the first lower breaker 11b is connected to the first to third devices 301 to 303.
  • the second lower circuit breaker 11c may be connected to the fourth to sixth devices 304 to 306.
  • the connection may include a direct connection and an indirect connection.
  • the current supplied to the line on which the upper breaker 11a is disposed may be supplied to each of the devices 301 to 306 through the lines on which the lower breakers 11b and 11c are disposed. have.
  • Each of the measuring instruments 12a, 12b, and 12c may obtain the current amount of the lines.
  • the first meter 12a obtains the amount of current for the line on which the upper breaker 11a is disposed
  • the second meter 12b obtains the amount of current for the line on which the first lower breaker 11b is disposed
  • the third measuring instrument 12c may acquire the amount of current for the line on which the second lower breaker 11c is disposed.
  • the meters 12a to 12c may transmit current amount information including the obtained current amount to the gateway 100.
  • the current amount information may be obtained periodically or continuously, but in some embodiments, may be obtained whenever a specific event occurs.
  • the temperature sensing device 13 may transmit data for measuring the temperature of the circuit breakers 11a to 11c to the gateway 100.
  • the temperature sensing device 13 may obtain thermal image data for the breakers 11a to 11c and transmit the thermal image data to the gateway 100.
  • the gateway 100 may measure the temperature of each of the circuit breakers 11a to 11c from the obtained thermal image data by using the thermal image analysis information 121 stored in the memory 120.
  • the gateway 100 may obtain capacity information corresponding to a temperature of each of the breakers 11a to 11c from the breaker temperature-capacity information 122 stored in the memory 120.
  • the capacity of the upper circuit breaker 11a is 30 kA when the temperature is less than 30 ° C., and 24 kA when the temperature is 50 ° C. or more.
  • the initial temperature of the upper circuit breaker 11a is 25 ° C, and the temperature of the upper circuit breaker 11a measured by the thermal image data is 50 ° C.
  • the capacity of the upper breaker 11a among the capacity information acquired by the gateway 100 may correspond to 24 kA.
  • the gateway 100 compares the amount of current obtained from the instruments 12a-12c with the capacity obtained for the breakers 11a-11c, and detects the breaker corresponding to the line requiring adjustment of the load (or amount of current). can do.
  • the gateway 100 may detect a line corresponding to the upper circuit breaker 11a as a line requiring adjustment of the load.
  • the gateway 100 when the difference between the capacity of the upper circuit breaker 11a and the amount of current obtained from the first meter 12a is smaller than the reference value, the gateway 100 needs to adjust the load corresponding to the line corresponding to the upper circuit breaker 11a. It can also be detected by a line.
  • the gateway 100 may transmit a load control request for the line that needs to be adjusted to the load control device 20.
  • the load regulation request is the identification information of the upper circuit breaker 11a corresponding to the line, the capacity information obtained for the upper circuit breaker 11a, and the amount of current obtained from the first meter 12a corresponding to the upper circuit breaker 11a. May contain information.
  • the load control device 20 may determine priority information of the devices 301 ⁇ 306 connected to the upper circuit breaker 11a and power consumption information of each of the devices 301 ⁇ 306 based on the received load adjustment request. Can be obtained from the memory 22. Here, the devices 301 ⁇ 306 may be currently operating.
  • the load control device 20 may stop the operation of at least one device based on the obtained priority information and power consumption information.
  • the load control device 20 stops the operation of the second device 302 based on the power consumption of the lowest priority device (eg, the second device 302) among the devices 301 ⁇ 306. It is possible to calculate the changed amount of current in the line of sight. When the calculated current amount is less than 24 kA, the load control device 20 may transmit a control signal OFF for stopping the operation of the second device 302 to the second device 302.
  • the lowest priority device eg, the second device 302
  • the load control device 20 may transmit a control signal OFF for stopping the operation of the second device 302 to the second device 302.
  • the load control device 20 is based on the power consumption of the second lowest priority device (for example, the fourth device 304) of the devices (301 to 306), When the operation of the second device 302 and the fourth device 304 is stopped, the changed current amount of the line may be calculated. When the calculated current amount is less than 24 kA, the load control device 20 generates a control signal OFF for stopping the operation of the second device 302 and the fourth device 304 to the second device 302 and the fourth device. 304 may transmit to each. The control signal OFF may be generated and transmitted based on the device control information 222 stored in the memory 22.
  • the load control device 20 first stops the second device 302 having the lowest priority among the devices 301 to 306, and then the line corresponding to the upper breaker 11a from the gateway 100. It is also possible to check whether the request for load balancing is again received. When the load adjustment request is received again, the load control device 20 may stop the fourth device 304 having the second lowest priority. That is, when the load control request is received, the load control device 20 may repeatedly perform an operation of stopping the device having the lowest priority among the devices in operation.
  • the load control device 20 when the load control request of the line corresponding to the first lower circuit breaker 11b is received, the load control device 20 includes at least one of the devices 301 to 303 connected to the first lower circuit breaker 11b. Will be able to stop the operation.
  • the load control device 20 receives the first lower circuit breaker ( The load control request of the line corresponding to 11b) may be processed first. That is, the load control device 20 stops the operation of at least one of the devices 301 to 303 based on the priority of the devices 301 to 303 connected to the first lower circuit breaker 11b and thus, performs the first operation. The amount of current in the line corresponding to the lower breaker 11b can be reduced. As a result, the amount of current in the line corresponding to the upper breaker 11a can also decrease together.
  • the load control device 20 is operating on the basis of the priority of the remaining devices in operation among the devices 301 to 306. At least one of the devices may be stopped.
  • FIG. 7 is a flowchart for describing an operation of a load control device included in a monitoring and load control system according to another exemplary embodiment of the present specification.
