KR20210029057A - ＩｏＴ 기술 기반의 ＣＴ/ＶＴ 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대 - Google Patents

ＩｏＴ 기술 기반의 ＣＴ/ＶＴ 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대 Download PDF

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KR20210029057A KR1020190110393A KR20190110393A KR20210029057A KR 20210029057 A KR20210029057 A KR 20210029057A KR 1020190110393 A KR1020190110393 A KR 1020190110393A KR 20190110393 A KR20190110393 A KR 20190110393A KR 20210029057 A KR20210029057 A KR 20210029057A
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문윤수
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Abstract

본 발명은 수배전반에 마련된 CT(Current Transformer)의 2차측연결부에 연결되어, 전압을 측정하도록 하는 보조PT(Potential Transformer); 상기 보조PT에 의해 측정된 전압이 제 1 설정값을 초과하는 경우, 상기 CT의 2차측연결부의 연결라인에 대해서 오픈 상태에서 클로즈 상태로 전환시키는 제 1 릴레이; 상기 수배전반에 마련된 VT(Voltage Transformer)의 2차측연결부에 연결되어, 전류를 측정하도록 하는 보조CT(Current Transformer); 및 상기 보조CT에 의해 측정된 전류가 제 2 설정값을 초과하는 경우, 상기 VT의 2차측연결부의 연결라인에 대해서 클로즈 상태에서 오픈 상태로 전환시키는 제 2 릴레이;를 포함하도록 한 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 수배전반의 내부 구성요소중 하나인 CT 및 VT의 2차측 단자가 개방 또는 단락되는 경우 발생하는 과전류 및 과전압 현상을 감지하여, 개방 또는 단락 발생시 2차측 단자를 자동적으로 CT는 단락, VT는 개방시켜 CT 및 VT의 소손을 미연에 방지할 수 있고, 수배전반의 보호계전기의 오작동으로 인한 심각한 문제를 야기할 소지가 있으므로 이러한 이상상태를 개방 또는 단락 사고와 구분함과 동시에, IoT 기술을 적용하여 CT 및 VT에 대한 이상상태 감지시, 이를 주변 작업자 및 관리자에게 경고신호를 전송하도록 하여, 신속한 유지 및 보수가 이루어지도록 하는 효과를 가진다.

Description

ＩｏＴ 기술 기반의 ＣＴ/ＶＴ 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대{Terminal block with CT / VT protection device for switch gear based on IoT technology}
본 발명은 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수배전반의 내부 구성요소중 하나인 CT 및 VT 2차측 단자가 개방 또는 단락되는 경우 발생하는 과전류 및 과전압 현상을 감지하여, 개방 또는 단락 발생시 2차측 단자를 자동적으로 CT는 단락, VT는 개방시켜 CT 및 VT의 소손을 미연에 방지하도록 하는 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대에 관한 것이다.
일반적으로, 수배전반은 전력계통으로부터 수용가에 전력을 공급하기 위하여, 필요한 각종 계기류, 주회로 개폐장치 및 보호 계전기 등을 금속함 내부에 설치한 기기를 말하며, 최근 부피가 작고 보수점검이 용이하며, 운전 신뢰성이 높은 큐비클형 수배전반이 널리 사용되고 있다. 이러한 수배전반은 수용가에 전력을 공급하며, 각종 보호기기류를 포함하고 있는 기기임을 고려한다면, 상시 안정적이고 높은 운전 신뢰도를 보장해야 하는 중요 기기중 하나이다.
수배전반은 일반 수용가에서 전력을 공급받기 위한 1차적 전력설비이다. 따라서 수배전반의 고장 및 소손은 단순 설비고장 및 이로 인한 유비/보수비용 발생으로 끝나는 것이 아니라, 수용가에서의 전기 재해로 인한 인적, 물질적 피해를 유발할 수 있으며, 특히, 전력공급 중단에 따른 막대한 정전비용이 발생할 수 있다.
