KR20170099704A - Power supply for high-voltage distribution lines - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배전 기술 분야 중 고압 배전선로를 자동제어하는 배전자동화설비의 전원공급장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 배전자동화 설비에 외부로부터 노이즈와 서지의 유입이 방지되고, 정전시에도 태양광 발전을 이용한 자가 발전 기능을 통해 독립적인 전원공급으로 안정적이며 지속적인 전원공급이 가능하며, 태양광 발전을 위한 태양전지판이 황사, 미세먼지의 오염으로부터 잘 보호되어 태양광 발전의 발전 효율이 항상 양호한 상태를 유지할 수 있도록 한 고압용 배전선로 전원공급장치에 관한 것이다. The present invention relates to a power supply apparatus for a power distribution automation apparatus for automatically controlling a high-voltage power distribution line in the field of power distribution technology, and more particularly, to a power supply apparatus for a power distribution apparatus that prevents noise and surges from being introduced into a power distribution automation apparatus from the outside, It is possible to provide stable and continuous power supply with independent power supply through self-generated power generation function, and the solar panel for solar power generation is well protected from dust and fine dust pollution, so that the power generation efficiency of solar power generation is always maintained in good condition To a power supply with a high-voltage distribution line.
일반적으로 배전자동화설비는 중앙통제실에 설치된 컴퓨터를 이용하여 원거리에 산재되어 있는 배전선로 상의 부하개폐기의 상태감시 및 제어를 수행하고, 전압, 전류 등을 계측하며, 고장 발생시에는 자동으로 고장구간을 확인하여 배전선로 계통운전을 원격으로 수행할 수 있도록 하는 설비로, 도 1에는 종래기술에 따른 배전자동화설비(100)의 개략구조도가 도시된다. 전기의 배전에서 고압은 22.9 KV 이상이 모두 포함된다. In general, the distribution automation equipment monitors and controls the condition of the load switch on the distribution line scattered over a long distance using a computer installed in the central control room, measures the voltage and current, and automatically checks the fault section FIG. 1 is a schematic structural view of a
배전자동화설비(100)는 도 1에 도시되는 바와 같이, 송수신용 통신수단(130; 도 2 참조)을 통해 중앙통제실(도시되지 않음)로부터 제어신호를 입력받고 입력받은 제어신호의 오류를 검사하여 오류가 없는 경우 제어신호를 출력하는 단말기(110)와, 단말기(110)로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(120)를 포함하여 이루어진다.1, the power
단말기(110)는 일반적으로 부하개폐기(120)의 하부에 설치되는 제어함(111) 내에 설치되며, 부하개폐기(120)는 특고압 지중배선 선로의 경우는 예를 들어 SF6 가스를 절연매체로 절연된 가스절연 부하개폐기가 사용되며, 송수신용 통신수단(130)은 일반적으로 제어함(111)에 구비된다.Terminal 110 is typically installed within a
배전자동화설비(100)의 작동을 위해서는 전원이 공급되어야 하므로 제어함(111) 내에는 배전자동화설비의 전원공급장치(200)가 포함되는데, 이러한 종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원공급장치(200)의 구조가 도 2에 개략적으로 도시된다.In order to operate the power
종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원공급장치(200)는, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 상용전원(210)과, 상용전원(210)을 적정 전압으로 강하시키는 변압기(220)와, 변압기(210)로부터 유입되는 전류를 브리지 정류회로를 통해 정류시키는 정류기(230)와, 정류기(230)에 의해 정류된 전원을 콘덴서(도시되지 않음)를 통해 평활화시키고 직류전원으로 안정화시키는 전압안정화부(240)와, 전압안정화부(240)에 의해 안정된 전압을 부하개폐기(120)로 제공하는 출력단자부(250)와, 변압기(220)에 의해 강하된 전압을 증폭시켜 송수신용 통신수단(130)으로 제공하는 출력증폭부(260)와, 출력단자부(250)의 출력전압을 제어하고 정전시 출력전압을 순간보상하여 출력하는 제어부(270)를 포함하여 이루어진다.1 and 2, a
그러나 외부로부터 전원이 공급되는 종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원공급장치(200)의 경우에는 변압기(220)를 통한 노이즈가 유입되므로 변압기(220)와 정류기(230) 사이에 노이즈 제거를 위한 라인필터(280)을 설치해야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 이러한 라인필터(280)가 단말기(110)의 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.However, in the case of the
또한 라인필터(280) 만으로는 낙뢰나 정전기의 방전 등과 같은 큰 에너지의 서지 방지가 불가능하므로 라인필터(280)의 전단에 별도의 서지보호회로부(290)를 설치해야 하는 문제점이 있다.In addition, since the
뿐만 아니라 정전이 발생할 경우에는 메모리에 저장된 유효전력량, 시간대별 최대 수요전력 부하제어 알고리즘 등과 같은 중요정보가 지워지지 않도록 콘덴서에 축전된 전원이 모두 소모되기 전에 ROM과 같은 특정 메모리에 대피시켜 둘 수 있는 회로가 제어부(270)에 구현될 필요가 있다.In addition, when a power outage occurs, a circuit that can be evacuated to a specific memory such as ROM before the power stored in the capacitor is consumed so that important information such as the amount of active power stored in the memory, Need to be implemented in the
그러나 순간정전으로 인해 콘덴서에 축전된 전원이 모두 소모되기 전에 전원이 재공급되는 경우에는 제어부(270)에 오작동이 일어날 수 있는 문제점이 있다.However, when power is supplied again before the power stored in the capacitor is completely consumed due to the instantaneous power failure, malfunction may occur in the
한편, 최근 들어 대체 에너지로서 태양광 발전에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있고, 이러한 추세에 맞춰 실생활 내지 여러 산업 분야에서 태양광 발전의 이용이 늘어나는 추세이다.In recent years, research and development of solar power generation has been actively carried out as an alternative energy source. In accordance with this tendency, the use of photovoltaic power generation is increasing in real life and various industries.