  • steps S100 to S120 in the embodiment shown in FIG. 4 may be performed by the load control device 20, in which case the gateway 100 may be connected to the thermal image data received from the temperature sensing device 13.
  • the thermal analysis information 121 and the breaker temperature-capacity information 122 stored in the memory 120 of the gateway 100 may be stored in the memory 22 of the load control device 20.
  • the load control device 20 may store, from the gateway 100, current amount information of a line corresponding to each of the breakers 11a to 11c and thermal image data obtained by the temperature sensing device 13. It may be received (S200).
  • the load control device 20 detects the temperature of each of the breakers 11a to 11c based on the received thermal image data (S210), and acquires capacity information of each of the breakers 11a to 11c according to the sensed temperature. It may be (S220).
  • the load control device 20 may detect a circuit breaker corresponding to a line for adjusting the amount of current based on the acquired capacity information and the amount of current information (S230).
  • steps S210 to S230 may be substantially the same except that the performing agent is changed from the gateway 100 to the load control device 20.
  • the load control apparatus 20 may stop the operation of the at least one device based on priority information and power consumption information of the devices connected to the detected breaker (S240).
  • the monitoring and load control system can prevent the unexpected interruption of the line by adjusting the load based on the capacity that changes according to the temperature of the breaker.
  • the monitoring and load control system can effectively prevent unexpected operation stop of a device having a high importance or continuous operation by stopping operation of some of the devices according to priority.

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Abstract

본 명세서의 실시 예에 따른 배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템은, 상기 배전반에 포함된 차단기들 각각의 온도 정보와, 상기 차단기들에 대응하는 선로들의 전류량 정보를 획득하고, 상기 획득된 온도 정보에 기초하여 상기 차단기들 각각의 용량 정보를 획득하고, 획득된 용량 정보와 전류량 정보에 기초하여, 부하 조절이 필요한 선로에 대응하는 차단기를 검출하는 게이트웨이, 및 상기 검출된 차단기와 연결된 기기들 중 적어도 하나의 동작을 중지시킴으로써 상기 선로의 부하를 조절하는 부하 제어 장치를 포함한다.

Description

배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템
본 명세서는 배전반 내에 구비된 차단기의 상태를 모니터링하여 부하를 제어하는 모니터링 및 부하 제어 시스템에 관한 것이다.
배전반 내에는 전력변환 및 전달, 계측 등을 위한 다수의 전력기기들이 배치되어 있다. 이 중, 전력이 전달되는 선로에 배치되는 차단기(circuit breaker)는 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써 배전반 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호할 수 있다.
예컨대, 차단기는 선로의 전류량이 차단기의 용량을 초과하는 경우, 선로를 차단시킬 수 있다. 선로가 차단되면, 해당 선로와 연결된 기기들에 대한 전력의 공급이 차단되므로 각 기기들이 전원이 꺼진다.
일부 기기들은 갑자기 전원이 꺼지더라도 별다른 문제가 없을 수 있으나, 특정 기기들은 내부 회로나 구성이 고장 또는 손상될 수 있다. 특히 선로와 연결된 기기가 PC나 서버 등의 데이터 처리 장치인 경우 데이터가 손실될 우려가 있다. 또한, 특정 기기들은 가능한 한 전력 공급이 지속적으로 유지될 필요가 있다(예컨대, 냉동 창고의 냉동 사이클 장치 등).
따라서, 차단기의 차단 동작이 최소화되도록 선로에 흐르는 전류량을 적절히 조절할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배전반 내에 구비된 차단기 및 선로의 상태에 기초하여 부하를 제어함으로써, 차단기의 선로 차단 동작을 최소화할 수 있는 배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 명세서의 일 실시 예에 따른 배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템은, 상기 배전반에 포함된 차단기들 각각의 온도 정보와, 상기 차단기들에 대응하는 선로들의 전류량 정보를 획득하고, 상기 획득된 온도 정보에 기초하여 상기 차단기들 각각의 용량 정보를 획득하고, 획득된 용량 정보와 전류량 정보에 기초하여, 부하 조절이 필요한 선로에 대응하는 차단기를 검출하는 게이트웨이, 및 상기 검출된 차단기와 연결된 기기들 중 적어도 하나의 동작을 중지시킴으로써 상기 선로의 부하를 조절하는 부하 제어 장치를 포함한다.
상기 모니터링 및 부하 제어 시스템은, 상기 배전반에 포함된 차단기들 각각의 온도 정보 획득을 위한 데이터를 획득하는 온도 센싱 장치를 더 포함하고, 상기 게이트웨이는, 상기 온도 센싱 장치로부터 상기 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 이용하여 상기 차단기들 각각의 온도 정보를 획득할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 온도 센싱 장치는, 상기 차단기들 각각의 열화상 데이터를 획득하는 열화상 센서를 포함할 수 있다.
상기 게이트웨이는, 상기 차단기들에 대응하는 계측기들로부터, 상기 차단기들에 대응하는 선로들의 전류량 정보를 수신할 수 있다.
상기 게이트웨이의 메모리에는, 상기 차단기들 각각에 대하여, 온도들 각각에 대응하는 용량 정보가 포함된 차단기 온도-용량 정보가 저장되고, 상기 게이트웨이는, 상기 저장된 차단기 온도-용량 정보로부터, 상기 획득된 온도 정보에 기초한 용량 정보를 획득할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 게이트웨이는, 상기 차단기들 중 대응하는 선로의 전류량이 획득된 용량 이상인 차단기를 검출하고, 검출된 차단기의 식별 정보, 획득된 용량 정보, 및 대응하는 선로의 전류량 정보를 포함하는 부하 조절 요청을 상기 부하 제어 장치로 전송할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 게이트웨이는, 상기 차단기들 중 획득된 용량과 대응하는 선로의 전류량 사이의 차이가 기준값보다 작은 차단기를 검출하고, 검출된 차단기의 식별 정보, 획득된 용량 정보, 및 대응하는 선로의 전류량 정보를 포함하는 부하 조절 요청을 상기 부하 제어 장치로 전송할 수 있다.
