KR20200136630A - 부유식 구조물의 전력 제어 시스템 - Google Patents

부유식 구조물의 전력 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

변압기에 이상 상황이 발생하면 무정전 전원 장치를 이용하여 제어 회로에 소스를 공급하여 비상 배전반을 운용하는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템이 제공된다. 상기 전력 제어 시스템은, 무정전 전원 장치로부터 전력을 공급받는 제1 전력 배분부; 비상 전원용 발전기로부터 전력을 공급받는 제2 전력 배분부; 비상 전원용 발전기와 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되며, 비상 전원용 발전기로부터 공급되는 전력을 감압시키는 변압기; 및 무정전 전원 장치와 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 및 변압기와 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되며, 변압기의 상태에 따라 제2 전력 배분부를 무정전 전원 장치와 비상 전원용 발전기 중 어느 하나에 연결시키는 스위칭 장치를 포함한다.

Description

부유식 구조물의 전력 제어 시스템 {System for controlling electric power in floater}
본 발명은 전력을 제어하는 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 부유식 구조물 내에서 전력을 제어하는 시스템에 관한 것이다.
배전반(SWBD; Switch-board)은 개폐기, 차단기, 계기 등을 포함하여 선박 내에 다수개 설치될 수 있다. 이러한 배전반은 선박 내에서 전력의 공급, 차단, 배분 등을 제어함으로써, 각종 기기에 전력을 효율적으로 제공할 수 있다.
한국등록특허 제10-1253997호 (공고일: 2013.04.12.)
선박에 고압 배전반(HV SWBD)과 비상 배전반(EMCY SWBD)이 설치되는 경우, 고압 배전반과 비상 배전반은 개별적으로 DC 제어 소스(DC Control Source)를 피딩(feeding)할 수 있도록 구성될 수 있다.
그러나 블랙 스타트(Black Start)의 경우, 비상 배전반과 연결되는 변압기에 이상 상황이 발생하면, 제어 회로에 소스가 공급되지 않아, 비상 배전반을 정상적으로 운용하는 데에 어려움이 따를 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 변압기에 이상 상황이 발생하면 무정전 전원 장치(UPS)를 이용하여 제어 회로에 소스를 공급하여 비상 배전반을 운용하는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 부유식 구조물의 전력 제어 시스템의 일 면(aspect)은, 무정전 전원 장치로부터 전력을 공급받는 제1 전력 배분부; 비상 전원용 발전기로부터 전력을 공급받는 제2 전력 배분부; 상기 비상 전원용 발전기와 상기 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되며, 상기 비상 전원용 발전기로부터 공급되는 전력을 감압시키는 변압기; 및 상기 무정전 전원 장치와 상기 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 및 상기 변압기와 상기 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되며, 상기 변압기의 상태에 따라 상기 제2 전력 배분부를 상기 무정전 전원 장치와 상기 비상 전원용 발전기 중 어느 하나에 연결시키는 스위칭 장치를 포함한다.
상기 스위칭 장치는 상기 변압기가 정상적으로 작동하는 것으로 판단되면 상기 제2 전력 배분부를 상기 비상 전원용 발전기에 연결시키며, 상기 변압기가 정상적으로 작동하지 않는 것으로 판단되면 상기 제2 전력 배분부를 상기 무정전 전원 장치에 연결시킬 수 있다.
상기 스위칭 장치는, 상기 무정전 전원 장치와 상기 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되는 제2 스위치; 및 상기 변압기와 상기 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되는 제3 스위치를 포함하거나, 일측이 상기 제2 전력 배분부에 접속되며, 타측이 상기 무정전 전원 장치와 상기 비상 전원용 발전기 중 어느 하나에 접속되도록 절환(change-over)되는 제4 스위치를 포함할 수 있다.
상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치는 열림과 닫힘이 교차될 수 있다.
