WO2019177251A1 - 배전반 관리 시스템 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a switchboard management system, and more particularly, to a switchboard management system capable of predicting the life of devices such as a circuit breaker provided in switchboard panels.
  • the switchboard is installed in a building, etc., and means a facility including a switch, a circuit breaker, a meter, and the like for controlling the distribution system and performing electricity distribution, opening and closing, safety, and metering.
  • the switchboard may include a plurality of switchboard panels according to the size of the installation site (building, etc.), the amount of load, and the like, and each of the plurality of switchboard panels may include the switch, a circuit breaker, and a meter.
  • Such a plurality of switchboard panels may be distributed and installed at various locations in a building, and may supply power to loads located around the installed location.
  • Devices such as breakers provided in the switchboard panel have a limited lifespan and may require replacement as the lifespan elapses. However, even in the same device, lifespan may vary depending on surrounding environment such as temperature or humidity, and driving information such as on / off frequency.
  • the switchboard may not operate normally and power devices may not operate smoothly because the specific device may not be replaced quickly.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a switchboard management system that can predict the life of the devices or the risk of abnormality, such as a circuit breaker disposed in the switchboard panel.
  • a switchboard management system includes at least one gateway connected to at least one breaker among a plurality of breakers in a switchboard panel, and a server connected to the at least one gateway.
  • the gateway includes an environment sensor configured to obtain environment data for the at least one breaker, and the server receives the drive information of the plurality of breakers and the environment data from the at least one gateway, and receives the received drive. Based on the information and environmental data, the remaining life of each of the plurality of breakers is estimated.
  • the environmental sensor may include a temperature sensor for obtaining temperature data among the environmental data, and a humidity sensor for obtaining humidity data among the environmental data.
  • the environmental sensor may further include at least one of a noise sensor for acquiring noise data among the environmental data, and a vibration sensor for acquiring vibration data among the environmental data.
  • the driving information may include information about the on / off frequency of the corresponding circuit breaker.
  • the server sets a group of each of the plurality of breakers based on environmental data received from each of the at least one gateways, and based on the set group and the driving information, the remaining life of each of the plurality of breakers Can be predicted.
  • the server may estimate the remaining life of each of the plurality of circuit breakers based on the reference data set for the group, and the reference data may include data on a change in the remaining life according to the on / off frequency of the circuit breakers. .
  • the server may extract at least one circuit breaker whose predicted remaining life is lower than a threshold value among the plurality of circuit breakers, and generate a notification or a message informing that the extracted circuit breaker is about to be replaced.
  • the server may output the generated notification or message through an output device connected to the server, or transmit the generated notification or message to a terminal connected to the server.
  • the server may transmit the generated notification or message to a gateway connected to the extracted breaker.
  • a first gateway of the at least one gateway may detect an abnormal occurrence of a first breaker among at least one breaker connected to the first gateway, and transmit information of the detected first breaker to the server.
  • the server may acquire the driving information of the first circuit breaker from a database or a memory, and at least one second circuit breaker having a similarity with the driving information of the first circuit breaker among the plurality of circuit breakers is higher than a reference value. It can be identified as a breaker.
  • each of the at least one gateway may be disposed adjacent to the at least one connected breaker.
  • the switchboard management system may predict the life of a device using environmental information obtained by using a gateway having an environmental sensor such as a temperature sensor or a humidity sensor, and driving information of the device in the switchboard panel. have. Accordingly, the switchboard management system may enable the administrator to more effectively manage the equipment provided in the switchboard panel.
  • the switchboard management system detects the impending replacement of the device according to the life expectancy of the device and notifies the manager, thereby allowing the manager to prepare for the replacement state of the device in advance. Accordingly, when the switchboard cannot be driven due to a failure such as exhaustion of the life of the device, it is possible to effectively cope with the administrator, thereby effectively reducing the drive downtime of the switchboard.
  • the switchboard management system may identify a device having an environment or driving information similar to that in which the abnormality occurs, and notify the risk of occurrence of the identified device. An administrator or user can check or check the identified device based on the risk of anomaly, thereby increasing the manageability of the devices.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an example of a switchboard panel.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a switchboard management system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a gateway included in a distribution panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart for describing a method of operating a switchboard management system according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating an operation of grouping breakers into environmental groups by a server according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exemplary view illustrating a life change according to the on / off frequency of the circuit breaker of each environmental group.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation method of a switchboard management system according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for describing an operation of identifying a circuit breaker for abnormal occurrence by the switchboard management system based on the embodiment illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an example of a switchboard panel
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a switchboard management system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the switchboard panel 10 may include a plurality of circuit breakers 11, a relay 12, a meter 13, and at least one gateway 14. Can be.
  • the switchboard panel 10 may not include only the components illustrated in FIG. 1, and according to embodiments, the switchboard management system may include more or less configurations.
  • a plurality of breakers 11 may be disposed in the switchboard panel 10.
  • the number of breakers disposed inside the switchboard panel 10 may be determined based on the number of lines branching inside the switchboard panel 10. For example, each of the breakers 11 may be fastened and fixed to a slot in the switchboard panel 10.
  • Each of the circuit breakers 11 may protect the switchboard and the load or various systems connected thereto by blocking the line when an element such as an overcurrent, overvoltage, undervoltage, short circuit, or ground fault is detected in the line.
  • the breakers 11 may be disposed to correspond to each of the tracks one by one to perform a blocking operation of the corresponding track.
  • Each of the breakers 11 may be implemented as an air circuit breaker (ACB), a molded case circuit breaker (MCCB), a molded circuit breaker (MCB), or the like. In general, the ACB with the highest allowable current may be placed on the upper line, and the MCB with the lowest allowable current may be placed on the lower line.
  • ACB air circuit breaker
  • MCCB molded case circuit breaker
  • MCB molded circuit breaker
  • the breakers 11 are disposed on each of the branched lines in the switchboard panel 10, and thus the breakers 11 may also have a line relationship according to an ancestry relationship between the lines.
  • Each of the breakers 11 may include a switch (not shown). When each of the breakers 11 is switched off, the arranged line is cut off and power supply is stopped. When each of the breakers 11 is switched on, the power supply can be resumed. For example, each of the breakers 11 may turn the switch on / off based on a control signal received from the gateway 14. According to an embodiment, an administrator or a user may manually operate the switch to turn on / off the switch.
  • the switch may be provided in the form of a physical switch so that the position may change when the switch is turned on or off, and a certain level of vibration may occur.
  • Each of the breakers 11 may gradually decrease in life due to the passage of time or the number of on / off times, and may need to be replaced as the lifespan expires. Such breakers 11 may reach the end of their life when the number of on / off times is a certain number. However, the specific number of times may be changed by the environment (temperature, humidity, etc.) around the breaker.
  • the relay 12 may control to supply or cut off power to a load end such as a motor or an electric motor, and may protect the load end when an accident current such as overcurrent or short circuit current occurs in the current flowing through the load end.
  • the relay 12 may be implemented as an electronic motor protection relay (EMPR), but is not limited thereto.
  • Meter 13 may measure and monitor the amount of power of the power system of the switchboard.
  • the meter 13 may be implemented as a digital integrated meter (GIMAC), but is not limited thereto.
  • GIMAC digital integrated meter
  • At least one gateway 14 may be provided in the switchboard panel 10. According to an embodiment, at least one gateway 14 may be disposed outside the switchboard panel 10.
  • At least one gateway 14 is connected (e.g., RS485, etc.) to the breakers 11, relay 12, and meter 13 in the switchboard panel 10 in a wired or wireless manner, such that the breakers 11 ),
  • the relay 12, and the meter 13 may receive various information related to the operation state of the switchboard and the like.
  • Each of the breakers 11, the relay 12, and the meter 13 may be connected to any one of at least one gateway 14 in the switchboard panel 10.
  • At least one gateway 14 may transmit the received information to the data logger 20 or the server 30 of FIG. 2. In addition, the at least one gateway 14 receives a control command for the connected configuration among the components inside the switchboard panel 10 from the data logger 20 or the server 30. The at least one gateway 14 may control the components 11, 12, 13 based on the received control command, or directly generate the control command to control the components 11, 12, 13. .