상기 부하 제어 장치는, 상기 검출된 차단기와 연결된 기기들의 우선순위 및 상기 기기들 각각의 소비전력에 기초하여, 동작 중지에 해당하는 제어 신호를 상기 기기들 중 적어도 하나로 전송할 수 있다.
본 명세서의 일 실시 예에 따른 배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템은, 상기 배전반에 포함된 차단기들 각각의 온도 정보 획득을 위한 데이터를 획득하는 온도 센싱 장치, 상기 온도 센싱 장치로부터 상기 데이터를 수신하고, 상기 차단기들에 대응하는 계측기들로부터, 상기 차단기들에 대응하는 선로들의 전류량 정보를 수신하는 게이트웨이, 및 상기 게이트웨이로부터 상기 데이터 및 상기 전류량 정보를 수신하고, 수신된 데이터를 이용하여 상기 차단기들 각각의 온도 정보를 획득하고, 상기 획득된 온도 정보에 기초하여 상기 차단기들 각각의 용량 정보를 획득하고, 획득된 용량 정보와 전류량 정보에 기초하여, 부하 조절이 필요한 선로에 대응하는 차단기를 검출하고, 상기 검출된 차단기와 연결된 기기들 중 적어도 하나의 동작을 중지시킴으로써 상기 선로의 부하를 조절하는 부하 제어 장치를 포함한다.
본 명세서의 다양한 실시 예에 따르면, 모니터링 및 부하 제어 시스템은 차단기의 온도에 따라 변화하는 용량에 기초하여 부하를 조절함으로써, 예기치 못한 선로의 차단을 미연에 방지할 수 있다.
또한 본 명세서에 따르면, 모니터링 및 부하 제어 시스템은 우선 순위에 따라 기기들 중 일부의 동작만을 중지시킴으로써, 중요도가 높거나 지속 동작하여야 하는 기기의 예기치 못한 동작 중지를 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 관리자 또는 사용자는 상기 모니터링 및 부하 제어 시스템을 통해 건물이나 시설 등에 존재하는 기기들을 효과적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 실시 예에 따른 모니터링 및 부하 제어 시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 배전반에 구비된 게이트웨이의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 부하 제어 장치의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 모니터링 및 부하 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 래더 다이어그램이다.
도 5와 도 6은 도 4에 도시된 모니터링 및 부하 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 명세서의 다른 실시 예에 따른 모니터링 및 부하 제어 시스템에 포함된 부하 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 명세서의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 명세서의 실시 예에 따른 모니터링 및 부하 제어 시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 1에는 설명의 편의를 위해 각각 세 개의 차단기들, 계측기들, 및 부하들만이 도시되나, 차단기, 계측기, 부하의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 1을 참조하면, 모니터링 및 부하 제어 시스템(1)은 게이트웨이(100), 부하 제어 장치(20), 및 온도 센싱 장치(13)를 포함할 수 있다.
게이트웨이(100)와 온도 센싱 장치(13)는 배전반 패널(10) 내에 배치될 수 있다. 실시 예에 따라, 게이트웨이(100)는 배전반 패널(10)의 외부에 배치될 수도 있다.
게이트웨이(100)는 배전반 패널(10) 내의 계측기들(12a, 12b, 12c)과 통신이 가능하도록 연결될 수 있다. 게이트웨이(100)는 계측기들(12a, 12b, 12c) 각각이 배치된 선로의 전류량이나 전압 등의 정보를 주기적 또는 비주기적으로 획득할 수 있다. 예컨대, 계측기들(12a, 12b, 12c)이 전류 계측기인 경우, 게이트웨이(100)는 선로들 각각의 전류량 정보를 획득할 수 있다.
실시 예에 따라, 게이트웨이(100)는 차단기들(11a, 11b, 11c)과 통신이 가능하도록 연결되어, 차단기의 동작과 관련된 각종 정보를 획득할 수도 있다. 예를 들어, 차단기들(11a, 11b, 11c) 각각은 ACB(air circuit breaker), MCCB(molded case circuit breaker), MCB(molded circuit breaker) 등으로 구현될 수 있다.
게이트웨이(100)는 획득된 정보 또는 획득된 정보를 처리함에 따라 생성되는 데이터를 부하 제어 장치(20)로 전송할 수 있다.
온도 센싱 장치(13)는 배전반 패널(10) 내에 배치된 차단기들(11a, 11b, 11c)의 온도를 측정한다. 예컨대, 온도 센싱 장치(13)는 차단기들(11a, 11b, 11c) 각각에 대한 열화상 데이터(열화상 영상)를 획득하는 열화상 카메라를 포함하는 열화상 센서로 구현될 수 있다. 상기 열화상 센서는, 획득된 열화상 데이터를 게이트웨이(10)로 전송하기 위해 게이트웨이(100)와 연결될 수 있다. 실시 예에 따라, 온도 센싱 장치(13)는 차단기들(11a~11c) 각각에 접촉 또는 포함되는 온도 센서를 포함할 수도 있다. 이 경우, 온도 센서들 각각은 감지된 온도 정보를 게이트웨이(100)로 전송할 수 있다.
부하들(30a, 30b, 30c) 각각은 배전반으로부터 전력을 공급받아 동작하는 적어도 하나의 기기를 포함할 수 있다.