그러나 이와 같이 태양광 발전의 이용이 늘어나는 추세지만, 국내를 기준으로 황사 및 미세먼지로 인해 태양광 발전의 효율이 저하되는 현상이 발생되고 있다. 즉, 최근 들어 중국으로부터의 황사 및 미세먼지 유입량이 크게 증가하는 동시에 유입 빈도도 잦아지고 있으며, 이에 따라 태양전지판이 황사 및 미세먼지에 가려져 해당 태양전지판의 발전 효율이 크게 떨어지는 현상이 발생되고 있으며, 이는 국내 방송사(KBS NEWS. 2015.05.08.아침뉴스)를 통해서 보도된 바 있다. However, the use of photovoltaic power generation is increasing, but the efficiency of photovoltaic power generation is decreasing due to dust and fine dust on the basis of domestic standards. That is, in recent years, the amount of dust and fine dust inflow from China has greatly increased, and the frequency of inflow has also become frequent. As a result, the solar panel is covered with dust and fine dust, It has been reported through a Korean broadcaster (KBS NEWS.
본 발명의 실시 예는 고압 배전선호 자동화설비에 외부로부터 노이즈와 서지의 유입이 방지되고, 정전시에도 태양광 발전을 이용한 자가 발전 기능을 통해 독립적인 전원공급이 가능하여 안정적인 전원공급이 가능하며, 태양광 발전을 위한 태양전지판이 황사, 미세먼지 등의 오염으로부터 잘 보호되어 태양광 발전의 발전 효율이 항상 양호한 상태를 유지할 수 있도록 한 고압용 배전선로 전원공급장치를 제공한다. The embodiment of the present invention can prevent the inflow of noise and surge from the outside to the high-voltage power distribution preferred automation equipment, enable independent power supply by self-power generation function using solar power generation even in case of power failure, The solar panel for photovoltaic power generation is protected from pollution such as yellow dust and fine dust, and power supply device of high pressure distribution line is provided so that the power generation efficiency of the photovoltaic power generation can always be maintained in a good condition.
본 발명의 실시 예에 따른 고압용 배전선로 전원공급장치는 제어함(3a) 내에 설치되고 외부로부터 제어신호를 입력받아 제어신호를 출력하는 단말기(3b)와, 상기 제어함(3a)의 외측에 설치되고 상기 단말기(3b)로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(3c)를 포함하여 이루어지는 배전자동화설비에 전원을 공급하는 전원 공급 장치에 있어서, 상기 제어함(3a)의 외부에 설치되는 태양광 발전부(10); 상기 제어함(3a)에 설치되고 상기 태양광 발전부(10)에 의해 발전된 전기를 충전하며 상기 제어함(3a)으로 전원을 공급하는 축전지(20); 및 상기 제어함(3a)에 설치되고 상기 태양광 발전부(10)와 축전지(20) 사이에 개재되어 상기 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 하는 충방전제어부(30);를 포함하되, 상기 충방전제어부(30)는, 상기 태양광 발전부(10)의 전압을 감지하는 제1전압센서(31)와, 상기 축전지(20)의 전압을 감지하는 제2전압센서(32)와, 태양광의 광량을 감지하는 광량센서(33)와, 상기 제1 및 제2전압센서(31,32)와 상기 광량센서(33)의 신호에 따라 연산을 수행하여 제어신호를 발생시키는 로직회로(34)와, 상기 로직회로(34)의 제어신호에 따라 출력전류를 조정하는 전류변조회로(35)를 더 포함하며; 상기 전류변조회로(35)는 공지된 펄스폭변조(PWM) 회로로 구현되고; 상기 충방전제어부(30)는 상기 태양광 발전부(10)의 출력단에 연결되어 상기 태양광 발전부(10)로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 역류방지다이오드(36)를 더 포함하며, 상기 태양광 발전부(10)는, 일면이 개방된 박스형으로 형성되어 상기 제어함(3a)의 외부에 설치되는 케이스(11); 상기 케이스(11)의 내측에 설치되며 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양전지판(12); 상기 케이스(11)의 개방 측을 개폐하기 위해 상기 케이스(11)의 상단부분과 상기 케이스(11)가 개방된 상태에서의 하단부분이 힌지결합하여 회전 상태로 결합 설치되는 투명 커버(13); 상기 케이스(11)의 개방 측 개폐를 위하여 상기 케이스(11)의 상단 부분 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 상기 투명 커버(13)의 회전 동력을 발생시켜 발생된 회전 동력을 상기 투명 커버(13) 하단의 힌지결합 부분에 전달하는 커버 개폐 구동부(14); 상기 투명 커버(13)가 상기 케이스(11)의 개방 측면이 폐쇄된 상태를 기준으로 상기 투명 커버(13)의 상기 태양전지판(12)과 마주하는 일면을 내면으로 정할 때, 상기 내면의 사방 테두리를 따라 연장 설치되고 연장되는 방향을 길이방향으로 정할 때 폭 방향의 중앙을 따라 삽입돌기(15a)가 돌출 형성되는 제1 기밀부재(15); 상기 제1 기밀부재(15)와 대응되도록 상기 케이스(11)에 개방 측면 테두리를 따라 연장 설치되며 상기 삽입돌기(15a)가 삽입되는 삽입홈(16a)을 형성한 제2 기밀부재(16); 상기 케이스(11) 내부의 상기 태양전지판(12) 하부에 설치되고 대기 중의 미세먼지와 황사 농도를 검출하여 입력된 값이 사전 기록 설정된 허용 임계치 범위값과 비교하여 입력된 대기 중의 미세먼지와 황사 농도 값이 상기 허용 임계치 범위값을 벗어날 경우 상기 투명 커버(13)가 상기 케이스(11)의 개방 측을 폐쇄하는 상태로 상기 커버 개폐 구동부(14)를 작동시키며, 대기 중의 미세먼지 및 황사 농도가 상기 허용 임계치 범위 이내로 들어올 경우 상기 투명 커버(13)가 상기 케이스(11)의 개방 측을 개방하는 상태로 상기 커버 개폐 구동부(14)를 작동시키며 상기 투명 커버(13) 외면의 미세먼지 및 황사 