  • At least one gateway 14 may be connected to a human machine interface 15.
  • the HMI 15 may be provided on an outer surface of the switchboard panel 10 or on the outside of the switchboard panel 10.
  • the HMI 15 may receive various types of information related to an operation state in the switchboard panel 10 from at least one gateway 14 and display the information in graphic or text form.
  • the HMI 15 may receive various commands or requests related to the operation of the switchboard from an administrator or a user, and transmit the received commands or requests to the gateway 14.
  • the gateway 14 may process a command or request received from the HMI 15, and output the processing result through the HMI 15.
  • At least one gateway 14 may include various sensors for sensing the environment in the switchboard panel 10. This will be described in more detail later with reference to FIG. 3.
  • a plurality of switchboard panels 10a to 10c may be installed at a specific site 1.
  • the number of switchboard panels installed in the site 1 may vary depending on the size of the site 1 or the amount of load.
  • the switchboard management system may include at least one of the plurality of switchboard panels 10a to 10c, the data logger 20, and the server 30.
  • the data logger 20 may be connected to the gateways GW1 to GW6 and the server 30 provided in at least one of the plurality of switchboard panels 10a to 10c through a wired or wireless communication scheme.
  • the data logger 20 receives various information related to the operation of the gateways GW1 to GW6 and lower devices (breakers 11, relays 12, meters 13, etc.), and receives the received information from the server. 30 can be sent.
  • the data logger 20 may transmit a control command received from the server 30 to the corresponding gateways GW1 to GW6.
  • the server 30 may be implemented in the form of a cloud server to integrally manage information in the switchboard panel 10.
  • the server 30 obtains environmental data (temperature, humidity, noise, etc.) from each of the gateways GW1 to GW6, and generates environmental information based on the obtained environmental data.
  • Each of the breakers CB1 to CB30 may be grouped into a plurality of environmental groups using the generated environmental information.
  • the server 30 may set an environment group of the first breaker CB1 to the fifth breaker CB5 connected to the first gateway GW1 by using environment information about the first gateway GW1.
  • the environment information corresponding to the specific gateway may correspond to environment information of the breaker connected to the specific gateway.
  • the specific gateway may be disposed at a position adjacent to the connected breaker in the switchboard panel 10.
  • the first gateway GW1 is disposed at a position adjacent to the first breakers CB1 to fifth breakers CB5, and the second gateway GW2 is located at the sixth breaker CB6.
  • the server 30 may predict the lifespan or risk of occurrence of each breaker CB1 to CB30 based on the driving information (on / off frequency, installation date, etc.) of each of the breakers CB1 to CB30 and the environmental information. Can be.
  • the life of the circuit breakers CB1 to CB30 among the devices included in the plurality of switchboard panels 10a to 10c or the risk of abnormalities have been described, but embodiments of the present disclosure are not only breakers but also a plurality of devices. The same may be applied to the other devices 12 and 13 included in the switchboard panels 10a to 10c.
  • the plurality of switchboard panels 10a to 10c and the data logger 20 may be provided in the site 1, and the server 30 may not be provided in the site 1. have. However, according to an embodiment, the server 30 may also be provided in the site 1.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a gateway included in a distribution panel according to an embodiment of the present invention.
  • the gateway 14 may include a communication unit 141, a memory 142, an environment sensor 143, and a controller 148.
  • the communication unit 141 includes a gateway 14 and breakers 11, a gateway 14 and a relay 12, a gateway 14 and a meter 13, a gateway 14, a data logger 20, and a gateway ( 14 and the HMI 15 and / or at least one wired / wireless communication module to enable communication between the gateway 14 and the terminal (not shown).
  • the memory 142 may store various information or data related to the operation of the gateway 14, information about the components 11, 12, and 13 included in the switchboard panel 10, and the like.
  • the environment sensor 143 may acquire environment data around the gateway 14.
  • the environmental sensor 143 may include a temperature sensor 144, a humidity sensor 145, a noise sensor 146, and a vibration sensor 147, but the components included in the environmental sensor 143 may include It is not limited to this.
  • the environmental sensor 143 includes the sensors illustrated in FIG. 3, the environmental data may include at least one of temperature, humidity, noise, and vibration.
  • the controller 148 may control the overall operation of the gateway 14.
  • the controller 148 according to an embodiment of the present invention to obtain the environmental data around the gateway 14 by controlling the sensors (144 ⁇ 147) included in the environment sensor 143, and obtains the obtained environmental data
  • the data logger 20 may transmit the data to the server 30.
  • the controller 148 may receive information about a breaker or an abnormal danger breaker that is about to be replaced from the server 30.
  • the controller 148 may provide the received information to the terminal or display it through the HMI 15.
  • FIG. 4 is a flowchart for describing a method of operating a switchboard management system according to an exemplary embodiment.
  • 5 is an exemplary diagram illustrating an operation of grouping breakers into environmental groups by a server according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 6 is an exemplary view illustrating a life change according to the on / off frequency of the circuit breaker of each environmental group.
  • the driving information of the breakers 11 includes the number of on / off, and the environmental data obtained by the environmental sensor 143 includes the temperature data and humidity data, but the above description The driving information and the environmental data are not limited to this.
  • the gateway 14 may acquire driving information of the breakers 11 (S100) and transmit the obtained driving information to the server 30 through the data logger 20 (S110).
  • the gateway 14 may obtain driving information of each of at least one breaker connected to the gateway 14 among the breakers 11 provided in the switchboard panel 10.
  • the first gateway GW1 is the first breaker CB1 connected to the first gateway GW1 among the breakers CB1 to CB10 provided in the first switch panel panel 10a.
  • the first gateway GW1 may transmit the obtained driving information to the server 30 through the data logger 20.
  • the driving information may include the on / off number of breakers.
  • the driving information may further include information on the installation date of the circuit breaker or the load (current amount, etc.) of the line on which the circuit breaker is disposed.
  • the server 30 may store the received driving information (S120).
  • the server 30 may store driving information of each of the breakers CB1 to CB30 received from the first gateway GW1 to the sixth gateway GW6, and may store the memory information of the server 30 or the server 30. Can be stored in the database associated with).
  • the gateway 14 may acquire environmental data around the gateway 14 through the environment sensor 143 (S130), and transmit the obtained environmental data to the server 30 (S140).
  • the gateway 14 may obtain environmental data around the gateway 14 periodically or continuously.
  • the environmental data may include at least one of temperature, humidity, noise, and vibration.
  • the environmental data around the gateway 14 may correspond to the environmental data around the connected breaker.
  • the environmental data acquired by the first gateway GW1 may correspond to the environmental data of the first circuit breaker CB1 to the fifth circuit breaker CB5.
  • the server 30 may generate environment information for each of the breakers 11 based on the obtained environment data (S150), and set an environment group of each of the breakers 11 based on the generated environment information (S150). S160).
  • the server 30 may generate environment information of each of the breakers CB1 to CB30 based on environment data received from at least one of the gateways GW1 to GW6.
  • the environment information may be generated by a combination of a plurality of data included in the environment data.
  • the server 30 may correspond to any one of high temperature and high humidity, high temperature drying, low temperature and high humidity, and low temperature drying based on the temperature data and humidity data. Environment information can be generated.
  • the server 30 may divide the breakers CB1 to CB30 into a plurality of environment groups based on the generated environment information.
  • the breakers included in the same environmental group may be predicted for life by the same criteria.
  • the server 30 may generate environment information based on at least one of environment data received from each of the gateways GW1 to GW6.
  • the environmental information of the first gateway GW1, the second gateway GW2, and the third gateway GW3 corresponds to 'low temperature and humidity'
  • the environmental information of the fourth gateway GW4 corresponds to 'high temperature and humidity'. It is assumed to be applicable.
  • the environmental information of the fifth gateway GW5 corresponds to 'low temperature drying'
  • the environmental information of the sixth gateway GW6 corresponds to 'high temperature drying'.
  • the server 30 may divide the breakers CB1 to CB30 into a plurality of environment groups based on the generated environment information.
  • the first group Group1 corresponds to 'low temperature and humidity'
  • the second group Group2 corresponds to 'high temperature and humidity'
  • the third group Group3 corresponds to 'low temperature drying'.
