KR20130112260A

KR20130112260A - 비상전원의 성능검사장치

Info

Publication number: KR20130112260A
Application number: KR1020120034501A
Authority: KR
Inventors: 고광용
Original assignee: 도로교통공단
Priority date: 2012-04-03
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2013-10-14
Also published as: KR101326598B1

Abstract

본 발명은 비상전원에 연결된 부하를 가변시키면서 비상전원의 출력상태를 시험하는 비상전원 성능검사장치에 관한 것으로, 개별부하검사에서 전압 전류상태를 검사할 수 있으며, 전체부하검사에서 전력량을 검사할 수 있도록 한 비상전원 성능검사장치이다.

Description

비상전원의 성능검사장치{PERFORMANCE TEST APPARATUS OF EMERGENCY POWER SUPPLY}

본 발명은 무정전전원장치(UPS: Uninterruptible Power Supply) 또는 배터리(이하 '비상전원'이라 함)의 출력성능을 검사하기 위한 성능검사장치에 관한 것으로, 상세하게는 비상전원에 연결된 부하를 가변시키면서 비상전원의 출력상태를 시험하는 비상전원 성능검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 비상전원은 정전시에 부하에 전원을 공급하기 위한 장치로 설계된 정격 용량을 만족시켜야 할 뿐만 아니라 다양한 부하상태에 따라서 양질의 전원을 부하에 공급하여야 하며, 다양한 부하상태에 따라서 정상출력이 이루어져야 한다. 특허출원 제1996-069956호(발명의 명칭: 펄스폭변조 정류기를 이용한 다기능 부하시험기 및 부하시험방법)(이하 '종래기술'이라 함)는 이러한 비상전원에 연결되는 가변부하의 한 형태를 제공한다.

도 1은 종래기술의 부하시험기의 회로도이다.

종래기술의 부하시험기는 펄스폭변조정류기(1)에 정류기 제어회로로 제어하는 파워스위칭소자(PS)를 연결함과 더불어 다이오드(D)와 부하저항(RL)을 병렬로 연결한 구성으로 펄스폭변조정류기(1)로 신호의 위상을 변화시키고, 파워스위칭소자(PS)로 부하의 크기 및 역률을 무단으로 변화시켜 다수의 부하량을 구할 수 있으므로 부하시험을 간편하고 용이하게 할 수 있도록 하는 것이다.

그러나 이러한 종래기술에서는 부하의 상태를 가변시키는 기술구성은 개시되어 있으나, 이와 같은 부하상태에 따라서 UPS 또는 배터리가 정상적인 출력상태를 유지하는지를 전혀 판단할 수 없다.

본 발명은 다양한 부하상태에 따라서 UPS 또는 배터리 등의 비상전원이 정격용량을 구비하는지, 부하상태에 따라서 순시전력 상태가 설계된 상태로 작동하는지를 검사하는 검사장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 해결수단은 비상전원에 연결되는 가변부하를 특정한 부하값으로 설정하고 출력성능을 검사하는 비상전원 성능검사장치에 있어서:상기 특정한 부하값에서 상기 비상전원으로부터 출력되는 전압, 전류를 검출하여 디지털 신호로 변환하는 전압전류A/D변환부; 상기 특정한 부하값에서 출력되어야 할 기설정된 전압, 전류 값이 저장되고, 상기 전압전류A/D변환부로부터 입력되는 전압, 전류와 저장된 기설정된 전압, 전류를 비교하여 설정된 오차를 벗어나게 되면 전압, 전류 오차를 판정하는 마이컴을 포함하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 마이컴은 상기 전압전류A/D변환부로부터 입력되는 전압, 전류로부터 순시전력을 산출하고, 상기 순시전력이 기설정된 순시전력 이하로 떨어지는 시점까지의 사용전력량을 산출하고, 기설정된 전력용량과 비교하여 기설정된 범위를 벗어나게 되면 용량 에러판정을 하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 비상전원 성능검사장치는 상기 비상전원장치의 (+), (-) 사이에 부하와 릴레이들이 설치된 복수개의 부하선들과, 상기 마이컴으로부터 구동신호를 전송받아 상기 릴레이들을 구동시키는 릴레이 구동부를 포함하고, 상기 복수개의 부하선들 중에 특정 릴레이만을 구동시켜 상기 비상전원장치의 (+), (-) 사이에 하나의 부하만이 연결된 상태에서 상기 전압, 전류 오차에 대한 에러 판정이 이루어지며, 상기 복수개의 부하선들의 릴레이 전부를 구동시켜 상기 비상전원장치의 (+), (-) 사이에 모든 부하들이 연결된 상태에서 용량 에러판정이 이루어지는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 용량에러판정은 상기 가변부하를 최저의 임피이던스값으로 유지한 상태에서 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 각각의 부하상태에 따라서 원하는 출력상태와 실제 출력상태를 정확히 비교할 수 있어 정확한 검사가 이루어질 수 있으며, 전력용량을 비교가 최단시간에 이루어질 수 있다. 뿐만 아니라 이러한 개별부하검사 및 전력용량을 검사하기 위한 전체부하검사가 마이컴의 정해진 수순에 따라 수행되기 때문에 검사인력을 감축할 수 있으며, 검사의 객관성 및 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 종래기술의 부하시험기의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 회로 블록도이다.
도 4는 본 발명의 동작수순을 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 전력량을 실시간으로 나타낸 그래프이다.

