산업 현장에서 사용하는 각종 디바이스나 센서는 시스템으로 연결되어 데이터를 수집하고 하나의 공용전원에 다수의 디바이스를 연결하여 전원을 공급하는 방식을 사용한다. 한전 송·배전 전력구내에 설치된 온도감시시스템을 비롯한 환경감시 장치들도 원가절감, 효율적인 전력분배 및 시공의 편의성을 위해 DC전원공급장치 하나로 여러 디바이스에 전원을 공급하고 있다. 다시 말하면 DC 공용전원에 사용반경 내 최대한 많은 수의 온도수집 장치를 비롯한 환경 감시장치에 안정적인 전원을 공급하고, 장치 내 소모되는 전력을 최소화하기 위하여 스위칭 레귤레이터 전원회로를 사용하고 있으며 디바이스 간 데이지 체인(Daisy chain) 형태의 연결 방식을 사용하고 있다. 그러나 온도감시시스템의 안정적인 전원공급을 위한 최대 전선의 길이와 연결할 수 있는 최대 온도수집 장치 수를 알 수가 없어 전선의 길이나 온도수집 장치가 한계치보다 길어지거나 많이 연결하다 보면 시공 후 전원 공급불량 문제로 장치가 제대로 동작하지 못하는 심각한 문제가 발생하기도 한다.
시스템 설계나 유지 관리에서도 연결되는 전선 길이에 따른 온도수집 장치의 최대 연결할 수 있는 개수에 따라 종단지점 전압강하가 발생 된다고 예상은 하지만 예측을 할 수 있는 공식을 이용한 프로그램으로 작성된 툴이 없고, 직류2선식 전압강하 공식이 존재하지만 대부분 있는지 조차 알지 못한다. 직류2선식 전압강하 공식은 리니어 전원회로가 적용된 디바이스 환경에서 사용되고 있지만 스위칭 레귤레이터 전원회로가 적용된 디바이스 환경에서 종단전압이 제대로 계산되는지와 실제 종단전압 오차가 있는지에 대하여 관련 연구 자료가 전무하다.
이에 본 연구를 통하여 DC공용전원을 사용할 때 스위칭 레귤레이터가 적용된 연동형 온도수집 장치는 거리에 따른 기존의 직류2선식 전압강하 공식을 사용하여 종단 전압강하를 계산한 결과 종단전압은 실제 측정값과 오차가 있음을 밝혀냈다. 오차를 해결하기 위해 새로운 전력기반 전압강하 계산식을 고안한 후 계산된 종단전압은 실제 측정값과 비교한 결과 정확한 종단 전압을 예측할 수 있었고, 전선의 최대거리와 최대 디바이스 수를 예측할 수 있는 것으로 나타났다.
따라서 본 연구결과는 한전 전력구 온도감시 시스템 설계 시 적정 거리 및 기기 수량을 새로운 계산식으로 정확하게 산정할 수 있어서 과잉설계 방지에 따른 시스템 원가절감과 설계오류 예방이 가능하고 사후관리에 있어 시스템 고장진단 및 고장원인 분석에 크게 기여할 것으로 판단된다.