WO2019216512A1 - 전자식 전력량계 - Google Patents

전자식 전력량계 Download PDF

Info

Publication number
WO2019216512A1
WO2019216512A1 PCT/KR2018/015393 KR2018015393W WO2019216512A1 WO 2019216512 A1 WO2019216512 A1 WO 2019216512A1 KR 2018015393 W KR2018015393 W KR 2018015393W WO 2019216512 A1 WO2019216512 A1 WO 2019216512A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
transceiver
buck
boost converter
unit
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/015393
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정연문
Original Assignee
Jeong Yeon Moon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jeong Yeon Moon filed Critical Jeong Yeon Moon
Priority to US16/957,308 priority Critical patent/US11493544B2/en
Priority to EP18918268.6A priority patent/EP3712625A4/en
Publication of WO2019216512A1 publication Critical patent/WO2019216512A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G01R22/061—Details of electronic electricity meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/06—Arrangements for measuring electric power or power factor by measuring current and voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G01R22/061—Details of electronic electricity meters
    • G01R22/063—Details of electronic electricity meters related to remote communication
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/22—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/24—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/10—Control circuit supply, e.g. means for supplying power to the control circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/005—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode

Definitions

  • the present invention relates to a wattmeter, and more particularly to an electronic wattmeter.
  • the electronic wattmeter widely used in the industry is composed of various electrical and electronic devices to convert analog data of voltage and current into digital data, calculate the power using digital data, and accumulate the power change over time. Weigh.
  • the process of converting voltage analog data into digital data is performed by using a voltage divider circuit using resistors to step down tens or hundreds of volts into a few volts that can be converted digitally, and converting current analog data into digital data is performed by using a current transformer.
  • a high current is converted into a low current using a transformer, a resistance is converted into a voltage, and the signal is digitally converted into an analog / digital converter.
  • Computing and displaying these changed data digitally is a general configuration of an electronic electricity meter.
  • FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of a conventional general electronic electricity meter.
  • the conventional electronic electricity meter includes a power supply lightning unit 10, a power measurement unit 20, and a digital circuit unit 30.
  • the power supply circuit unit 10 is connected to a commercial power supply and receives AC power from a commercial power supply, converts the DC power required from various electronic components inside the wattmeter and provides it to each electronic component. It consists of a power supply circuit 11 of a switching-mode power supply (SMPS) method.
  • SMPS switching-mode power supply
  • the power measuring unit 20 includes a voltage signal detecting unit 21, a current signal detecting unit 22, a voltage A / D converting unit 24, a current A / D converting unit 23, and a measuring unit 25.
  • the voltage signal detection unit 21 is connected in parallel with the power supply side 1S and 2S to receive the voltage provided to the load side
  • the current signal detection unit 22 is connected in series with the power supply side 1S and provided to the load side 1L. Receive the current.
  • These detectors convert the applied voltage and current into minute voltage signals, respectively, and then output them to the voltage A / D converter 24 and the current A / D converter 23.
  • the voltage A / D converter 24 and the current A / D converter 23 convert the input analog signal into a digital signal and output the digital signal to the measurement unit 25.
  • the measurement unit 25 corresponds to these voltages and currents.
  • the multiplied multiplied digital signal is used to calculate the watt, and then a signal in proportion to the power or the "watt" value, which is a raw data, or a signal proportional to the power, is applied to the central processing unit (CPU) of the digital circuit unit 20 ( 31)
  • the digital circuit unit 30 is composed of a central processing unit (CPU) 31, an oscillation circuit 33, a nonvolatile memory 34, a communication circuit 35, and an LCD display 37.
  • CPU central processing unit
  • oscillation circuit 33 an oscillation circuit 33
  • nonvolatile memory 34 an oscillation circuit 33
  • communication circuit 35 an LCD display 37.
  • the central processing unit (CPU) 31 of the digital circuit unit 30 continues to accumulate a signal proportional to power or a "watt" value, which is raw data input from the power measuring unit 20, and thus the amount of power (kWh). To calculate.
  • the oscillation circuit 33 is used as an oscillator necessary for the CPU 31 to operate, and the nonvolatile memory 34 stores data measured and calculated in the CPU.
  • the communication circuit 35 communicates with an external power amount measurement server through an external computer or a communication network to transmit information stored in the nonvolatile memory 34.
  • the LCD display 37 displays the accumulated power amount in real time.
  • the electricity meter since the electricity meter is directly connected to the power line and supplied with power, the power circuit of the electricity meter itself is easily damaged due to a change in temperature and humidity, and an incoming surge (such as a lightning stroke), which causes serious problems in the durability of the electricity meter. do.
  • the conventional electronic electricity meter only performs the remote meter reading service to the extent that the measured power is unilaterally transmitted to the power measurement server through the communication circuit, and does not provide any more services.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an electronic electricity meter that can prevent the power consumption of the electricity meter itself in a no-load state, protected from external shocks such as lightning and surge, and can provide a variety of remote metering service.
  • An electronic wattmeter in accordance with a preferred embodiment of the present invention comprises one or more current transformers for generating power using a magnetic field around a transmission line; One or more comparators, each coupled to the current transformer, for outputting a comparison signal indicative of a voltage input from the current transformer; A buck / boost converter for stepping down or outputting a voltage supplied from any one of the one or more current transformers; A power storage unit charged with a voltage output from the buck / boost converter; Drives the transceiver by receiving the driving voltage VDD from the buck / boost converter or the power storage unit, generates the driving voltage SVDD of the transceiver, and drives the data received from the power measurement server through the transceiver.
  • An interface unit for outputting to a control unit and transmitting data received from the main control unit to the power amount measurement server through the transceiver;
  • the transceiver including a display configured to transmit data input from the interface unit to the power amount measurement server, output data received from the power amount measurement server to the main controller, and display a power amount; And checking the voltage output from the buck / boost converter to control the buck / boost converter to step up or down the voltage input to the buck / boost converter, and receive a comparison signal from the one or more comparators to load a current state.
  • a main controller configured to determine whether the battery is in a state of power failure or power failure, and to perform a power saving control operation according to the determined current state.
  • the main controller checks the state of charge of the power storage unit, and when it is determined that the amount of power stored in the power storage unit is less than or equal to a preset reference level, the internal power counter is slipped.
  • the device may be operated in a mode, the display included in the transceiver may be turned off, and the communication function of the transceiver may be turned on and off at a predetermined time period.