또한, 계기용 변성기를 포함한 전기기기의 경우, 통상 10년 이상의 운전수명을 가진 것으로 알려져 있는데, 이러한 전기기기의 일반적인 고장원인은 제작 및 보수불량을 제외하면, 사용년한의 증가에 따른 노후화, 사용기간 중 과부하, 이상전압의 인가에 따른 절연물의 절연성능 저하가 주요 고장 및 소손의 원인으로 작용한다.
그러나 이러한 전기기기의 일반적인 고장발생 이외에도, 계기용 변성기의 경우, 2차측 단자에서 개방 또는 단락으로 인한 급격한 소손 및 나아가 제품이 폭발할 위험을 내재하고 있는 문제가 있다.
도 1 및 도 2는 각각 CT 2차측 단자 개방 그리고 VT 2차측 단자 단락시 등가회로를 보여주고 있다. 도 1에서,
Figure pat00001
는 1차전류[A],
Figure pat00002
는 2차전류[A],
Figure pat00003
는 여자전류[A],
Figure pat00004
는 부하전류[A],
Figure pat00005
는 권수비이다. 또한, 도 2에서,
Figure pat00006
는 1차 전압[V],
Figure pat00007
는 2차 유기전압[V],
Figure pat00008
는 부하전압[V],
Figure pat00009
는 부담임피던스[ohm],
Figure pat00010
는 CT임피던스[ohm]이다.
도 3에서와 같이, CT의 경우, 구조적 특성상 2차측 권선의 임피던스가 매우 낮고, 2차 유기전압(
Figure pat00011
)이 매우 낮다. 그러나 2차측 단자가 오결선 혹은 접속불량 등의 원인으로 개방되는 경우 모든 2차전류(
Figure pat00012
)가 모두 여자전류(
Figure pat00013
)로 작용하고, 이로 인하여 2차측에 매우 높은 전압(
Figure pat00014
)이 유기되어, 2차측 권선부에서의 절연파괴로 인한 제품의 고장 및 소손이 발생할 수 있다.
또한, 도 4에서와 같이, VT의 경우, CT와 반대로 2차측 회로의 임피던스가 낮거나 단락되는 경우 2차측 권선으로 과전류가 흐르게 된다. 이 경우 과전류(
Figure pat00015
)로 인한 2차측 권선이 열화 소손이 되며, 1차측 권선으로 높은 전압(
Figure pat00016
)이 유기되어 1차측 절연파괴로 인한 VT 소손의 위험이 있다.
이러한 CT 및 VT 2차측 단자의 개방 또는 단락사고는 제품 노후화에 따른 접속불량 등의 원인으로 발생 가능하나, 수배전반의 경우 단자대를 통하여 매우 복잡한 형태로 결선되어 있어 수배전반 설치 및 유지보수 작업시, 작업자의 실수로 인한 CT 및 VT 2차측 단자의 오결선 및 접속불량으로 인하여, 개방 또는 단락이 발생할 가능성이 농후하며, 실제로 대부분의 작업자가 이러한 CT 및 VT의 개방, 단락의 위험성을 인지하고 있지 않아 잠재된 전기재해의 위험성이 크다는 것이 심각한 문제점이었다.