  • the fourth group Group4 may correspond to 'high temperature drying'.
  • the breakers CB1 to CB30 are grouped into four environmental groups, but according to an embodiment, the number of environmental groups may be more or less.
  • the first breaker CB1 to the fifteenth breaker CB15 connected to any one of the first gateway GW1 to the third gateway GW3 may be included in the first group Group1.
  • the sixteenth breakers CB16 to 20th breakers CB20 connected to the fourth gateway GW4 may be included in the second group Group2.
  • the twenty-first circuit breaker CB21 to the twenty-fifth circuit breaker CB25 connected to the fifth gateway GW5 may be included in the third group Group3.
  • the 26th breakers CB26 to 30th breakers CB30 connected to the sixth gateway GW6 may be included in the fourth group Group4.
  • the server 30 may change the environmental group of the breakers CB1 to CB30 based on environmental data continuously received from each of the gateways GW1 to GW6.
  • the server 30 may predict the lifespans of the breakers 11 based on the set environment group and the stored driving information (S170).
  • the life may correspond to the remaining life of each of the breakers CB1 to CB30.
  • the server 30 may have reference data for life prediction of the breakers belonging to each environment group.
  • the reference data may mean data on a lifespan change according to the on / off frequency of the breaker, and the reference data may be different according to the environmental group.
  • the server 30 may extract at least one replacement impulse breaker among the breakers CB1 to CB30 and provide information on the extracted replacement impulse breaker based on the life prediction result. .
  • the replacement impending breaker may mean a breaker with a predicted residual life lower than a threshold.
  • the server 30 may transmit information on the extracted impending replacement circuit breaker to the terminal of the manager or output it through an output device connected to the server 30.
  • the server 30 may transmit information about the extracted replacement impending breaker to the gateway to which the replacement impending breaker is connected.
  • the gateway may output the information about the replacement impending breaker through the HMI 15 or transmit the information to the terminal of the manager.
  • the server 30 may have reference data indicating a lifespan change according to the on / off frequency of the breaker in each environmental group Group1 to Group4.
  • the reference data may be provided in a pre-generated form, or may be generated and provided by accumulating life change information (history) according to the actual on / off frequency of the circuit breaker in each environment group.
  • reference data of each of the environmental groups Group1 to Group4 may be different.
  • the lifespan decrease due to an increase in the number of on / off breakers belonging to the second environmental group Group2 may be greater than that of other environmental groups, and the number of on / off breakers belonging to the third environmental group Group3 may be increased.
  • the decrease in lifespan with increase of may be smaller than in other groups.
  • the on / off times of each of the breaker CB22 and the thirtieth breaker CB30 belonging to the fourth environment group Group4 may be the same.
  • the remaining life of the breakers CB3, CB16, CB22, and CB30 may be predicted differently according to the environmental group to which the breakers CB3, CB16, CB22, and CB30 belong. If the prediction result indicates that the remaining life of the sixteenth breaker CB16 is lower than the threshold TH, the server 30 may extract the sixteenth breaker CB16 as the replacement impending breaker.
  • the server 30 may output a notification or a message indicating that the replacement of the sixteenth breaker CB16 is imminent through an output device (not shown), or transmit it to a terminal of a manager or a user (not shown). In some embodiments, the server 30 may transmit a notification or a message indicating that the replacement of the sixteenth breaker CB16 is imminent to the third gateway GW3 connected to the sixteenth breaker CB16. The third gateway GW3 may output a notification or a message received through the HMI 15 or the like. The notification or message may provide a list of replaceable breakers when the sixteenth breaker CB16 is replaced.
  • An administrator or a user may check or confirm the sixteenth breaker CB16 or replace the sixteenth breaker CB16 in advance if necessary.
  • the switchboard management system includes environmental information obtained by using a gateway having an environmental sensor such as a temperature sensor or a humidity sensor, and driving information of a device in the switchboard panel 10.
  • the switchboard management system may enable the administrator to more effectively manage the equipment provided in the switchboard panel 10.
  • the switchboard management system detects the impending replacement of the device according to the life expectancy of the device and notifies the manager, thereby allowing the manager to prepare for the replacement state of the device in advance. Accordingly, when the switchboard cannot be driven due to a failure such as exhaustion of the life of the device, it is possible to effectively cope with the administrator, thereby effectively reducing the drive downtime of the switchboard.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation method of a switchboard management system according to an exemplary embodiment.
  • the switchboard management system may acquire information of the first breaker in which an abnormality occurs among the plurality of breakers (S200).
  • the gateway 14 may be in communication with the breaker to obtain information related to the operation of the breaker.
  • the gateway 14 may detect an abnormal occurrence of the first circuit breaker by obtaining information related to the occurrence of the abnormality from the first circuit breaker.
  • the gateway 14 may transmit information indicating that an abnormality has occurred in the first breaker to the server 30.
  • the server 30 may obtain driving information (drive history information) of the first breaker from a database or a memory (not shown) (S210).
  • the driving information may include the number of on / off times of the first circuit breaker. According to an embodiment, the driving information may further include at least one of an installation date of the first circuit breaker and a load amount (current amount) of the line on which the first circuit breaker is disposed.
  • the driving information may further include life (residual life) prediction information according to an increase in the on / off frequency of the first circuit breaker. This will be described in more detail later with reference to FIG. 8.
  • the server 30 extracts at least one second breaker included in the same environment group as the first breaker based on the obtained drive information (S220), and based on the drive information of each of the extracted at least one second breaker. Thus, the abnormal occurrence risk breaker among the at least one second breaker may be identified (S230).
  • the step S220 may not be performed.
  • the server 30 may identify at least one abnormality risk breaker having the same or similar driving information as the driving information of the first breaker among the plurality of breakers regardless of the environment group.
  • the server 30 may provide information on the identified abnormal risk blocker (S240).
  • the server 30 may output the information about the abnormal danger breaker through an output device (not shown), or may transmit the information to the terminal of an administrator or a user. Alternatively, the server 30 may transmit the information to the gateway 14 connected to the abnormal risk breaker.
  • FIG. 8 is a diagram for describing an operation of identifying a circuit breaker for abnormal occurrence by the switchboard management system based on the embodiment illustrated in FIG. 7.
  • the first gateway GW1 connected to the third breaker CB3 may detect an abnormal occurrence of the third breaker CB3 and transmit the abnormality occurrence information of the third breaker CB3 to the server 30.
  • the server 30 may obtain driving information of the third breaker CB3 from a database or a memory (not shown).
  • the driving information may include life prediction information according to an increase in the number of on / off times of the third circuit breaker CB3.
  • the environmental group to which the third circuit breaker CB3 belongs may include a third environment group Group3-> a second environment group Group2-> a third environment group Group3-> while the third circuit breaker CB3 is being driven.
  • the second environment group (Group2) may be changed in order.
  • the server 30 may generate and accumulate life prediction information based on the change of the environmental group.
  • the server 30 may include at least one having driving information similar to that of the third circuit breaker CB3 among the circuit breakers CB1, CB2, and CB4 ⁇ CB30 except for the third circuit breaker CB3 based on the obtained driving information.
  • the breaker of can be identified.
  • the server 30 may include a twelfth circuit breaker having similar driving information as that of the third circuit breaker CB3 among the driving information of the eighth circuit breaker CB8 and the driving information of the twelfth circuit breaker CB12.
  • CB12 can be identified as an abnormality risk breaker.
  • the similar driving information may mean driving information having a difference from the driving information of the third breaker CB3 being smaller than the reference value or having a similarity with the driving information of the third breaker CB3 higher than the reference value.
  • the server 30 outputs a notification or a message indicating that the twelfth breaker CB12 is an abnormal danger breaker through an output device (not shown), to an administrator or a user's terminal, or connected to the twelfth breaker CB12. It may transmit to the third gateway GW3.
  • the manager or the user may check or confirm the twelfth breaker CB12 based on the notification or the message, and perform replacement of the twelfth breaker CB12 in advance if necessary.
  • the switchboard management system may identify a circuit breaker having environment or operation information similar to that of the circuit breaker in which the abnormality has occurred, and thus identify an abnormality of the circuit breaker identified. Can be informed. Since the administrator or the user can check only the identified breakers based on the risk of anomaly, the management efficiency of the breakers can be increased.

