KR20130028460A - An electric meter for sensing current of three phase system utilizing shunt resistors - Google Patents

An electric meter for sensing current of three phase system utilizing shunt resistors Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A watt-hour meter of a three-phase power system using shunt resistors is provided to measure power without distortion even when a current contains a lot of direct current components. CONSTITUTION: A watt-hour meter includes a shunt resistor part(310), an independent power supply part(330), and a measuring unit(300). The shunt resistor part is serially connected to one of the three-phase currents and measures the current. A control part calculates power consumption by using the measured current value from the shunt resistor part. The independent power supply part supplies power independent of three-phase power to the measuring unit. [Reference numerals] (310) Shunt resistor part; (320) Control part; (330) Power supply part; (340) Communication part

Description

션트 저항을 이용한 3상 전력 시스템의 전력량계{AN ELECTRIC METER FOR SENSING CURRENT OF THREE PHASE SYSTEM UTILIZING SHUNT RESISTORS}Power meter for three-phase power system using shunt resistor {AN ELECTRIC METER FOR SENSING CURRENT OF THREE PHASE SYSTEM UTILIZING SHUNT RESISTORS}

본 발명은 3상 전력 시스템의 전력량을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 션트 저항을 이용하여 전류 검출을 수행하여 전력량을 측정하는 전자식 전력량계에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for measuring the amount of power of a three-phase power system, and more particularly to an electronic wattmeter for measuring the amount of power by performing a current detection using a shunt resistor.

도 1은 3상 전력 시스템의 전자식 전력량계에서 전압과 전류를 센싱하는 방법을 도시한다. 전력(P) = 전압(V) × 전류(I)이므로, 소비되는 부하 전력을 측정하기 위해서는 상전압(7)과 부하전류(6)를 측정할 필요가 있다. 디지털 보드에서 전압 및 전류를 측정하기 위해서는 수백 볼트(Volt), 수십 암페어(Ampere)에 달하는 전압과 전류를 수십 내지 수백 밀리-볼트의 신호로 변환해야 한다. 1 illustrates a method of sensing voltage and current in an electronic wattmeter of a three phase power system. Since power P = voltage V x current I, it is necessary to measure the phase voltage 7 and the load current 6 in order to measure the load power consumed. Measuring voltages and currents on digital boards requires converting voltages and currents ranging from hundreds of volts to tens of amps to signals of tens to hundreds of milli-volts.

전자식 전력량계에서는 보통 수백 볼트에 달하는 상전압(7)을 저항 분압(1, 2)을 이용하여 상전압보다 훨씬 작은 값인 수 밀리 볼트의 값으로 변환하고, 수십 암페어에 달하는 상전류(부하전류)(6)는 변류기를 통하여 수 밀리-암페어로 작게 한 다음 저항(4)으로 흐르게 하여 수십 내지 수백 밀리-볼트에 해당하는 전압으로 변환한다. 이렇게 변환된 아날로그 신호는 제어기(5)(Micro Control Unit; MCU) 내의 ADC(Analog-to-Digital Converter)에서 디지털 신호로 변환되고, 이를 MCU(5)는 신호 처리하여 전압, 전류 및 전력을 계측하고 시간의 흐름에 대하여 누적하여 전력량을 계산할 수 있다. In electronic watt-hour meters, phase voltages (7), usually hundreds of volts, are converted to values of several millivolts, much smaller than phase voltages, using resistor voltage dividers (1, 2), and phase currents (load currents) of tens of amperes (6). ) Is made small by a few milli-amps through a current transformer and then flowed into a resistor (4) to convert it into a voltage of tens to hundreds of milli-volts. The converted analog signal is converted into a digital signal by an analog-to-digital converter (ADC) in the controller 5 (Micro Control Unit (MCU)), and the MCU 5 processes the signal to measure voltage, current, and power. The cumulative amount of power can be calculated over time.

