KR100899788B1

KR100899788B1 - Restorative AC power system of remote control type

Info

Publication number: KR100899788B1
Application number: KR1020060080017A
Authority: KR
Inventors: 장원석; 고영홍; 박주호
Original assignee: 건양대학교산학협력단; 고영홍; 박주호
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2009-05-28
Also published as: KR20080018007A

Abstract

본 발명은 원격형 전원복귀 시스템에 관한 것으로, 상용 단상 교류전원을 사용하고있는 영농, 축산 및 산업시설에 있어 누전, 외부서지 및 과전압,과전류로 인해 화재로 재산 및 인명의 손실를 최소화 할 수 있도록 각종 센서와 전력선통신을 이용 하여 전원상태를 모니터 및 제어하도록 된 것이다. The present invention relates to a remote power recovery system, and in a farm, livestock and industrial facilities using a commercial single-phase AC power supply to minimize the loss of property and life due to fire, leakage, external surge and overvoltage, overcurrent The sensor monitors and controls the power supply status using power line communication.

이로 인해, 원격형 자동복귀 전원장치는 농장의 비닐하우스 , 축사 및 각종 무인화된 산업시설과 같이 사람이 항시 존재하지 않는 곳에 설치하여 외부의 전원으로부터 부하에 공급되는 선로에서 누전, 외부서지 및 과전압, 과전류가 발생할 경우, 자동으로 차단되며 이 상황이 해제되면 자동으로 복귀된다. 또한 이러한 상태 및 연기 센서 및 온도센서를 이용하여 전원장치의 내부 및 외부에서 발생되는 화재를 감지한 후 전력선 통신을 이용하여 원격모니터 할 수 있으며, 만약 전원이 비정상 상태로 계속될 경우. 전원장치를 제어하여 안전하게 조치를 할 수 있도록 하였다.For this reason, the remote automatic return power supply is installed in a place where people are not present all the time, such as a farm house, a barn house, and various unmanned industrial facilities, so that a short circuit, external surge and overvoltage, If over current occurs, it will be cut off automatically and it will be reset automatically when this situation is released. In addition, after detecting the fire occurring inside and outside of the power supply device using this state and smoke sensor and temperature sensor, remote monitoring can be done by using power line communication. The power supply device is controlled so that safe measures can be taken.

누전, 서지, 과전압, 과전류, 전력선통신모뎀, 자동복귀 전원장치Earth leakage, surge, over voltage, over current, power line communication modem, automatic return power supply

Description

원격형 전원복귀 시스템{Restorative AC power system of remote control type}Restorative AC power system of remote control type

도 1은 본 발명에 따른 원격형 전원복귀 시스템에 이용되는 자동복귀 전원장치의 블록도,1 is a block diagram of an automatic return power supply used in a remote power return system according to the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 다수의 자동복귀 전원장치를 모니터링 및 감시하기 위한 본 발명에 따른 원격형 전원복귀 시스템의 블록도이다. 2 is a block diagram of a remote power return system according to the present invention for monitoring and monitoring the plurality of automatic return power supplies shown in FIG.

< 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 ><Brief description of the main symbols in the drawings>

1...영상변류기 2...변류기,1 ... video transformer 2 ... current transformer,

4...과전류 검출부 5. 누전 검출부,4.Overcurrent detector 5.Earth leakage detector,

7...신호처리부 12,20...전력선 통신모뎀,7. Signal processing section 12, 20 ... Power line communication modem,

21...모니터시스템.21 ... monitor system.

본 발명은 상용 단상 교류전원을 사용하고있는 영농, 축산 및 산업시설에 있어서 누전, 외부서지(surge) 및 과전압, 과전류로 인한 화재발생으로 재산 및 인명의 손실을 최소화할 수 있도록 각종 센서와 전력선통신을 이용하여 전원상태를 모니터 및 제어할 수 있는 원격형 전원복귀 시스템에 관한 것이다.The present invention provides various sensors and power line communication to minimize the loss of property and life due to the occurrence of short circuit, external surge and fire caused by overvoltage and overcurrent in farming, livestock and industrial facilities using commercial single-phase AC power. The present invention relates to a remote power recovery system that can monitor and control a power supply state by using.