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 배전반 관리 시스템은, 배전반 패널 내의 복수의 차단기들 중 적어도 하나의 차단기와 연결되는 적어도 하나의 게이트웨이, 및 상기 적어도 하나의 게이트웨이와 연결되는 서버를 포함하고, 상기 적어도 하나의 게이트웨이는, 연결된 상기 적어도 하나의 차단기에 대한 환경 데이터를 획득하는 환경 감지부를 포함하고, 상기 서버는, 상기 적어도 하나의 게이트웨이로부터 상기 복수의 차단기들의 구동 정보, 및 상기 환경 데이터를 수신하고, 수신된 구동 정보 및 환경 데이터에 기초하여, 상기 복수의 차단기들 각각의 잔여 수명을 예측한다.

Description

배전반 관리 시스템
본 발명은 배전반 관리 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 배전반 패널들 내에 구비되는 차단기 등의 기기들에 대한 수명 예측이 가능한 배전반 관리 시스템에 관한 것이다.
배전반은 건물 등에 설치되어, 배전 계통을 지배하고 전기의 배분과 개폐, 안전, 계량 등을 수행하기 위해 개폐기, 차단기, 계기 등을 포함하는 설비를 의미한다. 이러한 배전반은 설치 장소(건물 등)의 규모나 부하의 양 등에 따라 복수의 배전반 패널들을 포함할 수 있고, 복수의 배전반 패널들 각각에는 상기 개폐기, 차단기, 계기 등이 포함될 수 있다.
이러한 복수의 배전반 패널들은, 건물의 여러 위치에 분산되어 설치되고, 설치된 위치 주변에 존재하는 부하로 전력을 공급할 수 있다.
배전반 패널 내에 구비되는 차단기 등의 기기들은 수명이 한정되어 있고, 수명이 경과함에 따라 교체를 요할 수 있다. 다만, 동일한 기기들이더라도 온도나 습도 등의 주변 환경, 온/오프 횟수와 같은 구동 정보에 따라 수명에 차이가 발생할 수 있다.
기기들 각각의 수명 차이가 발생함에 따라, 관리자는 기기들의 교체 시기를 예측하기 어려우며, 이에 따른 관리자의 관리 불편이 증가할 수 있다. 또한, 특정 기기의 교체 시기가 예상치 못하게 도래한 경우, 특정 기기의 신속한 교체가 이루어지지 못함에 따라 배전반이 정상적으로 구동하지 못하고, 전력기기들이 원활히 동작하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배전반 패널 내에 배치되는 차단기 등 기기들의 수명이나 이상 발생 위험을 예측할 수 있는 배전반 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 배전반 관리 시스템은, 배전반 패널 내의 복수의 차단기들 중 적어도 하나의 차단기와 연결되는 적어도 하나의 게이트웨이, 및 상기 적어도 하나의 게이트웨이와 연결되는 서버를 포함하고, 상기 적어도 하나의 게이트웨이는, 상기 적어도 하나의 차단기에 대한 환경 데이터를 획득하는 환경 감지부를 포함하고, 상기 서버는, 상기 적어도 하나의 게이트웨이로부터 상기 복수의 차단기들의 구동 정보, 및 상기 환경 데이터를 수신하고, 수신된 구동 정보 및 환경 데이터에 기초하여, 상기 복수의 차단기들 각각의 잔여 수명을 예측한다.
상기 환경 감지부는, 상기 환경 데이터 중 온도 데이터를 획득하는 온도센서, 및 상기 환경 데이터 중 습도 데이터를 획득하는 습도센서를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 환경 감지부는 상기 환경 데이터 중 소음 데이터를 획득하는 소음센서, 및 상기 환경 데이터 중 진동 데이터를 획득하는 진동센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 정보는, 대응하는 차단기의 온/오프 횟수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 서버는, 상기 적어도 하나의 게이트웨이 각각으로부터 수신된 환경 데이터에 기초하여, 상기 복수의 차단기들 각각의 그룹을 설정하고, 설정된 그룹 및 상기 구동 정보에 기초하여, 상기 복수의 차단기들 각각의 잔여수명을 예측할 수 있다.
상기 서버는, 상기 그룹에 대해 설정된 기준 데이터에 기초하여 상기 복수의 차단기들 각각의 잔여수명을 예측하고, 상기 기준 데이터는 차단기의 온/오프 횟수에 따른 잔여수명 변화에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
상기 서버는, 상기 복수의 차단기들 중, 예측된 잔여수명이 임계치보다 낮은 적어도 하나의 차단기를 추출하고, 추출된 차단기의 교체 임박을 알리는 알림 또는 메시지를 생성할 수 있다.
상기 서버는, 생성된 알림 또는 메시지를 상기 서버와 연결된 출력 장치를 통해 출력하거나, 상기 서버와 연결된 단말기로 생성된 알림 또는 메시지를 전송할 수 있다.
상기 서버는, 생성된 알림 또는 메시지를, 상기 추출된 차단기와 연결된 게이트웨이로 전송할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 적어도 하나의 게이트웨이 중 제1 게이트웨이는, 상기 제1 게이트웨이와 연결된 적어도 하나의 차단기 중 제1 차단기의 이상 발생을 감지하고, 감지된 제1 차단기의 정보를 상기 서버로 전송하고, 상기 서버는, 상기 제1 차단기의 구동 정보를 데이터베이스 또는 메모리로부터 획득하고, 상기 복수의 차단기들 중 상기 제1 차단기의 구동 정보와의 유사도가 기준값보다 높은 적어도 하나의 제2 차단기를 이상 발생 위험 차단기로서 식별할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 적어도 하나의 게이트웨이 각각은, 상기 연결된 적어도 하나의 차단기와 인접하여 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 배전반 관리 시스템은 온도센서나 습도센서 등의 환경 감지부를 갖는 게이트웨이를 이용하여 획득된 환경 정보와, 배전반 패널 내의 기기의 구동 정보를 이용하여 기기의 수명을 예측할 수 있다. 이에 따라, 배전반 관리 시스템은 관리자로 하여금 배전반 패널 내에 구비된 기기에 대한 보다 효과적인 관리를 가능하게 할 수 있다.
또한, 배전반 관리 시스템은 기기의 수명 예측에 따라 기기의 교체 임박을 감지하여 관리자에게 알림으로써, 관리자로 하여금 기기의 교체 상황을 미리 대비하도록 할 수 있다. 이에 따라, 기기의 수명 소진 등 고장에 따른 배전반의 구동 불능 시, 관리자의 신속한 대처가 가능하도록 하여 배전반의 구동 불능 시간을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 배전반 관리 시스템은 특정 기기에서 이상이 발생한 경우, 이상이 발생한 기기와 유사한 환경이나 구동 정보를 갖는 기기를 식별하여 식별된 기기의 이상 발생 위험을 알릴 수 있다. 관리자 또는 사용자는 이상 발생 위험에 기초하여 상기 식별된 기기를 확인 또는 점검할 수 있으므로, 기기들에 대한 관리 효율성이 증가할 수 있다.
도 1은 배전반 패널의 일례를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 관리 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 패널에 포함된 게이트웨이에 대한 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전반 관리 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 서버가, 환경 정보에 기초하여 차단기들을 환경 그룹들로 그룹화하는 동작을 나타낸 예시도이다.
도 6은 각 환경 그룹의 차단기의 온/오프 횟수에 따른 수명 변화를 보여주는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전반 관리 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 8은 도 7에 도시된 실시 예에 기초하여, 배전반 관리 시스템이 이상 발생 위험 차단기를 식별하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 배전반 패널의 일례를 나타내는 개략적인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 관리 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 배전반 패널(10)은 복수의 차단기들(circuit breakers; 11), 계전기(relay; 12), 미터기(meter; 13), 및 적어도 하나의 게이트웨이(gateway; 14)를 포함할 수 있다. 배전반 패널(10)이 도 1에 도시된 구성들만으로 이루어지는 것은 아닌 바, 실시 예에 따라 배전반 관리 시스템은 보다 많거나 적은 구성들을 포함할 수 있다.
