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KR20170009352A - 오차보정시스템 - Google Patents

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KR20170009352A
KR20170009352A KR1020150101223A KR20150101223A KR20170009352A KR 20170009352 A KR20170009352 A KR 20170009352A KR 1020150101223 A KR1020150101223 A KR 1020150101223A KR 20150101223 A KR20150101223 A KR 20150101223A KR 20170009352 A KR20170009352 A KR 20170009352A
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KR
South Korea
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monitoring unit
load monitoring
transformer
meter
emulator
Prior art date
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KR1020150101223A
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김동수
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엘에스산전 주식회사
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Publication date
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Abstract

계측기와 부하감시유닛이 랜덤한 조합으로 연결되더라도 에뮬레이터를 이용한 캘리브레이션을 통해 계측기와 부하감시유닛의 오차를 보정할 수 있는 오차보정시스템이 제공된다. 오차보정시스템은, 변압기의 2차측 출력선에 접속되어 상기 변압기에서 출력되는 전류를 측정하는 계측기, 상기 계측기에서 측정된 상기 전류에 따라 상기 변압기의 용량에 대한 부하량을 산출하여 이용률과 과부하 여부를 판단하는 부하감시유닛 및 상기 계측기 및 상기 부하감시유닛과 접속되어 적어도 한번의 캘리브레이션을 통해 상기 계측기와 상기 부하감시유닛 간의 오차보정을 수행하는 에뮬레이터를 포함한다.

Description

오차보정시스템{System for correcting error}
본 발명은 오차보정시스템에 관한 것으로, 특히 변압기 부하감시시스템에서 부하감시유닛과 계측장치 간에 캘리브레이션(calibration)을 수행하여 오차를 보정할 수 있는 오차보정시스템에 관한 것이다.
데이터 집중장치(Data Concentrate Unit; DCU)에 구비되는 부하감시유닛(Transformer Data Unit; TDU)은 변압기로부터 전류 또는 전압을 측정하는 계측장치, 예컨대 프로브(Probe)와 함께 변압기 부하감시시스템을 구성한다.
변압기 부하감시시스템은 계측장치에서 부하감시유닛으로 전송된 변압기의 전류 및 전압에 따라 각 상별 전류, 전압, 유효전력량, 무효전력량, 역률 등의 전력정보를 산출한 후, 이를 상위 서버시스템에 전송함으로써 실시간 변압기 감시진단의 역할을 수행한다.
이러한 변압기 부하감시시스템은 산출되는 전력정보에 대한 정밀도가 요구된다. 이를 위하여, 변압기 부하감시시스템은 부하감시유닛과 계측장치 간의 오차 보정을 위한 캘리브레이션(calibration)이 필수적으로 요구된다.
도 1은 종래의 변압기 부하감시시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 변압기 부하감시시스템(1)은 변압기(10), 프로브(20) 및 부하감시유닛(30)으로 구성된다.
변압기(10)는 전주(미도시) 등에 설치되며, 변전소에서 전력이 송신되는 1차측 선로로부터 분기된 선로를 통해 1차측 전압이 입력된다.
변압기(10)로 입력된 1차측 전압은 변압기(10) 내부의 감압회로(미도시)에 의해 감압되어 2차측 전압을 생성하고, 이를 2차측 선로를 통해 외부, 예컨대 수용가로 전송한다.
프로브(20)는 변압기(10)에 근접하여 설치되며, 변압기(10)로부터 2차측 선로로 흐르는 전압 또는 전류를 측정하는 계측장치이다.
부하감시유닛(30)은 프로브(20)와 연결되며, 프로브(20)로부터 제공된 전압 또는 전류로부터 변압기(10)에 대한 전력정보를 산출한다. 부하감시유닛(30)은 산출된 전력정보를 상위 시스템(미도시)으로 전송한다.
상술한 변압기 부하감시시스템(1)은 앞서 설명된 것과 같이 전력정보에 대한 정밀도가 요구되며, 이를 위해 프로브(20)와 부하감시유닛(30) 간에 오차보정을 수행한다.