현재, 전력공급의 고품질 서비스를 받고 전기차단으로 인한 피해를 줄이려는 시도는 계속 증가하고 있는 추세이며, 이는 누전 및 서지에 의한 화재나 감전사고의 원인이 되고 있다. At present, attempts to receive high-quality service of electric power supply and to reduce the damage caused by electric interruption are continuously increasing, which causes fire or electric shock due to short circuit and surge.

따라서, 일반형누전차단기로 누전 발생시 전원을 차단토록 하고 있으나, 일반적으로 일반형누전차단기의 단점은 빈번한 오동작이며, 누전차단기에 의해 전원이 차단된 후, 사람이 매번 가서 차단기를 복귀시켜야하는 번거로움이 있다.
즉, 누전 및 서지로 인한 누전차단기가 동작한 후, 위험이 제거되면 즉시 차단기가 자동복귀해야 이로 인해 발생하는 각종 피해를 최소화시킬 수 있을 것이다. Therefore, the general type earth leakage breaker is used to shut off the power when a short circuit occurs, but in general, the disadvantage of the general type earth leakage breaker is frequent malfunctions, and after power is cut off by the earth leakage breaker, there is a hassle that a person should go to return the breaker every time. .
That is, after the ground fault circuit breaker due to the ground fault and surge is operated, if the risk is eliminated, the circuit breaker should be automatically returned immediately to minimize various damages caused by the ground fault breaker.

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특히, 순간의 정전으로 대규모의 피해를 입는 영농장이나 산업현장에 더욱 필요할 것으로 본다.In particular, it is expected to be more necessary for farms or industrial sites that suffer massive damage from momentary power outages.

따라서, 전원차단 후, 낙뢰, 안개, 결로 등에 의해 일시적인 누전현상이 해제되고 부하상태가 정상동작이 확인되면 주어진 시간 내에 다시 전류를 흐르게 하는 자동 복귀형 누전차단기가 다양한 형태로 제시된바 있다. Therefore, after the power is cut off, a short-circuit short-circuit is released by lightning, fog, condensation, etc., and when the load state is confirmed normal operation, an automatic return type circuit breaker for flowing current again within a given time has been presented in various forms.

하지만, 기존에 제시된 자동복귀형 누전차단기는 독립형으로써, 스스로 외부의 누전 및 서지 전압을 검출하여 차단한 후, 일정시간이 흐르면 다시 복귀하는 시스템으로 구성되어 있다. However, the existing self-recovering type earth leakage breaker is a stand-alone type, it consists of a system that detects and cuts off the external leakage and surge voltage by itself, and then returns again after a certain time.

그리고, 누전 및 과전압이 계속될 경우, 주어진 횟수만큼 전원을 on/off하여 누전여부를 확인한 후, 계속 누전상태이면 차단기를 완전 차단하여 부하에 전원이 더 이상 공급되지 않도록 구성되어있다. If the short circuit and overvoltage continue, the power is turned on / off a given number of times to check the short circuit. If the short circuit continues, the circuit breaker is completely shut off so that the power is no longer supplied to the load.

이러한 방법은 수동형 누전차단기에 비해 단발적인 누전이나 인적이 드문장소에 사용하기 안전하고 편리할 수는 있다. Such a method may be safer and convenient to use in a short-circuit leakage or in rare places than a passive leakage breaker.

하지만, 누전이나 부하의 이상으로 발생 되는 전원문제는 짧은 시간에 해결되기보다는 긴 시간 동안 연속적으로 발생 되는 경우가 대부분이다. However, power problems caused by short circuits or load abnormalities usually occur continuously for a long time rather than being solved in a short time.