제거를 위한 제어신호를 출력하는 제어부(17): 상기 제어부(17)에 접속하고 미세먼지와 황사 농도에 대한 정보를 기상청으로부터 수신하여 수신되는 정보를 상기 제어부(17)에 제공하는 무선통신모듈(18); 상기 투명 커버(13)의 외면을 따라 직진형의 왕복 이동을 하면서 상기 투명 커버(13) 외면의 미세먼지 및 황사를 닦기 위해 정역회전모터(19a-1)와 피니언(19a-2)과 상기 피니언(19a-2)에 결합하는 와이퍼 본체(19a-4)와 상기 피니언(19-2)과 치합되는 상태로 상기 투명 커버(13)에 길게 설치되는 랙(19-3)을 포함하고 상기 제어부(17)의 제어신호에 의하여 상기 정역회전모터(19a-1)의 정역 회전 구동을 통해 상기 투명 커버(13) 외면의 미세먼지 및 황사를 제거하는 와이퍼부(19a); 상기 투명 커버(13)의 외면이면서 하단의 힌지결합 부분에서 상기 와이퍼부(19a)가 위치한 방향을 향하도록 설치되며 상기 제어부(17)의 상기 와이퍼부(19a)에 대한 제어신호를 통해 연동하여 상기 투명 커버(13)의 외면에 워셔액을 분사하는 워셔액 분사부(19b)를 포함할 수 있다. The power supply apparatus for a high voltage distribution line according to the embodiment of the present invention includes a
본 발명의 실시 예에 따르면, 배전자동화설비의 고압용 배전선로 전원공급장치를 운용하는 과정에서 노이즈와 서지의 유입 방지 및 정전시 태양광 발전을 이용한 자가 발전 기능을 통해 독립적인 전원공급이 가능하여 안정적인 전원공급이 가능하게 되며, 태양광 발전을 위한 태양전지판이 황사, 미세먼지의 오염으로부터 잘 보호되어 태양광 발전의 발전 효율이 항상 양호한 상태를 유지할 수 있게 된다. According to the embodiment of the present invention, in the process of operating the power supply device using the high-voltage distribution line of the power distribution automation equipment, it is possible to prevent the inflow of noise and surge, and to provide independent power supply through self- Stable power supply is possible, and the solar panel for solar power generation is well protected from dust and fine dust pollution, so that the power generation efficiency of solar power generation can always be maintained in good condition.
도 1은 종래기술에 따른 배전자동화설비의 개략구조도,
도 2는 종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원공급장치의 구조를 내타내는 블럭다이아그램,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치의 개략구조도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치의 개략구조도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치의 구조를 나타내는 블럭다이아그램,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치에서 태양광 발전부를 보인 사시도,
도 7은 도 6에 따른 태양광 발전부의 커버 닫힘 상태를 예시한 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치에서 태양광 발전부의 전기적 구성을 보인 블록도,
그리고
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치에서 태양광 발전부의 와이퍼의 구조를 보인 사시도 이다. 1 is a schematic structural view of a distribution automation apparatus according to the prior art,
FIG. 2 is a block diagram illustrating the structure of a power supply of a power distribution automation apparatus according to the prior art,
3 is a schematic structural view of a self-powered power supply according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic structural view of a self-powered power supply according to an embodiment of the present invention;
5 is a block diagram illustrating the structure of a self-powered power supply according to an embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a perspective view showing a solar power generating unit in a self-rechargeable power supply apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a perspective view illustrating a closed state of the cover of the solar power generating unit according to FIG. 6;
FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of a solar power generating unit in a self-powered power supply apparatus according to an embodiment of the present invention;
And
9 is a perspective view showing a structure of a wiper of a solar power generating unit in a self-powered power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components in each described embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the present invention.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which the claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.