한국공개특허 제10-2017-0051984호의 "사용전 전기단락저항 측정기 장치를 적용한 수배전반" 2017년 05월 12일 공개
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 수배전반의 내부 구성요소중 하나인 CT 및 VT 2차측 단자가 개방 또는 단락되는 경우 발생하는 과전류 및 과전압 현상을 감지하여, 개방 또는 단락 발생시 2차측 단자를 자동적으로 CT는 단락, VT는 개방시켜 CT 및 VT의 소손을 미연에 방지하고, 제품이 오결선, 포화현상 및 단선 등과 같은 이상상태가 발생하는 경우, CT 및 VT 2차측 단자의 개방 또는 단락 고장으로 오인하여 오동작을 수행할 경우, 수배전반의 보호계전기 오작동으로 인한 심각한 문제를 야기할 소지가 있으므로 이러한 이상상태를 개방 또는 단락 사고와 구분함과 동시에, IoT 기술을 적용하여 CT 및 VT에 대한 이상상태 감지시, 이를 주변 작업자 및 관리자에게 스마트폰 어플리케이션 등을 통하여 경고신호를 전송하도록 하여, 신속한 유지 및 보수가 이루어지도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 수배전반에 마련된 CT(Current Transformer)의 2차측연결부에 연결되어, 전압을 측정하도록 하는 보조PT(Potential Transformer); 상기 보조PT에 의해 측정된 전압이 제 1 설정값을 초과하는 경우, 상기 CT의 2차측연결부의 연결라인에 대해서 오픈 상태에서 클로즈 상태로 전환시키는 제 1 릴레이; 상기 수배전반에 마련된 VT(Voltage Transformer)의 2차측연결부에 연결되어, 전류를 측정하도록 하는 보조CT(Current Transformer); 및 상기 보조CT에 의해 측정된 전류가 제 2 설정값을 초과하는 경우, 상기 VT의 2차측연결부의 연결라인에 대해서 클로즈 상태에서 오픈 상태로 전환시키는 제 2 릴레이;를 포함하는, IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대가 제공된다.
외부 단말기와의 통신을 수행하도록 하는 통신부; 및 상기 보조PT 및 상기 보조CT로부터 각각 측정되는 전압 및 전류가 상기 제 및 제 2 설정값 각각을 초과하는 경우, 상기 통신부를 통해서 정해진 단말기에 경보를 전송하도록 제어하는 MCU;를 더 포함할 수 있다.
상기 수배전반 내에 온도를 감지하도록 설치되는 온도센서; 및 상기 수배전반 내에 아크를 감지하도록 설치되는 아크센서;를 더 포함하고, 상기 MCU는, 상기 온도센서 및 상기 아크센서에 의한 감지정보를 상기 통신부를 통해서 정해진 단말기에 전송하도록 제어할 수 있다.
상기 보조PT, 상기 제 1 릴레이, 상기 보조CT, 상기 제 2 릴레이 및 상기 MCU가 내측에 수용되고, 일면에 상기 MCU의 제어에 의해 동작 상태나 데이터를 외부로 디스플레이하는 디스플레이부가 마련되며, 상기 MCU가 제어를 수행하는 동작을 선택하도록 동작신호를 입력하기 위한 조작부가 마련되고, 상기 CT의 2차측연결부 및 상기 VT의 2차측연결부 각각의 연결 및 외부 기기 및 라인과의 연결을 위한 다수의 단자부가 마련되어, 모듈화를 위한 모듈케이스를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 설정값은, 10~50V이고, 상기 제 2 설정값은, 0.37~1.5A일 수 있다.
본 발명에 따른 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대에 의하면, 수배전반의 내부 구성요소중 하나인 CT 및 VT의 2차측 단자가 개방 또는 단락되는 경우 발생하는 과전류 및 과전압 현상을 감지하여, 개방 또는 단락 발생시 2차측 단자를 자동적으로 CT는 단락, VT는 개방시켜 CT 및 VT의 소손을 미연에 방지하고, 제품이 오결선, 포화현상 및 단선 등과 같은 이상상태가 발생하는 경우, CT 및 VT의 2차측 단자의 개방 또는 단락 고장으로 오인하여 오동작을 수행할 경우, 수배전반의 보호계전기 오작동으로 인한 심각한 문제를 야기할 소지가 있으므로 이러한 이상상태를 개방 또는 단락 사고와 구분함과 동시에, IoT 기술을 적용하여 CT 및 VT에 대한 이상상태 감지시, 이를 주변 작업자 및 관리자에게 스마트폰 어플리케이션 등을 통하여, 경고신호를 전송하도록 하여, 신속한 유지 및 보수가 이루어지도록 하는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 수배전반에서 CT 2차측 개방 등가회로를 나타낸다.
도 2는 종래의 수배전반에서 VT 2차측 단락 등가회로를 나타낸다.