따라서, 독립형 자동복귀형 누전차단기는 전원문제(누전,서지,과전압,과전류 등)가 연속되는 경우에는 수동형 누전차단기와 별다른 차이점은 없다. Therefore, the independent self-recovering type earth leakage breaker is not different from the passive earth leakage breaker when the power problem (leakage, surge, overvoltage, overcurrent, etc.) is continuous.

오히려 자동복귀를 신뢰하여 24시간 가동되어야 하는 영농장, 축사 및 산업시설물에 인력이 없는 빈 시간대에 전원문제가 연속적으로 발생 될 경우, 아무런 조치없이 재산적인 피해를 입을 가능성이 크다는 문제점이 있다.Rather, there is a problem that property damage is likely to occur without any action if power problems occur continuously during empty hours without manpower in farms, barns and industrial facilities that must operate 24 hours with confidence in automatic return.

본 발명은 상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 자동복귀 전원장치에 연기센서, 온도센서 및 각종 제어신호처리기를 부착하여 전력선통신모뎀을 사용하여 원격지에서 전원상태 및 외부환경(화재, 온도등)을 모니터하고 전원제어 및 외부설비(히터, 쿨러 및 소방시설등)를 제어할 수 있는 원격형 전원복귀 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by attaching a smoke sensor, a temperature sensor and various control signal processor to the automatic return power supply device using a power line communication modem in the remote power supply and external environment (fire, temperature, etc.) Its purpose is to provide a remote power recovery system that can monitor) and control power control and external equipment (heaters, coolers and fire fighting facilities, etc.).

상기한 목적을 달성하기 위한 원격형 자동복귀 전원장치는 단발 및 연속적인 전원문제(누전, 서지, 과전압, 과전류등)에 있어서, 자체적인 차단,복귀가 이루어지며 이를 원격지에서도 전원문제가 무엇 때문에 발생하였는지, 몇 회 발생하였는지를 모니터할 수 있으며, 전원장치의 차단 전류용량 및 on/off 딜레이 시간 등을 자체 및 원격으로 조절할 수 있도록 구성되어 있다. In order to achieve the above object, the remote type automatic return power supply has its own interruption and return in single and continuous power problems (leakage, surge, overvoltage, overcurrent, etc.) It can monitor how many times it occurred and how many times it occurred, and it is configured to adjust the cut-off current capacity and on / off delay time of power supply by itself and remotely.

그리고 원격지의 모니터 시스템(컴퓨터)은 외부 무선망과 인터넷망에 접속하여 더 먼 원격지나 이동중에도 전원장치의 이상발생을 확인, 조치가 가능하도록함으로써 24시간 가동되어야 하는 영농장, 축사 및 산업시설물의 전원상태을 자동으로 차단/복귀를 하며 별도의 환경제어/모니터 시스템이 필요없이 전력선 통신(P.L.C)모뎀을 통한 모니터 및 제어기능을 통합할 수 있는 것을 특징으로 한다.The remote monitoring system (computer) is connected to external wireless and internet networks to check and take care of power supply failures even further remotely or on the move, enabling farms, livestock and industrial facilities to operate 24 hours a day. It automatically shuts off / returns the power supply status and can integrate monitor and control functions through a power line communication (PLC) modem without the need for a separate environmental control / monitoring system.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원격형 전원복귀 시스템을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a remote power supply return system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명에 따른 원격형 전원복귀 시스템에 이용되는 자동복귀 전원장치의 블록도가 도시되어 있는바, 전원측의 입력선로에는 영상변류기(Zero Sequence Current Transformer)(1)를 설치하여 누설전류의 차를 검출하도록 하고, 상기의 영상변류기(1)에서 검출된 누설전류는 누전 검출부(5)에 의해 누전이 발생하였는가의 여부를 측정하도록 한다. 1 is a block diagram of an automatic return power supply device used in a remote power return system according to the present invention. A zero sequence current transformer 1 is installed on an input line of a power supply side to prevent leakage current. The difference is detected, and the leakage current detected by the image current transformer 1 measures whether the ground fault has occurred by the ground fault detection unit 5.