상기 무정전 전원 장치 및 상기 비상 전원용 발전기는 블랙 스타트(black start)가 발생하면 전력을 공급할 수 있다.
상기 부유식 구조물의 전력 제어 시스템은, 상기 무정전 전원 장치와 상기 제1 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되는 제1 스위치를 더 포함하며, 상기 제1 스위치는 상기 무정전 전원 장치가 복수개 구비될 때, 상기 무정전 전원 장치와 동일 개수 구비되어 상기 무정전 전원 장치와 일대일 대응을 하거나, 단일개 구비되어 상기 무정전 전원 장치와 일대다 대응을 할 수 있다.
상기 부유식 구조물의 전력 제어 시스템은, 상기 변압기를 통과한 전기 신호의 전압을 측정하는 전압 측정부; 및 상기 전기 신호의 전압을 기초로 상기 변압기가 정상적으로 작동하는지 여부를 진단하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 전기 신호의 전압이 기준 범위 이내인 것으로 판단되면 상기 변압기가 정상적으로 작동하는 것으로 판단하며, 상기 전기 신호의 전압이 상기 기준 범위를 벗어나는 것으로 판단되면 상기 변압기가 정상적으로 작동하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 변압기가 정상적으로 작동하는지 여부를 기초로 상기 스위칭 장치를 제어할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제어 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 전력 제어 시스템을 구성하는 무정전 전원 장치와 제1 스위치 간 다양한 연결 형태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제어 시스템의 작동 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 작동 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
부유식 구조물 내에는 전력의 효율적 운용을 위해 고압 배전반(ESS. HV SWBD; High Voltage Switch-board)과 비상 배전반(EMCY SWBD; Emergency Switch-board)이 설치될 수 있다. 이때 고압 배전반(ESS. HV SWBD)과 비상 배전반(EMCY SWBD)은 독립적으로 DC 제어 소스(예를 들어, DC 48V Control Source)를 피딩(feeding)할 수 있도록 로직(Logic)이 구성될 수 있다.
그런데 블랙 스타트(Black Start)의 경우, EMDG(Emergency Diesel Generator)와 비상 배전반을 연결하는 변압기(Transformer)(예를 들어, EMDG 230V AC TR)에 문제가 발생하면, 230V 제어 회로(Control Circuit)에 전류 소스가 공급되지 않아, EMDG 인커머(Incomer) 브레이커(Breaker) 제어를 할 수 없게 되는 등 비상 배전반을 정상적으로 운용할 수가 없다.
한편, 비상 배전반측 인커머(A or B incomer)로 육상 전력(Shore power)을 공급받기 위해서는 인커머를 제어하기 위한 전력(Incomer ACB control용 전원)이 공급되어야 하는데, 이를 위해서는 EMDG UPS(Uninterruptible Power Supply)(예를 들어, 48V DC UPS)에 전원이 공급되어야 한다.
그런데 비상 배전반이 정상적으로 운용되지 않을 경우, EMDG UPS에 필요한 전력을 육상 전력으로부터 공급받아야 하는 불편이 따를 수 있다.
본 발명에서는 EMDG와 비상 배전반을 연결하는 변압기에 문제가 발생하는 경우, ESDG(Essential Diesel Generator) UPS를 이용하여 230V 제어 회로에 전류 소스를 공급하여 비상 배전반을 운용하는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템에 대하여 설명한다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제어 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 1에 따르면, 전력 제어 시스템(100)은 부유식 구조물에 구비되는 것으로서, 무정전 전원 장치(UPS; 110), 제1 전력 배분부(120), 비상 전원용 발전기(130), 변압기(TR; 140), 제2 전력 배분부(150), 제1 스위치(160), 제2 스위치(170) 및 제3 스위치(180)를 포함하여 구성될 수 있다.