상전류를 측정하기 위하여 사용하는 변류기, 즉 CT(Current Transformer)는 부하가 도체 사이를 흐를 때 발생하는 유도 자기력을 철심 코어(core)와 2차 권선을 이용하여 작은 값의 전류로 변환하는 원리를 이용하는데, 이러한 구조에서 발생하는 몇가지 문제점이 있다. 1) CT는 철심 코어와 2차 권선(1000 내지 2500 턴(turn))의 구조로 인하여 단가가 비싼 부품이다. 또한, 2) 철심 코어가 유도 자기력을 전달하는 역할을 하는데 외부의 자석과 같은 강자성체를 근접하는 경우 신호의 왜곡을 발생하거나 CT의 자체 기능을 상실할 가능성이 높다. Current transformer, CT (Current Transformer) used to measure the phase current, uses the principle of converting the induced magnetic force generated when the load flows between the conductors into a small current using the core and the secondary winding. There are some problems with this structure. 1) CT is an expensive part due to the structure of the core core and the secondary winding (1000 to 2500 turns). In addition, 2) the core core is responsible for transmitting the induced magnetic force. If the ferromagnetic material, such as an external magnet, is in close proximity, it is likely to cause distortion of the signal or to lose the CT's own function.

3) 전류 성분은 신호 전달의 왜곡이 발생하고 지속적인 직류 전류는 철심 코어의 포화를 유발해 기능을 상실하게 할 수 있다. 또한, 4) 신호가 철심 코어와 2차 권선으로 생성되는 과정에서 신호 변형(크기의 변형, 위상의 변형)이 발생할 수 있다. 3) Current components cause distortion of signal transmission, and continuous direct current can cause saturation of the core core, resulting in loss of function. In addition, 4) signal deformation (size deformation, phase deformation) may occur while the signal is generated by the core core and the secondary winding.

요금을 산정하는 전력량계에 있어서 2)의 단점들은 강한 자석을 이용하여 계량 능력을 상실하게 할 수 있고, 3)의 단점은 전류를 반파 정류기를 통해 직류 성분을 증가시키고 이를 이용하여 전류 계측을 하지 못하게 하므로 계량 능력을 상실하게 할 수 있다. 4)의 단점은 신호 변형을 제어기를 통해 보완 또는 보상을 해주어야 하므로 소프트웨어의 복잡도를 증가하게 한다. Disadvantages of 2) in metering power meter can be the loss of metering ability by using strong magnet, and the disadvantage of 3) is to prevent current from increasing current through half wave rectifier and using it to measure current. This can lead to loss of weighing capacity. The disadvantage of 4) increases the complexity of the software because the signal distortion must be compensated or compensated through the controller.

따라서, 단상 전원의 계량기의 경우 CT를 이용하는 기존의 방식을 포기하고 직접적으로 션트(Shunt) 저항을 이용하여 전류를 측정하고 전력량을 계량하는 방법이 증가하고 있는 추세이다.Therefore, in the case of the meter of the single-phase power supply, the trend of abandoning the conventional method using CT and directly measuring current using a shunt resistor and measuring the amount of power is increasing.

그러나 3상 전력 시스템의 계량기의 경우 각각의 상전류를 션트 저항으로 작은 값의 전압 신호로의 변환은 가능하나 이 변환된 신호들 각각은 선간 전압 만큼의 전위차(전압차)를 갖고 있으므로 최종단의 하나의 디지털 보드 안에 결합할 수 없는 기술적인 문제가 있어 여전히 CT를 사용할 수 밖에 없었다.
However, in the three-phase power system meter, each phase current can be converted into a small value voltage signal by a shunt resistor, but each of these converted signals has a potential difference (voltage difference) as much as the line voltage. There was still a technical problem that could not be combined within the digital board of the company, which forced CT to still be used.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력량계는 앞서 언급한 문제점을 해소하고, 간단한 구성을 제공할 수 있다.
The electricity meter according to an embodiment of the present invention can solve the above-mentioned problems and provide a simple configuration.