부하 제어 장치(20)는, 부하(30a, 30b, 30c)에 포함된 기기들과 연결되어, 기기들의 동작과 관련된 각종 정보를 수신하거나, 기기들의 동작을 제어할 수 있다.
예컨대, 부하 제어 장치(20)는 건물의 관리 시스템(building management system (BMS)), 시설 관리 시스템(facility management system (FMS)) 등과 같은 각종 관리 서버 또는 관리 장치일 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다.
실시 예에 따라, 모니터링 및 부하 제어 시스템(1)은 HMI(human machine interface; 40)를 더 포함할 수 있다. HMI(40)는 게이트웨이(100)로부터 배전반 패널(10) 내의 동작 상태와 관련된 각종 정보를 수신하여 그래픽이나 텍스트 형태로 상기 정보를 표시할 수 있다. 또한, HMI(40)는 관리자 또는 사용자로부터 배전반의 동작과 관련된 각종 명령이나 요청 등을 수신하고, 수신된 명령이나 요청을 게이트웨이(100)로 전송할 수 있다.
한편, 차단기(11a, 11b, 11c)는, 선로에 흐르는 전류량이 소정값을 초과하는 경우, 선로를 차단시킬 수 있다. 상기 소정값은 차단기 용량에 대응할 수 있다. 또한, 상기 차단기 용량은, 차단기(11a, 11b, 11c)의 온도에 따라 변동될 수 있다.
예컨대, 차단기의 온도가 상승할 경우, 상기 차단기 용량은 감소할 수 있다. 이에 따르면, 특정 선로(예컨대, 제1 선로)와 연결된 부하(예컨대, 제1 부하(30a))에 해당하는 기기들이 장시간 동작하는 경우, 상기 제1 선로를 통해 장시간 전류가 공급되고, 이에 따라 차단기(예컨대, 제1 차단기(11a))의 온도가 점차 상승할 수 있다. 제1 차단기(11a)의 온도가 점차 상승함에 따라 제1 차단기(11a)의 용량이 감소하면서, 상기 용량이 상기 제1 선로의 전류량보다 낮아지게 될 수 있다. 이에 따라, 제1 차단기(11a)는 상기 제1 선로를 차단시킬 수 있고, 제1 선로와 연결된 제1 부하(30a)에 포함된 기기들이 동작하지 못하게 될 수 있다. 이 경우, 제1 부하(30a)에 포함된 기기들 중 일부는 지속 동작하여야 함에도 동작하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 모니터링 및 부하 제어 시스템의 동작과 관련된 실시 예들에 대해, 이하 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 2와 도 3을 참조하여, 본 명세서의 실시 예에 따른 모니터링 및 부하 제어 시스템에 포함된 게이트웨이와 부하 제어 장치에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 배전반에 구비된 게이트웨이의 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 게이트웨이(100)는 통신부(110), 메모리(120), 및 컨트롤러(130)를 포함할 수 있다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해 게이트웨이(100)의 구성들 중 일부만을 도시한 바, 게이트웨이(100)는 보다 많은 구성들을 포함할 수도 있다.
통신부(110)는 게이트웨이(100)를 계측기들(12a, 12b, 12c), 온도 센싱 장치(13), 부하 제어 장치(20), 및 HMI(40)와 연결시켜, 상기 구성들과 정보 또는 데이터의 송/수신을 가능하게 한다. 통신부(110)는 RS485, USB, 이더넷 등의 유선 통신 방식과, 블루투스, Zigbee, Wi-Fi 등의 무선 통신 방식 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
메모리(120)는 게이트웨이(100)의 동작과 관련된 각종 정보를 저장할 수 있다.
본 명세서의 실시 예에 따르면, 메모리(120)는 온도 센싱 장치(13)로부터 수신되는 열화상 데이터를 분석하여 차단기들(11a, 11b, 11c) 각각의 온도 정보를 획득하기 위한 열화상 분석 정보(121)를 저장할 수 있다. 열화상 분석 정보(121)는 열화상 데이터로부터 차단기들(11a, 11b, 11c) 각각의 온도 정보를 획득하기 위한 알고리즘일 수 있다.
또한, 메모리(120)는 차단기들(11a, 11b, 11c) 각각의 온도 정보에 따른 차단기 용량 정보를 획득하기 위한 차단기 온도-용량 정보(122)를 더 저장할 수 있다. 상기 차단기 온도-용량 정보(122)는 차단기들(11a, 11b, 11c) 각각의 온도에 대응하는 용량 정보를 포함하는 일종의 테이블일 수 있다.
컨트롤러(130)는, 게이트웨이(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 특히, 컨트롤러(130)는 통신부(110)를 통해 수신되는 열화상 데이터를, 메모리(120)에 저장된 열화상 분석 정보(121)에 기초하여 분석하여 차단기들(11a, 11b, 11c) 각각의 온도 정보를 획득할 수 있다.
또한, 컨트롤러(130)는 획득된 차단기들(11a, 11b, 11c) 각각의 온도 정보에 기초하여, 메모리(120)에 저장된 차단기 온도-용량 정보(122)로부터 차단기들(11a, 11b, 11c) 각각의 용량 정보를 획득할 수 있다.
컨트롤러(130)는 차단기들(11a, 11b, 11c) 각각의 용량 정보와, 계측기들(12a, 12b, 12c)로부터 획득된 전류량 정보에 기초하여, 부하의 조절이 요구되는 선로에 대응하는 차단기를 검출할 수 있다. 컨트롤러(130)는 검출된 차단기의 정보(식별 정보), 획득된 용량 정보 및 전류량 정보를 부하 제어 장치(20)로 전송할 수 있다.
이러한 컨트롤러(130)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서 (processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다(도 3의 컨트롤러(23)도 동일).
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 부하 제어 장치의 개략적인 블록도이다.