종래의 변압기 부하감시스템(1)에서는 부하감시유닛(30)과 프로브(20)가 1:1로 대응 연결된 상태에서 이들 각각의 자체 오차에 대한 캘리브레이션을 수행하여 오차를 보정한다.
이때, 부하감시유닛(30)과 프로브(20)는 변압기(10)와 연결되지 않은 상태에서 캘리브레이션이 수행된다. 캘리브레이션이 종료된 후, 1:1로 대응 연결된 부하감시유닛(30)과 프로브(20)는 변압기(10)에 연결된다.
그러나, 종래의 변압기 부하감시스템(1)에서는 부하감시유닛(30)과 프로브(20) 중 하나에서 예기치 않은 고장이 발생하더라도 이를 교체하는 것이 어려운 문제가 발생된다.
즉, 종래의 변압기 부하감시시스템(1)은 부하감시유닛(30)과 프로브(20)가 1:1로 연결되어 캘리브레이션이 수행되므로, 부하감시유닛(30)과 프로브(20) 중 하나에서 고장이 발생되더라도 이들 모두를 캘리브레이션 된 다른 부하감시유닛(30) 및 프로브(20)로 교체해야 한다.
이에 따라, 종래의 변압기 부하감시시스템(1)에서는 장비 교체에 따른 시간 및 비용이 증가하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 변압기 부하감시스템에서 부하감시유닛과 계측장치가 랜덤(random)한 조합으로 연결되더라도 캘리브레이션을 통한 오차보정을 수행할 수 있는 오차보정시스템을 제공하고자 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 오차보정시스템은, 변압기의 2차측 출력선에 접속되어 상기 변압기에서 출력되는 전류를 측정하는 계측기; 상기 계측기에서 측정된 상기 전류에 따라 상기 변압기의 용량에 대한 부하량을 산출하여 이용률과 과부하 여부를 판단하는 부하감시유닛; 및 상기 계측기 및 상기 부하감시유닛과 접속되어 적어도 한번의 캘리브레이션을 통해 상기 계측기와 상기 부하감시유닛 간의 오차보정을 수행하는 에뮬레이터를 포함한다.
상기 에뮬레이터는 전류측정범위 내의 적어도 3개 지점에서 상기 계측기와 상기 부하감시유닛을 캘리브레이션하는 것을 특징으로 한다.
상기 전류측정범위는 0~760A이고, 상기 3개 지점은 5A, 150A 및 650A 지점인 것을 특징으로 한다.
상기 오차보정시스템은 계측기 ID가 저장된 제1메모리; 부하감시유닛ID가 저장된 제2메모리; 및 상기 계측기 ID와 상기 부하감시유닛ID에 따른 특성값들이 저장된 룩업테이블을 더 포함한다.
상기 에뮬레이터는 상기 룩업테이블의 상기 특성값들 중에서 상기 계측기 ID 및 상기 부하감시유닛 ID에 해당되는 하나의 특성값을 추출하고, 상기 하나의 특성값을 이용하여 상기 계측기와 상기 부하감시유닛을 캘리브레이션하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 오차보정시스템은 계측기와 부하감시유닛이 랜덤한 조합으로 연결되더라도 에뮬레이터를 이용한 캘리브레이션을 통해 계측기와 부하감시유닛의 오차를 보정할 수 있으며, 이에 따라 계측기 또는 부하감시유닛 중 하나만을 교체하는 것이 가능하다.
이로 인하여, 본 발명의 오차보정시스템은 계측기 또는 부하감시유닛의 교체 시 발생되는 시간 소요 및 비용 발생을 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 변압기 부하감시시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오차보정시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 오차보정시스템의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오차보정시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 오차보정시스템의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 6은 에뮬레이터의 룩업테이블의 예시를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오차보정시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오차보정시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 오차보정시스템(100)은 변압기(110), 계측기 모듈(120), 부하감시유닛(130) 및 에뮬레이터(140)를 포함할 수 있다.