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예의 전체 구성도이다.

도 2에 도시된 비상전원장치(10)는 상용전원이 정전 등으로 부하에 전원을 더 이상 공급할 수 없을 때 상용전원을 대신하여 전원을 부하에 공급하기 위한 것으로, 무정전전원장치(UPS) 또는 배터리 등 다양한 설비를 예로 들 수 있다.

비상전원장치(10)는 부하가 가변되는 성능검사장치(30)와 연결되고, 성능검사장치(30)는 가변되는 부하에서 비상전원장치(10)의 성능상태를 검사한다.

성능검사장치(30)의 외면에는 특정 명령을 입력시키고, 성능검사결과를 화면에 표시하는 표시화면이 구비되는 입출력부(20)와 부하를 수동으로 가변시키는 수동스위치(32)들이 설치된다.

도 3은 본 발명에 적용되는 회로 블록도이다.

도 3에 도시된 성능검사장치(30)는 비상전원장치(10)로부터 공급되는 전원선(+), (-) 사이에 설치되어 변류기(301)로부터 감지된 전류와 (+), (-)선의 전압을 입력받아 디지털 신호로 변환하는 전류전압 A/D변환부(303)와, (+), (-)선 사이에 설치되는 부하선(111), (112), (113), (114), (115), (116), (117)들을 구비한다. 이때 각 부하선(111), (112), (113), (114), (115), (116), (117)에는 부하Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7가 설치되며, 각 부하들과 (+)선 사이에는 릴레이RY1, RY2, RY3, RY4, RY5, RY6, RY7가 설치되고, 각 부하들과 (-) 선 사이에는 수동 스위치(32)들이 각각 설치된다. 이때 각각의 부하Z1, Z2(>Z1), Z3(>Z2), Z4(>Z3), Z5(>Z4), Z6(>Z5), Z7(>Z6)는 저항성, 용량성, 유도성 부하들로 다양하게 선택 사용될 수 있으나 설명의 편의상 저항으로 도시하고 저항부하를 기준으로 설명하기로 한다.

또한 성능검사장치(30)는 전압전류 A/D변환부(303)로부터 전압, 전류 디지털 신호를 입력받고 프로그램된 수순에 따라서 릴레이RY1, RY2, RY3, RY4, RY5, RY6, RY7들을 작동시키는 릴레이 구동부(305)에 구동신호를 전송하고, 각 부하상태에 따라서 기설정된 성능검사를 수행하도록 하는 마이컴(33)을 구비한다.

도 4는 본 발명의 동작수순을 설명하는 순서도이다.

본 발명의 동작수순은 S1 내지 S7로 이루어지는 개별부하 시험단계, S8 내지 S11로 이루어지는 전체부하 시험단계로 이루어진다.

입출력부(20)로부터 시험시작 버튼이 터치되어 시험시작 명령이 마이컴(33)에 입력되면 마이컴(33)은 자동검사인지, 수동검사인지를 검출하여 수동검사인 경우에는 수동스위치(32)를 작동시켜 특정부하를 선택하도록 하고, 자동검사인 경우에는 릴레이구동부(305)를 구동시켜 특정부하를 선택하도록 한다(S2), (S3), (S4).

마이컴(33)은 특정부하에서 기설정된 T1시간 동안 전압전류 A/D 변환부(303)로부터 전압, 전류를 입력받아 저장부에 저장하고, 기설정된 시간T1이 경과되면 다른 부하를 선택하도록 릴레이구동부(305)를 구동시켜 각각의 부하들을 한번씩 선택하도록 하여 T1 시간동안 전압, 전류가 저장되도록 한다(S5, S6, S7).