도 3은 종래의 수배전반에서 CT 및 VT 2차측 단자 개방 또는 단락에 따른 조기소손 문제를 설명하기 위한 회로도로서,(a) CT 정상상태 등가회로와, (b) CT 2차측 단자 개방 등가회로를 나타낸다.
도 4는 종래의 수배전반에서 CT 및 VT 2차측 단자 개방 또는 단락에 따른 조기소손 다른 문제를 설명하기 위한 회로도로서, (a) VT 정상상태 등가회로와, (b) VT 2차측 단자 단락 등가회로를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시레에 따른 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대의 요부를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시례에 따른 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대의 모듈케이싱을 도시한 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대를 도시한 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시레에 따른 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대의 요부를 도시한 구성도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대(100)는 보조PT(Potential Transformer; 11), 제 1 릴레이(12), 보조CT(Current Transformer; 13) 및 제 2 릴레이(14)를 포함할 수 있다.
보조PT(11)는 수배전반에 마련된 CT(Current Transformer; 1)의 2차측연결부(1a)에 예컨대 연결라인(3)을 통해 연결되어, 전압을 측정하도록 한다. 여기서, CT(1)와 후술하게 될 VT(2)는 1차측이 주모선(5)에 연결되고, 변환된 2차측이 단자대를 통해 콘트롤 박스 내의 보호 계전기에 결선되는 형태이다. 보조PT(11)는 전력계통에 흐르는 고전압을 측정하기 위해 적당한 값으로 바꾸어 주는 장치로서, 높은 전압을 낮은 전압으로 변환하여 기기조작의 전압원으로 사용하도록 할 수도 있다.
제 1 릴레이(12)는 보조PT(11)에 의해 측정된 전압이 제 1 설정값을 초과하는 경우, CT(1)의 2차측연결부(1a)의 연결라인(3)에 대하여 오픈(open) 상태에서 클로즈(close) 상태로 전환시킨다. 여기서, CT(1)의 2차측연결부(1a)에 연결되는 연결라인(3)은 그 명칭에 국한되지 않고 CT(1)의 2차측연결부(1a)에 직접 또는 다른 기기나 다른 라인을 통해서 간접적으로 연결되는 모든 라인이 해당될 수 있다. 제 1 릴레이(12)는 보조PT(11)에 의해 직접 제어되도록 구성되거나, 보조PT(11)의 감지신호를 수신받은 후술하게 될 MCU(15)가 제어에 의해 동작하도록 구성될 수도 있다.
보조CT(13)는 수배전반에 마련된 VT(Voltage Transformer; 2)의 2차측연결부(2a)에 예컨대 연결라인(4)을 통해 연결되어, 전류를 측정하도록 한다. 보조CT(13)는 전력계통에 흐르는 대전류를 측정하기 위해 적당한 값으로 바꾸어 주는 장치로서, 높은 전류를 낮은 전류로 변환하여 기기조작의 전류원으로 사용하도록 할 수도 있다.
제 2 릴레이(14)는 보조CT(13)에 의해 측정된 전류가 제 2 설정값을 초과하는 경우, VT(2)의 2차측연결부(2a)에 연결되는 연결라인(4)에 대하여 클로즈(close) 상태에서 오픈(open) 상태로 전환시키도록 한다. 여기서, VT(2)의 2차측연결부(2a)에 연결되는 연결라인(4)은 그 명칭에 국한되지 않고 VT(2)의 2차측연결부(2a)에 직접 또는 다른 기기나 다른 라인을 통해서 간접적으로 연결되는 모든 라인이 해당될 수 있다. 제 2 릴레이(14)는 보조VT(13)에 의해 직접 제어되도록 구성되거나, 보조VT(13)의 감지신호를 수신받은 후술하게 될 MCU(15)의 제어에 의해 동작하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대(10)는 전원부(21), 통신부(16) 및 MCU(15)를 더 포함할 수 있고, 나아가서, 온도센서(17) 및 아크센서(18)를 더 포함할 수 있다.