  • the main controller outputs a black out signal to the transceiver through the interface unit, and causes the transceiver to transmit a black out signal to the power measurement server, and transmits a HALT signal.
  • the transceiver and the display may be turned off by outputting to the interface unit so that the interface unit stops supplying driving power (SVDD) for driving the transceiver.
  • SVDD driving power
  • the apparatus may further include a power cut-off unit installed between the commercial power supply and the load side to cut off or restart the power supply from the commercial power supply to the load side, wherein the main control unit receives a power cut command from the power measurement server through the interface unit. And controlling the power cutoff unit to cut off power supply from the commercial power source to the load side, and when a power supply command is received from the power measurement server through the interface unit, control the power cutoff unit to resume power supply from the commercial power source to the load side.
  • the transceiver may receive a power cut command and a power supply command from a power measurement server or an external electronic device and output the power cut command to the interface unit.
  • AC power monitor sensor for measuring the voltage and current of the power flowing from the commercial power supply to the load side and outputs a measurement value (ACPM); And an input side connected to the AC power monitor sensor and an output side connected to the main control unit are insulated from each other, and the AC power monitoring unit outputting the AC power measurement value (ACPM) input from the AC power monitor sensor to the main control unit.
  • the main control unit may measure an amount of power consumed at the load side by using the AC power measurement value (ACPM), accumulate and store the amount of power consumed, and output the power amount data to the interface unit to display on the display included in the transceiver. Can be.
  • the main controller may control the buck / boost converter to operate as a buck converter when the voltage input to the buck / boost converter is higher than the rated voltage of the power storage unit, and the voltage input to the buck / boost converter is If the power storage unit is lower than the rated voltage, the buck / boost converter may be controlled to operate as the boost converter.
  • the present invention generates the induced power from the magnetic field around the transmission line using a current transformer, and stores the induced power to be used as a driving power source of the wattmeter, thereby preventing power consumption by the wattmeter in a no-load state.
  • the present invention can insulate the transmission line and the internal components from each other, thereby protecting the electricity meter from surges, lightning strikes, and the like.
  • the present invention switches off the power cutoff unit installed on the transmission line to cut off the power supply to the load side, and when the power supply command is received from the power measuring server, It is possible to provide a service that can control the power supply to the load side remotely by turning on the switch of the power interrupter installed in the.
  • FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of a conventional general electronic electricity meter.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an electronic wattmeter according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an electronic wattmeter according to a preferred embodiment of the present invention.
  • an electronic power meter may include one or more current transformers 100, 111, 113, one or more comparators 1, 2, 3, 102, 116, 112 corresponding to one or more current transformers 100, 111, 113, and a buck / boost converter 101.
  • Power cut-off unit 106 AC power monitor sensor 110, ac leak falut detector 114, AC power monitoring unit 109, interface unit 104, transceiver 105 including an external display, power It is configured to include a storage unit 103 and the main control unit 120.
  • One or more current transformers (100, 111, 113) (Current Transformer) is installed around the transmission line flowing current from the commercial power source 107 to the load 108 side, to generate an alternating voltage by the change of the magnetic field generated around the transmission line, The AC voltage is rectified and output to the comparators 1 to 3 102, 116 and 112. Since the current transformers 100, 111, and 113 itself are generally well-known configurations, detailed description thereof will be omitted. In particular, one of the one or more current transformers 100, 111, and 113 outputs the rectified voltage to the comparator 102 and simultaneously to the buck / boost converter 101 and the main controller 120.
  • Current Transformer Current Transformer
  • One or more comparators 1 to 3 102, 116 and 112 receive DC voltages from the current transformers 100, 111, and 113, respectively, and compare the voltages input from the current transformers 100, 111, and 113 with the reference voltages to obtain a comparison signal indicating a difference from the reference voltage. Output to the CMP IN terminal of the control unit 120, respectively.
  • the buck / boost converter 101 boosts or steps down the DC voltage input from the current transformers 100, 111, and 113 according to the control signal of the main controller 120.
  • the main controller 120 controls the buck / boost converter 101 to operate as a buck converter when the voltage input to the buck / boost converter 101 is higher than the rated voltage of the power storage unit 103.
  • the buck / boost converter 101 is controlled to operate as a boost converter.
  • the power storage unit 103 is implemented as a secondary battery or a super capacitor, and when a voltage is input from the buck / boost converter 101, the power storage unit 103 is charged using the input voltage to store power, and the buck / boost converter 101 is provided. If no voltage is output from the controller, the charged voltage is discharged to supply driving power to the main controller 120 and the interface unit 104.
  • the power cut-off unit 106 turns on / off a switch provided between the commercial power source 107 side and the load 108 side by a control signal SHALT (system halt) input from the main control unit 120 to supply power. Shut down or resume power supply.
  • the power cut-off unit 106 may be implemented with various electrical and mechanical elements, such as a triac switch, a solenoid switch, a relay switch, and the like.
  • the ac leak falut detector 114 detects a ground falt current with respect to an AC load and outputs it to the main controller 120.
  • the main controller 120 operates the power cutoff unit 106 to cut off the power supply when an abnormality occurs. Or problems caused by electrical leakage.
  • the AC power monitor sensor 110 measures a voltage and a current of power flowing from the commercial power supply 107 to the load 108 side to generate a measured value ACPM, and converts the measured value ACPM into an AC power monitoring unit 109. )
  • the AC power monitoring unit 109 has a structure in which an input side connected to the AC power monitor sensor 110 and an output side connected to the main control unit 120 are insulated from each other, such as a photo coupler and a transformer.
  • the input AC power measurement value is output to the main controller 120.
  • the main controller 120 measures the amount of power consumed by the load 108 from the voltage and current measured by the AC power monitor sensor 110, accumulates and stores the amount of power, and stores the amount of power data in the interface unit 104.
  • the output is displayed on the display included in the transceiver 105 and transmitted to a power measurement server (not shown) in a predetermined time period or in real time.
  • the interface unit 104 is driven by the power supply VDD supplied from the buck / boost converter 101 or the power storage unit 103 and includes a DC / DC converter therein, and includes a transceiver 105 including a display.
  • the furnace driving power supply SVDD is supplied, the command inputted from the transceiver 105 (eg, a power cutoff command, a power supply command, etc.) is output to the main control unit 120, and the data input from the main control unit 120 ( For example, the accumulated power consumption, etc.) and the black out signal are output to the transceiver 105 and transmitted to the power measurement server side (not shown).
