IoT기반의 결상사고 원격 알람 시스템에 관한 연구 :A study on remote alarm system of open-phase faults based on IoT

정회중

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자료유형: 학위논문

저자정보: 정회중 (강원대학교, 강원대학교 대학원)

지도교수: 곽동걸

발행연도: 2019

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이용수11

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2019

IoT기반의 결상사고 원격 알람 시스템에 관한 연구

정회중 2019.01 학위논문

2018

IoT 기반의 결상사고 원격알람 시스템에 관한 연구

결상사고 원격 알람을 위한 모바일 폰 앱 개발에 관한 연구

정회중 , 곽동걸 , 이해건 외 1명 전력전자학회 학술대회 논문집 2018.07 학술대회자료

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산업 현장이나 대형 건물에 사용되는 전기분전반에 있어, 1상 결상 또는 2상 결상사고로 인해 발생하는 피해규모는 매년 증대되는 추세이다. 이는 결상으로 인한 전압불평형, 과부하, 절연파괴 등이 주요 요인으로 분석된다.
현재 결상사고의 예방은 일반적으로 분전반 내의 배선용차단기, 과부하 겸용 누전차단기(RCD) 또는 열동 과전류계전기(THR), 전자식 모터 보호 계전기 등에 의존하고 있으며, 여기서 배선용차단기와 누전차단기는 결상사고에 대한 직접적인 검출기능이 없어 결상사고 시에 과전류만을 감지하고 검출하여 차단기를 동작시키는 역할을 가진다. 그리고 열동 과전류계
전기와 전자식 모터 보호계전기는 과열이나 과전류가 발생되어야지만 검출이 가능하고 또한 전압불평형률이 70%이상에서 약 3초 이내에 트립 하도록 설계되어 그 응답속도가 느려 현장에서의 잦은 오동작과 정밀도가 저하되는 문제점을 가진다. 그 결과 3상 전력계통에서의 결상사고에 따른 전기화재는 증가되고 있으며, 이에 따른 인명피해와 재산피해는 증대되는 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 3상 중성점 전압을 이용한 결상사고 제어장치를 제안한다. 제안한 제어장치는 3상 전원 a, b, c 각 라인에 동일 용량의 커패시터 소자를 성형 결선하여 3상 합성전위의 중성점과 접지(G)간의 전위차를 이용한 새로운 결상사고 제어회로 토폴로지를 설계한다. 또한 본 논문에서는 결상사고 발생 시 현장 관
리자의 모바일폰으로 경보 메시지를 전송하는 IoT(internet of things) 기반의 결상사고 원격 알람시스템을 제안한다. 제안한 IoT기반의 결상사고 감지장치는 소형?경량으로 제작되고 신뢰성과 정밀성이 우수하여 각종 전기분전반 및 전동기제어반 내에 용이하게 부착되는 특징이 주어진다.

The scale of 1-phase or 2-phase open-phase fault and its damage caused by Electric Panel Board used in a industrial site and a large building increases every year. The Voltage Unbalance, Overload, breakdown are analyzed as the main factors.
Currently, general prevention schemes for the open-phase fault rely on Molded Case Circuit Breaker(MCCB), Over-current& Residual-Current Device(RCD), Thermal Relay(THR) or Electronic Motor Protecting Relay and etc inside the Electric Panel Board. Yet, Molded Case Circuit Breaker(MCCB) and Over current&Residual-current device(RCD) don''t have its detecting function for the open-phase fault directly. It only detects over-current and operates the circuit breaker at the moment of an open-phase fault.
Thermal Relay(THR) and Electronic Motor Protecting Relay only detects its issues only when there are over-current and over-heating.
It is build to trip within about 3 seconds at the moment of 70% or above voltage unbalanced condition.
Therefore, its speed of reaction is slow, often occurs malfunction and reduces its precision. As a result, electrical fire from a open-phase fault increases in 3-phase electrical power system which also leads in increasing loss of life and property damage.
To solve these problems, This paper proposes an open-phase fault control system using 3-phase neutral voltage. The proposed control system is designed as a new topology which uses the potential difference between neutral point and ground(G) of three phase. And the open-phase detection system is configured to Y-wiring of three capacitance devices of the same capacity to each line of three phase power source A-B-C.
In this paper, we also propose an IoT(internet of things) -based open-phase fault remote alarm system that transmits alarm messages to a mobile phone in the event of an open-phase fault.
The proposed IoT-based open-phase fault detection system is designed to be compact and lightweight and has excellent reliability and precision, so it is easily attached to various Electric Panel Board and Motor Control Boards.

I. 서 론 ················································································································ 1
II. 결상사고 감지제어회로 개발 ····································································· 5
2.1 결상사고에 대한 수학적 알고니즘 ·······················································5
2.1.1 3상 교류회로 정상상태 ······························································ 5
2.1.2 3상 교류회로 1상 결상상태 ·························································· 6
2.1.3 3상 교류회로 2상 결상상태 ·························································· 7
2.2 기존 결상 보호기의 성능분석 ····························································· 8
Ⅲ. 제안한 결상사고 보호장치 개발 ························································· 12
Ⅳ. IoT기반의 결상사고 원격 알람시스템 ·············································· 16
Ⅴ. 실험결과 및 검토 ······················································································ 21
Ⅵ. 결 론 ··········································································································· 28
참고문헌 ·············································································································· 29
Abstract ·············································································································· 31

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