이와 같이 특정부하를 선택하여 전압 전류를 산출하는 개별부하 시험단계가 종료되면 전체 용량을 결정하도록 임피이던스 값, 즉 전체 저항값이 최소화되도록 하여 용량산출시간이 짧아지도록 한다. 따라서 마이컴(33)은 전체 부하들의 합성 임피이던스가 최소화되는 릴레이 구동신호를 릴레이구동부(305)에 공급한다(S8).

도 2에 도시된 바와 같은 저항결선에서는 (+), (-) 선에 대하여 전체 부하들이 병렬 연결되도록 한다. 마이컴(33)은 전체 부하들이 병렬 연결된 상태에서 전압전류 A/D 변환부(303)로부터 전압, 전류를 입력받아 저장한다(S9).

또한 마이컴(33)은 단계S5에서 저장된 각 부하별로 측정되어 저장된 순간전압, 전류들과 각 부하에서 출력되어야 할 이상적인 전압 전류인 기설정된 기준전압, 전류들을 비교하여 설정된 값 이상의 오차가 발생하게 되면 전압, 전류 에러판정을 하게 되고, 단계S9에서 전압, 전류들로부터 용량을 검출하여 기설정된 용량에 대하여 설정된 범위를 벗어나게 되면 용량 에러 판정을 하게 된다.

도 5는 본 발명의 전력량을 실시간으로 나타낸 그래프이다.

도 5의 그래프에서 부하의 임피이던스가 전체 병렬로 연결될 때에 비상전원장치(10)로부터 출력될 수 있는 이론적인 순시전력은 P_S로서 비상전원장치(10)의 사용가능 순시전력은 기설정되는 P_r= 0.8P_S로 떨어지는 시점까지 사용될 수 있다.

따라서 마이컴은 0.8P_S로 떨어지는 시점T2를 검출하고, 이때까지 그래프에서 빗금친 면적과 동일한 누적된 사용 전력량을 실시간의 전력을 적분하여 산출하고, 이와 같이 누적된 사용 전력량과 기설정된 용량의 차분을 구하여 기설정된 오차를 벗어나게 되면 용량 에러판정을 한다.

Claims

비상전원에 연결되는 가변부하를 특정한 부하값으로 설정하고 출력성능을 검사하는 비상전원 성능검사장치에 있어서:
상기 특정한 부하값에서 상기 비상전원으로부터 출력되는 전압, 전류를 검출하여 디지털 신호로 변환하는 전압전류A/D변환부;
상기 특정한 부하값에서 출력되어야 할 기설정된 전압, 전류 값이 저장되고, 상기 전압전류A/D변환부로부터 입력되는 전압, 전류와 저장된 기설정된 전압, 전류를 비교하여 설정된 오차를 벗어나게 되면 전압, 전류 오차를 판정하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 비상전원 성능검사장치.
청구항1에서, 상기 마이컴은 상기 전압전류A/D변환부로부터 입력되는 전압, 전류로부터 순시전력을 산출하고, 상기 순시전력이 기설정된 순시전력 이하로 떨어지는 시점까지의 사용전력량을 산출하고, 기설정된 전력용량과 비교하여 기설정된 범위를 벗어나게 되면 용량에러판정을 하는 것을 특징으로 하는 비상전원 성능검사장치.
청구항2에서, 상기 비상전원 성능검사장치는 상기 비상전원장치의 (+), (-) 사이에 부하와 릴레이들이 설치된 복수개의 부하선들과, 상기 마이컴으로부터 구동신호를 전송받아 상기 릴레이들을 구동시키는 릴레이 구동부를 포함하고,
상기 복수개의 부하선들 중에 특정 릴레이만을 구동시켜 상기 비상전원장치의 (+), (-) 사이에 하나의 부하만이 연결된 상태에서 상기 전압, 전류 오차에 대한 에러 판정이 이루어지며, 상기 복수개의 부하선들의 릴레이 전부를 구동시켜 상기 비상전원장치의 (+), (-) 사이에 모든 부하들이 연결된 상태에서 용량에러판정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 비상전원 성능검사장치.
청구항2에서, 상기 용량에러판정은 상기 가변부하를 최저의 임피이던스값으로 유지한 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 비상전원 성능검사장치.