변압기(110)는 전주(미도시) 등에 설치되며, 전주를 통과하는 1차측 선로로부터 제공되는 1차측 전압을 감압하여 2차측 전압을 생성하고, 이를 2차측 선로를 통해 수용가 등으로 출력할 수 있다.
계측기 모듈(120)은 변압기(110)의 출력, 즉 변압기(110)로부터 2차측 선로로 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
계측기 모듈(120)은 다수의 계측기(CT_1~CT_N), 예컨대 다수의 전류계측 프로브를 포함할 수 있다. 다수의 계측기(CT_1~CT_N) 중 하나는 후술될 부하감시유닛(130)과 유/무선 방식을 통해 접속될 수 있다.
부하감시유닛(130)은 계측기 모듈(120)로부터 제공되는 변압기(110)의 전류값으로부터 변압기(110)에 대한 정보, 예컨대 변압기(110)의 용량에 대한 부하량을 산출하고, 이를 토대로 변압기(110)의 이용률과 과부하 여부를 판단할 수 있다. 부하감시유닛(130)은 계측기 모듈(120)의 다수의 계측기(CT_1~CT_N) 중 하나와 연결되어 변압기(110)의 전류값을 제공받을 수 있다.
에뮬레이터(140)는 부하감시유닛(130)과 유/무선 방식을 통해 연결되어 부하감시유닛(130) 및 이에 연결된 계측기(CT_1~CT_N) 간의 오차 보정을 수행할 수 있다.
에뮬레이터(140)는 캘리브레이션을 통해 부하감시유닛(130)과 계측기(CT_1~CT_N)의 오차를 보정할 수 있다. 에뮬레이터(140)는 캘리브레이션 프로그램 등이 내장된 컴퓨터 등으로 구성될 수 있으며, 적어도 한번의 캘리브레이션을 통해 부하감시유닛(130)과 계측기(CT_1~CT_N)의 오차를 보정할 수 있다.
한편, 도 2의 오차보정시스템(100)은 다수의 계측기(CT_1~CT_N)를 포함하는 계측기 모듈(120)이 구비되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않는다.
예컨대, 본 발명의 오차보정시스템(100)은 하나의 계측기(CT_1~CT_N)와 하나의 부하감시유닛(130)으로 구성될 수도 있으며, 하나의 계측기(CT_1~CT_N)와 다수의 부하감시유닛(130)으로 구성될 수도 있다.
즉, 도 2에 도시된 본 발명의 오차보정시스템(100)은 부하감시유닛(130)과 계측기(CT_1~CT_N)가 랜덤(random)한 조합으로 연결되고, 에뮬레이터(140)를 통해 캘리브레이션을 수행하여 오차를 보정하는 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 오차보정시스템의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 계측기 모듈(120)의 다수의 계측기(CT_1~CT_N) 중 하나가 부하감시유닛(130)과 연결된 후, 에뮬레이터(140)가 부하감시유닛(130)에 연결될 수 있다(S10).
이어, 에뮬레이터(140)는 내장된 프로그램을 이용하여 부하감시유닛(130)과 이에 연결된 계측기(CT_1~CT_N) 간의 캘리브레이션을 수행하고, 이를 통해 부하감시유닛(130)과 계측기(CT_1~CT_N)의 오차를 보정할 수 있다. 예컨대, 에뮬레이터(140)는 3번의 캘리브레이션을 통해 부하감시유닛(130)과 계측기(CT_1~CT_N)의 오차를 보정할 수 있다(S20~S40).
먼저, 에뮬레이터(140)는 계측기(CT_1~CT_N) 또는 부하감시유닛(130)의 전류측정범위의 제1지점에서 1차 캘리브레이션을 수행하여 오차를 보정할 수 있다(S20). 여기서, 전류측정범위는 0~760A이고, 제1지점은 5A 지점일 수 있다.