전원부(21)는 외부로부터 공급되는 전원을 동작에 필요한 전원으로 변환하여, 해당하는 구성 부품들에게 전달하는 역할을 한다.
통신부(16)는 외부 단말기와의 통신을 수행하도록 하는 통신모듈로서, Wi-Fi, 3G, LTE, 5G 등을 비롯하여, 다양한 무선 또는 유선 통신 방식이 적용될 수 있다. 여기서, 단말기는 어플리케이션이나 프로그램의 동작에 의해 데이터나 특정 프로세스를 수행함과 아울러, 무선이나 유선 통신을 가능하도록 하는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 또는 PC 등과 같은 정보 처리 및 통신 기기가 사용될 수 있다.
MCU(15)는 보조PT(11) 및 보조CT(13)로부터 각각 측정되는 전압 및 전류가 제 1 및 제 2 설정값 각각을 초과하는 경우, 통신부(16)를 통해서 정해진 단말기에 경보를 전송하도록 제어한다. 여기서 단말기는 본 발명에서 요구되는 기능을 수행하기 위한 어플리케이션이나 프로그램을 다운로드받아 설치한 다음, 이러한 어플리케이션이나 프로그램의 구동에 의해 통신을 통해서 MCU(15)에 관리자 또는 사용자 등의 권한에 기초한 정해진 과정에 따라 등록을 수행하게 된다. 따라서, MCU(15)는 보조PT(11) 및 보조CT(13)로부터 각각 측정되는 전압 및 전류가 제 1 및 제 2 설정값 각각을 초과하는 경우, 등록된 단말기에 문자 등의 메시지나 경보음을 비롯하여, 정해진 방식에 따라 경보를 제공할 수 있다.
MCU(15)는 보조PT(11)의 내부 코일 양단의 전압을 측정하여 이상 유무를 판단하여, 제 1 릴레이(12)의 접점을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한 MCU(15)는 보조CT(13)의 내부 코일의 유도전류를 측정함으로써 산출되는 전류 측정값에 따라 제 2 릴레이(14)의 접점 역시 제어하도록 구성될 수도 있다. 제 1 릴레이(12)는 예컨대 평상시 오픈된 상태로 동작하다가, 이상 전압 발생시, MCU(15)의 제어에 의해 클로즈되는 동작을 수행할 수 있으며, 제 2 릴레이(14)는 예컨대 평상시 클로즈된 상태로 동작하다가, 이상 전류 발생시, MCU(15)의 제어에 의해 오픈되는 동작을 수행할 수 있다.
온도센서(17)는 수배전반 내에 온도를 감지하도록 설치된다. 또한 아크센서(18)는 수배전반 내에 아크를 감지하도록 설치된다. 여기서, 아크센서(18)에 의해 감지되는 아크나 아크 방전은 보통 공기와 같은 비전도성 매체를 통해 전류를 발생시키는 가스 절연 파괴현상으로 절연매체 사이에서 지속적으로 번쩍이는 방전 현상을 의미하고, 화재의 원인이 되기도 한다
MCU(15)는 이러한 온도센서(17) 및 아크센서(18)에 의한 감지정보를 통신부(16)를 통해서, 미리 등록된 정해진 단말기에 전송하도록 제어할 수 있는데, 여기서 감지정보는 온도센서(17)에 의해 측정되는 온도값이나 아크센서(18)에 의해 감지되는 아크 발생 등일 수 있으며, 이들의 감지정보를 수치적으로 나타낼 경우, 이러한 수치가 정해진 값을 초과하는 경우에 한해서 해당 정보를 정해진 단말기에 제공하도록 구성할 수 있다. 여기서, 해당 정보는 경보를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대(10)는 모듈화에 의해 수배전반 등에 손쉽게 설치되도록 구성될 수 있는데, 이를 위해 모듈케이스(23)를 더 포함할 수 있다.