본 발명의 일 실시예에 따른 션트 저항을 이용한 3상 전원의 전력량계가 개시된다. 상기 전력량계는 3상 전류 중 하나에 직렬 연결되어 전류를 측정하는 션트 저항부; 및 상기 션트 저항부에 의해 측정된 전류 값을 이용하여 소모된 전력량을 계산하는 제어부를 포함하는 측정 유닛을 포함할 수 있다. Disclosed is a power meter of a three-phase power supply using a shunt resistor according to an embodiment of the present invention. The wattmeter includes: a shunt resistor unit connected to one of three-phase currents to measure current; And a control unit that calculates an amount of power consumed by using the current value measured by the shunt resistor unit.

또한, 상기 전력량계는 상기 측정 유닛으로 상기 3상 전원과 독립된 전원을 공급하는 독립 전원부를 더 포함할 수 있다. The electricity meter may further include an independent power supply unit supplying power independent of the three-phase power supply to the measurement unit.

또한, 상기 측정 유닛은 상기 3상 전원 각각의 전력량을 측정하기 위해 각 상 전원마다 하나씩 존재할 수 있다. 상기 각각의 측정 유닛은 절연된 통신부를 포함하고, 상기 통신부를 통해 각 상에서 측정된 전력량을 전송 또는 수신하여 상기 3상 전원의 전체 전력량을 계산할 수 있다. In addition, the measurement unit may exist one for each phase power source for measuring the amount of power of each of the three-phase power source. Each measuring unit includes an insulated communication unit, and calculates the total power of the three-phase power source by transmitting or receiving the amount of power measured in each phase through the communication unit.

또한, 상기 측정 유닛은 상기 3상 전원의 전압을 측정하기 위한 분압 저항부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 측정된 전류 값 및 측정된 전압 값을 이용하여 각 상에서 소모된 전력량을 계산하고, 각 상에서 소모된 전력량을 통합하여 전체 전력 소모량을 계산할 수 있다. In addition, the measurement unit may further include a voltage divider for measuring the voltage of the three-phase power source. The controller calculates the amount of power consumed in each phase by using the measured current value and the measured voltage value, and calculates the total power consumption by integrating the amount of power consumed in each phase.

또한, 상기 션트 저항부는 자신의 양단의 전압 강하를 측정하여 자신의 저항값을 이용하여 전류를 측정할 수 있다.
In addition, the shunt resistor unit may measure a voltage drop across its own end to measure a current using its resistance value.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력량계는 어떠한 강한 자석의 영향에도 전류 측정을 왜곡 없이 수행할 수 있고, 전류에 직류 성분이 많이 포함되어도 왜곡 없이 측정할 수 있다. 또한, 선형 소자인 션트 저항을 사용하므로 측정 선형성이 우수하며, 센서 자체가 매우 간단한 구성으로 구현할 수 있는 장점이 있다.
The electricity meter according to one embodiment of the present invention can perform current measurement without distortion under any strong magnet influence, and can measure without distortion even if a large amount of DC component is included in the current. In addition, since the linear element shunt resistor is used, the measurement linearity is excellent, and the sensor itself can be implemented in a very simple configuration.