계속해서, 에뮬레이터(140)는 전류측정범위의 제2지점에서 2차 캘리브레이션을 수행하여 오차를 보정할 수 있다(S30). 여기서, 제2지점은 150A 지점일 수 있다.
그리고, 에뮬레이터(140)는 전류측정범위의 제3지점에서 3차 캘리브레이션을 수행하여 오차를 보정할 수 있다(S40). 여기서, 제3지점은 650A 지점일 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 오차보정시스템(100)은 계측기 모듈(120)의 다수의 계측기(CT_1~CT_N) 중 하나가 부하감시유닛(130)과 연결되더라도, 에뮬레이터(140)를 이용하여 부하감시유닛(130)과 이에 연결된 계측기(CT_1~CT_N) 간의 캘리브레이션을 수행하여 오차를 보정할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 오차보정시스템(100)은 종래와 대비하여 부하감시유닛(130) 또는 계측기(CT_1~CT_N) 중 하나만을 교체하는 것이 가능하며, 이로 인한 시간 소요 및 비용 발생을 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오차보정시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 오차보정시스템(101)은 변압기(110), 계측기(121), 부하감시유닛(131) 및 에뮬레이터(141)를 포함할 수 있다.
변압기(110)는 앞서 도 2에서 설명한 것과 동일하며, 1차측 선로를 통해 제공된 1차측 전압을 감압하여 2차측 전압을 생성하고, 이를 2차측 선로를 통해 출력할 수 있다.
계측기(121)는 변압기(110)의 출력으로부터 전류를 측정하고, 측정된 전류를 부하감시유닛(131)으로 출력할 수 있다.
계측기(121)는 제1메모리(125)를 포함할 수 있다. 제1메모리(125)에는 계측기(121)의 고유ID정보가 저장될 수 있다.
부하감시유닛(131)은 계측기(121)로부터 제공된 전류값으로부터 변압기(110)의 용량에 대한 부하량을 산출하고, 이를 토대로 변압기(110)의 이용률 및 과부하 여부를 판단할 수 있다.
부하감시유닛(131)은 제2메모리(135)를 포함할 수 있다. 제2메모리(135)에는 부하감시유닛(131)의 고유ID정보가 저장될 수 있다.
에뮬레이터(141)는 부하감시유닛(131)과 연결되며, 부하감시유닛(131) 및 계측기(121) 간의 오차 보정을 수행할 수 있다. 에뮬레이터(141)는 적어도 한번의 캘리브레이션을 통해 부하감시유닛(131)과 계측기(121)의 오차를 보정할 수 있다.
에뮬레이터(141)는 룩업테이블(145)을 포함할 수 있다. 룩업테이블(145)에는 부하감시유닛(131)과 계측기(121) 간의 캘리브레이션을 위한 특성값이 저장될 수 있다.
에뮬레이터(141)는 계측기(121)의 제1메모리(125)에서 계측기 ID를 검출하고, 부하감시유닛(131)의 제2메모리(135)에서 부하감시유닛 ID를 검출할 수 있다. 그리고, 룩업테이블(145)로부터 계측기 ID 및 부하감시유닛 ID에 해당하는 특성값을 추출하고, 이를 이용하여 부하감시유닛(131)과 계측기(121) 간의 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 계측기(121)와 부하감시유닛(131) 각각에 메모리가 구비되고, 그 메모리에 계측기 ID 및 부하감시유닛 ID가 저장된 구성을 설명하였으나, 이에 제한되지는 않는다.
예컨대, 계측기 ID 및 부하감시유닛 ID는 바코드 형태로 구성될 수 있으며, 이들은 각각 계측기(121) 및 부하감시유닛(131)의 외면에 부착될 수 있다. 그리고, 에뮬레이터(141)는 리더기 등을 통해 바코드를 인식함으로써 계측기 ID와 부하감시유닛 ID를 획득할 수도 있다.