모듈케이스(23)는 내측에 부품의 고정을 위해 마련되는 브라켓 등에 의해, 보조PT(11), 제 1 릴레이(12), 보조CT(13), 제 2 릴레이(14) 및 MCU(15)가 내측에 수용될 수 있고, 일면, 예컨대 정면에 MCU(15)의 제어에 의해 동작 상태나 데이터를 외부로 디스플레이하는 디스플레이부(19)가 마련될 수 있으며, MCU(15)가 제어를 수행하는 동작을 선택하도록 동작신호를 입력하기 위한 조작부(22)가 마련될 수 있고, CT(1)의 2차측연결부(1a) 및 VT(2)의 2차측연결부(2a) 각각의 연결 및 온도센서(17)나 아크센서(18) 등을 비롯한 각종 외부 기기 및 라인과의 연결을 위한 다수의 단자부(23a)가 마련될 수 있다. 여기서, 조작부(22)는 전원버튼, 리셋버튼, 테스트버튼 등으로 구성될 수 있다. MCU(15)는 전원버튼의 누름에 따라, 동작을 온(on) 또는 오프(off)시키도록 제어할 수 있고, 리셋버튼의 누름에 따라 모든 동작을 초기화시키도록 제어할 수 있고, 테스트버튼의 누름에 따라 보조PT(11) 및 보조CT(13) 등이 제대로 동작을 수행하는지 이들의 감지신호 등의 수신 여부를 등을 테스트할 수 있다.
상기한 제 1 릴레이(12)의 클로즈 상태로의 전환 기준인 제 1 설정값은 10~50V일 수 있다. CT(1)의 경우, 통상 200/5A, 600/5A, 1000/5A, 2000/5A 등 2차측의 출력은 5A로 사용하는 것이 일반적이며, CT(1)의 부담 정격에 따라 전압은 결정된다. P=VI이므로 통상의 CT가 25VA 혹은 40VA로 제작되는데, 25VA - 5A 정격의 경우 2차측 전압은 5V, 40VA - 5A의 경우 8V를 넘지 않는다. 따라서 보조PT(11)를 사용하여 측정하고, 정상범위일 경우 10V를 상위하는 전압유도는 2차측 개방으로 인한 사고로 판단할 수 있다. 또한 특수한 경우에 사용되는 40VA - 1A의 CT(1)의 경우 40V가 유도되는 경우가 있을 수 있으므로, 선택 탭을 통해 CT(1)의 정격에 따라 설정값을 설정하도록 할 수 있으며, 이 경우는 설정값을 50V로 설정할 수 있다.
또한 제 2 릴레이(14)의 오픈 상태로의 전환 기준인 제 2 설정값은 0.37~1.5A일 수 있다. VT(2)의 경우, 50VA, 100VA, 200VA 제품으로 분류되며, 50VA의 경우 2차측 최대전류는 0.25A, 100VA의 경우 2차측 최대전류는 0.5A, 200VA의 경우 2차측 최대전류는 1A로 유기될 수 있어, 정상범위의 150%인 0.37A, 0.75A, 1.5A를 설치되는 VT(1)의 정격에 따라 설정값으로 설정할 수 있으며, 150% 이상의 전류가 유도될 경우 VT(2) 단락에 의한 사고로 판단할 수 있다.
본 발명에 따르면, CT(1) 및 VT(2)의 2차측 단자의 개방 또는 단락 발생에 따른 고장 및 소손을 방지하기 위하여, CT(1) 및 VT(2) 2차측 단자의 개방 또는 단락 발생상황을 상시 모니터링하고, 이상 발생시 자동으로 2차측 단자를 단락 또는 개방시키는 동작을 수행하도록 한다. CT(1) 및 VT(2) 2차측 단자가 개방 또는 단락되는 경우 발생하는 과전류 및 과전압 현상을 감지하여, 개방 또는 단락 발생시 2차측 단자를 자동적으로 CT(1)의 경우 단락, VT(2)의 경우 개방시켜 CT(1) 및 VT(2)의 소손을 미연에 방지하도록 한다.