무정전 전원 장치(110)는 부유식 구조물에 구비되는 각종 기기에 전력을 안정적으로 제공하기 위한 것이다. 무정전 전원 장치(110)는 배터리(미도시)에 전력을 저장해둔 뒤, 비상시에 배터리에 저장된 전력을 기기에 제공함으로써, 전력 공급이 중단되거나 전력 공급에 장애가 발생하는 경우에도 기기에 전력을 안정적으로 제공해줄 수 있다.
무정전 전원 장치(110)는 제1 전력 배분부(120) 및 제2 전력 배분부(150)에 각각 전력을 공급하기 위해 선로를 이용하여 제1 전력 배분부(120) 및 제2 전력 배분부(150)과 연결될 수 있다. 이러한 무정전 전원 장치(110)는 비상시(예를 들어, 블랙 스타트가 발생한 경우) 제1 전력 배분부(120)에 전력을 공급하기 위해 제1 전력 배분부(120)와 연결되는 선로 상에 제1 스위치(160)를 구비할 수 있다. 또한 무정전 전원 장치(110)는 비상시 제2 전력 배분부(150)에 전력을 공급하기 위해 제2 전력 배분부(150)와 연결되는 선로 상에 제1 스위치(160) 및 제2 스위치(170)를 구비할 수 있다.
무정전 전원 장치(110)는 복수개 구비될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 무정전 전원 장치(110)는 단일개 구비되는 것도 가능하다.
무정전 전원 장치(110)가 복수개 구비되는 경우, 제1 스위치(160a, 160b, …, 160n)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 무정전 전원 장치(110a, 110b, …, 110n)와 동일 개수 구비될 수 있다. 이 경우, 제1 스위치(160a, 160b, …, 160n)는 무정전 전원 장치(110a, 110b, …, 110n)와 일대일(一對一) 대응을 할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 스위치(160k)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 단일개 구비되는 것도 가능하다. 이 경우, 제1 스위치(160k)는 무정전 전원 장치(110a, 110b, …, 110n)와 일대다(一對多) 대응을 할 수 있다. 도 2는 전력 제어 시스템을 구성하는 무정전 전원 장치와 제1 스위치 간 다양한 연결 형태를 설명하기 위한 예시도이다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
무정전 전원 장치(110)는 주 발전기(미도시)와 제1 전력 배분부(120)를 연결하는 선로 상에 접속될 수 있다. 일례로, 무정전 전원 장치(110)는 ESDG(Essential Diesel Generator) UPS(Uninterruptible Power Supply)로 구현되어 ESDG(미도시)와 제1 전력 배분부(120)를 연결하는 선로 상에 접속될 수 있다.
제1 전력 배분부(120)는 고압 배전반(HV SWBD)에 구비되어 부유식 구조물 내의 기기가 정상적으로 작동할 수 있도록 전력을 배분하는 것이다. 제1 전력 배분부(120)는 이를 위해 주 발전기와 연결될 수 있으며, 주 발전기로부터 전력을 공급받아 배분할 수 있다.
제1 전력 배분부(120)는 DC 전력을 기기에 배분할 수 있다. 일례로, 제1 전력 배분부(120)는 48V DC 전력을 기기에 배분할 수 있다. 전력 제어 시스템(100)은 DC 전력을 기기에 배분하기 위해 제1 스위치(160)와 제1 전력 배분부(120)를 연결하는 선로 상에 AC/DC 컨버터를 구비할 수 있다. 일례로, AC/DC 컨버터는 230V AC 전력을 48V DC 전력으로 변환할 수 있다.
제1 전력 배분부(120)는 제1 스위치(160)를 통해 무정전 전원 장치(110)와 연결될 수 있다. 평상시(예를 들어, 블랙 스타트가 발생하지 않았을 때) 제1 스위치(160)가 열림 상태(open)로 설정되면, 제1 전력 배분부(120)는 주 발전기로부터 전력을 공급받아 기기에 배분할 수 있으며, 비상시(예를 들어, 블랙 스타트가 발생했을 때) 제1 스위치(160)가 닫힘 상태(closed)로 모드 전환되면, 제1 전력 배분부(120)는 무정전 전원 장치(110)로부터 전력을 공급받아 기기에 배분할 수 있다.