배전반 패널(10)의 내부에는 복수의 차단기들(11)이 배치될 수 있다. 배전반 패널(10)의 내부에 배치되는 차단기들의 수는, 배전반 패널(10) 내부에서 분기되는 선로들의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 차단기들(11) 각각은 배전반 패널(10) 내부의 슬롯(slot) 등에 체결되어 고정 설치될 수 있다.
차단기들(11) 각각은 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써, 배전반 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호할 수 있다. 차단기들(11)은 선로들 각각에 하나씩 대응하여 배치됨으로써, 대응하는 선로의 차단 동작을 수행할 수 있다. 이러한 차단기들(11) 각각은 ACB(air circuit breaker), MCCB(molded case circuit breaker), MCB(molded circuit breaker) 등으로 구현될 수 있다. 일반적으로 허용 전류가 가장 높은 ACB는 상위 선로에 배치되고, 허용 전류가 가장 낮은 MCB는 하위 선로에 배치될 수 있다.
차단기들(11)은 배전반 패널(10) 내의 분기된 선로들 각각에 배치되는 바, 선로들 간의 계통(ancestry) 관계에 따라 차단기들(11) 또한 계통 관계를 가질 수 있다.
차단기들(11) 각각은 스위치(미도시)를 포함할 수 있다. 차단기들(11) 각각의 스위치가 오프되는 경우, 배치된 선로가 차단되어 전력 공급이 중단된다. 차단기들(11) 각각의 스위치가 온 되는 경우, 상기 전력 공급이 재개될 수 있다. 예컨대, 차단기들(11) 각각은 게이트웨이(14)로부터 수신되는 제어 신호에 기초하여 상기 스위치를 온/오프시킬 수 있다. 실시 예에 따라, 관리자 또는 사용자가 수동으로 상기 스위치를 조작하여 상기 스위치를 온/오프시킬 수도 있다. 상기 스위치는 물리적인 스위치 형태로 제공되어, 스위치의 온/오프 전환 시 위치가 변경될 수 있고, 특정 수준의 진동이 발생할 수 있다.
차단기들(11) 각각은 시간의 경과 또는 온/오프 횟수 등에 의해 수명이 점차 감소하고, 수명이 다함에 따라 교체를 요할 수 있다. 이러한 차단기들(11)은 온/오프 횟수가 특정 횟수가 될 경우 그 수명이 다할 수 있다. 다만, 상기 특정 횟수는 차단기 주변의 환경(온도, 습도 등)에 의해 변경될 수도 있다.
계전기(12)는 모터나 전동기 등과 같은 부하단에 전원을 공급 또는 차단하도록 제어하고, 부하단에 흐르는 전류에 있어서 과전류, 단락 전류 등과 같은 사고 전류 발생 시 부하단을 보호할 수 있다. 이러한 계전기(12)는 전자식 모터보호계전기(electronic motor protection relay (EMPR))로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
미터기(13)는 배전반의 전력계통의 전력량을 계측 및 모니터링할 수 있다. 예컨대, 미터기(13)는 디지털 집중표시제어장치(digital integrated meter; GIMAC)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
배전반 패널(10)의 내부에는 적어도 하나의 게이트웨이(14)가 구비될 수 있다. 실시 예에 따라, 적어도 하나의 게이트웨이(14)는 배전반 패널(10)의 외부에 배치될 수도 있다.
적어도 하나의 게이트웨이(14)는 배전반 패널(10) 내의 차단기들(11), 계전기(12), 및 미터기(13)와 유선 또는 무선 통신 방식으로 연결(예컨대, RS485 등)되어, 차단기들(11), 계전기(12), 및 미터기(13) 각각으로부터 배전반의 동작 상태 등과 관련된 각종 정보를 수신할 수 있다. 상기 차단기들(11), 계전기(12), 및 미터기(13) 각각은 배전반 패널(10) 내의 적어도 하나의 게이트웨이(14) 중 어느 하나에 연결될 수 있다.
적어도 하나의 게이트웨이(14)는 수신된 정보를 도 2의 데이터 로거(20)나 서버(30)로 전송할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 게이트웨이(14)는 데이터 로거(20) 또는 서버(30) 등으로부터 배전반 패널(10) 내부의 구성들 중 연결된 구성에 대한 제어 명령을 수신한다. 그리고 적어도 하나의 게이트웨이(14)는 수신된 제어 명령에 기초하여 구성들(11, 12, 13)을 제어하거나, 상기 제어 명령을 직접 생성하여 구성들(11, 12, 13)을 제어할 수도 있다.
실시 예에 따라, 적어도 하나의 게이트웨이(14)는 HMI(human machine interface; 15)와 연결될 수 있다. HMI(15)는 배전반 패널(10)의 외부 일면 또는 배전반 패널(10)의 외부에 구비될 수 있다. HMI(15)는 적어도 하나의 게이트웨이(14)로부터 배전반 패널(10) 내의 동작 상태와 관련된 각종 정보를 수신하여 그래픽이나 텍스트 형태로 상기 정보를 표시할 수 있다. 또한, HMI(15)는 관리자 또는 사용자로부터 배전반의 동작과 관련된 각종 명령이나 요청 등을 수신하고, 수신된 명령이나 요청을 게이트웨이(14)로 전송할 수 있다. 게이트웨이(14)는 HMI(15)로부터 수신된 명령 또는 요청을 처리하고, 처리 결과를 HMI(15)를 통해 출력할 수도 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 적어도 하나의 게이트웨이(14)는, 배전반 패널(10) 내의 환경을 감지하기 위한 각종 센서를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 추후 도 3을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 배전반 패널(10)은 특정 사이트(site)(1)에 복수의 배전반 패널(10a~10c)이 설치될 수 있다. 사이트(1) 내에 설치되는 배전반 패널의 수는 사이트(1)의 규모나 부하의 양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 배전반 관리 시스템은, 복수의 배전반 패널(10a~10c) 중 적어도 하나, 데이터 로거(20), 및 서버(30)를 포함할 수 있다.
데이터 로거(20)는, 복수의 배전반 패널(10a~10c) 중 적어도 하나에 구비된 게이트웨이들(GW1~GW6) 및 서버(30)와 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 연결될 수 있다. 데이터 로거(20)는 게이트웨이들(GW1~GW6) 및 하부 기기들(차단기들(11), 계전기(12), 미터기(13) 등)의 동작과 관련된 각종 정보를 수신하고, 수신된 정보를 서버(30)로 전송할 수 있다. 또한, 데이터 로거(20)는 서버(30)로부터 수신되는 제어 명령을 대응하는 게이트웨이들(GW1~GW6)로 전송할 수도 있다.
서버(30)는 클라우드 서버 형태로 구현되어, 배전반 패널(10) 내의 정보를 통합적으로 관리할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 서버(30)는 게이트웨이들(GW1~GW6) 각각으로부터 환경 데이터(온도, 습도, 소음 등)를 획득하고, 획득된 환경 데이터에 기초하여 환경 정보를 생성하고, 생성된 환경 정보를 이용하여 차단기들(CB1~CB30) 각각을 복수의 환경 그룹들로 그룹화할 수 있다. 예컨대, 서버(30)는 제1 게이트웨이(GW1)에 대한 환경 정보를 이용하여, 제1 게이트웨이(GW1)와 연결된 제1 차단기(CB1) 내지 제5 차단기(CB5)의 환경 그룹을 설정할 수 있다.
즉, 특정 게이트웨이에 대응하는 환경 정보는, 상기 특정 게이트웨이와 연결된 차단기의 환경 정보에 해당할 수 있다. 이 경우, 상기 특정 게이트웨이는 배전반 패널(10) 내에서 상기 연결된 차단기와 인접한 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 배전반 패널(10a)에서, 제1 게이트웨이(GW1)는 제1 차단기(CB1) 내지 제5 차단기(CB5)와 인접한 위치에 배치되고, 제2 게이트웨이(GW2)는 제6 차단기(CB6) 내지 제10 차단기(CB10)와 인접한 위치에 배치될 수 있다.