발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, "…모듈“ 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Whenever an element is referred to as " including " an element throughout the description, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. In addition, the term " "... Module " or the like means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.
도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 고압용 배전선로 전원공급장치에 대해 설명한다.3 to 9, a description will be given of a high voltage distribution line power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치의 개략구조도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치의 개략구조도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치의 구조를 나타내는 블럭다이아그램이다.FIG. 3 is a schematic structural view of a self-rechargeable power supply apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic structural view of a self-rechargeable power supply apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a block diagram illustrating the structure of a self-powered power supply according to an example.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고압용 배전선로 전원공급장치(1)는 제어함(3a) 내에 설치되고 외부의 중앙통제실(도시되지 않음)로부터 제어신호를 입력받아 이 제어신호의 오류를 검사한 후 이를 출력하는 단말기(3b)와, 제어함(3a)의 외측에 설치되고 단말기(3b)로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(3c)와, 제어함(3a)에 설치되고 중앙통제실과의 데이터 통신을 가능하게 하는 송수신용 통신수단(3d)을 포함하여 이루어지는 통상의 배전자동화설비(3)에 작동을 위한 전원을 공급함으로써 안정적인 역할을 한다.As shown in the figure, the
이러한 고압용 배전선로 전원공급장치(1)는 노이즈와 서지의 유입이 방지될 수 있도록 함과 동시에 정전시에도 독립적인 전원 공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하도록 하기 위하여, 제어함(3a)의 외부에 설치되는 태양광 발전부(10)와, 제어함(3a)에 설치되고 태양광 발전부(10)에 의해 발전된 전기를 충전하며 이렇게 충전된 전원을 제어함(3a)으로 공급하는 축전지(20)와, 제어함(3a)에 설치되고 태양광 발전부(10)의 태양전지판(12)과 축전지(20) 사이에 개재되어 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 하는 충방전제어부(30)를 포함하여 이루어진다.The
여기서, 태양광 발전부(10)의 태양전지판(12)은 태양광(photons)을 반도체의 성질을 이용하여 전기에너지로 변환시키는 것으로, 대면적은 P-N 접합다이오드와 유사하게 구성된 다수의 쏠라셀이 하나의 모듈단위로 집합되어 형성된다.Here, the
태양광 발전부(10)는 자연에너지의 일종인 태양광을 전기에너지로 변환시킴에 따라 본 발명에 따른 고압용 배전선로 전원공급장치(1)로 하여금 자체 발전 및 충전을 가능하게 하는 핵심 구성요소로 작용하는 것으로, 제어함(3a)의 외부, 특히 제어함(3a)의 상부에 설치된다.The solar
그리고, 배전자동화설비(3)를 구성하는 제어함(3a)에는 축전지(20)가 설치되는데, 이 축전지(20)는 태양광 발전부(10)에 의해 발전된 전기를 충전하여 배전자동화설비(3)의 작동을 위해 제어함(3a)으로 공급하는 것으로, 도면 상에는 제어함(3a)의 내부에 구비되는 것으로 도시되어 있으나 제어함(3a)의 외부에도 설치될 수 있다.The
전술한 제어함(3a) 내의 단말기(3b)의 일측에는 충방전 제어부(30)가 설치되는데, 이 충방전제어부(30)는 전술한 태양광 발전부(10)와 축전지(20) 사이에 개재되어 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 제어하는 것으로, 도 5에 도시되는 바와 같이, 태양광 발전부(10)의 태양전지판(12) 전압을 감지하는 제1전압센서(31)와, 축전지(20)의 전압의 감지하는 제2전압센서(32)와, 태양광의 광량을 감지하는 광량센서(33)와, 제1 및 제2전압센서(31,32)와 광량센서(33)의 신호에 따라 연산을 수행하여 제어신호를 발생시키는 로직회로(34)와, 로직회로(34)의 제어신호에 따라 제어함(3a)으로 공급되는 출력전류를 조정하는 전류변조회로(35)를 더 포함하여 이루어진다.A charge /
그리고, 로직회로(34)는 제1전압센서(31)에 의해 검출된 태양전지판(12)의 전압과, 제2전압센서(32)에 의해 검출된 축전지(20)의 전압과, 광량센서(33)에 의해 감지된 광량을 파리미터로 하여 연산을 수행함으로써 전류변조회로(35)의 작동을 위한 제어신호를 출력한다.The
따라서, 로직회로(34)는 일몰시 광량이 감소하여 태양전지판(12)의 출력전압이 일정값 미만으로 감소할 경우, 전류변조회로(35)를 제어하여 제어함(3a)으로 전류가 공급되도록 하고, 반대로 일출에 의해 태양광의 광량이 증가하여 태양전지판(12)의 출력전압이 일정값 이상으로 증가할 경우 전류변조회로(35)를 제어하여제어함(3a)으로의 전류 공급을 차단하는 역할을 한다.Therefore, when the amount of light decreases at sunset and the output voltage of the