비상 전원용 발전기(130)는 전력을 생산하는 것이다. 이러한 비상 전원용 발전기(130)는 비상시 작동될 수 있다. 일례로, 비상 전원용 발전기(130)는 EMDG(Emergency Diesel Generator)로 구현될 수 있다.
한편, 비상 전원용 발전기(130)는 유사시(예를 들어, 주 발전기에 의해 생산되는 전력이 필요 전력보다 적을 때) 주 발전기를 보조하여 작동되는 것도 가능하다.
변압기(140)는 전압을 높이거나 낮추는 등 전압을 변환시키는 것이다. 이러한 변압기(140)는 비상 전원용 발전기(130)와 제2 전력 배분부(150)를 연결하는 선로 상에 설치되어, 비상 전원용 발전기(130)에 의해 생산된 전기 신호의 전압을 변환시키는 데에 이용될 수 있다. 일례로, 변압기(140)는 400V 전압을 230V 전압으로 감압시키는 장치(400V/230V Transformer)로 구현될 수 있다.
제2 전력 배분부(150)는 비상 배전반(EMCY SWBD)에 구비되어 제1 전력 배분부(120)와 마찬가지로 전력을 배분하는 것이다. 제2 전력 배분부(150)는 이를 위해 비상 전원용 발전기(130) 및 변압기(140)와 연결될 수 있으며, 비상 전원용 발전기(130)에 의해 생산된 전력을 변압기(140)를 통해 감압시킨 후, 그 전력을 공급받아 배분할 수 있다.
제2 전력 배분부(150)는 DC 전력을 기기에 배분할 수 있다. 일례로, 제2 전력 배분부(150)는 48V DC 전력을 기기에 배분할 수 있다. 전력 제어 시스템(100)은 DC 전력을 기기에 배분하기 위해 제2 스위치(170)와 제2 전력 배분부(150)를 연결하는 선로 상에 AC/DC 컨버터를 구비할 수 있다. 일례로, AC/DC 컨버터는 230V AC 전력을 48V DC 전력으로 변환할 수 있다.
제2 전력 배분부(150)는 제3 스위치(180)를 통해 변압기(140)와 연결될 수 있다. 제2 전력 배분부(150)는 비상시 제3 스위치(180)가 닫힘 상태로 모드 전환되면, 비상 전원용 발전기(130)로부터 전력을 공급받아 기기에 배분할 수 있다.
제2 전력 배분부(150)는 제1 스위치(160) 및 제2 스위치(170)를 통해 무정전 전원 장치(110)와 연결될 수 있다. 제2 전력 배분부(150)는 비상시 제1 스위치(160) 및 제2 스위치(170)가 닫힘 상태로 모드 전환되면, 무정전 전원 장치(110)로부터 전력을 공급받아 기기에 배분할 수 있다.
제1 스위치(160)는 고압 배전반에서 무정전 전원 장치(110)와 제1 전력 배분부(120)를 연결하는 선로 상에 설치되는 것이다. 이러한 제1 스위치(160)는 평상시 열림 상태로 설정되어 있으며, 비상시 닫힘 상태로 모드 전환되어, 무정전 전원 장치(110)로부터 제1 전력 배분부(120)로 전력이 공급될 수 있도록 한다.
제1 스위치(160)는 무정전 전원 장치(110)의 개수에 대응하여 복수개 구비될 수 있다. 이 경우, 제1 스위치(160)는 셀렉터 스위치(Selector switch)로 구현될 수 있다.
제2 스위치(170)는 비상 배전반에서 무정전 전원 장치(110)와 제2 전력 배분부(150)를 연결하는 선로 상에 설치되는 것이다. 이러한 제2 스위치(170)는 평상시 열림 상태로 설정되어 있으며, 비상시 닫힘 상태로 모드 전환되어, 무정전 전원 장치(110)로부터 제2 전력 배분부(150)로 전력이 공급될 수 있도록 한다.