서버(30)는 차단기들(CB1~CB30) 각각의 구동 정보(온/오프 횟수, 설치 일자 등)와 상기 환경 정보에 기초하여, 차단기들(CB1~CB30) 각각의 수명이나 이상 발생 위험을 예측할 수 있다. 본 명세서에서는 복수의 배전반 패널(10a~10c)에 포함된 기기들 중 차단기들(CB1~CB30)의 수명이나 이상 발생 위험을 예측하는 것으로 설명하였으나, 본 명세서의 실시 예들은 차단기들뿐만 아니라 복수의 배전반 패널(10a~10c)에 포함된 다른 기기들(12, 13)에 대해서도 유사하게 적용될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 배전반 패널(10a~10c) 및 데이터 로거(20)는 사이트(1) 내에 구비될 수 있고, 서버(30)는 사이트(1) 내에 구비되지 않을 수 있다. 다만, 실시 예에 따라서는 서버(30) 또한 사이트(1) 내에 구비될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 패널에 포함된 게이트웨이에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3을 참조하면, 게이트웨이(14)는 통신부(141), 메모리(142), 환경 감지부(143), 및 컨트롤러(148)를 포함할 수 있다.
통신부(141)는, 게이트웨이(14)와 차단기들(11), 게이트웨이(14)와 계전기(12), 게이트웨이(14)와 미터기(13), 게이트웨이(14)와 데이터 로거(20), 게이트웨이(14)와 HMI(15), 및/또는 게이트웨이(14)와 단말기(미도시) 간의 통신을 가능하게 하는 적어도 하나의 유/무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
메모리(142)는 게이트웨이(14)의 동작과 관련된 각종 정보 또는 데이터나, 배전반 패널(10) 내에 포함된 구성들(11, 12, 13)에 대한 정보 등을 저장할 수 있다.
환경 감지부(143)는 게이트웨이(14) 주변의 환경 데이터를 획득할 수 있다. 예컨대, 환경 감지부(143)는 온도센서(144), 습도센서(145), 소음센서(146), 및 진동센서(147)를 포함할 수 있으나, 환경 감지부(143)에 포함되는 구성들이 이에 한정되는 것은 아니다. 환경 감지부(143)가 도 3에 도시된 센서들을 포함하는 경우, 환경 데이터는 온도, 습도, 소음, 및 진동 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
컨트롤러(148)는 게이트웨이(14)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 컨트롤러(148)는 환경 감지부(143)에 포함된 센서들(144~147)을 제어하여 게이트웨이(14) 주변의 환경 데이터를 획득하고, 획득된 환경 데이터를 데이터 로거(20)를 통해 서버(30)로 전송할 수 있다.
실시 예에 따라, 컨트롤러(148)는 서버(30)로부터 교체가 임박한 차단기 또는 이상 발생 위험 차단기에 대한 정보를 수신할 수 있다. 컨트롤러(148)는 수신된 정보를 단말기로 제공하거나, HMI(15)를 통해 표시할 수 있다.
이하 도 4 내지 도 6을 참조하여, 배전반 관리 시스템이 배전반 패널(10) 내의 기기(예컨대, 차단기)의 수명을 예측하는 동작에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전반 관리 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 서버가, 환경 정보에 기초하여 차단기들을 환경 그룹들로 그룹화하는 동작을 나타낸 예시도이다. 도 6은 각 환경 그룹의 차단기의 온/오프 횟수에 따른 수명 변화를 보여주는 예시도이다.
이하 도면들에서는, 차단기들(11)의 구동 정보가 온/오프 횟수를 포함하고, 환경 감지부(143)에 의해 획득되는 환경 데이터가 온도 데이터 및 습도 데이터를 포함하는 것으로 가정하여 설명하나, 상기 구동 정보 및 환경 데이터가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 게이트웨이(14)는 차단기들(11)의 구동 정보를 획득하고 (S100), 획득된 구동 정보를 데이터 로거(20)를 통해 서버(30)로 전송할 수 있다(S110).
게이트웨이(14)는 배전반 패널(10)에 구비된 차단기들(11) 중, 게이트웨이(14)와 연결된 적어도 하나의 차단기 각각의 구동 정보를 획득할 수 있다. 도 2에 도시된 실시 예를 참조하면, 제1 게이트웨이(GW1)는 제1 배전반 패널(10a)에 구비된 차단기들(CB1~CB10) 중, 제1 게이트웨이(GW1)와 연결된 제1 차단기(CB1) 내지 제5 차단기(CB5) 각각의 구동 정보를 획득할 수 있다. 제1 게이트웨이(GW1)는 획득된 구동 정보를 데이터 로거(20)를 통해 서버(30)로 전송할 수 있다.
예컨대, 상기 구동 정보는 차단기의 온/오프 횟수를 포함할 수 있다. 실시 에에 따라, 상기 구동 정보는 차단기의 설치 일자나, 차단기가 배치된 선로의 부하(전류량 등)에 대한 정보를 더 포함할 수도 있다.
서버(30)는 수신된 구동 정보를 저장할 수 있다(S120). 예컨대, 서버(30)는 제1 게이트웨이(GW1) 내지 제6 게이트웨이(GW6)로부터 수신된 차단기들(CB1~CB30) 각각의 구동 정보를, 서버(30)의 메모리(미도시) 또는 서버(30)와 연결된 데이터베이스에 저장할 수 있다.
게이트웨이(14)는 환경 감지부(143)를 통해 게이트웨이(14) 주변의 환경 데이터를 획득하고(S130), 획득된 환경 데이터를 서버(30)로 전송할 수 있다(S140).
예컨대, 게이트웨이(14)는 주기적 또는 연속적으로 게이트웨이(14) 주변의 환경 데이터를 획득할 수 있다. 도 3에서 상술한 바와 같이, 상기 환경 데이터는 온도, 습도, 소음, 및 진동 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 게이트웨이(14)는 연결된 차단기에 인접하여 배치되므로, 게이트웨이(14) 주변의 환경 데이터는 상기 연결된 차단기 주변의 환경 데이터에 해당할 수 있다. 예컨대, 제1 게이트웨이(GW1)가 획득한 환경 데이터는, 제1 차단기(CB1) 내지 제5 차단기(CB5)의 환경 데이터에 해당할 수 있다.
서버(30)는 획득된 환경 데이터에 기초하여 차단기들(11) 각각에 대한 환경 정보를 생성하고(S150), 생성된 환경 정보에 기초하여 차단기들(11) 각각의 환경 그룹을 설정할 수 있다(S160).
서버(30)는 게이트웨이들(GW1~GW6) 중 적어도 하나로부터 수신되는 환경 데이터에 기초하여, 차단기들(CB1~CB30) 각각의 환경 정보를 생성할 수 있다. 상기 환경 정보는 상기 환경 데이터에 포함된 복수의 데이터의 조합에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 상기 환경 데이터에 온도 데이터와 습도 데이터가 포함된 경우, 서버(30)는 상기 온도 데이터와 습도 데이터에 기초하여 고온 다습, 고온 건조, 저온 다습, 및 저온 건조 중 어느 하나에 해당하는 환경 정보를 생성할 수 있다.
서버(30)는 생성된 환경 정보에 기초하여 차단기들(CB1~CB30)을 복수의 환경 그룹들로 구분할 수 있다. 이 경우, 동일한 환경 그룹에 포함된 차단기들은 동일한 기준에 의해 수명이 예측될 수 있다.
이와 관련하여 도 5의 실시 예를 참조하면, 서버(30)는 게이트웨이들(GW1~GW6) 각각으로부터 수신되는 환경 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 환경 정보를 생성할 수 있다.
예컨대, 제1 게이트웨이(GW1), 제2 게이트웨이(GW2), 및 제3 게이트웨이(GW3)의 환경 정보는 '저온 다습'에 해당하고, 제4 게이트웨이(GW4)의 환경 정보는 '고온 다습'에 해당하는 것으로 가정한다. 또한, 제5 게이트웨이(GW5)의 환경 정보는 '저온 건조'에 해당하고, 제6 게이트웨이(GW6)의 환경 정보는 '고온 건조'에 해당하는 것으로 가정한다.