또한, 전류변조회로(35)는 제2전압센서(32)에 의해 검출된 축전지(20)의 전압이 설정범위 내에 해당되는 경우, 축전지(20)의 전압에 따라 펄스전류의 듀티비(duty ratio)를 조절함으로써, 다시 말해 축전지(20)의 전압이 낮으면 듀티비를 증가시키고 축전지(20)의 전압이 높으면 듀티비를 감소시키는 방식으로 펄스전류의 듀티비를 조절하여 제어함(11a)으로 공급되는 전류가 항상 일정하게 유지되도록 하는 것으로 공지된 펄스폭변조(PWM;Pulse Width Modulation) 회로로 구현될 수 있다.When the voltage of the
아울러, 충방전제어부(30)는 태양전지판(12)의 출력단에 연결되는 역류방지다이오드(36)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직한데, 이 역류방지다이오드(36)는 태양전지판(10)으로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 역할을 한다.The charging /
뿐만 아니라, 전류변조회로(35)는 전술한 역류방지다이오드(35)와 축전지(20) 사이에 연결되는 릴레이스위치(34a)를 더 포함하는 것이 바람직한데, 이 릴레이스위치(34a)는 태양전지판(10)으로부터 축전지(20)로 공급되는 전원을 단속하는 것으로, 특히 제2전압센서(32)에 의해 검출된 축전지(20)의 전압이 지나치게 높아 과충전될 위험이 있을 경우 축전지(20)로의 전류공급을 차단하여 충전을 중지시키는 역할을 한다.The current modulating
또한, 충방전제어부(30)는 저전압차동(LVD; Low Voltage Diffrential)회로(37)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직한데, 이 저전압차동회로(37)는 송수신용 통신수단(3d)의 데이터의 전송을 용이하게 하는 역할을 한다.The charge /
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 고압용 배전선로 전원 공급 장치(1)의 전체 작동을 설명한다.Hereinafter, the entire operation of the
본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 고압용 배전선로 전원 공급 장치(1)의 경우에는 태양광 발전부(10)로부터 발전된 전력이 축전지(20)에 충전되어 배전자동화설비(3)의 구동을 위한 전원으로 제공됨에 따라, 종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원 공급 장치에서와 같이 변압기를 통한 노이즈가 유입되지 않으며 정전 등에 의해 유발되는 서지의 유입이 방지될 수 있으며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하다.In the case of the
특히, 태양광 발전부(10)와 축전지(20) 사이에 개재되는 충방전제어부(30)에 의해 태양광 발전부(10)의 태양전지판(12) 전압과 축전지(20)의 전압 그리고 주야, 일출, 일몰에 따른 광량에 따라, 축전지(20)의 충전이나 방전여부 그리고 전류공급 여부가 제어되고, 특히 충방전제어부(30)의 전류변조회로(35)에 의해 제어함(11a)로 공급되는 전류가 항상 일정하게 유지될 수 있다.Particularly, the charge /
다음은 도 6 내지 도 9를 참조하여 태양광 발전부(10)에 대해 설명한다;Next, the solar
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치에서 태양광 발전부를 보인 사시도이고, 도 7은 도 6에 따른 태양광 발전부의 커버 닫힘 상태를 예시한 사시도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치에서 태양광 발전부의 전기적 구성을 보인 블록도이다. 그리고 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자체충전식 전원 공급 장치에서 태양광 발전부의 와이퍼의 구조를 보인 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view showing a solar power generating unit in a self-powered power supply apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a perspective view illustrating a cover closed state of the solar power generating unit according to FIG. 6, FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of a solar power generating unit in a self-powered power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. And FIG. 9 is a perspective view showing a structure of a wiper of a solar power generating unit in a self-powered power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 태양광 발전부(10)는 케이스(11), 태양전지판(12), 투명 커버(13), 커버 개폐 구동부(14), 제1 기밀부재(15), 제2 기밀부재(16), 제어부(17), 무선통신모듈(18), 와이퍼부(19a) 및 워셔액 분사부(19b)를 포함하여 구성된다.As shown in the figure, the
케이스(11)는 일면이 개방된 박스형으로 형성되어 제어함(3a)의 외부에 설치된다. 부연 설명하면, 본 실시 예에서는 케이스(11)가 제어함(3a)의 상측에 설치되는 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The