도 1은 본 발명에 따른 3상 전력 시스템의 전력량계를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 션트 저항을 이용한 3상 전력 시스템의 전력량계를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 3상 전력 시스템의 전력량계의 블록도를 도시한다.
1 shows a wattmeter of a three phase power system according to the invention.
Figure 2 shows a wattmeter of a three-phase power system using a shunt resistor according to the present invention.
3 shows a block diagram of a wattmeter of a three phase power system according to the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and should be construed in a sense and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are included. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력량계를 도시한다. 도 2에는 3상 전력 시스템(R상, S상 및 T상)이 도시되어 있다. 3상 전력선에 병렬로 상전압 측정을 위한 분압 저항부(1, 2)가 연결되어 있다. 상세하게는, 모든 상에 연결되어 있다. 또한, 상전류 측정을 위해, 3상 중 어느 하나의 상전류가 흐르는 전력선에 직렬로 션트 저항(4r, 4s 및 4t)이 연결되어 있다. 2 shows a power meter according to an embodiment of the present invention. 2 shows a three phase power system (R phase, S phase and T phase). The voltage divider resistors 1 and 2 for phase voltage measurement are connected in parallel to the three-phase power line. Specifically, all phases are connected. In addition, for the phase current measurement, the shunt resistors 4r, 4s, and 4t are connected in series to a power line through which one of the three phase currents flows.

상전압 및 상전류 측정을 위해 측정 유닛(15, 16 및 17)이 도시되어 있다. 각각의 측정 유닛은 전압 공급 모듈(8)로부터 SMPS(Switching Modulation Power Supply)와 같은 스위칭 방식을 이용하여 분리된(isolated) 상태의 전원(9, 10 및 11)을 각각 공급받을 수 있다. 제어부(12r, 12s 및 12t)는 상기 션트 저항(4r, 4s 및 4t) 및 분압 저항부(1 및 2)를 통해 측정된 상전류 및 상전압 값을 수신하여 해당 상의 전력값을 계산할 수 있다. 또한 각각의 제어부(12r, 12s 및 12t)는 서로 통신하여 3상 전력 시스템에서 소비된 총 전력값을 통합시켜 계산할 수 있다. Measurement units 15, 16 and 17 are shown for phase voltage and phase current measurements. Each measurement unit may be supplied with power 9, 10 and 11 in an isolated state using a switching scheme such as Switching Modulation Power Supply (SMPS) from the voltage supply module 8. The controllers 12r, 12s, and 12t may receive phase current and phase voltage values measured through the shunt resistors 4r, 4s, and 4t and the voltage divider resistors 1 and 2 to calculate power values of the corresponding phases. In addition, each of the control units 12r, 12s, and 12t may communicate with each other to integrate the total power value consumed in the three-phase power system.

이를 위해, 각각의 제어부(12r, 12s 및 12t)는 분리 또는 절연된 상태의 통신부(13, 14)를 구비할 수 있다. 도 2에서는 통신부를 제어부(12r 및 12s) 사이의 2개와 제어부(12r 및 12t) 사이의 2개를 도시하였으나, 각각의 제어부는 개별적인 통신부를 구비할 수 있다. To this end, each of the control units 12r, 12s, and 12t may include communication units 13 and 14 in a separated or insulated state. In FIG. 2, two communication units between the control units 12r and 12s and two between the control units 12r and 12t are illustrated, but each control unit may have a separate communication unit.

또한, 상전압 및 상전류 측정을 위한 측정 유닛(15, 16 및 17)은 다른 상들과 독립적인 전원(9, 10 및 11)을 구비할 수 있고, 접지도 마찬가지로 개별적으로 구비할 수 있다. In addition, the measuring units 15, 16 and 17 for measuring the phase voltage and the phase current may be provided with the power supplies 9, 10 and 11 independent of the other phases, and the ground may likewise be individually provided.