제3 스위치(180)는 비상 배전반에서 변압기(140)와 제2 전력 배분부(150)를 연결하는 선로 상에 설치되는 것이다. 이러한 제3 스위치(180)는 평상시 열림 상태로 설정되어 있으며, 비상시 닫힘 상태로 모드 전환되어, 비상 전원용 발전기(130)로부터 제2 전력 배분부(150)로 전력이 공급될 수 있도록 한다.
제2 스위치(170) 및 제3 스위치(180)는 열림 상태와 닫힘 상태가 교차될 수 있도록 인터로크(interlock)를 구성할 수 있다. 즉, 제3 스위치(180)가 열림 상태이면, 제2 스위치(170)가 닫힘 상태로 변경되며, 제3 스위치(180)가 닫힘 상태이면, 제2 스위치(170)가 열림 상태로 변경될 수 있다.
다음으로 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제어 시스템(100)의 작동 방법에 대하여 설명한다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제어 시스템의 작동 방법을 설명하기 위한 참고도이다. 이하 설명은 도 3 및 도 4를 참조한다.
블랙 스타트가 발생하기 전에는, 주 발전기가 제1 전력 배분부(120)로 전력을 공급한다. 그러면, 제1 전력 배분부(120)는 주 발전기로부터 공급되는 전력을 이용하여 부유식 구조물 내의 기기에 전력을 배분한다. 또한 이 경우에는, 제1 스위치(160)가 개방되어(open), 무정전 전원 장치(110)가 제1 전력 배분부(120)로 전력을 공급하지 못하도록 한다.
그런데 블랙 스타트가 발생하면, 주 발전기는 제1 전력 배분부(120)로 전력을 공급할 수 없다. 따라서 이 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 스위치(160)가 폐쇄되어(closed), 무정전 전원 장치(110)가 제1 전력 배분부(120)로 전력을 공급한다. 그러면, 제1 전력 배분부(120)는 무정전 전원 장치(110)로부터 공급되는 전력을 이용하여 부유식 구조물 내의 기기에 전력을 배분한다.
한편, 블랙 스타트가 발생하면, 도 3에 도시된 바와 같이 제3 스위치(180)가 폐쇄되어, 비상 전원용 발전기(130)가 제2 전력 배분부(150)로 전력을 공급한다. 그러면, 제2 전력 배분부(150)는 비상 전원용 발전기(130)로부터 공급되는 전력을 이용하여 기기에 전력을 배분한다.
그런데 변압기(140)가 정상적으로 작동하지 못하면, 비상 전원용 발전기(130)가 제2 전력 배분부(150)로 전력을 공급할 수 없다. 따라서 이 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 제2 스위치(170)가 폐쇄되어, 무정전 전원 장치(110)가 제2 전력 배분부(150)로 전력을 공급한다. 그러면, 제2 전력 배분부(150)는 무정전 전원 장치(110)로부터 공급되는 전력을 이용하여 기기에 전력을 배분한다.
한편, 전력 제어 시스템(100)은 제2 전력 배분부(150)를 무정전 전원 장치(110)와 비상 전원용 발전기(130) 중 어느 하나에 연결시키는 스위치를 구비하는 것도 가능하다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.
도 5에 따르면, 전력 제어 시스템(100)은 무정전 전원 장치(110), 제1 전력 배분부(120), 비상 전원용 발전기(130), 변압기(140), 제2 전력 배분부(150), 제1 스위치(160) 및 제4 스위치(210)를 포함하여 구성될 수 있다.
제4 스위치(210)는 제2 전력 배분부(150)를 무정전 전원 장치(110)와 비상 전원용 발전기(130) 중 어느 하나에 연결시키는 것이다. 이러한 제4 스위치(210)는 제2 스위치(170) 및 제3 스위치(180)를 대체하여 전력 제어 시스템(100)에 구비될 수 있다.