도 3을 참조하면, 부하 제어 장치(20)는 통신부(21), 메모리(22), 및 컨트롤러(23)를 포함할 수 있다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해 부하 제어 장치(20)의 구성들 중 일부만을 도시한 바, 부하 제어 장치(20)는 보다 많은 구성들을 포함할 수도 있다.
통신부(21)는 부하 제어 장치(20)를 게이트웨이(100), 및 부하들(30a, 30b, 30c)에 포함된 기기들과 연결시켜, 각종 정보 또는 데이터의 송/수신을 가능하게 한다. 통신부(21)는 RS485, USB, 이더넷 등의 유선 통신 방식과, 블루투스, Zigbee, Wi-Fi 등의 무선 통신 방식 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
메모리(22)는, 부하 제어 장치(20)의 동작과 관련된 각종 정보를 저장할 수 있다.
특히, 본 명세서의 실시 예에 따르면, 메모리(22)는 기기 우선 순위 정보(221)를 포함할 수 있다.
기기 우선 순위 정보(221)는 부하 제어 장치(20)와 연결된 기기들 간의 우선 순위에 대한 정보일 수 있다. 예컨대, 우선 순위가 높은 기기일수록 중요도(지속 동작 필요성)가 높은 기기일 수 있다. 기기 우선 순위 정보(221)는 시스템의 관리자에 의해 생성 또는 변경될 수 있으나, 이에 한정되는 것만은 아니다.
컨트롤러(23)는 게이트웨이(100)로부터 수신되는 정보(예컨대, 도 3에서 검출된 차단기에 대한 식별 정보, 용량 정보, 및 전류량 정보)에 기초하여 기기들 중 적어도 일부의 동작을 중지시키고자 하는 경우, 기기 우선 순위 정보(221)에 기초하여 우선 순위가 낮은 기기 순으로 동작을 중지시킬 수 있다.
또한, 메모리(22)는 기기들의 제어를 위해 필요한 각종 정보나 데이터를 포함하는 기기 제어 정보(222)와, 기기들 각각의 동작 시 소비전력을 포함하는 기기 소비전력 정보(223)를 더 저장할 수 있다. 컨트롤러(23)는 기기들 중 적어도 일부의 동작을 중지시키고자 하는 경우, 상술한 기기 우선 순위 정보(221)와 기기 소비전력 정보(223)에 기초하여 동작을 중지할 적어도 하나의 기기를 선택할 수 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 모니터링 및 부하 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 래더 다이어그램이다.
도 4를 참조하면, 게이트웨이(100)는 차단기들(11a~11c) 각각의 온도와, 차단기들(11a~11c) 각각에 대응하는 선로의 전류량을 모니터링할 수 있다(S100).
게이트웨이(100)의 제어부(130)는, 온도 센싱 장치(13)로부터 획득되는 데이터(예컨대, 열화상 데이터)에 기초하여 차단기들(11a~11c) 각각의 온도 정보를 획득함으로써, 차단기들(11a~11c) 각각의 온도를 모니터링할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 계측기들(12a~12c) 각각으로부터, 선로들 각각의 전류량 정보를 획득함으로써, 차단기들(11a~11c) 각각에 대응하는 선로의 전류량을 모니터링할 수 있다.
이러한 모니터링 동작은 주기적 또는 특정 이벤트 발생 시마다 수행될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다.
게이트웨이(100)는 모니터링된 온도에 따른 차단기들(11a~11c)의 용량 정보를 획득할 수 있다(S110).
제어부(130)는 메모리(120)에 저장된 차단기 온도-용량 정보(122)로부터, 상기 모니터링된 온도에 기초하여 차단기들(11a~11c) 각각의 용량 정보를 획득할 수 있다.
게이트웨이(100)는 차단기들(11a~11c) 각각에 대해, S110 단계에서 획득된 용량과 S100 단계에서 획득된 전류량의 차를 기준값과 비교할 수 있다(S120).
실시 예에 따라, 게이트웨이(100)는 상기 획득된 전류량이 상기 획득된 용량을 초과하는지 여부를 확인할 수도 있다.
비교 결과, 용량과 전류량의 차가 기준값 미만인 차단기가 존재하는 경우(S120의 YES), 게이트웨이(100)는 해당 차단기의 식별 정보, 용량 정보, 및 전류량 정보를 부하 제어 장치(20)로 전송할 수 있다(S130).
구체적으로, 게이트웨이(100)는 용량과 전류량의 차가 기준값 미만인 차단기가 존재하는 경우, 해당 차단기와 연결된 부하의 조절 요청을 부하 제어 장치(20)로 전송할 수 있다. 상기 조절 요청은, 해당 차단기의 식별 정보, S110 단계에서 획득된 용량 정보, 및 S100 단계에서 획득된 전류량 정보(해당 차단기에 대응하는 선로의 전류량 정보)를 포함할 수 있다.
부하 제어 장치(20)는, 수신된 식별 정보에 기초하여, 해당 차단기와 연결된 기기들의 우선 순위 정보 및 소비전력 정보를 획득할 수 있다(S140).
부하 제어 장치(20)의 컨트롤러(23)는, 메모리(22)에 저장된 기기 우선 순위 정보(221)로부터, 해당 차단기와 연결된 기기들의 우선 순위 정보를 획득할 수 있다. 또한, 컨트롤러(23)는, 메모리(22)에 저장된 기기 소비전력 정보(223)로부터, 해당 차단기와 연결된 기기들의 소비전력 정보를 획득할 수 있다. 이 때, 컨트롤러(23)는 해당 차단기와 연결된 기기들 중, 현재 동작 중인 기기들에 대한 우선 순위 정보 및 소비전력 정보만을 획득하고, 동작 중이지 않은 기기들에 대한 우선 순위 정보 및 소비전력 정보는 획득하지 않을 수 있다.