전력량은 전압 파형과 전류 파형을 곱하여 시간에 대하여 누적하는 방법으로 구할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력량계는 R상, S상 및 T상을 각각 단상 기준으로 전력을 계산한 다음, 3개의 상의 값들을 통합하는 방법으로 전체 전력량을 계산할 수 있다. The amount of power can be obtained by multiplying the voltage waveform and the current waveform to accumulate over time. The electricity meter according to an embodiment of the present invention may calculate the total amount of power by calculating the power of the R phase, the S phase, and the T phase based on a single phase, and then integrating the values of the three phases.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력량계는 션트 저항을 이용하여 상전류를 측정하기 위해 각 상마다 측정 유닛(15, 16 및 17)을 포함하여 구성될 수 있다. 상전류 측정을 위해 하나의 ADC 또는 MCU에 각 상에 설치된 션트 저항의 양단의 전압을 입력시키면 각 상 사이의 선간 전압의 차이, 즉 전위 차이가 ADC 또는 MCU에 그대로 인가되므로, ADC 또는 MCU가 파손될 것이다. 따라서, 하나의 제어부(또는 MCU)에서 전력량의 계산의 통합을 위해 각 상에 따라 전원 및 접지 그리고 디지털 신호가 모두 분리되어야 안정적인 구현을 도모할 수 있다. In addition, the wattmeter according to an embodiment of the present invention may be configured to include the measuring unit (15, 16 and 17) for each phase in order to measure the phase current using the shunt resistor. Inputting the voltage across the shunt resistor installed in each phase to a single ADC or MCU for phase current measurement will cause the ADC or MCU to break because the difference in line voltage between each phase, i.e. the potential difference, is applied to the ADC or MCU as it is. . Therefore, in order to integrate power calculation in one controller (or MCU), power and ground and digital signals must be separated according to each phase to achieve stable implementation.

도 2에서, R상의 상전압은 R상을 위한 분압 저항부(1a, 2a)를 통해 수 밀리-볼트로 변환되고, 이를 제어부(12r, ADC 또는 MCU)가 디지털 신호로 변환할 수 있다. R상의 전류는 제어부(12r)가 R상의 션트 저항(4r)에 전류가 흐를 때 발생하는 전압 강하를 검출하여 디지털 신호로 변환할 수 있다. 제어부(12r)는 디지털 신호로 변환된 전압 및 전류 값을 곱하여 전력을 구하고 시간에 따라 누적하여 R상의 전력 또는 전력량을 구할 수 있다. In FIG. 2, the phase voltage of the R phase is converted into several milli-volts through the voltage divider 1a and 2a for the R phase, and the control unit 12r, the ADC, or the MCU may convert the digital signal. The current of the R phase may be converted into a digital signal by detecting the voltage drop generated when the current flows through the shunt resistor 4r of the R phase. The controller 12r may obtain power by multiplying a voltage and current value converted into a digital signal and accumulate with time to obtain power or amount of R phase.

S상의 상전압은 S상을 위한 분압 저항부(1b, 2b)를 통해 수 밀리-볼트로 변환되고, 이를 제어부(12s)가 디지털 신호로 변환할 수 있다. S상의 전류는 제어부(12s)가 R상의 션트 저항(4s)에 전류가 흐를 때 발생하는 전압 강하를 검출하여 디지털 신호로 변환할 수 있다. 제어부(12s)는 디지털 신호로 변환된 전압 및 전류 값을 곱하여 전력을 구하고 시간에 따라 누적하여 S상의 전력 또는 전력량을 구할 수 있다. The phase voltage of the S phase is converted into several milli-volts through the voltage divider 1b and 2b for the S phase, and the control unit 12s may convert it into a digital signal. The current of the S phase may be converted into a digital signal by detecting the voltage drop generated when the current flows through the shunt resistor 4s of the R phase. The controller 12s may obtain power by multiplying a voltage and current value converted into a digital signal, and accumulate with time to obtain power or amount of S phase.