  • the transceiver 105 has a communication function to communicate with a power measurement server, and transmits power amount data, current state data (black out signal, no-load state signal, etc.) input from the interface unit 104, and the like. And cuts power to the load 108 or supplies the cut off power to the main controller 120 by outputting the power cutoff command or the power supply command received from the power measurement server to the main controller 120. Do it.
  • the transceiver 105 includes a display therein and outputs the accumulated power amount received from the main controller 120 through the interface unit 104 in real time.
  • the transceiver 105 directly communicates with an external electronic device (not shown) carried by the meter reader through RFID or other wireless communication means, and receives a power cutoff command or a power supply command from the external device. By outputting to 120, the main controller 120 may cut off the power to the load 108 or supply the cut off power.
  • the main controller 120 is driven by receiving power from the buck / boost converter 101 or the power storage unit 103, and compares a comparison signal input from the one or more comparators 1 to 3, 102, 116, and 112 to the CMP IN terminal. In comparison with each other, it is determined whether the load 108 is in a no-load state in which no power is used, or whether the commercial power supply 107 is in a power failure state in which no power is supplied to the load 108.
  • the main controller 120 when the main controller 120 is currently in a no-load state and the amount of power stored in the power storage unit 103 is lower than or equal to a preset reference level, the main controller 120 operates an internal power counter (not shown) in a sleep mode to reduce power consumption. In addition, power consumption is reduced by turning off the display included in the transceiver 105, and power consumption is minimized by turning on and off the communication function of the transceiver 105 at a predetermined time period.
  • the blackout signal is transmitted to the power measurement server (not shown) through the interface unit 104 and the transceiver 105, and then the HALT signal is transmitted to the interface unit (not shown). 104 to turn off the power supply to the transceiver 105.
  • the current transformer 100 of any one of the current transformers 100, 111, and 113 outputs the generated power to the comparator 102 and simultaneously outputs the generated power to the VCC terminal of the buck / boost converter 101 and the main controller 120.
  • the main controller 120 is driven by the power input from the current transformer 100.
  • the voltage input from the current transformer 100 is boosted or stepped down through the buck / boost converter 101 to be output to the power storage 103, and the power storage 103 is a voltage input from the buck / boost converter 101. Is charged.
  • the interface unit 104 receives the power supply VDD from the buck / boost converter 101, and the DC / DC converter inside the interface unit 104 converts the voltage input from the buck / boost converter 101.
  • the driving power supply SVDD of the interface unit 104 is provided.
  • the voltage output through the buck / boost converter 101 is input to the main control unit 120 through the BAS terminal of the main control unit 120, the main control unit 120 according to the voltage input to the BAS terminal,
  • the voltage output through the buck / boost converter 101 controls the step-up or step-down function of the buck / boost converter 101 so that the power storage unit 103 is charged. That is, the main controller 120 controls the buck / boost converter 101 to operate as a buck converter when the voltage input to the buck / boost converter 101 is greater than the rated voltage of the power storage 103.
  • the buck / boost converter 101 is controlled to operate as a boost converter.
  • each of the plurality of comparators 102, 116, and 112 compares the voltage input from the current transformers 100, 111, and 113 with a reference voltage, and compares a signal corresponding to the voltage difference, that is, a comparison signal representing a voltage generated through the current transformers 100, 111, and 113. Input through the CMP IN terminal of the main control unit 120.
  • the present invention generates an induced voltage using three current transformers 100, 111, and 113, and inputs a comparison signal to the CMP IN terminal.
  • a comparison signal is input to the CMP IN terminal using two current transformers.
  • Those skilled in the art will appreciate that they may be configured to enter.
  • the main controller 120 uses the comparison signals input from the CMP IN terminal to check whether the current load 108 is using power and whether the current power failure state.
  • the main controller 120 does not block the supply of power from the AC power cut-off unit 106 to the load 108 side, so that current does not flow from the commercial power source 107 side to the load 108 side. Therefore, if the voltage level of the comparison signal input through the CMP IN terminal is lower than the reference value, but there is a voltage difference between the comparison signals input through the CMP IN terminal (that is, if there is a phase difference between voltages applied to each transmission line), Currently, power is normally supplied from the commercial power source 107 side, but it is determined that the load 108 is in a no-load state where power is not consumed.
  • the current does not flow from the commercial power source 107 side to the load 108 side without being interrupted from supplying power from the AC power interrupter 106 to the load 108 side, which is input through the CMP IN terminal. If the voltage level of the comparison signal is lower than the reference value and there is no voltage difference between the comparison signals input through the CMP IN terminal (i.e., there is no phase difference between the voltages of the respective transmission lines), the main control unit 120 currently operates a commercial power supply ( On the side of 107, it is determined that the power is not supplied.
  • the main controller 120 checks the charging state of the power storage unit 103, and when it is determined that the amount of power stored in the power storage unit 103 is equal to or less than a preset reference level, the internal power amount is determined. Operate a counter (not shown) in sleep mode to reduce power consumption, turn off the display included in the transceiver 105 to save power consumption, and turn on and off the communications function of the transceiver 105 at regular time intervals. Minimize power consumption.
  • the main control unit 120 outputs a black out signal indicating the power failure state to the transceiver 105 through the interface unit 104, the transceiver 105 outputs the black out signal to the power amount measurement server Transfer to (not shown). Thereafter, the main control unit 120 outputs the HALT signal to the interface unit 104, and the interface unit 104 stops supplying the SVDD power for driving the transceiver 105, thereby transmitting the transceiver 105 and the transceiver 105. Turn off the display contained in. Then, when the power failure state is released and power is supplied from the commercial power source 107 again, the main controller 120 controls the interface unit 104 to output the SVDD power to activate the communication function and display of the transceiver 105. Let's do it.
  • the main controller 120 measures the amount of power consumed by the load 108 using the voltage and current measured by the AC power monitor sensor 110, accumulates and stores it, and stores the amount of measurement data in the interface unit 104. ), And the interface unit 104 transmits power measurement data to the power measurement server (not shown) through the transceiver 105.
  • the power measurement command (not shown) sends a power-off command to the transceiver 105
  • the transceiver 105 Receives a power shutdown command and outputs it to the interface unit 104
  • the interface unit 104 outputs a power shutdown command to the DATA IN terminal of the main controller 120
  • the main controller 120 SHALT according to the power shutdown command.
  • the signal is output to the power interrupter 106, and when the SHALT signal is input, the power interrupter 106 interrupts the supply of power from the commercial power source 107 side to the load 108 side.
  • the transceiver 105 receives the power supply command and outputs the power supply command to the interface unit 104, and the interface unit 104. Outputs a power supply command to the DATA IN terminal of the main control unit 120, and the main control unit 120 controls the power cutoff unit 106 according to the power supply command to the load 108 side from the commercial power supply 107 side. Resume power supply.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