서버(30)는 생성된 환경 정보에 기초하여 차단기들(CB1~CB30)을 복수의 환경 그룹들로 구분할 수 있다. 도 5의 실시 예에 따르면, 제1 그룹(Group1)은 '저온 다습'에 해당하고, 제2 그룹(Group2)은 '고온 다습'에 해당하며, 제3 그룹(Group3)은 '저온 건조'에 해당하고, 제4 그룹(Group4)은 '고온 건조'에 해당할 수 있다. 도 5에서는 차단기들(CB1~CB30)을 네 개의 환경 그룹들로 그룹화하였으나, 실시 예에 따라 환경 그룹의 수는 보다 많거나 적게 구현될 수도 있다.
이 경우, 제1 게이트웨이(GW1) 내지 제3 게이트웨이(GW3) 중 어느 하나와 연결되는 제1 차단기(CB1) 내지 제15 차단기(CB15)는 제1 그룹(Group1)에 포함될 수 있다. 제4 게이트웨이(GW4)와 연결되는 제16 차단기(CB16) 내지 제20 차단기(CB20)는 제2 그룹(Group2)에 포함될 수 있다. 제5 게이트웨이(GW5)와 연결되는 제21 차단기(CB21) 내지 제25 차단기(CB25)는 제3 그룹(Group3)에 포함될 수 있다. 마지막으로, 제6 게이트웨이(GW6)와 연결되는 제26 차단기(CB26) 내지 제30 차단기(CB30)는 제4 그룹(Group4)에 포함될 수 있다.
실시 예에 따라, 서버(30)는 게이트웨이들(GW1~GW6) 각각으로부터 지속적으로 수신되는 환경 데이터에 기초하여, 차단기들(CB1~CB30)의 환경 그룹을 변경시킬 수도 있다.
다시 도 4를 설명한다.
서버(30)는 설정된 환경 그룹 및 저장된 구동 정보에 기초하여, 차단기들(11)의 수명을 예측할 수 있다(S170).
상기 수명은 차단기들(CB1~CB30) 각각의 잔여 수명에 해당할 수 있다. 상기 수명 예측을 위해, 서버(30)는 각 환경 그룹에 속한 차단기들의 수명 예측을 위한 기준 데이터를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 기준 데이터는 차단기의 온/오프 횟수에 따른 수명 변화에 대한 데이터를 의미할 수 있고, 상기 기준 데이터는 상기 환경 그룹에 따라 서로 다를 수 있다.
실시 예에 따라, 서버(30)는 수명 예측 결과에 기초하여, 차단기들(CB1~CB30) 중 적어도 하나의 교체 임박 차단기를 추출하고, 추출된 교체 임박 차단기에 대한 정보를 관리자에게 제공할 수 있다.
상기 교체 임박 차단기는 예측된 잔여 수명이 임계치보다 낮은 차단기를 의미할 수 있다. 서버(30)는 상기 교체 임박 차단기가 추출되는 경우, 추출된 교체 임박 차단기에 대한 정보를 관리자의 단말기로 전송하거나, 서버(30)와 연결된 출력 장치를 통해 출력할 수 있다. 실시 예에 따라, 서버(30)는 추출된 교체 임박 차단기에 대한 정보를, 상기 교체 임박 차단기가 연결된 게이트웨이로 전송할 수도 있다. 게이트웨이는 상기 교체 임박 차단기에 대한 정보를 HMI(15)를 통해 출력하거나, 관리자의 단말기로 전송할 수 있다.
이와 관련하여 도 6을 참조하면, 서버(30)는 각 환경 그룹(Group1~Group4)에서 차단기의 온/오프 횟수에 따른 수명 변화를 나타내는 기준 데이터를 가질 수 있다. 상기 기준 데이터는 기 생성된 형태로 제공되거나, 각 환경 그룹에서 차단기의 실제 온/오프 횟수에 따른 수명 변화 정보(히스토리)를 누적함에 따라 생성되어 제공될 수도 있다.
도 6의 그래프에 도시된 바와 같이 환경 그룹들(Group1~Group4) 각각의 기준 데이터는 서로 다를 수 있다. 예컨대, 제2 환경 그룹(Group2)에 속한 차단기의 온/오프 횟수의 증가에 따른 수명 감소 정도는 다른 환경 그룹들에 비해 클 수 있고, 제3 환경 그룹(Group3)에 속한 차단기의 온/오프 횟수의 증가에 따른 수명 감소 정도는 다른 그룹들에 비해 작을 수 있다.
서버(30)는 상기 기준 데이터와 차단기들(CB1~CB30) 각각의 구동 정보(예컨대, 온/오프 횟수)에 기초하여, 잔여 수명이 임계치(TH)보다 낮은 것으로 예측되는 적어도 하나의 교체 임박 차단기를 추출할 수 있다.
도 6의 실시 예에서, 제1 환경 그룹(Group1)에 속한 제3 차단기(CB3), 제2 환경 그룹(Group2)에 속한 제16 차단기(CB16), 제3 환경 그룹(Group3)에 속한 제22 차단기(CB22), 및 제4 환경 그룹(Group4)에 속한 제30 차단기(CB30) 각각의 온/오프 횟수는 서로 동일할 수 있다.
이 때, 차단기들(CB3, CB16, CB22, CB30)이 속한 환경 그룹에 따라, 차단기들(CB3, CB16, CB22, CB30)의 잔여 수명은 서로 다르게 예측될 수 있다. 예측 결과 제16 차단기(CB16)의 잔여 수명이 임계치(TH)보다 낮은 경우, 서버(30)는 제16 차단기(CB16)를 교체 임박 차단기로서 추출할 수 있다.
서버(30)는 제16 차단기(CB16)의 교체가 임박하였음을 나타내는 알림 또는 메시지를 출력 장치(미도시)를 통해 출력하거나, 관리자 또는 사용자의 단말기(미도시)로 전송할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 서버(30)는 제16 차단기(CB16)의 교체가 임박하였음을 나타내는 알림 또는 메시지를 제16 차단기(CB16)와 연결된 제3 게이트웨이(GW3)로 전송할 수도 있다. 제3 게이트웨이(GW3)는 HMI(15) 등을 통해 수신된 알림 또는 메시지를 출력할 수 있다. 상기 알림 또는 메시지는 제16 차단기(CB16)의 교체 시 교체 가능한 차단기의 리스트를 제공할 수도 있다.
관리자 또는 사용자는 상기 알림 또는 메시지에 기초하여, 제16 차단기(CB16)의 점검이나 확인을 수행하거나, 필요시 제16 차단기(CB16)의 교체를 미리 수행할 수 있다.
즉, 도 4 내지 도 6에 도시된 실시 예에 따르면, 배전반 관리 시스템은 온도센서나 습도센서 등의 환경 감지부를 갖는 게이트웨이를 이용하여 획득된 환경 정보와, 배전반 패널(10) 내의 기기의 구동 정보를 이용하여 기기의 수명을 예측할 수 있다. 이에 따라, 배전반 관리 시스템은 관리자로 하여금 배전반 패널(10) 내에 구비된 기기에 대한 보다 효과적인 관리를 가능하게 할 수 있다. 또한, 배전반 관리 시스템은 기기의 수명 예측에 따라 기기의 교체 임박을 감지하여 관리자에게 알림으로써, 관리자로 하여금 기기의 교체 상황을 미리 대비하도록 할 수 있다. 이에 따라, 기기의 수명 소진 등 고장에 따른 배전반의 구동 불능 시, 관리자의 신속한 대처가 가능하도록 하여 배전반의 구동 불능 시간을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전반 관리 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 7을 참조하면, 배전반 관리 시스템은 복수의 차단기들 중 이상이 발생한 제1 차단기의 정보를 획득할 수 있다(S200).
상술한 바와 같이 게이트웨이(14)는 차단기와 통신 연결되어, 차단기의 동작과 관련된 정보를 획득할 수 있다. 이 때, 제1 차단기에서 수명 소진이나 오류 등의 이상이 발생한 경우, 게이트웨이(14)는 제1 차단기로부터 상기 이상 발생과 관련된 정보를 획득함으로써, 제1 차단기의 이상 발생을 감지할 수 있다.
감지 결과에 기초하여, 게이트웨이(14)는 제1 차단기에 이상이 발생하였음을 나타내는 정보를 서버(30)로 전송할 수 있다.
서버(30)는 데이터베이스 또는 메모리(미도시)로부터, 제1 차단기의 구동 정보(구동 히스토리 정보)를 획득할 수 있다(S210).