T상의 전력 또는 전력량도 앞서 언급한 S상 및 R상과 동일하게 각 상의 분압 저항부(1c, 2c) 및 션트 저항(4t)을 이용하여 S상 및 R상과 동일하게 처리한다. S상 및 T상에 대한 처리된 샘플 값 또는 전력(또는 전력량) 값은 절연된 통신부(13 및 14)를 통해 제어부(12t)로 전달되어 R상에 대한 값과 함께 통합될 수 있다. 또한, 도 2에는 앞서 언급한 것처럼 2개의 통신부(13 및 14)를 도시했으나, 각각의 측정 유닛(15, 16 및 17)은 개별적인 통신부를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(12r)가 다른 제어부(12s, 12t)로부터 해당 상에 대한 전력량 값을 제공받는 것으로 설명했으나, 각각의 제어부(12r, 12s 및 12t)의 전력량 값을 제공받아 통합하는 별도의 구성요소(미도시)가 존재할 수 있다. The power or amount of power of the T phase is also processed in the same manner as the S phase and the R phase by using the divided resistors 1c and 2c and the shunt resistor 4t of each phase in the same manner as the above-described S and R phases. The processed sample value or power (or power amount) values for the S phase and the T phase can be transferred to the control unit 12t through the insulated communication units 13 and 14 and integrated with the values for the R phase. In addition, although two communication sections 13 and 14 are shown in FIG. 2 as mentioned above, each measuring unit 15, 16 and 17 may comprise a separate communication section. In addition, although the control unit 12r has been described as receiving power amount values for the phase from the other control units 12s and 12t, a separate component that receives and integrates the power amount values of the respective control units 12r, 12s and 12t. (Not shown) may exist.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력량계는 CT를 사용하지 않고 션트 저항을 사용하므로, 외부의 어떠한 강한 자석의 영향에도 안정적인 전류 측정을 수행할 수 있다. 또한, CT는 직류 성분을 변환하지 못하므로, 이를 악용하여 도전하기 위해 다이오드 등을 이용하여 단방향의 전류 신호만을 사용하는 경우가 있는데, 션트 저항을 이용하여 상전류를 측정함으로써 이를 방지할 수 있다. 또한, 션트 저항은 선형적 수동 소자이므로 측정 값에 선형성을 보장할 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력량계는 저항을 이용한 구조이므로 CT를 이용한 전력량계에 비해 간단하게 구성할 수 있다.
Since the wattmeter according to an embodiment of the present invention uses a shunt resistor without using a CT, it is possible to perform stable current measurement under the influence of any strong magnet. In addition, since the CT cannot convert the DC component, there is a case in which only a unidirectional current signal is used by using a diode or the like in order to exploit and conduct it, and this can be prevented by measuring a phase current using a shunt resistor. In addition, since the shunt resistor is a linear passive element, the linearity of the measured value can be guaranteed, and since the wattmeter according to the embodiment of the present invention is a structure using a resistor, the shunt resistor can be simply configured as compared to the wattmeter using the CT.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력량계를 도시한다. 전력량계는 션트 저항을 이용한 3상 전원의 전력량계로서, 3상 전류 중 하나에 직렬 연결되어 전류량을 측정하는 션트 저항부(310); 상기 3상 전원과 독립된 전원을 공급하는 독립 전원부(330); 및 상기 션트 저항부에 의해 측정된 전류량을 이용하여 소모된 전력량을 계산하는 제어부(320)를 포함하는 측정 유닛(300)을 포함할 수 있다. 3 shows a wattmeter in accordance with one embodiment of the present invention. The wattmeter is a wattmeter of a three-phase power supply using a shunt resistor, and includes a shunt resistor unit 310 connected to one of three-phase currents to measure an amount of current; Independent power supply unit 330 for supplying power independent of the three-phase power; And a control unit 300 that calculates the amount of power consumed using the amount of current measured by the shunt resistor.

션트 저항부(310)는 3상 전원의 전류 흐름에 직렬로 연결된 저항일 수 있다. 션트 저항부(310)는 전압 강하를 최소화해야 하므로 작은 값이어야 한다. 예컨대, 저항값은 약 100μΩ 내지 120 μΩ일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 션트 저항부(310)는 자신의 양단의 전압 강하를 측정하여 자신의 저항값을 이용하여 전류량을 측정할 수 있다. The shunt resistor unit 310 may be a resistor connected in series to the current flow of the three-phase power source. The shunt resistor 310 should be a small value because the voltage drop should be minimized. For example, the resistance value may be about 100 μΩ to 120 μΩ, but is not limited thereto. The shunt resistor unit 310 may measure the amount of current using its resistance value by measuring the voltage drop across both ends thereof.