본 발명은 전자식 전력량계를 제공한다. 본 발명은 변류기를 이용하여 전송 선로 주변의 자기장으로부터 유도 전력을 발생시키고, 유도 전력을 저장하여 전력량계의 구동 전원으로 이용하므로, 무부하 상태에서 전력량계에 의해서 전력이 소비되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 전송 선로와 내부 구성 요소들을 서로 절연시킴으로써, 써지, 낙뇌 등으로부터 전력량계를 보호할 수 있다. 또한, 본 발명은 전력량 계측 서버로부터 전력 차단 명령이 수신되면, 전송 선로 상에 설치된 전원 차단부의 스위치를 오프시켜 부하측으로 전력 공급을 차단하고, 전력량 계측 서버로부터 전력 공급 명령이 수신되면, 전송 선로 상에 설치된 전원 차단부의 스위치를 온시킴으로써 원격으로 부하측에 전력 공급을 제어할 수 있는 서비스를 제공할 수 있다.

Description

전자식 전력량계
본 발명은 전력량계에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전자식 전력량계에 관한 것이다.
일반적으로 산업계에서 널리 쓰이고 있는 전자식 전력량계는 다양한 전기전자 소자들로 구성되어 전압 및 전류의 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하고 디지털 데이터를 이용하여 전력을 계산하고 시간 흐름에 따른 전력 변화를 누적하여 전력량을 계량한다.
전압 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 과정은 저항을 이용한 분압회로를 이용하여 수십, 수백 볼트 전압을 디지털 변환이 가능한 수 볼트 전압으로 강압하고, 전류 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 과정은 변류기(Current Transformer)를 이용하여 높은 전류를 낮은 전류로 변류하고, 저항을 이용하여 전압으로 변환하고, 이 신호를 아날로그/디지털 컨버터로 디지털 변환한다. 이러한 변화된 데이터를 연산하여 디지털로 표시하는 것이 전자식 전력량계의 일반적 구성이다.
도 1은 종래의 일반적인 전자식 전력량계의 기초적인 구성을 도시하는 도면이다.
종래의 전자식 전력량계는 전원 회뢰부(10), 전력 계측부(20) 및 디지털 회로부(30)를 포함하여 구성된다.
전원 회로부(10)는 상용 전원에 연결되어 상용 전원 측으로부터 교류(AC) 전원을 공급받아 전력량계 내부의 각종 전자부품에서 필요한 직류(DC)로 변환하여 각 전자부품들로 제공하는 부분으로서, 일반적으로 SMPS(switching-mode power supply) 방식의 전원 회로(11)로 구성된다.
전력계측부(20)는 전압신호 검출부(21), 전류신호 검출부(22), 전압 A/D 변환부(24), 전류 A/D 변환부(23) 및 계측부(25)로 구성된다. 전압신호 검출부(21)는 전원측(1S,2S)과 병렬로 연결되어 부하측으로 제공되는 전압을 입력받고, 전류신호 검출부(22)는 전원측(1S)과 직렬로 연결되어 부하측(1L)으로 제공되는 전류를 입력받는다. 이들 검출부는 인가된 전압 및 전류를 각각 미소한 전압신호로 변환한 다음 전압 A/D 변환부(24) 및 전류 A/D 변환부(23)로 출력한다.
전압 A/D 변환부(24)와 전류 A/D 변환부(23)는 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 계측부(25)로 출력하고, 계측부(25)는 이들 전압과 전류에 해당하는 변환된 디지털 신호를 승산(multiply)하여 전력(watt)을 계산한 다음 기초자료(raw data)인 "watt" 값이나 또는 전력에 비례한 신호를 디지털 회로부(20)의 중앙처리장치(CPU)(31)로 출력한다.
디지털 회로부(30)는 중앙처리장치(CPU)(31), 발진회로(33), 비휘발성 메모리(34), 통신회로(35), 및 LCD 디스플레이(37)로 구성된다.
디지털 회로부(30)의 중앙처리장치(CPU)(31)는 전력계측부(20)로부터 입력된 기초자료(raw data)인 "watt"값이나 또는 전력에 비례한 신호를 계속 누적하여 전력량(kWh)을 산출한다.
발진회로(33)는 CPU(31)가 동작하는데 필요한 발진기로 사용되며, 비휘발성 메모리(34)는 CPU에서 계량 및 연산된 자료를 저장한다. 통신회로(35)는 외부의 컴퓨터 또는 통신망을 통해서 외부의 전력량 계측 서버와 통신을 수행하여 비휘발성 메모리(34)에 저장된 정보를 전송한다. LCD 디스플레이(37)는 실시간으로 누적된 전력량을 표시한다.
그런데, 이러한 종래의 전자식 전력량계는 전력량계를 구동하기 위한 전력을 상용전원으로부터 직접 제공받으므로, 가정내 또는 사무실내에서 전력을 사용하지 않는 경우에도 지속적으로 전력이 소모되어 과금이 되는 문제점이 존재하였다.
이 뿐만 아니라, 전력량계가 전력선에 직접 연결되어 전원을 공급 받으므로, 온도 및 습도의 변화, 및 인입되는 써지(낙뇌 등)에 의한 전력량계 자체의 전원회로가 쉽게 파손되어 전력량계의 내구성에 심각한 문제가 초래된다.
또한, 종래의 전자식 전력량계는 계측된 전력량을 통신 회로를 통해서 전력량 계측 서버로 일방적으로 전송하는 정도로 원격 검침 서비스를 수행하고 있을 뿐, 그 이상의 서비스를 제공하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무부하 상태에서 전력량계 자체의 전력 소비를 방지하고, 낙뇌 및 써지 등과 같은 외부 충격으로부터 보호되며, 다양한 원격 검침 서비스를 제공할 수 있는 전자식 전력량계를 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 전력량계는, 전송 선로 주변의 자기장을 이용하여 전력을 생성하는 하나 이상의 변류기; 상기 변류기에 각각 연결되어 상기 변류기로부터 입력된 전압을 나타내는 비교 신호를 출력하는 하나 이상의 비교기; 상기 하나 이상의 변류기들 중에서 어느 하나로부터 공급된 전압을 강압 또는 승압하여 출력하는 벅/부스트 컨버터; 상기 벅/부스트 컨버터로에서 출력된 전압으로 충전되는 전력 저장부; 상기 벅/부스트 컨버터 또는 상기 전력 저장부로부터 구동 전압(VDD)을 공급받아 구동되고, 트랜시버의 구동 전압(SVDD)을 생성하여 트랜시버를 구동하며, 상기 트랜시버를 통해서 전력량 계측 서버로부터 수신된 데이터를 메인 제어부로 출력하고, 상기 메인 제어부로부터 수신된 데이터를 상기 트랜시버를 통해서 상기 전력량 계측 서버로 전송하는 인터페이스부; 상기 인터페이스부로부터 입력된 데이터를 상기 전력량 계측 서버로 전송하고, 상기 전력량 계측 서버로부터 수신된 데이터를 상기 메인 제어부로 출력하며, 전력량을 표시하는 디스플레이를 포함하는 상기 트랜시버; 및 상기 벅/부스트 컨버터로부터 출력되는 전압을 확인하여 상기 벅/부스트 컨버터가 상기 벅/부스트 컨버터로 입력된 전압을 승압 또는 강압하도록 제어하고, 상기 하나 이상의 비교기로부터 비교 신호를 입력받아 현재 상태가 무부하 상태인지 또는 정전 상태인지 여부를 판단하며, 판단된 현재 상태에 따라서 절전 제어 동작을 수행하는 메인 제어부를 포함한다.
또한, 상기 메인 제어부는, 현재 상태가 무부하 상태라고 판단되면, 상기 전력 저장부의 충전 상태를 확인하고, 상기 전력 저장부에 저장된 전력량이 사전에 설정된 기준 레벨 이하라고 판단되면, 내부의 전력량 카운터를 슬립모드로 동작시키고, 상기 트랜시버에 포함된 디스플레이를 오프시키며, 상기 트랜시버의 통신 기능을 일정한 시간 주기로 온 및 오프시킬 수 있다.