이와 같이, CT(1) 및 VT(2) 제품이 오결선, 포화현상 및 단선 등과 같은 이상상태가 발생하는 경우, CT(1) 및 VT(2) 2차측 단자의 개방 또는 단락 고장으로 오인하여 잘못된 동작을 수행할 가능성이 존재하는데, 이러한 오동작은 수배전반의 보호계전기 오작동으로 인한 심각한 문제를 야기할 소지가 있으므로, 이러한 이상상태를 개방 또는 단락 사고와 구분할 수 있도록 한다. 또한, CT(1) 및 VT(2) 2차측 단자의 개방 및 단락은 제품의 고장 및 소손의 원인이 되며, 특히, VT(2) 2차측 단락의 경우 2차측 지락사고로 인한 사고전이로 수배전반에서의 막대한 전기 재해를 유발할 가능성이 있다. 이에 본 발명은 IoT 기술을 적용하여 CT(1) 및 VT(2)에 대한 이상상태 감지시, 이를 주변 작업자 및 관리자에게 단말기를 통해서 경고를 전송하도록 하여, 신속한 유지 및 보수가 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1 : CT 1a : 2차측연결부
2 : VT 2a : 2차측연결부
3 : 연결라인 4 : 연결라인
5 : 주모선 11 : 보조PT
12 : 제 1 릴레이 13 : 보조CT
14 : 제 2 릴레이 15 : MCU
16 : 통신부 17 : 온도센서
18 : 아크센서 19 : 디스플레이부
21 : 전원부 22 : 조작부
23 : 모듈케이싱 23a : 단자부
23b : 표시부

Claims (5)

  1. 수배전반에 마련된 CT(Current Transformer)의 2차측연결부에 연결되어, 전압을 측정하도록 하는 보조PT(Potential Transformer);
    상기 보조PT에 의해 측정된 전압이 제 1 설정값을 초과하는 경우, 상기 CT의 2차측연결부의 연결라인에 대해서 오픈 상태에서 클로즈 상태로 전환시키는 제 1 릴레이;
    상기 수배전반에 마련된 VT(Voltage Transformer)의 2차측연결부에 연결되어, 전류를 측정하도록 하는 보조CT(Current Transformer); 및
    상기 보조CT에 의해 측정된 전류가 제 2 설정값을 초과하는 경우, 상기 VT의 2차측연결부의 연결라인에 대해서 클로즈 상태에서 오픈 상태로 전환시키는 제 2 릴레이;
    를 포함하는, IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대.
  2. 청구항 1에 있어서,
    외부 단말기와의 통신을 수행하도록 하는 통신부; 및
    상기 보조PT 및 상기 보조CT로부터 각각 측정되는 전압 및 전류가 상기 제 1 및 제 2 설정값 각각을 초과하는 경우, 상기 통신부를 통해서 정해진 단말기에 경보를 전송하도록 제어하는 MCU;
    를 더 포함하는, IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수배전반 내에 온도를 감지하도록 설치되는 온도센서; 및
    상기 수배전반 내에 아크를 감지하도록 설치되는 아크센서;를 더 포함하고,
    상기 MCU는,
    상기 온도센서 및 상기 아크센서에 의한 감지정보를 상기 통신부를 통해서 정해진 단말기에 전송하도록 제어하는, IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 보조PT, 상기 제 1 릴레이, 상기 보조CT, 상기 제 2 릴레이 및 상기 MCU가 내측에 수용되고, 일면에 상기 MCU의 제어에 의해 동작 상태나 데이터를 외부로 디스플레이하는 디스플레이부가 마련되며, 상기 MCU가 제어를 수행하는 동작을 선택하도록 동작신호를 입력하기 위한 조작부가 마련되고, 상기 CT의 2차측연결부 및 상기 VT의 2차측연결부 각각의 연결 및 외부 기기 및 라인과의 연결을 위한 다수의 단자부가 마련되어, 모듈화를 위한 모듈케이스를 더 포함하는, IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 설정값은,
    10~50V이고,
    상기 제 2 설정값은,
    0.37~1.5A인, IoT 기술 기반의 CT/VT 보호장치를 구비한 수배전반용 단자대.
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