독립 전원부(330)는 상기 3상의 전원과 독립된 전원을 제공할 수 있다. 3상의 전원과 독립되어야 한다는 것은, 3상의 전원에 영향을 받지 않도록 격리 또는 분리되어야 함을 의미한다. 각각의 상전류 또는 상전압을 단상에 대한 전류 또는 전압을 측정하는 것과 유사하게 구성하기 위해서는, 각 상 사이의 선간 전압 차이를 제거하는 것이 요구된다. 만약, 이러한 독립 전원부(330) 없이, 3개의 션트 저항부(310)를 통한 전압 강하 값을 검출하여 각각의 제어부(320)에 입력하면 이들의 값들이 결국 약 380볼트의 전압 차이로 인해, 제어부(320)가 손상될 것이다. 따라서, 각각의 측정 유닛(300)은 각각의 측정 유닛의 전원과 서로 독립된 독립 전원부(330)를 구비하는 것이 바람직하다. The independent power supply unit 330 may provide a power independent of the three phase power. Being independent of the three-phase power supply means that it must be isolated or separated so as not to be affected by the three-phase power supply. In order to configure each phase current or phase voltage similar to measuring the current or voltage for a single phase, it is required to eliminate the line voltage difference between each phase. If, without such an independent power supply unit 330, the voltage drop value through the three shunt resistor unit 310 is detected and input to each of the control unit 320, these values eventually result in a voltage difference of about 380 volts, the control unit 320 will be damaged. Accordingly, each measuring unit 300 preferably includes independent power supplies 330 independent of the power of each measuring unit.

제어부(320)는 일반적인 마이크로 프로세서, 마이크로 제어기, 제어기 등일 수 있으며, 측정된 전압 값 및 측정된 전류 값을 이용하여 전력 값을 계산하고, 이를 시간에 따라 누적하여 전체 소모된 전력량을 계산할 수 있다. The controller 320 may be a general microprocessor, a microcontroller, a controller, or the like. The controller 320 may calculate a power value using the measured voltage value and the measured current value, and accumulate the power value over time to calculate the total amount of power consumed.

측정 유닛(300)은 상기 3상 전원의 전압을 측정하기 위한 분압 저항부(도 2의 1a 내지 1c 및 2a 내지 2c)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제어부(320)는 측정된 전류량 및 측정된 전압을 이용하여 해당 상에서 소모된 전력량을 계산하고, 각 상에서 소모된 전력량을 통합하여 전체 전력 소모량을 계산할 수 있다. The measurement unit 300 may further include a voltage divider (1a to 1c and 2a to 2c of FIG. 2) for measuring the voltage of the three-phase power source. In addition, the controller 320 may calculate the amount of power consumed in the phase using the measured current amount and the measured voltage, and calculate the total power consumption by integrating the amount of power consumed in each phase.

측정 유닛(300)은 상기 3상 전원 각각의 전력량을 측정하기 위해 각 상 전원마다 하나씩 존재할 수 있으며, 각각의 측정 유닛은 절연된 통신부(340)를 포함하고, 상기 통신부를 통해 각 상에서 측정된 전력량을 전송 또는 수신하여 전체 전력량을 계산할 수 있다. 한편, 제어부(320)는 모든 측정 유닛(300)에 존재하는 것으로 도시되었으나, 각 상에 해당하는 측정 유닛(300) 중 어느 하나에만 구비될 수 있다. 또한, 각각의 측정 유닛(300)에 제어부(320)가 포함되어 있더라도, 별도의 제어 유닛(미도시)이 존재하여, 이 제어 유닛이 각각의 측정 유닛(300)의 제어부(320)로부터 전력량을 수신하여 전체 전력량을 계산할 수 있다.
One measurement unit 300 may exist for each phase power source to measure the amount of power of each of the three phase power sources, and each measurement unit includes an insulated communication unit 340, and the amount of power measured in each phase through the communication unit. The total amount of power can be calculated by sending or receiving. Meanwhile, although the controller 320 is illustrated as being present in all the measurement units 300, the controller 320 may be provided only in any one of the measurement units 300 corresponding to each phase. In addition, even if the control unit 320 is included in each measurement unit 300, there is a separate control unit (not shown), so that the control unit receives the amount of power from the control unit 320 of each measurement unit 300 Receive and calculate the total amount of power.