또한, 상기 메인 제어부는, 현재 상태가 정전 상태라고 판단되면, 상기 인터페이스부를 통해서 상기 트랜시버로 black out신호를 출력하여, 상기 트랜시버로 하여금 black out 신호를 상기 전력량 계측 서버로 전송하도록 하고, HALT 신호를 상기 인터페이스부로 출력하여 상기 인터페이스부로 하여금 상기 트랜시버를 구동하는 구동 전원(SVDD) 공급을 중단하여, 상기 트랜시버 및 상기 디스플레이를 오프시킬 수 있다.
또한, 상기 상용 전원 및 부하측 사이에 설치되어 상기 상용 전원으로부터 부하측으로의 전원 공급을 차단하거나 재개하는 전원 차단부를 더 포함하고, 상기 메인 제어부는 상기 인터페이스부를 통해서 전력량 계측 서버로부터 전력 차단 명령이 수신되면, 상기 전원 차단부를 제어하여 상용 전원으로부터 부하측으로 전력 공급을 차단하고, 상기 인터페이스부를 통해서 전력량 계측 서버로부터 전력 공급 명령이 수신되면, 상기 전원 차단부를 제어하여 상용 전원으로부터 부하측으로 전력 공급을 재개할 수 있다.
또한, 상기 트랜시버는 전력량 계측 서버 또는 외부 전자 디바이스로부터 전력 차단 명령 및 전력 공급 명령을 수신하여 상기 인터페이스부로 출력할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다른 전자식 전력량계는, 상기 상용 전원으로부터 부하측으로 흐르는 전력의 전압과 전류를 측정하여 측정값(ACPM)을 출력하는 교류 전력 모니터 센서; 및 교류 전력 모니터 센서에 연결된 입력측과 메인 제어부에 연결된 출력측이 서로 절연된 구조로 형성되고, 상기 교류 전력 모니터 센서로부터 입력된 교류 전력 측정값(ACPM)을 상기 메인 제어부로 출력하는 교류 전력 모니터링부를 더 포함하고, 상기 메인 제어부는 상기 교류 전력 측정값(ACPM)을 이용하여 부하측에서 소비되는 전력량을 측정하고, 이를 누적하여 저장하며, 전력량 데이터를 상기 인터페이스부로 출력하여 상기 트랜시버에 포함된 디스플레이에 표시할 수 있다.
또한, 상기 메인 제어부는, 상기 벅/부스트 컨버터로 입력된 전압이 상기 전력 저장부의 정격 전압보다 높으면 상기 벅/부스트 컨버터가 벅 컨버터로 동작하도록 제어하고, 상기 벅/부스트 컨버터로 입력된 전압이 상기 전력 저장부의 정격 전압보다 낮으면 상기 벅/부스트 컨버터가 부스트 컨버터로 동작하도록 상기 벅/부스트 컨버터를 제어할 수 있다.
본 발명은 변류기를 이용하여 전송 선로 주변의 자기장으로부터 유도 전력을 발생시키고, 유도 전력을 저장하여 전력량계의 구동 전원으로 이용하므로, 무부하 상태에서 전력량계에 의해서 전력이 소비되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 전송 선로와 내부 구성 요소들을 서로 절연시킴으로써, 써지, 낙뇌 등으로부터 전력량계를 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은 전력량 계측 서버로부터 전력 차단 명령이 수신되면, 전송 선로 상에 설치된 전원 차단부의 스위치를 오프시켜 부하측으로 전력 공급을 차단하고, 전력량 계측 서버로부터 전력 공급 명령이 수신되면, 전송 선로 상에 설치된 전원 차단부의 스위치를 온시킴으로써 원격으로 부하측에 전력 공급을 제어할 수 있는 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 전자식 전력량계의 기초적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 전력량계의 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 전력량계의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 전력량계는 하나 이상의 변류기(100,111,113), 변류기(100,111,113)에 대응되는 하나 이상의 비교기(comparator 1 ~ 3)(102,116,112), 벅/부스트 컨버터(101), 전원 차단부(106), 교류 전력 모니터 센서(110), ac leak falut detector(114), 교류 전력 모니터링부(109), 인터페이스부(104), 외부 디스플레이를 포함하는 트랜시버(105), 전력 저장부(103) 및 메인 제어부(120)를 포함하여 구성된다.
하나 이상의 변류기(100,111,113)(Current Transformer)는 상용 전원(107)측에서 부하(108)측으로 전류가 흐르는 전송 선로 주변에 설치되어, 전송 선로 주변에 발생하는 자기장의 변화에 의해서 교류 전압을 발생시키고, 교류 전압을 정류하여 비교기(comparator 1 ~ 3)(102,116,112)로 출력한다. 변류기(100,111,113) 자체는 일반적으로 널리 알려진 구성이므로 구체적인 설명은 생략한다. 특히, 하나 이상의 변류기(100,111,113) 중 하나(100)는 정류된 전압을 비교기(102)로 출력하는 동시에 벅/부스트 컨버터(101) 및 메인 제어부(120)로 출력한다.
하나 이상의 비교기(comparator 1 ~ 3)(102,116,112)는 각각 변류기(100,111,113)로부터 직류 전압을 공급받고, 변류기(100,111,113)로부터 입력된 전압을 기준 전압과 비교하여 기준 전압과의 차이를 나타내는 비교 신호를 메인 제어부(120)의 CMP IN 단자로 각각 출력한다.
벅/부스트 컨버터(101)는 메인 제어부(120)의 제어 신호에 따라서 변류기(100,111,113)로부터 입력되는 직류 전압을 승압하거나 강압하여 출력한다. 참고로, 메인 제어부(120)는 벅/부스트 컨버터(101)로 입력된 전압이 전력 저장부(103)의 정격 전압보다 높으면 벅/부스트 컨버터(101)가 벅 컨버터로 동작하도록 제어하고, 벅/부스트 컨버터(101)로 입력된 전압이 전력 저장부(103)의 정격 전압보다 낮으면 벅/부스트 컨버터(101)가 부스트 컨버터로 동작하도록 제어한다.
전력 저장부(103)는 2차 전지 또는 수퍼 커패시터로 구현되어, 벅/부스트 컨버터(101)로부터 전압이 입력되면, 입력된 전압을 이용하여 충전되어 전력을 저장하고, 벅/부스트 컨버터(101)로부터 전압이 출력되지 않으면, 충전된 전압을 방전하여 메인 제어부(120) 및 인터페이스부(104)로 구동 전원을 공급한다.
전원 차단부(106)는 메인 제어부(120)로부터 입력되는 제어 신호(SHALT(system halt))에 의해서 상용 전원(107)측과 부하(108)측 사이에 설치된 스위치를 온/오프하여 전원 공급을 차단하거나, 전원 공급을 재개한다. 전원 차단부(106)는 트라이액 스위치, 솔레노이드 스위치, 릴레이 스위치 등과 같은 다양한 전기적 소자 및 기계적 소자들로 구현될 수 있다.
ac leak falut detector(114)는 교류부하에 대한 ground falt 전류를 검출하여 메인 제어부(120)로 출력하고, 메인 제어부(120)는 이상 발생시 전원 차단부(106)를 동작시켜 전력 공급을 차단함으로써 감전이나 전기누설에 의한 문제를 방지한다.
교류 전력 모니터 센서(110)는 상기 상용 전원(107)으로부터 부하(108)측으로 흐르는 전력의 전압과 전류를 측정하여 측정값(ACPM)을 생성하고, 측정값(ACPM)을 교류 전력 모니터링부(109)로 출력한다.
교류 전력 모니터링부(109)는 포토 커플러, 트랜스포머와 같이 교류 전력 모니터 센서(110)에 연결된 입력측과 메인 제어부(120)에 연결된 출력측이 서로 절연된 구조로 형성되어, 교류 전력 모니터 센서(110)로부터 입력된 교류 전력 측정값을 메인 제어부(120)로 출력한다. 참고로, 메인 제어부(120)는 교류 전력 모니터 센서(110)에서 측정된 전압 및 전류로부터 부하(108)측에서 소비되는 전력량을 측정하고, 이를 누적하여 저장하며, 전력량 데이터를 인터페이스부(104)로 출력하여 트랜시버(105)에 포함된 디스플레이에 표시하는 한편 일정한 시간 주기 또는 실시간으로 전력량 계측 서버(미도시 됨)로 전송한다.