부하 제어 장치(20)는, 획득된 우선 순위 정보 및 소비전력 정보에 기초하여, 해당 차단기와 연결된 기기들 중 적어도 하나의 기기의 동작을 중지할 수 있다(S150).
해당 차단기와 연결된 기기들 중 일부의 동작이 중지되는 경우, 상기 차단기와 대응하는 선로의 전류량이 감소할 수 있다. 즉, 컨트롤러(23)는 상기 용량과 전류량의 차가 기준값 이상이 되도록 하기 위해, 상기 우선 순위 정보 및 소비전력 정보에 기초하여 적어도 하나의 기기의 동작을 중지함으로써, 부하를 조절3할 수 있다. 이와 관련된 예시로서 이하 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5와 도 6은 도 4에 도시된 모니터링 및 부하 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 차단기들(11a~11c)은 상위 차단기(11a)와, 상기 상위 차단기에 연결된 하위 차단기들(11b, 11c)을 포함하는 형태로 구성될 수 있으나, 반드시 그러한 것만은 아니다. 이 경우, 상위 차단기(11a)는 제1 기기 내지 제6 기기(301~306)와 연결되고, 제1 하위 차단기(11b)는 제1 기기 내지 제3 기기(301~303)와 연결되고, 제2 하위 차단기(11c)는 제4 기기 내지 제6 기기(304~306)와 연결될 수 있다. 여기서 연결은, 직접 연결 및 간접 연결을 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 실시 예에 따르면, 상위 차단기(11a)가 배치된 선로로 공급되는 전류는 하위 차단기들(11b, 11c)이 배치된 선로들을 통해 기기들(301~306) 각각으로 공급될 수 있다.
계측기들(12a, 12b, 12c) 각각은 상기 선로들의 전류량을 획득할 수 있다. 예컨대, 제1 계측기(12a)는 상위 차단기(11a)가 배치된 선로에 대한 전류량을 획득하고, 제2 계측기(12b)는 제1 하위 차단기(11b)가 배치된 선로에 대한 전류량을 획득하며, 제3 계측기(12c)는 제2 하위 차단기(11c)가 배치된 선로에 대한 전류량을 획득할 수 있다. 계측기들(12a~12c)은 획득된 전류량을 포함하는 전류량 정보를 게이트웨이(100)로 전송할 수 있다. 상기 전류량 정보는 주기적 또는 연속적으로 획득될 수 있으나, 실시 예에 따라서는 특정 이벤트의 발생 시마다 획득될 수도 있다.
또한, 도시되지는 않았으나, 온도 센싱 장치(13)는 차단기들(11a~11c)의 온도 측정을 위한 데이터를 게이트웨이(100)로 전송할 수 있다. 예컨대, 온도 센싱 장치(13)가 열화상 카메라를 포함하는 경우, 온도 센싱 장치(13)는 차단기들(11a~11c)에 대한 열화상 데이터를 획득하여 게이트웨이(100)로 전송할 수 있다.
게이트웨이(100)는 메모리(120)에 저장된 열화상 분석 정보(121)를 이용하여, 획득된 열화상 데이터로부터 차단기들(11a~11c) 각각의 온도를 측정할 수 있다.
게이트웨이(100)는 메모리(120)에 저장된 차단기 온도-용량 정보(122)로부터, 차단기들(11a~11c) 각각의 온도에 대응하는 용량 정보를 획득할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해, 상위 차단기(11a)의 용량은, 온도가 30℃ 미만일 때 30kA이고, 온도가 50℃ 이상일 때 24kA인 것으로 가정한다. 또한, 상위 차단기(11a)의 초기 온도는 25℃이고, 상기 열화상 데이터에 의해 측정된 상위 차단기(11a)의 온도는 50℃인 것으로 가정한다.
상기 가정에 따르면, 게이트웨이(100)가 획득한 용량 정보 중 상위 차단기(11a)의 용량은 24kA에 해당할 수 있다.
게이트웨이(100)는 계측기들(12a~12c)로부터 획득된 전류량을, 차단기들(11a~11c)에 대해 획득된 용량과 비교하여, 부하(또는 전류량)의 조절이 필요한 선로에 대응하는 차단기를 검출할 수 있다.
예컨대, 게이트웨이(100)는 제1 계측기(12a)로부터 획득된 전류량이 24kA 이상인 경우, 상위 차단기(11a)에 대응하는 선로를 부하의 조절이 필요한 선로로 검출할 수 있다.
실시 예에 따라, 게이트웨이(100)는 상위 차단기(11a)의 용량과 제1 계측기(12a)로부터 획득된 전류량 간의 차가 기준값보다 작은 경우, 상위 차단기(11a)에 대응하는 선로를 부하의 조절이 필요한 선로로 검출할 수도 있다.
게이트웨이(100)는 부하의 조절이 필요한 선로에 대한 부하 조절 요청을 부하 제어 장치(20)로 전송할 수 있다. 상기 부하 조절 요청은 상기 선로에 대응하는 상위 차단기(11a)의 식별 정보, 상위 차단기(11a)에 대해 획득된 용량 정보, 및 상위 차단기(11a)에 대응하는 제1 계측기(12a)로부터 획득된 전류량 정보를 포함할 수 있다.
부하 제어 장치(20)는 수신된 부하 조절 요청에 기초하여, 상위 차단기(11a)와 연결된 기기들(301~306)에 대한 우선 순위 정보와, 기기들(301~306) 각각의 소비전력 정보를 메모리(22)로부터 획득할 수 있다. 여기서, 기기들(301~306)은 현재 동작 중일 수 있다.