제4 스위치(210)는 절환(切換) 기능을 수행하기 위해 절환 스위치(change-over switch)로 구현될 수 있다. 일례로, 제4 스위치(210)는 로터리 스위치(rotary switch)로 구현될 수 있다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템(100)의 작동 방법에 대하여 설명한다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템의 작동 방법을 설명하기 위한 참고도이다. 이하 설명은 도 6 및 도 7을 참조한다.
블랙 스타트가 발생하면, 주 발전기는 제1 전력 배분부(120)로 전력을 공급할 수 없다. 따라서 이 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 스위치(160)가 폐쇄되어, 무정전 전원 장치(110)가 제1 전력 배분부(120)로 전력을 공급한다. 그러면, 제1 전력 배분부(120)는 무정전 전원 장치(110)로부터 공급되는 전력을 이용하여 부유식 구조물 내의 기기에 전력을 배분한다.
한편, 블랙 스타트가 발생하면, 도 6에 도시된 바와 같이 변압기(140)에 접속되는 단자와 제2 전력 배분부(150)에 접속되는 단자가 연결되도록 제4 스위치(210)가 작동한다. 그러면, 비상 전원용 발전기(130)가 제2 전력 배분부(150)로 전력을 공급하며, 제2 전력 배분부(150)는 비상 전원용 발전기(130)로부터 공급되는 전력을 이용하여 기기에 전력을 배분한다.
그런데 변압기(140)가 정상적으로 작동하지 못하면, 비상 전원용 발전기(130)가 제2 전력 배분부(150)로 전력을 공급할 수 없다. 따라서 이 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 무정전 전원 장치(110)에 접속되는 단자와 제2 전력 배분부(150)에 접속되는 단자가 연결되도록 제4 스위치(210)가 작동한다. 그러면, 무정전 전원 장치(110)가 제2 전력 배분부(150)로 전력을 공급하며, 제2 전력 배분부(150)는 무정전 전원 장치(110)로부터 공급되는 전력을 이용하여 지정된 기기에 전력을 배분한다.
한편, 제2 전력 배분부(150)는 비상 전원용 발전기(130)로부터 전력을 공급받는다. 그런데 변압기(140)가 정상적으로 작동하지 못하면, 제2 전력 배분부(150)는 비상 전원용 발전기(130)로부터 전력을 공급받을 수 없으므로, 무정전 전원 장치(110)로부터 전력을 공급받을 수 있도록 제어되어야 한다. 따라서 본 실시예에서는 변압기(140)가 정상적으로 작동하는지 여부를 판단할 필요가 있다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전력 제어 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다. 이하 설명은 도 8을 참조한다.
전력 제어 시스템(100)은 변압기(140)의 고장 여부(Fault)를 판단하기 위해 전압 측정부(310) 및 제어부(320)를 구비할 수 있다.
전압 측정부(310)는 변압기(140)를 통과한 전기 신호의 전압을 측정하는 것이다. 전압 측정부(310)는 이를 위해 변압기(140)와 제3 스위치(180)(또는 제4 스위치(210))를 연결하는 선로 상에 접속될 수 있다.
변압기(140)는 비상 전원용 발전기(130)로부터 생산된 전기가 공급되면, 전압이 낮아지도록 전기 신호를 변환시킨 후, 제2 전력 배분부(150)로 전기를 공급한다. 일례로, 변압기(140)는 400V 전기를 230V 전기로 감압시킨 후, 제2 전력 배분부(150)로 230V 전기를 공급할 수 있다.
그런데 변압기(140)가 정상적으로 작동하지 못하면, 고전압의 전기가 저전압의 전기로 변환되지 못하여, 고전압의 전기(예를 들어, 400V 전기)가 제2 전력 배분부(150)에 공급될 수 있다. 본 실시예에서는 이 점을 고려하여 변압기(140)의 고장 여부를 판단하기 위해 전압 측정부(310)를 통해 변압기(140)를 통과한 전기 신호의 전압을 측정할 수 있다.