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상기의 선로중 일측 선로에 변류기(2)를 설치하여 부하에 흐르는 전류를 검출하도록하고, 상기의 변류기(2)에서 검출된 전류는 과전류 검출부(4)에서 신호처리된 후, 부하에 걸리는 전류의 량을 전압으로 출력하도록 한다. A current transformer 2 is installed in one of the lines to detect a current flowing in the load, and the current detected by the current transformer 2 is signal-processed by the overcurrent detector 4, and then the current of the current applied to the load. Output the quantity in voltage.

또한, 상기의 선로에 외부에서 발생되는 서지에 대해 서지보호부(3)는 부하측 전원 및 전원장치 내부회로를 보호하도록 하고, 상기 서지보호부(3)를 통과한 전압의 크기가 설정된 값보다 클 경우 과전압검출부(6)에 의해 검출신호가 출력하도록 한다.In addition, the surge protector 3 protects the load-side power supply and the internal circuit of the power supply device against surges generated from the outside of the line, and the magnitude of the voltage passing through the surge protector 3 is greater than the set value. In this case, the overvoltage detection unit 6 outputs the detection signal.

상기의 센서(13)는 기본적인 사용예로 연기센서와 온도센서를 이용하여 전원장치의 외부 및 내부에서 발생되는 화재 및 전선피복의 온도 상승에 따른 과열을 검지하여 신호를 출력하도록 하고, 상기 신호처리부(7)는 과전류검출부(4), 누전검출부(5), 과전압검출부(6) 및 연기 및 기타센서(13)에서 출력되는 신호를 처리함에 있어 과전류검출, 온도와 같은 정량적인 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하고 또한 누전검출, 과전압검출과 같은 디스크리트신호는 내부의 비교기를 사용하여 신호처리하도록 한다.The sensor 13 uses a smoke sensor and a temperature sensor as a basic use example to detect a fire and an overheating caused by an increase in the temperature of the wire coating, which is generated inside and outside the power supply device, and outputs a signal. 7 is a digital signal for quantitative analog signals such as overcurrent detection and temperature in processing signals output from the overcurrent detection unit 4, the earth leakage detection unit 5, the overvoltage detection unit 6 and the smoke and other sensors 13. Discrete signals such as short circuit detection and overvoltage detection are signal processed using an internal comparator.

이렇게 신호처리된 데이터는 원칩 마이크로프로세서를 사용하여 프로그램으로 데이터 처리를 행하도록 하고, 상기 조작부(9)는 스위치로 구성되어 전원장치의 전류용량, 과전압범위, 전원복귀시간 및 기타 제어를 위한 파라미터를 입력하도록 한다. The signal-processed data is subjected to data processing by a program using a one-chip microprocessor, and the operation unit 9 is composed of a switch to control the current capacity of the power supply device, overvoltage range, power return time and other parameters for control. Enter it.

상기 표시부(8)는 세그멘트 디스플레이로 구성되어 조작부(9)에서 조작된 값을 표시하도록 하고, 상기 전력계전기 구동부(10)는 신호처리부(7)에서 출력되는 전원차단, 복귀신호에 의해 ON/OFF 구동신호를 출력하도록 하며, 상기의 전력계전기(11)는 전력계전기 구동부(10)에서 출력되는 신호에 의해 선로의 출력을 ON/OFF 시킨다.The display unit 8 is composed of a segment display to display the value manipulated by the operation unit 9, the power relay driver 10 is ON / OFF by the power-off, return signal output from the signal processing unit 7 The driving signal is output, and the power relay 11 turns on / off the output of the line by the signal output from the power relay driver 10.

상기 전력선통신모뎀(12,20)은 전원장치 내부 및 전원시스템에 설치되고, 신호처리부(7)의 원칩마이크로프로세서와 RS232C 통신과 디스크리트 입출력단자를 통해 전원장치의 모니터 신호와 제어신호를 주고받도록 구성되어 있다.The power line communication modems 12 and 20 are installed in the power supply device and in the power supply system, and are configured to exchange monitor signals and control signals of the power supply device through RS232C communication and discrete input / output terminals of the one-chip microprocessor of the signal processor 7. It is.