부하 제어 장치(20)는 획득된 우선 순위 정보와 소비전력 정보에 기초하여, 적어도 하나의 기기의 동작을 중지시킬 수 있다.
일례로, 부하 제어 장치(20)는 기기들(301~306) 중 우선 순위가 가장 낮은 기기(예컨대, 제2 기기(302))의 소비전력에 기초하여, 제2 기기(302)의 동작 중지 시 선로의 변화된 전류량을 산출할 수 있다. 산출된 전류량이 24kA 미만인 경우 부하 제어 장치(20)는 제2 기기(302)의 동작을 중지시키기 위한 제어 신호(OFF)를 제2 기기(302)로 전송할 수 있다.
반면, 산출된 전류량이 여전히 24kA 이상인 경우, 부하 제어 장치(20)는 기기들(301~306) 중 두번째로 우선 순위가 낮은 기기(예컨대, 제4 기기(304))의 소비전력에 기초하여, 제2 기기(302)와 제4 기기(304)의 동작 중지 시 선로의 변화된 전류량을 산출할 수 있다. 산출된 전류량이 24kA 미만인 경우, 부하 제어 장치(20)는 제2 기기(302)와 제4 기기(304)의 동작을 중지시키기 위한 제어 신호(OFF)를 제2 기기(302)와 제4 기기(304) 각각으로 전송할 수 있다. 상기 제어 신호(OFF)는 메모리(22)에 저장된 기기 제어 정보(222)에 기초하여 생성 및 전송될 수 있다.
다른 예로, 부하 제어 장치(20)는 기기들(301~306) 중 우선 순위가 가장 낮은 제2 기기(302)를 먼저 동작 중지시킨 후, 게이트웨이(100)로부터 상위 차단기(11a)에 대응하는 선로의 부하 조절 요청이 다시 수신되는지 여부를 확인할 수도 있다. 상기 부하 조절 요청이 다시 수신되는 경우, 부하 제어 장치(20)는 우선 순위가 두번째로 낮은 제4 기기(304)를 동작 중지시킬 수 있다. 즉, 부하 제어 장치(20)는 부하 조절 요청이 수신되면 동작 중인 기기들 중 우선 순위가 가장 낮은 기기를 동작 중지시키는 동작을 반복 수행할 수 있다.
유사한 방식으로, 부하 제어 장치(20)는 제1 하위 차단기(11b)에 대응하는 선로의 부하 조절 요청이 수신되는 경우, 제1 하위 차단기(11b)와 연결된 기기들(301~303) 중 적어도 하나의 동작을 중지시킬 수 있을 것이다.
한편, 상위 차단기(11a)에 대응하는 선로의 부하 조절 요청과, 제1 하위 차단기(11b)에 대응하는 선로의 부하 조절 요청이 함께 수신되는 경우, 부하 제어 장치(20)는 제1 하위 차단기(11b)에 대응하는 선로의 부하 조절 요청을 먼저 처리할 수 있다. 즉, 부하 제어 장치(20)는 제1 하위 차단기(11b)와 연결된 기기들(301~303)의 우선 순위에 기초하여, 기기들(301~303) 중 적어도 하나의 동작을 중지시켜, 제1 하위 차단기(11b)에 대응하는 선로의 전류량을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 상위 차단기(11a)에 대응하는 선로의 전류량 또한 함께 감소할 수 있다. 이에 따라, 제2 하위 차단기(11c)와 연결된 기기들(304~306)의 동작이 불필요하게 중지되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 상위 차단기(11a)의 용량과 대응하는 선로의 전류량 차가 여전히 기준값보다 작은 경우, 부하 제어 장치(20)는 기기들(301~306) 중 동작 중인 나머지 기기들의 우선 순위에 기초하여, 동작 중인 기기들 중 적어도 하나의 동작을 중지시킬 수 있다.
도 7은 본 명세서의 다른 실시 예에 따른 모니터링 및 부하 제어 시스템에 포함된 부하 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 7에 도시된 실시 예의 경우, 게이트웨이(100)가 수행하는 동작들 중 일부는 부하 제어 장치(20)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 실시 예에서의 S100 단계 내지 S120 단계는 부하 제어 장치(20)에 의해 수행될 수 있고, 이 경우 게이트웨이(100)는 온도 센싱 장치(13)로부터 수신된 열화상 데이터와, 계측기들(12a~12c)로부터 획득된 전류량 정보를 부하 제어 장치(20)로 전송하는 전송 동작만을 수행할 수 있다. 또한, 이 경우 게이트웨이(100)의 메모리(120)에 저장된 열화상 분석 정보(121) 및 차단기 온도-용량 정보(122)는 부하 제어 장치(20)의 메모리(22)에 저장될 수 있다.
도 7을 참조하면, 부하 제어 장치(20)는 게이트웨이(100)로부터, 차단기들(11a~11c) 각각에 대응하는 선로의 전류량 정보와, 온도 센싱 장치(13)에 의해 획득된 열화상 데이터를 수신할 수 있다(S200).
부하 제어 장치(20)는 수신된 열화상 데이터에 기초하여 차단기들(11a~11c) 각각의 온도를 감지하고(S210), 감지된 온도에 따른 차단기들(11a~11c) 각각의 용량 정보를 획득할 수 있다(S220).
부하 제어 장치(20)는 획득된 용량 정보와 전류량 정보에 기초하여, 전류량을 조절할 선로에 대응하는 차단기를 검출할 수 있다(S230).
도 4의 S100 단계 내지 S120 단계와 비교할 때, S210 단계 내지 S230 단계는 그 수행주체가 게이트웨이(100)로부터 부하 제어 장치(20)로 변경된 것 외에는 실질적으로 동일할 수 있다.