위에서 본 발명의 실시예들이 설명되었으며, 당해 기술 분야에 속한 통상의 지식을 가진 자는 이러한 실시예들은 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 예시적인 것임을 인식할 수 있고, 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 변형, 수정 등이 가능함을 인식할 것이다.
Having described the embodiments of the present invention above, those of ordinary skill in the art will recognize that these embodiments are illustrative rather than limiting, and that various changes and modifications may be made without departing from the scope or spirit of the invention Variations, and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

Claims (7)

션트 저항을 이용한 3상 전원의 전력량계로서,
3상 전류 중 하나에 직렬 연결되어 전류를 측정하는 션트 저항부; 및
상기 션트 저항부에 의해 측정된 전류 값을 이용하여 소모된 전력량을 계산하는 제어부;를 포함하는 측정 유닛을 포함하는, 전력량계.
As a power meter of a three-phase power supply using a shunt resistor,
A shunt resistor unit connected to one of three-phase currents to measure current; And
And a control unit that calculates the amount of power consumed by using the current value measured by the shunt resistor unit.
제1항에 있어서,
상기 측정 유닛으로 상기 3상 전원과 독립된 전원을 공급하는 독립 전원부를 더 포함하는, 전력량계.
The method of claim 1,
A power meter further comprising an independent power supply for supplying power independent of the three-phase power to the measurement unit.
제1항에 있어서, 상기 측정 유닛은 상기 3상 전원 각각의 전력량을 측정하기 위해 각 상 전원마다 하나씩 존재하는, 전력량계.
The power meter of claim 1, wherein the measuring unit is present for each phase power source to measure the amount of power of each of the three phase power sources.
제1항에 있어서, 상기 각각의 측정 유닛은 절연된 통신부를 포함하고, 상기 통신부를 통해 각 상에서 측정된 전력량을 전송 또는 수신하여 상기 3상 전원의 전체 전력량을 계산하는, 전력량계.
The electricity meter of claim 1, wherein each measurement unit includes an insulated communication unit, and calculates the total amount of power of the three-phase power source by transmitting or receiving an amount of power measured in each phase through the communication unit.
제1항에 있어서, 상기 측정 유닛은,
상기 3상 전원의 전압을 측정하기 위한 분압 저항부를 더 포함하는, 전력량계.
The method of claim 1, wherein the measuring unit,
A power meter further comprising a voltage divider for measuring the voltage of the three-phase power source.
제5항에 있어서, 상기 제어부는,
측정된 전류 값 및 측정된 전압 값을 이용하여 각 상에서 소모된 전력량을 계산하고, 각 상에서 소모된 전력량을 통합하여 전체 전력 소모량을 계산하는, 전력량계.
6. The apparatus of claim 5,
A power meter that calculates the amount of power consumed in each phase using the measured current value and the measured voltage value, and calculates the total power consumption by integrating the amount of power consumed in each phase.
제1항에 있어서, 상기 션트 저항부는 자신의 양단의 전압 강하를 측정하여 자신의 저항값을 이용하여 전류를 측정하는, 전력량계. The wattmeter of claim 1, wherein the shunt resistor unit measures a voltage drop across both ends of the shunt resistor to measure a current using its resistance value.
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