초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
ㆍ 최종 목표
- 유도전류, 태양광 그리고 IoT 통신기술을 활용한 배전선로의 상태감시 시스템 개발.
- 가공선로의 유도전류 및 태양광을 활용한 에너지하베스팅으로 전원 독립적인 감시장치 설계.
- 900MHz 대역의 Lora 무선 데이터 통신을 활용하여 감시장치와 수집장치 간 통신 및 데이터 수집
- 고압고객의 MOF (metering out fit : 계기용 변성기 ) 380V 220V 선로 감시 확장
- 일반고객을 포함한 배전반 및 각 선로의 전력 사용량 관리 시스템으로

□ 연구개발 목표 및 내용
ㆍ 최종 목표
- 유도전류, 태양광 그리고 IoT 통신기술을 활용한 배전선로의 상태감시 시스템 개발.
- 가공선로의 유도전류 및 태양광을 활용한 에너지하베스팅으로 전원 독립적인 감시장치 설계.
- 900MHz 대역의 Lora 무선 데이터 통신을 활용하여 감시장치와 수집장치 간 통신 및 데이터 수집
- 고압고객의 MOF (metering out fit : 계기용 변성기 ) 380V 220V 선로 감시 확장
- 일반고객을 포함한 배전반 및 각 선로의 전력 사용량 관리 시스템으로 확장
- 무정전(활선) 케이블에 스마트 스틱(Hot Stick)을 사용하여 안전하게 설치 및 철거 할 수 있도록 설계
ㆍ 전체 내용
- 감시장치에 에너지 하베스팅을 위한 태양광 패널 및 배터리를 적용하고, 전류변화 측정용 Sampling CT와 전자기유도에 의한 에너지 확보용 Power CT 개발.
- CT Sensor 를 활용한 배전 22.9kV-y 가공선로 상태감시 및 고장구간 판별 알고리즘 개발/ 감시장치 및 수집장치와 무선으로 연결하여 설정하고 통제할 수 있는 단말기 개발
- 이상 발생시 LED 및 상태 변화로 통신 알람 외에도 전력소모를 최소화한 시각적 알람 방법 개발
- 장치간 900MHz Lora 저전력 무선 데이터 통신부 개발
- 온습도 등 외부환경을 고려한 감시장치 및 수집장치 기구 설계

□ 연구개발성과
배전선로 모니터링과 관련하여 현재 개발되어 있는 시스템들은 정전과 고장예방 관점의 기술들이 대부분으로 현장에서 필요로 하고 있는 신속한 고장원인 파악 및 복구가 어려운 상황이며 가공 활선에 신규로 모니터링 장비를 설치하고 유지보수하는 것이 수월하지 않음. 본 시스템은 Power CT를 통한 전자기유도 및 Solar panel로 태양광 에너지를 활용하는 energy harvesting 및 발생전류 이내로 동작 가능한 저전력 설계로 별도의 배터리 교체나 유지보수가 필요하지 않고 Self Powered가 가능한 구조이며 LoRa등 무선 통신을 통해 데이터를 전달하여 설비의 구조, 설치, 유지보수 등 다양한 면에서 우수한 구조로 개발하여 시작품 제작완료.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
전국 전력망의 다양한 송배전 구간에는 수많은 설비와 라인이 있으며 전력공급과 장비의 중요성에 따라 고장예지 및 모니터링을 필요로 하는 설비가 다수임. 본 설비를 통해 배전구간 고장에 사용함은 물론 본 설비에서 사용된 LoRa 통신, CT sensor, energy harvesting, 핫스틱 거치형태 등 간단한 설치와 철거, Self Powered 로 동작하는 무선통신 센서 구조는 다양한 전력망 설비 감시장치에 응용 개발되어 적용 가능함. 현재 배전선로는 개폐기 및 기클로저의 순간고장검출로 고장구간을 판단하고 있으나 신속히 고장구간을 찾아내는데 한계가 있으며, 고장원인을 찾기위해 선로구간의 모든 설비를 순시해야하므로 시간과 인력 비용이 소요되고 있음. 본 시스템은 간단하고 안전하게 활선에 설치가 가능하며 LoRa 통신을 기반으로 배전선로에 대한 전류 상태를 수집하여 고장 발생시 무선통신을 통해 운영자에게 실시간으로 고장정보를 전송할 수 있어 배전구간 고장감시에 활용성이 높아 향후 한국전력공사와 협의하여 본 시스템을 적용할 수 있도록 적극 활용할 계획.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 1) 감시장치 (고장전류 검출 IoT 센서) ... 7
• 2) 수집장치 (데이터 수집장치) ... 16
• 3) 계측 성능 ... 27
• 4) 통신 성능 ... 35
• 5) LoRa 통신거리 ... 38
• 6) 태양광 패널 에너지 하베스팅 ... 40
• 7) 배터리 방전 ... 42
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 44
• 1) 목표 달성 수준 ... 44
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 44
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 45
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 45
• 끝페이지 ... 46