인터페이스부(104)는 벅/부스트 컨버터(101) 또는 전력 저장부(103)로부터 공급된 전원(VDD)에 의하여 구동되고, 내부에 DC/DC 컨버터를 포함하여, 디스플레이를 포함하는 트랜시버(105)로 구동 전원(SVDD)을 공급하고, 트랜시버(105)로부터 입력된 명령(예컨대, 전력 차단 명령, 전력 공급 명령 등)을 메인 제어부(120)로 출력하며, 메인 제어부(120)로부터 입력된 데이터(예컨대, 누적된 전력 소비량 등) 및 black out 신호를 트랜시버(105)로 출력하여 전력 계측 서버측(미도시됨)으로 전달한다.
트랜시버(105)는 통신 기능을 구비하여 전력량 계측 서버와 통신을 수행하고, 인터페이스부(104)로부터 입력된 전력량 데이터, 현재 상태 데이터(black out 신호, 무부하 상태 신호 등) 등을 전력량 계측 서버(미도시 됨)로 전송하고, 전력량 계측 서버로부터 수신된 전력 차단 명령 또는 전력 공급 명령을 메인 제어부(120)로 출력하여 메인 제어부(120)로 하여금 부하(108)로의 전력을 차단하거나 차단된 전력을 공급하도록 한다. 또한, 트랜시버(105)는 내부에 디스플레이를 포함하여, 인터페이스부(104)를 통해서 메인 제어부(120)로부터 수신된 누적 전력량을 실시간으로 출력한다. 또한, 트랜시버(105)는 RFID 또는 기타 무선통신수단을 통해서 검침원이 휴대하는 외부 전자 디바이스(미도시 됨)와 직접 통신을 수행하여, 외부 디바이스로부터 전력 차단 명령 또는 전력 공급 명령을 수신하여 메인 제어부(120)로 출력함으로써, 메인 제어부(120)로 하여금 부하(108)로의 전력을 차단하거나 차단된 전력을 공급하도록 할 수도 있다.
메인 제어부(120)는 벅/부스트 컨버터(101) 또는 전력 저장부(103)로부터 전원을 공급받아 구동되고, 하나 이상의 비교기(comparator 1 ~ 3)(102,116,112)로부터 CMP IN 단자로 입력되는 비교 신호를 서로 비교하여 부하(108)측에서 전력을 이용하지 않는 무부하 상태인지 또는 상용 전원(107)이 부하(108)측으로 전원을 공급하지 않는 정전 상태인지 여부를 판단한다.
또한, 메인 제어부(120)는 현재 무부하 상태이면서, 전력 저장부(103)에 저장된 전력량이 사전에 설정된 기준 레벨 이하인 경우에는 내부의 전력량 카운터(미도시 됨)를 슬립모드로 동작시켜 전력 소비를 줄이고, 트랜시버(105)에 포함된 디스플레이를 오프시켜 소비 전력을 절약하며, 트랜시버(105)의 통신 기능에 대해서는 일정한 시간 주기로 온 및 오프시켜 소비 전력을 최소화한다.
또한, 메인 제어부(120)는 현재 정전 상태라고 판단되면, 인터페이스부(104) 및 트랜시버(105)를 통해서 black out신호를 전력량 계측 서버(미도시 됨)로 전송한 후, HALT 신호를 인터페이스부(104)로 출력하여 트랜시버(105)로 전력 공급을 차단하여 오프시킨다.
지금까지 각 구성요소의 전체적인 기능에 대해서 설명하였다. 이하에서는, 본 발명의 전자식 전력량계의 동작을 순서대로 설명하면서, 각 구성요소들의 기능을 더욱 구체적으로 설명한다.
먼저, 상용 전원(107)측에서 부하(108)측으로 교류 전력이 공급되면, 전송 선로들 주변에서 자기장이 형성되고, 변류기들(100,111,113)은 각 전송 선로들 주변에 형성된 자기장을 이용하여 교류 전력을 생성하며, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 비교기들(102,116,112)로 각각 출력한다.
한편, 복수의 변류기들(100,111,113) 중 어느 하나의 변류기(100)는 생성된 전력을 비교기(102)로 출력하는 동시에 벅/부스트 컨버터(101) 및 메인 제어부(120)의 VCC 단자로 출력하고, 메인 제어부(120)는 변류기(100)로부터 입력된 전력으로 구동된다.
변류기(100)로부터 입력된 전압은 벅/부스트 컨버터(101)를 통해서 승압 또는 강압되어 전력 저장부(103)로 출력되고, 전력 저장부(103)는 벅/부스트 컨버터(101)로부터 입력되는 전압으로 충전된다. 이 때, 인터페이스부(104)는 벅/부스트 컨버터(101)로부터 전원(VDD)을 공급받고, 인터페이스부(104) 내부의 DC/DC 컨버터는 벅/부스트 컨버터(101)로부터 입력되는 전압을 변환하여 인터페이스부(104)의 구동 전원(SVDD)을 제공한다.
이 때, 벅/부스트 컨버터(101)를 통해서 출력되는 전압은 메인 제어부(120)의 BAS 단자를 통해서 메인 제어부(120)로 입력되고, 메인 제어부(120)는 BAS 단자에 입력된 전압에 따라서, 벅/부스트 컨버터(101)를 통해서 출력되는 전압이 전력 저장부(103)가 충전되기에 적합하도록 벅/부스트 컨버터(101)의 승압 또는 강압 기능을 제어한다. 즉, 메인 제어부(120)는 벅/부스트 컨버터(101)로 입력되는 전압이 전력 저장부(103)의 정격 전압보다 큰 경우에는 벅/부스트 컨버터(101)가 벅 컨버터로 동작하도록 제어하고, 벅/부스트 컨버터(101)로 입력되는 전압이 전력 저장부(103)의 정격 전압보다 작은 경우에는 벅/부스트 컨버터(101)가 부스트 컨버터로 동작하도록 제어한다.
한편, 복수의 비교기들(102,116,112) 각각은 변류기들(100,111,113)로부터 입력된 전압을 기준 전압과 비교하여, 전압 차에 대응되는 신호, 즉, 변류기(100,111,113)를 통해서 발생된 전압을 나타내는 비교 신호를 메인 제어부(120)의 CMP IN 단자를 통해서 입력한다.
도 2에 도시된 예에서, 본 발명은 3개의 변류기(100,111,113)를 이용하여 유도 전압을 발생시켜 CMP IN 단자로 비교 신호를 입력하였으나, 2개의 변류기를 이용하여 2개의 비교 신호만 CMP IN 단자로 입력하도록 구성될 수 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다.
메인 제어부(120)는 CMP IN 단자로부터 입력된 비교 신호들을 이용하여, 현재 부하(108)측에서 전력을 사용하고 있는지 여부 및 현재 정전 상태인지 여부를 확인한다.
구체적으로 설명하면, 메인 제어부(120)는 교류 전력 차단부(106)에서 부하(108)측으로 전력이 공급되는 것을 차단하지 않은 상태에서, 상용 전원(107)측으로부터 부하(108)측으로 전류가 흐르지 않아, CMP IN 단자를 통해서 입력되는 비교 신호의 전압 레벨이 기준치보다 낮지만, CMP IN 단자를 통해서 입력되는 비교 신호 간에 전압 차이가 있다면(즉, 각 전송 선로에 걸리는 전압간에 위상차가 존재한다면), 현재 상용 전원(107)측에서 전력이 정상적으로 공급되고 있으나 부하(108)측에서 전력이 소모되지 않는 무부하 상태에 있다고 판단한다.
그러나, 교류 전력 차단부(106)에서 부하(108)측으로 전력이 공급되는 것을 차단하지 않은 상태에서, 상용 전원(107)측으로부터 부하(108)측으로 전류가 흐르지 않아, CMP IN 단자를 통해서 입력되는 비교 신호의 전압 레벨이 기준치보다 낮고, CMP IN 단자를 통해서 입력되는 비교 신호 간에 전압 차이가 없다면(즉, 각 전송 선로의 전압 간에 위상차가 존재하지 않는다면), 메인 제어부(120)는 현재 상용 전원(107)측에서 전력이 공급되고 있지 않은 정전 상태라고 판단한다.
현재, 무부하 상태라고 판단되면, 메인 제어부(120)는 전력 저장부(103)의 충전 상태를 확인하고, 전력 저장부(103)에 저장된 전력량이 사전에 설정된 기준 레벨 이하라고 판단되면, 내부의 전력량 카운터(미도시 됨)를 슬립모드로 동작시켜 전력 소비를 줄이고, 트랜시버(105)에 포함된 디스플레이를 오프시켜 소비 전력을 절약하며, 트랜시버(105)의 통신 기능에 대해서는 일정한 시간 주기로 온 및 오프시켜 소비 전력을 최소화한다.