부하 제어 장치(20)는, 검출된 차단기와 연결된 기기들의 우선 순위 정보 및 소비전력 정보에 기초하여, 적어도 하나의 기기의 동작을 중지할 수 있다(S240).
본 명세서의 실시 예들에 따르면, 모니터링 및 부하 제어 시스템은 차단기의 온도에 따라 변화하는 용량에 기초하여 부하를 조절함으로써, 예기치 못한 선로의 차단을 미연에 방지할 수 있다.
본 명세서의 실시 예들에 따르면,, 모니터링 및 부하 제어 시스템은 우선 순위에 따라 기기들 중 일부의 동작만을 중지시킴으로써, 중요도가 높거나 지속 동작하여야 하는 기기의 예기치 못한 동작 중지를 효과적으로 방지할 수 있다.
이상의 설명은 본 명세서의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 명세서의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 명세서의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 명세서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템에 있어서,
    상기 배전반에 포함된 차단기들 각각의 온도 정보와, 상기 차단기들에 대응하는 선로들의 전류량 정보를 획득하고, 상기 획득된 온도 정보에 기초하여 상기 차단기들 각각의 용량 정보를 획득하고, 획득된 용량 정보와 전류량 정보에 기초하여, 부하 조절이 필요한 선로에 대응하는 차단기를 검출하는 게이트웨이; 및
    상기 검출된 차단기와 연결된 기기들 중 적어도 하나의 동작을 중지시킴으로써 상기 선로의 부하를 조절하는 부하 제어 장치를 포함하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배전반에 포함된 차단기들 각각의 온도 정보 획득을 위한 데이터를 획득하는 온도 센싱 장치를 더 포함하고,
    상기 게이트웨이는,
    상기 온도 센싱 장치로부터 상기 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 이용하여 상기 차단기들 각각의 온도 정보를 획득하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온도 센싱 장치는,
    상기 차단기들 각각의 열화상 데이터를 획득하는 열화상 센서를 포함하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 차단기들에 대응하는 계측기들로부터 상기 차단기들에 대응하는 선로들의 전류량 정보를 수신하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이의 메모리에는 상기 차단기들 각각에 대하여, 온도들 각각에 대응하는 용량 정보가 포함된 차단기 온도-용량 정보가 저장되고,
    상기 게이트웨이는,
    상기 저장된 차단기 온도-용량 정보로부터, 상기 획득된 온도 정보에 기초한 용량 정보를 획득하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 차단기들 중, 대응하는 선로의 전류량이 획득된 용량 이상인 차단기를 검출하고,
    검출된 차단기의 식별 정보, 획득된 용량 정보, 및 대응하는 선로의 전류량 정보를 포함하는 부하 조절 요청을 상기 부하 제어 장치로 전송하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는,
    상기 차단기들 중, 획득된 용량과 대응하는 선로의 전류량 사이의 차이가 기준값보다 작은 차단기를 검출하고,
    검출된 차단기의 식별 정보, 획득된 용량 정보, 및 대응하는 선로의 전류량 정보를 포함하는 부하 조절 요청을 상기 부하 제어 장치로 전송하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 부하 제어 장치는,
    상기 검출된 차단기와 연결된 기기들의 우선순위 및 상기 기기들 각각의 소비전력에 기초하여, 동작 중지에 해당하는 제어 신호를 상기 기기들 중 적어도 하나로 전송하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검출된 차단기가, 제1 차단기 및 상기 제1 차단기의 하위 차단기인 제2 차단기인 경우,
    상기 부하 제어 장치는,
    상기 제1 차단기와 연결된 기기들 중에서, 상기 제2 차단기와 연결된 기기들 중 적어도 하나의 동작을 중지시켜, 상기 제1 차단기에 대응하는 제1 선로 및 상기 제2 차단기에 대응하는 제2 선로의 부하를 조절하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 부하 제어 장치는,
    상기 제1 선로의 변경된 전류량 정보와 상기 제1 차단기의 용량 정보에 기초하여, 상기 제1 차단기와 연결된 기기들 중 적어도 하나의 동작을 중지시켜 상기 제1 선로의 부하를 조절하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  11. 배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템에 있어서,
    상기 배전반에 포함된 차단기들 각각의 온도 정보 획득을 위한 데이터를 획득하는 온도 센싱 장치;
    상기 온도 센싱 장치로부터 상기 데이터를 수신하고, 상기 차단기들에 대응하는 계측기들로부터, 상기 차단기들에 대응하는 선로들의 전류량 정보를 수신하는 게이트웨이; 및
    상기 게이트웨이로부터 상기 데이터 및 상기 전류량 정보를 수신하고, 수신된 데이터를 이용하여 상기 차단기들 각각의 온도 정보를 획득하고, 상기 획득된 온도 정보에 기초하여 상기 차단기들 각각의 용량 정보를 획득하고, 획득된 용량 정보와 전류량 정보에 기초하여, 부하 조절이 필요한 선로에 대응하는 차단기를 검출하고, 상기 검출된 차단기와 연결된 기기들 중 적어도 하나의 동작을 중지시킴으로써 상기 선로의 부하를 조절하는 부하 제어 장치를 포함하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 부하 제어 장치는,
    상기 획득된 용량 정보와 전류량 정보에 기초하여, 상기 차단기들 중, 대응하는 선로의 전류량이 획득된 용량 이상인 차단기를 검출하고,
    검출된 차단기와 연결된 기기들 중 적어도 하나로 동작 중지에 해당하는 제어 신호를 전송하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 부하 제어 장치는,
    상기 검출된 차단기와 연결된 기기들의 우선순위 및 상기 기기들 각각의 소비전력에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기기로 상기 제어 신호를 전송하는
    배전반의 모니터링 및 부하 제어 시스템.
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