상기 구동 정보는 제1 차단기의 온/오프 횟수를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라, 상기 구동 정보는 제1 차단기의 설치 일자, 및 제1 차단기가 배치된 선로의 부하량(전류량) 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 구동 정보는, 제1 차단기의 온/오프 횟수 증가에 따른 수명(잔여 수명) 예측 정보를 더 포함할 수 있다. 이에 대해서는 추후 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
서버(30)는 획득된 구동 정보에 기초하여, 제1 차단기와 동일한 환경 그룹에 포함된 적어도 하나의 제2 차단기를 추출하고(S220), 추출된 적어도 하나의 제2 차단기 각각의 구동 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제2 차단기 중 이상 발생 위험 차단기를 식별할 수 있다(S230).
실시 예에 따라, 상기 S220 단계는 수행되지 않을 수도 있다. 이 경우, 서버(30)는 환경 그룹과 관계없이, 복수의 차단기들 중 상기 제1 차단기의 구동 정보와 동일 또는 유사한 구동 정보를 갖는 적어도 하나의 이상 발생 위험 차단기를 식별할 수도 있다.
서버(30)는 식별된 이상 발생 위험 차단기에 대한 정보를 제공할 수 있다(S240).
예컨대, 서버(30)는 상기 이상 발생 위험 차단기에 대한 정보를 출력 장치(미도시)를 통해 출력하거나, 관리자 또는 사용자의 단말기로 전송할 수 있다. 또는, 서버(30)는 상기 이상 발생 위험 차단기와 연결된 게이트웨이(14)로 상기 정보를 전송할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 실시 예에 기초하여, 배전반 관리 시스템이 이상 발생 위험 차단기를 식별하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2와 도 8을 참조하면, 복수의 배전반 패널(10a~10c)에 구비된 복수의 차단기들(CB1~CB30) 중, 제3 차단기(CB3)의 수명이 소진됨에 따라 제3 차단기(CB3)의 이상이 발생할 수 있다.
제3 차단기(CB3)와 연결된 제1 게이트웨이(GW1)는, 제3 차단기(CB3)의 이상 발생을 감지하고, 제3 차단기(CB3)의 이상 발생 정보를 서버(30)로 전송할 수 있다.
서버(30)는 데이터베이스 또는 메모리(미도시)로부터 제3 차단기(CB3)의 구동 정보를 획득할 수 있다.
상기 구동 정보는 도 8의 그래프 형태로 표시된 바와 같이, 제3 차단기(CB3)의 온/오프 횟수 증가에 따른 수명 예측 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 제3 차단기(CB3)가 속한 환경 그룹은, 제3 차단기(CB3)의 구동 중 제3 환경 그룹(Group3)->제2 환경 그룹(Group2)->제3 환경 그룹(Group3)->제2 환경 그룹(Group2) 순으로 변화하였을 수 있다. 서버(30)는 상기 환경 그룹의 변화에 기초하여 수명 예측 정보를 생성하여 누적 저장할 수 있다.
서버(30)는 획득된 구동 정보에 기초하여, 제3 차단기(CB3)를 제외한 복수의 차단기들(CB1, CB2, CB4~CB30) 중, 제3 차단기(CB3)와 유사한 구동 정보를 갖는 적어도 하나의 차단기를 식별할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 서버(30)는 제8 차단기(CB8)의 구동 정보와 제12 차단기(CB12)의 구동 정보 중, 제3 차단기(CB3)와 유사한 구동 정보를 갖는 제12 차단기(CB12)를 이상 발생 위험 차단기로서 식별할 수 있다. 상기 유사한 구동 정보는 제3 차단기(CB3)의 구동 정보와의 차이가 기준값보다 작거나, 제3 차단기(CB3)의 구동 정보와의 유사도가 기준값보다 높은 구동 정보를 의미할 수 있다.
서버(30)는 제12 차단기(CB12)가 이상 발생 위험 차단기임을 나타내는 알림 또는 메시지를 출력 장치(미도시)를 통해 출력하거나, 관리자 또는 사용자의 단말기로 전송하거나, 제12 차단기(CB12)와 연결된 제3 게이트웨이(GW3)로 전송할 수 있다. 관리자 또는 사용자는 상기 알림 또는 메시지에 기초하여, 제12 차단기(CB12)의 점검이나 확인을 수행하고, 필요시 제12 차단기(CB12)의 교체를 미리 수행할 수 있다.
즉, 도 7 내지 도 8에 도시된 실시 예에 따르면, 배전반 관리 시스템은 특정 차단기에서 이상이 발생한 경우, 이상이 발생한 차단기와 유사한 환경이나 구동 정보를 갖는 차단기를 식별하여 식별된 차단기의 이상 발생 위험을 알릴 수 있다. 관리자 또는 사용자는 이상 발생 위험에 기초하여 상기 식별된 차단기만을 확인할 수 있으므로, 차단기들에 대한 관리 효율성이 증가할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 배전반 패널 내의 복수의 차단기들 중 적어도 하나의 차단기와 연결되는 적어도 하나의 게이트웨이; 및
    상기 적어도 하나의 게이트웨이와 연결되는 서버를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 게이트웨이는,
    상기 적어도 하나의 차단기에 대한 환경 데이터를 획득하는 환경 감지부를 포함하고,
    상기 서버는,
    상기 적어도 하나의 게이트웨이로부터 상기 복수의 차단기들의 구동 정보, 및 상기 환경 데이터를 수신하고,
    수신된 상기 구동 정보 및 환경 데이터에 기초하여, 상기 복수의 차단기들 각각의 잔여 수명을 예측하는 배전반 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환경 감지부는,
    상기 환경 데이터 중 온도 데이터를 획득하는 온도센서; 및
    상기 환경 데이터 중 습도 데이터를 획득하는 습도센서를 포함하는 배전반 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 환경 감지부는,
    상기 환경 데이터 중 소음 데이터를 획득하는 소음센서; 및
    상기 환경 데이터 중 진동 데이터를 획득하는 진동센서 중 적어도 하나를 더 포함하는 배전반 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 정보는,
    대응하는 차단기의 온/오프 횟수에 대한 정보를 포함하는 배전반 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 적어도 하나의 게이트웨이 각각으로부터 수신된 환경 데이터에 기초하여, 상기 복수의 차단기들 각각의 그룹을 설정하고,
    설정된 상기 그룹 및 상기 구동 정보에 기초하여, 상기 복수의 차단기들 각각의 잔여수명을 예측하는 배전반 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 그룹에 대해 설정된 기준 데이터에 기초하여 상기 복수의 차단기들 각각의 잔여수명을 예측하고,
    상기 기준 데이터는 상기 차단기의 온/오프 횟수에 따른 잔여수명 변화에 대한 데이터를 포함하는 배전반 관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 복수의 차단기들 중, 예측된 잔여수명이 임계치보다 낮은 적어도 하나의 차단기를 추출하고,
    추출된 상기 차단기의 교체 임박을 알리는 알림 또는 메시지를 생성하는 배전반 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 서버는,
    생성된 알림 또는 메시지를 상기 서버와 연결된 출력 장치를 통해 출력하거나, 상기 서버와 연결된 단말기로 생성된 상기 알림 또는 메시지를 전송하는 배전반 관리 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 서버는,
    생성된 상기 알림 또는 메시지를, 상기 추출된 차단기와 연결된 게이트웨이로 전송하는 배전반 관리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 게이트웨이 중 제1 게이트웨이는,
    상기 제1 게이트웨이와 연결된 적어도 하나의 차단기 중 제1 차단기의 이상 발생을 감지하고, 감지된 상기 제1 차단기의 정보를 상기 서버로 전송하고,
    상기 서버는,
    상기 제1 차단기의 구동 정보를 데이터베이스 또는 메모리로부터 획득하고,
    상기 복수의 차단기들 중 상기 제1 차단기의 구동 정보와의 유사도가 기준값보다 높은 적어도 하나의 제2 차단기를 이상 발생 위험 차단기로서 식별하는 배전반 관리 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 게이트웨이 각각은,
    상기 연결된 적어도 하나의 차단기와 인접하여 배치되는 배전반 관리 시스템.
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