한편, 현재 정전 상태라고 판단되면, 메인 제어부(120)는 인터페이스부(104)를 통해서 트랜시버(105)로 정전 상태를 나타내는 black out신호를 출력하고, 트랜시버(105)는 black out 신호를 전력량 계측 서버(미도시 됨)로 전송한다. 그 후, 메인 제어부(120)는 HALT 신호를 인터페이스부(104)로 출력하고, 인터페이스부(104)는 트랜시버(105)를 구동하는 SVDD 전원 공급을 중단하여, 트랜시버(105) 및 트랜시버(105)에 포함된 디스플레이를 오프시킨다. 그 후, 정전 상태가 해제되어 상용 전원(107)으로부터 전원이 다시 공급되면, 메인 제어부(120)는 SVDD 전원을 출력하도록 인터페이스부(104)를 제어하여 트랜시버(105)의 통신 기능 및 디스플레이를 활성화시킨다.
또한, 메인 제어부(120)는 교류 전력 모니터 센서(110)에서 측정된 전압 및 전류를 이용하여 부하(108)에서 소비한 전력량을 측정하고, 이를 누적하여 저장하며, 전력량 측정 데이터를 인터페이스부(104)로 출력하고, 인터페이스부(104)는 전력량 측정 데이터를 트랜시버(105)를 통해서 전력량 계측 서버(미도시 됨)로 전송한다.
*한편, 부하(108)에 해당하는 가정 또는 사무실 등에서 전력 사용 요금을 체납하는 등의 이유로, 전력량 계측 서버(미도시 됨)에서 전력 차단 명령을 트랜시버(105)로 전송하면, 트랜시버(105)는 전력 차단 명령을 수신하여 인터페이스부(104)로 출력하고, 인터페이스부(104)는 전력 차단 명령을 메인 제어부(120)의 DATA IN 단자로 출력하며, 메인 제어부(120)는 전력 차단 명령에 따라서 SHALT 신호를 전원 차단부(106)로 출력하고, 전원 차단부(106)는 SHALT 신호가 입력되면 상용 전원(107)측으로부터 부하(108)측으로의 전력 공급을 차단한다.
동일한 방식으로, 전력량 계측 서버(미도시 됨)에서 전력 공급 명령을 트랜시버(105)로 전송하면, 트랜시버(105)는 전력 공급 명령을 수신하여 인터페이스부(104)로 출력하고, 인터페이스부(104)는 전력 공급 명령을 메인 제어부(120)의 DATA IN 단자로 출력하며, 메인 제어부(120)는 전력 공급 명령에 따라서 전원 차단부(106)를 제어하여 상용 전원(107)측으로부터 부하(108)측으로 전력 공급을 재개시킨다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 전송 선로 주변의 자기장을 이용하여 전력을 생성하는 하나 이상의 변류기;
    상기 변류기에 각각 연결되어 상기 변류기로부터 입력된 전압을 나타내는 비교 신호를 출력하는 하나 이상의 비교기;
    상기 하나 이상의 변류기들 중에서 어느 하나로부터 공급된 전압을 강압 또는 승압하여 출력하는 벅/부스트 컨버터;
    상기 벅/부스트 컨버터로에서 출력된 전압으로 충전되는 전력 저장부;
    상기 벅/부스트 컨버터 또는 상기 전력 저장부로부터 구동 전압(VDD)을 공급받아 구동되고, 트랜시버의 구동 전압(SVDD)을 생성하여 트랜시버를 구동하며, 상기 트랜시버를 통해서 전력량 계측 서버로부터 수신된 데이터를 메인 제어부로 출력하고, 상기 메인 제어부로부터 수신된 데이터를 상기 트랜시버를 통해서 상기 전력량 계측 서버로 전송하는 인터페이스부;
    상기 인터페이스부로부터 입력된 데이터를 상기 전력량 계측 서버로 전송하고, 상기 전력량 계측 서버로부터 수신된 데이터를 상기 메인 제어부로 출력하며, 전력량을 표시하는 디스플레이를 포함하는 상기 트랜시버; 및
    상기 벅/부스트 컨버터로부터 출력되는 전압을 확인하여 상기 벅/부스트 컨버터가 상기 벅/부스트 컨버터로 입력된 전압을 승압 또는 강압하도록 제어하고, 상기 하나 이상의 비교기로부터 비교 신호를 입력받아 현재 상태가 무부하 상태인지 또는 정전 상태인지 여부를 판단하며, 판단된 현재 상태에 따라서 절전 제어 동작을 수행하는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 제어부는
    현재 상태가 무부하 상태라고 판단되면, 상기 전력 저장부의 충전 상태를 확인하고, 상기 전력 저장부에 저장된 전력량이 사전에 설정된 기준 레벨 이하라고 판단되면, 내부의 전력량 카운터를 슬립모드로 동작시키고, 상기 트랜시버에 포함된 디스플레이를 오프시키며, 상기 트랜시버의 통신 기능을 일정한 시간 주기로 온 및 오프시키는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 제어부는
    현재 상태가 정전 상태라고 판단되면, 상기 인터페이스부를 통해서 상기 트랜시버로 black out신호를 출력하여, 상기 트랜시버로 하여금 black out 신호를 상기 전력량 계측 서버로 전송하도록 하고, HALT 신호를 상기 인터페이스부로 출력하여 상기 인터페이스부로 하여금 상기 트랜시버를 구동하는 구동 전원(SVDD) 공급을 중단하여, 상기 트랜시버 및 상기 디스플레이를 오프시키는 것을 특징으로 하는 전자식 전산전력량계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상용 전원 및 부하측 사이에 설치되어 상기 상용 전원으로부터 부하측으로의 전원 공급을 차단하거나 재개하는 전원 차단부를 더 포함하고,
    상기 메인 제어부는 상기 인터페이스부를 통해서 전력량 계측 서버로부터 전력 차단 명령이 수신되면, 상기 전원 차단부를 제어하여 상용 전원으로부터 부하측으로 전력 공급을 차단하고, 상기 인터페이스부를 통해서 전력량 계측 서버로부터 전력 공급 명령이 수신되면, 상기 전원 차단부를 제어하여 상용 전원으로부터 부하측으로 전력 공급을 재개하는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 트랜시버는 전력량 계측 서버 또는 외부 전자 디바이스로부터 전력 차단 명령 및 전력 공급 명령을 수신하여 상기 인터페이스부로 출력하는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상용 전원으로부터 부하측으로 흐르는 전력의 전압과 전류를 측정하여 측정값(ACPM)을 출력하는 교류 전력 모니터 센서; 및
    교류 전력 모니터 센서에 연결된 입력측과 메인 제어부에 연결된 출력측이 서로 절연된 구조로 형성되고, 상기 교류 전력 모니터 센서로부터 입력된 교류 전력 측정값(ACPM)을 상기 메인 제어부로 출력하는 교류 전력 모니터링부를 더 포함하고,
    상기 메인 제어부는 상기 교류 전력 측정값(ACPM)을 이용하여 부하측에서 소비되는 전력량을 측정하고, 이를 누적하여 저장하며, 전력량 데이터를 상기 인터페이스부로 출력하여 상기 트랜시버에 포함된 디스플레이에 표시하는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 제어부는
    상기 벅/부스트 컨버터로 입력된 전압이 상기 전력 저장부의 정격 전압보다 높으면 상기 벅/부스트 컨버터가 벅 컨버터로 동작하도록 제어하고, 상기 벅/부스트 컨버터로 입력된 전압이 상기 전력 저장부의 정격 전압보다 낮으면 상기 벅/부스트 컨버터가 부스트 컨버터로 동작하도록 상기 벅/부스트 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
PCT/KR2018/015393 2018-05-08 2018-12-06 전자식 전력량계 WO2019216512A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/957,308 US11493544B2 (en) 2018-05-08 2018-12-06 Electronic electricity meter
EP18918268.6A EP3712625A4 (en) 2018-05-08 2018-12-06 ELECTRONIC ELECTRICITY COUNTER