도 5는 도 4에 도시된 오차보정시스템의 동작을 나타내는 순서도이고, 도 6은 에뮬레이터의 룩업테이블의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 계측기(121)와 부하감시유닛(131)이 연결된 후, 에뮬레이터(141)가 부하감시유닛(131)에 연결될 수 있다(S110).
이어, 에뮬레이터(141)는 계측기(121)의 제1메모리(125)에 저장된 계측기 ID를 검출하고(S120), 부하감시유닛(131)의 제2메모리(135)에 저장된 부하감시유닛 ID를 검출할 수 있다(S130).
그리고, 에뮬레이터(141)는 내부의 룩업테이블(145)에서 계측기 ID 및 부하감시유닛 ID에 해당되는 특성값을 추출하고(S140), 추출된 특성값에 따라 계측기(121)와 부하감시유닛(131)의 캘리브레이션을 수행하여 오차를 보정할 수 있다(S150).
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 에뮬레이터(141)의 룩업테이블(145)에는 다수의 계측기 ID(ID_P1~ID_Pm) 및 부하감시유닛 ID(ID_T1~ID_Tn)에 대응되는 다수의 특성값(α1~γn)이 저장되어 있다.
예컨대, 계측기(121)의 제1메모리(125)로부터 계측기 ID로 ID_P1이 검출되고, 부하감시유닛(131)의 제2메모리(135)로부터 부하감시유닛 ID로 ID_T1이 검출되면, 에뮬레이터(141)는 룩업테이블(145)로부터 특성값으로 α1을 추출할 수 있다.
그리고, 에뮬레이터(141)는 추출된 특성값 α1에 따라 계측기(121)와 부하감시유닛(131)의 캘리브레이션을 수행하여 오차를 보정할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 오차보정시스템(101)은 계측기(121)와 부하감시유닛(131)이 랜덤한 조합으로 연결되더라도, 각각의 내부에 저장된 ID정보에 따라 추출된 특성값을 이용하여 계측기(121)와 부하감시유닛(131) 간의 캘리브레이션을 수행하여 오차를 보정할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 오차보정시스템(101)은 종래와 대비하여 부하감시유닛(131) 또는 계측기(121) 중 하나만을 교체하는 것이 가능하며, 이로 인한 시간 소요 및 비용 발생을 줄일 수 있다.
전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100, 101: 오차보정시스템 110: 변압기
120, 121: 계측기 130, 131: 부하감시유닛
140, 141: 에뮬레이터

Claims (5)

  1. 변압기의 2차측 출력선에 접속되어 상기 변압기에서 출력되는 전류를 측정하는 계측기;
    상기 계측기에서 측정된 상기 전류에 따라 상기 변압기의 용량에 대한 부하량을 산출하여 이용률과 과부하 여부를 판단하는 부하감시유닛; 및
    상기 계측기 및 상기 부하감시유닛과 접속되어 적어도 한번의 캘리브레이션을 통해 상기 계측기와 상기 부하감시유닛 간의 오차보정을 수행하는 에뮬레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 오차보정시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에뮬레이터는 전류측정범위 내의 적어도 3개 지점에서 상기 계측기와 상기 부하감시유닛을 캘리브레이션하는 것을 특징으로 하는 오차보정시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전류측정범위는 0~760A이고, 상기 3개 지점은 5A, 150A 및 650A 지점인 것을 특징으로 하는 오차보정시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    계측기 ID가 저장된 제1메모리;
    부하감시유닛 ID가 저장된 제2메모리; 및
    상기 계측기 ID와 상기 부하감시유닛 ID에 따른 특성값들이 저장된 룩업테이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오차보정시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에뮬레이터는 상기 룩업테이블의 상기 특성값들 중에서 상기 계측기 ID 및 상기 부하감시유닛 ID에 해당되는 하나의 특성값을 추출하고, 상기 하나의 특성값을 이용하여 상기 계측기와 상기 부하감시유닛을 캘리브레이션하는 것을 특징으로 하는 오차보정시스템.
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