도 2는 도 1에 도시된 다수의 자동복귀 전원장치들을 이용하여 영농가에서 전기를 필요로 하는 다수의 목표물을 원격적으로 관리하도록 하기 위한 원격형 전원복귀 시스템을 구성한 블록도가 도시되어 있는바, 본 발명은 비닐하우스, 농장의 축사 또는 양식장과 같은 여러 동의 시설물이 존재할 경우 각각의 자동복귀 전원장치를 설치하여 관측소와 전력선통신모뎀(20)을 통해 원격 모니터 및 제어가 가능하고 관측소의 모니터시스템(21)을 통해 무선통신망(22)과 인터넷망(23)을 통해 이동자 및 더 먼 원격지에서의 모니터 및 제어가 가능하도록 하였다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a remote power return system for remotely managing a plurality of targets requiring electricity in a farm using a plurality of automatic return power supplies shown in FIG. The present invention can be installed remote control and control through the station and power line communication modem (20) by installing each automatic return power supply device if there are several motion facilities, such as a plastic house, farm barn or farm. 21) it is possible to monitor and control the mobile and farther remote locations through the wireless communication network 22 and the Internet network (23).

상기의 외부선로를 통해 단상 상용전원이 전력계량기(24)를 통해 입력되면 전력계량기(24)의 출력단에 연결되는 각각의 원격형 자동복귀 전원장치를 N개까지 연결하고 각각의 원격형 자동복귀 전원장치에 고유의 ID를 부여하여 전력선 통신모뎀과 각각의 상태에 대해 통신하고 원격형 자동복귀 전원장치에 부착된 센서와 제어판을 통해 화재 감시 및 냉난방 제어등을 할 수 있도록 구성한 것이다.When the single-phase commercial power is input through the power meter 24 through the external line, each remote type automatic return power supply connected to the output terminal of the power meter 24 is connected to N, and each remote type automatic return power source is connected. The unique ID is assigned to the device to communicate with the power line communication modem for each state and to monitor fire and control heating and cooling through sensors and control panels attached to the remote automatic return power supply.

이상 기술한 바와 같이 본 발명의 원격형 자동복귀 전원장치는 전원선로상에 발생되는 서지, 과전압, 과전류 및 누전과 같은 이상상태에서 자동으로 전원을 차단하고 일정시간 후 자동으로 전원을 복귀하는데 있어 전력선 통신모뎀으로 원격지에서 전원상태를 모니터 및 제어가 가능할 뿐만 아니라, 영농,축사 및 산업시설물에는 외부 감지 센서를 이용하여 화재 감지 및 온도등을 제어할 수 있어 별도의 감시 및 제어기가 필요없이 본 발명 발명품 하나로 원격 감시 및 제어가 가능하도록 하는 효과가 있다.As described above, the remote type automatic return power supply device of the present invention automatically shuts off the power in abnormal conditions such as surge, overvoltage, overcurrent, and short circuit occurring on the power line and automatically returns the power after a certain time. The communication modem not only can monitor and control the power status from a remote site, but also can control fire detection and temperature by using an external sensing sensor in farming, livestock, and industrial facilities. It has the effect of enabling remote monitoring and control with one.

Claims

전기를 필요로 하는 영농시설물, 축사 및 산업시설물의 전원장치의 이상상태를 통합적으로 모니터 및 제어하기 위한 원격형 전원복귀 시스템에 있어서: In a remote power return system for integrated monitoring and control of abnormal conditions of power supply in agricultural, livestock and industrial facilities requiring electricity:

상기 영농시설물, 축사 및 산업시설물에 각각 설치되어 과전류, 과전압, 누전, 외부서지상태, 화재로 인한 전원차단 상태를 감지하여 이를 신호처리하여 정상상태로 전원을 복귀시키기 위한 다수의 자동복귀 전원장치들; 및Installed in the farming facilities, livestock houses and industrial facilities, respectively, a plurality of automatic return power devices for detecting the power cut-off state due to overcurrent, overvoltage, short circuit, external surge state, fire, and processing the signal to return the power to a normal state ; And

상기 각각의 자동복귀 전원장치의 이상상태를 감시 및 제어하기 위해서 전력선통신모뎀을 통해 원격지에서 전원상태를 모니터링 및 제어하도록 무선통신망 및 인터넷망을 구비한 모니터시스템을 포함하되;A monitor system having a wireless communication network and an internet network for monitoring and controlling a power state at a remote location through a power line communication modem for monitoring and controlling an abnormal state of each automatic return power supply device;

상기 각각의 자동복귀 전원장치는,Each of the automatic return power supply,

전원측 입력선로에 설치되어 누설전류의 차를 검출하는 영상변류기;An image current transformer installed at an input line of a power supply for detecting a difference in leakage current;

상기 영상변류기에서 검출된 누설전류에 의해 누전의 여부를 측정하는 누전검출부;A ground fault detector for measuring a ground fault based on the leakage current detected by the image current transformer;

상기 입력선로 중 일측선로에 설치되어 부하에 흐르는 전류를 검출하는 변류기;A current transformer installed on one side of the input line to detect a current flowing in a load;

상기 변류기에서 검출된 전류가 신호처리된 후, 부하에 걸리는 전류가 전압으로 출력되도록 하는 과전류 검출부;An overcurrent detector for outputting a voltage applied to a load after the current detected by the current transformer is signal processed;

상기 입력선로에 설치되어 외부에서 발생되는 서지에 대해 부하측 전원 및 전원장치의 내부회로를 보호하는 서지보호부;A surge protection unit installed on the input line to protect the load-side power supply and the internal circuit of the power supply device against surges generated from the outside;

상기 서지보호부를 통과한 전압이 설정된 값보다 클 경우 검출신호를 출력하는 과전압검출부;An overvoltage detector for outputting a detection signal when the voltage passing through the surge protection unit is greater than a set value;

상기 자동복귀 전원장치의 내ㆍ외부에 발생되는 화재 및 전선피복의 과열을 검지하는 연기센서와 온도센서;A smoke sensor and a temperature sensor for detecting fire and wire overheating occurring inside and outside the automatic return power supply;

상기 과전류 검출부, 누전 검출부, 과전압 검출부, 연기센서 및 온도센서에서 출력되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 신호처리부; A signal processor for converting an analog signal output from the overcurrent detector, a ground fault detector, an overvoltage detector, a smoke sensor, and a temperature sensor into a digital signal;

상기 과전류용량, 과전압범위, 전원복귀시간 및 제어를 위한 파라미터를 입력하는 조작부; An operation unit for inputting the overcurrent capacity, overvoltage range, power return time, and parameters for control;

상기 조작부에서 조작된 값이 표시되는 표시부;A display unit displaying a value manipulated by the operation unit;

상기 신호처리부에서 출력된 전원차단, 복귀신호에 의해 ON/OFF신호를 출력하는 전력계전기 구동부; A power relay driver for outputting an ON / OFF signal in response to a power cut-off and a return signal output from the signal processor;

상기 전력계전기 구동부의 출력신호에 의해 입력선로의 출력을 ON/OFF하는 전력계전기를 포함함을 특징으로 하는 원격형 전원복귀 시스템. And a power relay for turning on / off the output of the input line according to the output signal of the power relay driver.

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제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 전력선 통신모뎀은 신호처리부의 원칩마이크로프로세서와 RS232C통신과 디스크리트 입출력단자를 통해 외부선로와 모니터시스템에 설치된 것을 특징으로 하는 원격형 전원복귀 시스템.The power line communication modem is a remote power supply system, characterized in that installed in the external line and the monitor system through the one-chip microprocessor and RS232C communication and discrete input and output terminals of the signal processing unit.

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