제어부(320)는 전압 측정부(310)에 의해 측정된 전압이 기준 범위 이내인지 여부를 판단한다. 측정 전압이 기준 범위 이내인 것으로 판단되면, 제어부(320)는 변압기(140)가 정상적으로 작동하는 것으로 판단하며, 측정 전압이 기준 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 제어부(320)는 변압기(140)가 정상적으로 작동하지 못하는 것으로 판단한다.
한편, 제어부(320)는 변압기(140)의 고장 여부 판단 결과에 따라 제2 스위치(170) 및 제3 스위치(180)(또는 제4 스위치(210))를 제어하는 것도 가능하다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 전력 제어 시스템 110: 무정전 전원 장치
120: 제1 전력 배분부 130: 비상 전원용 발전기
140: 변압기 150: 제2 전력 배분부
160: 제1 스위치 170: 제2 스위치
180: 제3 스위치 210: 제4 스위치
310: 전압 측정부 320: 제어부

Claims (9)

  1. 무정전 전원 장치로부터 전력을 공급받는 제1 전력 배분부;
    비상 전원용 발전기로부터 전력을 공급받는 제2 전력 배분부;
    상기 비상 전원용 발전기와 상기 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되며, 상기 비상 전원용 발전기로부터 공급되는 전력을 감압시키는 변압기; 및
    상기 무정전 전원 장치와 상기 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 및 상기 변압기와 상기 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되며, 상기 변압기의 상태에 따라 상기 제2 전력 배분부를 상기 무정전 전원 장치와 상기 비상 전원용 발전기 중 어느 하나에 연결시키는 스위칭 장치를 포함하는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 장치는 상기 변압기가 정상적으로 작동하는 것으로 판단되면 상기 제2 전력 배분부를 상기 비상 전원용 발전기에 연결시키며, 상기 변압기가 정상적으로 작동하지 않는 것으로 판단되면 상기 제2 전력 배분부를 상기 무정전 전원 장치에 연결시키는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 장치는,
    상기 무정전 전원 장치와 상기 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되는 제2 스위치; 및
    상기 변압기와 상기 제2 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되는 제3 스위치를 포함하거나,
    일측이 상기 제2 전력 배분부에 접속되며, 타측이 상기 무정전 전원 장치와 상기 비상 전원용 발전기 중 어느 하나에 접속되도록 절환(change-over)되는 제4 스위치를 포함하는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치는 열림과 닫힘이 교차되는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무정전 전원 장치 및 상기 비상 전원용 발전기는 블랙 스타트(black start)가 발생하면 전력을 공급하는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 무정전 전원 장치와 상기 제1 전력 배분부를 연결하는 선로 상에 배치되는 제1 스위치를 더 포함하며,
    상기 제1 스위치는 상기 무정전 전원 장치가 복수개 구비될 때, 상기 무정전 전원 장치와 동일 개수 구비되어 상기 무정전 전원 장치와 일대일 대응을 하거나, 단일개 구비되어 상기 무정전 전원 장치와 일대다 대응을 하는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 변압기를 통과한 전기 신호의 전압을 측정하는 전압 측정부; 및
    상기 전기 신호의 전압을 기초로 상기 변압기가 정상적으로 작동하는지 여부를 진단하는 제어부를 더 포함하는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전기 신호의 전압이 기준 범위 이내인 것으로 판단되면 상기 변압기가 정상적으로 작동하는 것으로 판단하며, 상기 전기 신호의 전압이 상기 기준 범위를 벗어나는 것으로 판단되면 상기 변압기가 정상적으로 작동하지 않는 것으로 판단하는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 변압기가 정상적으로 작동하는지 여부를 기초로 상기 스위칭 장치를 제어하는 부유식 구조물의 전력 제어 시스템.
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