태양전지판(12)은 케이스(11)의 내측에 설치되며, 이러한 태양전지판(12)는 태양광을 전기에너지로 변환한다. 다시 말해, 태양전지판(12)은 태양광을 통해 발전 기능을 한다. The
투명 커버(13)는 케이스(11)의 개방 측을 개폐하기 위해 케이스(11)에 회전 가능하게 결합된다. The
커버 개폐 구동부(14)는 케이스(11)의 개방 측 개폐를 위한 투명 커버(13)의 회전 동력을 발생시켜 발생된 회전 동력을 투명 커버(13)에 전달한다. The cover opening and
커버 개폐 구동부(14)는 케이스(11)의 상단부분과 투명커버(13)의 하단부분에 힌지겹합하는 부분에 설치되되 케이스(11) 상단부분의 좌측과 우측 부분 중 선택된 어느 한쪽 부분 또는 양쪽 부분에 모두 설치될 수 있다. 케이스(11) 상단부분의 커버 개폐 구동부(14)가 투명커버(13)의 하단 부분과 힌지 결합하는 경우 톱니에 의한 치결합하는 것이 매우 바람직하다. The cover opening and
여기서, 커버 개폐 구동부(14)는 케이스(11)와 투명 커버(13) 간의 힌지 결합 부위에 설치되어 정역 회전 동력을 제공하는 정역 회전 모터를 포함하는 형태일 수 있으며, 이밖에 케이스(11)에 회전 가능하게 결합된 투명 커버(13)에 회전 동력을 제공하는 조건을 만족하는 범위 내에서 공지의 다양한 기술들이 사용될 수 있고, 따라서 본 실시 예에서는 커버 개폐 구동부(14)에 대한 상세한 도시 및 설명은 생략한다.Here, the cover opening /
제1 기밀부재(15)는 투명 커버(13)가 케이스(11)의 개방 측을 폐쇄한 상태를 기준으로 투명 커버(13)의 상기 태양전지판(12)과 마주하는 일면을 내면으로 정할 때 상기 내면의 사방 테두리를 따라 연장 설치되며, 이러한 제1 기밀부재(15)는 투명 커버(13)의 상기 내면을 따라 연장되는 방향을 길이방향으로 정할 때 폭 방향의 중앙을 따라 삽입돌기(15a)가 형성된다. The
제2 기밀부재는 제1 기밀부재(15)와 대응되도록 케이스(11)에 개방 측을 따라 연장 설치되며, 제1 기밀부재(15)의 삽입돌기(15a)가 삽입되는 삽입홈(16a)을 형성한 형태이다. The second airtight member extends along the open side of the
제어부(17)는 대기 중의 미세먼지 및 황사 농도에 대한 허용 임계치가 사전 설정되어 대기 중의 미세먼지 및 황사 농도가 상기 허용 임계치를 벗어날 경우 투명 커버(13)가 케이스(11)의 개방 측을 폐쇄하는 상태로 커버 개폐 구동부(14)를 작동시킨다. 또한 제어부(17)는 대기 중의 미세먼지 및 황사 농도가 상기 허용 임계치 범위로 들어올 경우 투명 커버(13)가 케이스(11)의 개방 측을 개방하는 상태로 커버 개폐 구동부(14)를 작동시키는 동시에 투명 커버(13) 외면의 미세먼지 및 황사 제거를 위한 제어신호를 와이퍼부(19a) 및 워셔액 분사부(19b)에 출력한다. The
무선통신모듈(18)은 미세먼지 및 황사 농도에 대한 정보를 기상청으로부터 수신하여 수신되는 정보를 제어부(17)에 제공한다. The
와이퍼부(19a)는 투명 커버(13)의 외면을 따라 직진형의 왕복 이동을 하면서 투명 커버(13) 외면의 미세먼지 및 황사를 닦기 위해 정역회전모터(19a-1)와 피니언(19a-2) 및 피니언(19a-2)과 결합되는 와이퍼 본체(19a-4) 그리고 피니언(19-2)과 치합되는 상태로 투명 커버(13)에 길게 설치되는 랙(19-3)을 포함한다. 이에 따라 와이퍼는 제어부(17)의 제어신호에 따른 정역회전모터(19a-1)의 정역 회전 구동을 통해 투명 커버(13) 외면의 미세먼지 및 황사를 제거한다. The
워셔액 분사부는 투명 커버(13)에 설치되며 제어부(17)의 와이퍼부(19a)에 대한 제어신호를 통해 연동하여 투명 커버(13)의 외면에 워셔액을 분사하는 기능을 한다. The washer liquid spraying part is provided on the
상술한 도 3 내지 도 실시 예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 고압용 배전선로 전원공급장치는 배전자동화설비의 고압용 배전선로 전원공급장치를 운용하는 과정에서 노이즈와 서지의 유입 방지 및 정전시 태양광 발전을 이용한 자가 발전 기능을 통해 독립적인 전원공급이 가능하여 안정적인 전원공급이 가능케 하며, 태양광 발전을 위한 태양전지판이 황사, 미세먼지의 오염으로부터 잘 보호되게 하여 태양광 발전의 발전 효율이 항상 양호한 상태를 유지할 수 있게 한다. As can be seen from the above-described FIG. 3 to FIG. 3, the power supply apparatus for a high-voltage power distribution line according to the embodiment of the present invention is a power supply apparatus for high- And the self-power generation function using the solar power during the power outage, it is possible to supply the independent power by the independent power supply, and the solar panel for the photovoltaic power generation is well protected from dust and fine dust pollution, So that the power generation efficiency of the photovoltaic generation can always be maintained in a good state.
이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the exemplary embodiments or constructions. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all the equivalents or equivalents of the claims, as well as the claims set forth below, fall within the scope of the present invention.
3a : 제어함 3b : 단말기
3c : 개폐기 10 : 태양광 발전부
11 : 케이스 12 : 태양전지판
13 : 투명 커버 14 : 커버 개폐 구동부
15 : 제1 기밀부재 15a : 삽입돌기
16 : 제2 기밀부재 16a : 삽입홈
17 : 제어부 18 : 무선통신모듈
19a : 와이퍼 19b : 워셔액 분사부
20 : 축전지 30 : 충방전제어부
31 : 제1전압센서 32 : 제2전압센서
33 : 광량센서 34 : 로직회로
35 : 전류변조회로 36 : 역류방지다이오드
37 : 저전압차동회로 3a:
3c: Actuator 10: Solar power generating part
11: Case 12: Solar panel
13: transparent cover 14: cover opening /
15: first sealing
16: second sealing
17: control unit 18: wireless communication module
19a:
20: storage battery 30: charging / discharging control unit
31: first voltage sensor 32: second voltage sensor
33: light amount sensor 34: logic circuit
35: current modulation circuit 36: reverse current prevention diode
37: Low-voltage differential circuit
Claims (1)
상기 제어함(3a)의 외부에 설치되는 태양광 발전부(10); 상기 제어함(3a)에 설치되고 상기 태양광 발전부(10)에 의해 발전된 전기를 충전하며 상기 제어함(3a)으로 전원을 공급하는 축전지(20); 및 상기 제어함(3a)에 설치되고 상기 태양광 발전부(10)와 축전지(20) 사이에 개재되어 상기 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 하는 충방전제어부(30);를 포함하되,
상기 충방전제어부(30)는, 상기 태양광 발전부(10)의 전압을 감지하는 제1전압센서(31)와, 상기 축전지(20)의 전압을 감지하는 제2전압센서(32)와, 태양광의 광량을 감지하는 광량센서(33)와, 상기 제1 및 제2전압센서(31,32)와 상기 광량센서(33)의 신호에 따라 연산을 수행하여 제어신호를 발생시키는 로직회로(34)와, 상기 로직회로(34)의 제어신호에 따라 출력전류를 조정하는 전류변조회로(35)를 더 포함하며; 상기 전류변조회로(35)는 공지된 펄스폭변조(PWM) 회로로 구현되고; 상기 충방전제어부(30)는 상기 태양광 발전부(10)의 출력단에 연결되어 상기 태양광 발전부(10)로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 역류방지다이오드(36)를 더 포함하며,
상기 태양광 발전부(10)는, 일면이 개방된 박스형으로 형성되어 상기 제어함(3a)의 외부에 설치되는 케이스(11);
상기 케이스(11)의 내측에 설치되며 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양전지판(12);
상기 케이스(11)의 개방 측을 개폐하기 위해 상기 케이스(11)의 상단부분과 상기 케이스(11)가 개방된 상태에서의 하단부분이 힌지결합하여 회전 상태로 결합 설치되는 투명 커버(13);
상기 케이스(11)의 개방 측 개폐를 위하여 상기 케이스(11)의 상단 부분 일측에 설치되고 해당 제어신호에 의하여 상기 투명 커버(13)의 회전 동력을 발생시켜 발생된 회전 동력을 상기 투명 커버(13) 하단의 힌지결합 부분에 전달하는 커버 개폐 구동부(14);
상기 투명 커버(13)가 상기 케이스(11)의 개방 측면이 폐쇄된 상태를 기준으로 상기 투명 커버(13)의 상기 태양전지판(12)과 마주하는 일면을 내면으로 정할 때, 상기 내면의 사방 테두리를 따라 연장 설치되고 연장되는 방향을 길이방향으로 정할 때 폭 방향의 중앙을 따라 삽입돌기(15a)가 돌출 형성되는 제1 기밀부재(15);
상기 제1 기밀부재(15)와 대응되도록 상기 케이스(11)에 개방 측면 테두리를 따라 연장 설치되며 상기 삽입돌기(15a)가 삽입되는 삽입홈(16a)을 형성한 제2 기밀부재(16);
상기 케이스(11) 내부의 상기 태양전지판(12) 하부에 설치되고 대기 중의 미세먼지와 황사 농도를 검출하여 입력된 값이 사전 기록 설정된 허용 임계치 범위값과 비교하여 입력된 대기 중의 미세먼지와 황사 농도 값이 상기 허용 임계치 범위값을 벗어날 경우 상기 투명 커버(13)가 상기 케이스(11)의 개방 측을 폐쇄하는 상태로 상기 커버 개폐 구동부(14)를 작동시키며, 대기 중의 미세먼지 및 황사 농도가 상기 허용 임계치 범위 이내로 들어올 경우 상기 투명 커버(13)가 상기 케이스(11)의 개방 측을 개방하는 상태로 상기 커버 개폐 구동부(14)를 작동시키며 상기 투명 커버(13) 외면의 미세먼지 및 황사 제거를 위한 제어신호를 출력하는 제어부(17):
상기 제어부(17)에 접속하고 미세먼지와 황사 농도에 대한 정보를 기상청으로부터 수신하여 수신되는 정보를 상기 제어부(17)에 제공하는 무선통신모듈(18);
상기 투명 커버(13)의 외면을 따라 직진형의 왕복 이동을 하면서 상기 투명 커버(13) 외면의 미세먼지 및 황사를 닦기 위해 정역회전모터(19a-1)와 피니언(19a-2)과 상기 피니언(19a-2)에 결합하는 와이퍼 본체(19a-4)와 상기 피니언(19-2)과 치합되는 상태로 상기 투명 커버(13)에 길게 설치되는 랙(19-3)을 포함하고 상기 제어부(17)의 제어신호에 의하여 상기 정역회전모터(19a-1)의 정역 회전 구동을 통해 상기 투명 커버(13) 외면의 미세먼지 및 황사를 제거하는 와이퍼부(19a);
상기 투명 커버(13)의 외면이면서 하단의 힌지결합 부분에서 상기 와이퍼부(19a)가 위치한 방향을 향하도록 설치되며 상기 제어부(17)의 상기 와이퍼부(19a)에 대한 제어신호를 통해 연동하여 상기 투명 커버(13)의 외면에 워셔액을 분사하는 워셔액 분사부(19b)를 포함하는 고압용 배전선로 전원공급장치.
A terminal 3b installed in the control box 3a and receiving a control signal from the outside and outputting a control signal; and a controller 3b provided outside the control box 3a and controlled by a control signal inputted from the terminal 3b, A power supply apparatus for supplying power to a power distribution automation apparatus including a load switch (3c) for opening / closing a current or separating a section to a power distribution line,
A solar power generator 10 installed outside the control box 3a; A battery (20) installed in the control box (3a) to charge the electricity generated by the solar power generator (10) and supply power to the control box (3a); And a charge and discharge controller 30 installed in the control box 3a and interposed between the solar battery 10 and the battery 20 to supply stable power to the control box 3a, ,
The charge and discharge control unit 30 includes a first voltage sensor 31 for sensing a voltage of the solar power generation unit 10, a second voltage sensor 32 for sensing a voltage of the battery 20, A light amount sensor 33 for detecting the light amount of sunlight and a logic circuit 34 for generating a control signal by performing an operation in accordance with the signals of the first and second voltage sensors 31 and 32 and the light amount sensor 33 And a current modulation circuit (35) for adjusting an output current in accordance with a control signal of the logic circuit (34); The current modulation circuit 35 is implemented with a known pulse width modulation (PWM) circuit; The charge and discharge control unit 30 further includes a backflow prevention diode 36 connected to an output terminal of the solar power generation unit 10 to prevent a reverse current from flowing to the solar power generation unit 10,
The photovoltaic power generation unit 10 includes a case 11 formed on the outside of the control box 3a and having a box shape with one side opened.
A solar panel (12) installed inside the case (11) and converting solar light into electric energy;
A transparent cover 13 which is hingedly coupled to an upper end portion of the case 11 and a lower end portion of the case 11 in an open state so as to open and close the open side of the case 11;
The cover 11 is installed on one side of the upper part of the case 11 for opening and closing the case 11 and generates rotational power of the transparent cover 13 by a corresponding control signal, A cover open / close driving unit 14 for transmitting the cover open / close operation to the lower hinge connection unit;
When the transparent cover 13 is defined by the inner surface of the transparent cover 13 facing the solar panel 12 on the basis of the closed state of the open side of the case 11, A first airtightness member 15 protruding from a center of the width direction when the direction of extension of the airtightness member 15 is determined in the longitudinal direction;
A second hermetic member 16 extending along the opening side edge of the case 11 so as to correspond to the first hermetic member 15 and forming an insertion groove 16a into which the insertion protrusion 15a is inserted;
(12) inside the case (11), detects the concentration of fine dust and yellow dust in the atmosphere, compares the inputted value with the value of the allowable threshold value set in advance and sets the input fine dust and the yellow dust concentration (14) is operated in a state in which the transparent cover (13) closes the opening side of the case (11) when the value of the dust and the dust is out of the allowable threshold value range, The cover opening and closing drive unit 14 is operated in a state in which the transparent cover 13 opens the open side of the case 11 when the temperature of the transparent cover 13 is within the allowable threshold value, A control unit 17 for outputting a control signal for controlling the motor-
A wireless communication module (18) connected to the control unit (17) for receiving information on fine dust and dirt concentration from the weather station and providing the received information to the control unit (17);
A forward and reverse rotation motor 19a-1 and a pinion 19a-2 and a pinion 19a-2 are provided for wiping fine dust and yellow dust on the outer surface of the transparent cover 13 while reciprocating linearly along the outer surface of the transparent cover 13. [ A wiper body 19a-4 coupled to the pinion 19-2 and a rack 19-3 extended from the transparent cover 13 so as to engage with the pinion 19-2, A wiper 19a for removing fine dust and yellow dust on the outer surface of the transparent cover 13 through normal and rotational driving of the normal / reverse rotation motor 19a-1 by a control signal of the control unit 17;
The transparent cover 13 is installed on the outer surface of the transparent cover 13 at a lower hinge connection portion in a direction in which the wiper portion 19a is positioned and interlocked with a control signal for the wiper portion 19a of the controller 17, And a washer liquid spraying part (19b) for spraying the washer liquid onto the outer surface of the transparent cover (13).
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KR101885535B1 (en) * | 2018-01-16 | 2018-09-06 | 주식회사 이린 | Power supply for high-voltage distribution lines |
CN109433680A (en) * | 2018-11-28 | 2019-03-08 | 人民电器集团上海有限公司 | A kind of box-type substation cleaning device |
KR102290537B1 (en) * | 2020-11-12 | 2021-08-17 | 원관재 | Switching Module of Static Var Compensator |
KR20220000178A (en) * | 2020-06-25 | 2022-01-03 | 한국전력공사 | Control box with built-in capacitor and EFI control method |
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