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180052534A KR102022024B1 (ko) 2018-05-08 2018-05-08 전자식 전력량계
KR10-2018-0052534 2018-05-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019216512A1 true WO2019216512A1 (ko) 2019-11-14

Family

ID=68070123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/015393 WO2019216512A1 (ko) 2018-05-08 2018-12-06 전자식 전력량계

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11493544B2 (ko)
EP (1) EP3712625A4 (ko)
KR (1) KR102022024B1 (ko)
WO (1) WO2019216512A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102022024B1 (ko) 2018-05-08 2019-09-17 정연문 전자식 전력량계
CN113949618B (zh) * 2021-09-01 2023-08-29 安徽电信规划设计有限责任公司 基于大数据的通信故障预警系统
CN117175498B (zh) * 2023-11-03 2024-03-22 深圳贝特莱电子科技股份有限公司 一种智能门锁指纹传感器保护电路及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200430812Y1 (ko) * 2006-08-25 2006-11-13 엘에스산전 주식회사 전력선 통신에 의한 원격검침 가능한 일체형 전자식 전력량계
JP2008261663A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Kawamura Electric Inc 電子式電力量計
JP2011047720A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Toshiba Toko Meter Systems Co Ltd 電力量計
KR20130087838A (ko) * 2012-01-30 2013-08-07 엘에스산전 주식회사 전력량계 및 그 제어 방법
KR101452751B1 (ko) * 2014-02-10 2014-10-22 한국전력공사 전력량계, 전력량계 시스템 및 전력량계의 동작방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5537029A (en) * 1992-02-21 1996-07-16 Abb Power T&D Company Inc. Method and apparatus for electronic meter testing
JP2000217244A (ja) * 1999-01-21 2000-08-04 Mitsubishi Electric Corp 電子式電力量計
CA2865757C (en) * 2013-09-30 2020-06-09 Michael Jordan Kadonoff Electrical current measuring apparatus and method
US9306452B2 (en) * 2014-03-28 2016-04-05 Analog Devices Global Multiple power path management with micro-energy harvesting
US10054631B2 (en) * 2015-09-21 2018-08-21 Advent Design Corporation Electrical arcing detector for arcing at series electrictrical connection
CN107037260A (zh) * 2016-11-24 2017-08-11 国网河南省电力公司周口供电公司 一种远程通信式微电网电能表
KR102022024B1 (ko) 2018-05-08 2019-09-17 정연문 전자식 전력량계
US20190386504A1 (en) * 2018-06-18 2019-12-19 Analog Devices Global Unlimited Company Energy harvesting power system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200430812Y1 (ko) * 2006-08-25 2006-11-13 엘에스산전 주식회사 전력선 통신에 의한 원격검침 가능한 일체형 전자식 전력량계
JP2008261663A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Kawamura Electric Inc 電子式電力量計
JP2011047720A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Toshiba Toko Meter Systems Co Ltd 電力量計
KR20130087838A (ko) * 2012-01-30 2013-08-07 엘에스산전 주식회사 전력량계 및 그 제어 방법
KR101452751B1 (ko) * 2014-02-10 2014-10-22 한국전력공사 전력량계, 전력량계 시스템 및 전력량계의 동작방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3712625A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3712625A1 (en) 2020-09-23
US20210364558A1 (en) 2021-11-25
EP3712625A4 (en) 2021-08-11
US11493544B2 (en) 2022-11-08
KR102022024B1 (ko) 2019-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7135850B2 (en) Electricity meter with power supply load management
WO2019216512A1 (ko) 전자식 전력량계
CN101413965B (zh) 可模块化组装的电能表
US9783071B2 (en) Device and method for providing a quantity of energy in said supply device for consumer
US20070096769A1 (en) Electronic meter supporting added functionality
WO2013154333A1 (ko) 대기전력을 차단하는 기능을 갖는 전원장치 및 그 제어방법
KR102308420B1 (ko) 수배전반용 온도센서를 포함한 모니터링시스템(고압반, 저압반, 전동기 제어반, 분전반)
KR20120138145A (ko) 스마트 그리드 환경에서 에너지 관리기능을 갖는 지능형 분전반
CN106549501B (zh) 用于通信电源的智能管理监控单元和变电站通信电源系统
EP2089726B1 (en) Electricity meter with switch mode voltage supply
JP5754750B2 (ja) 無線センサ端末
KR100849480B1 (ko) 전자식 전력량계의 변류기 코일 단선 검출 장치 및 방법
KR102308421B1 (ko) 모니터링장치가 구비된 수배전반(고압반, 저압반, 전동기 제어반, 분전반)
CN101435834A (zh) 可模块化组装的电能表
WO2011129525A2 (ko) 무정전 설치가 가능한 분리형 자기장 감지센서를 구비하여 온실가스 배출량을 자동 산출하는 온실가스 측정장치
WO2012002618A1 (ko) 역률 보상 시스템
KR19980087752A (ko) 무정전 전원장치 자율관리 씨피유보드 및 관리프로그램(소프트웨어)
CN201503446U (zh) 可模块化组装的电能表
KR200449054Y1 (ko) 단락방지 기능 구비 전자식 전력량계
KR101925860B1 (ko) 전기 사고 감지 및 차단 기능을 가지는 전자식 전력량 측정장치
CN217508350U (zh) 供电系统
KR100541357B1 (ko) 원격검침 일체형 전자식 전력량계 및 이를 이용한 원격검침 시스템
WO2022182092A1 (ko) 산업단지 에너지 관리 시스템
EP4254135A2 (en) Device assembly comprising sensor system
CN106773953A (zh) 模块化智能地箱

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18918268

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018918268

Country of ref document: EP

Effective date: 20200615

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE