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오승열,전인영,한기선,강지원,Oh, SeungRyle,Jun, InYoung,Han, KiSun,Kang, JiWon 한국전력공사 2020 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.6 No.4
무효전력 보상설비인 분로리액터는 전력계통의 부하 패턴에 따라서 하루에도 수 회 정도 차단기에 의해 운전되거나 정지된다. 분로리액터개폐 시 몇 가지 요인에 의해 발생하는 과전압은 차단기의 절연 성능을 저하시키며, 계통을 구성하는 전력기기에 심각한 전압 스트레스를 유발한다. 분로리액터 개폐 과정에서 발생하는 과도현상을 측정하는 것은 계통을 모의하여 차단기 성능을 검증하는 시험소 수준에서는 가능하나, 실제 계통 운전 중에 발생하는 과도현상을 측정하는 것은 여러 가지 제약으로 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 실 계통에서 지상 소전류 차단과정에서 가혹한 과도회복전압(TRV: Transient Recovery Voltage)을 유발하는 재발호(reignition)나 전류재단(current chopping) 현상에 대한 해석을 위해 전자계과도해석프로그램(EMTP: Electro-magnetic Transients Program)을 활용한 모델링 과정과 이를 토대로 분로리액터 개폐 과정에서 차단기의 고장을 유발하는 주된 현상에 대해 해석하고자 한다. Shunt reactor, a facility for reactive power compensation, is switched several times a day depending on the load pattern. When the circuitbreaker opens the shunt reactor over-voltage is generated by several factors which degrade the insulating performance of internal parts of the circuit-breaker and cause severe voltage stress on the equipment in the power system. Transient phenomenon occurring during the switching of shunt reactor are available in laboratories that verify the performance of the circuit-breaker by simulating the power system. However, it is difficult to measure the transient phenomenon that occurs during actual operation in actual power system due to many limitations. Therefore, this paper deals with the modeling using EMTP to analyze the reignition and current chopping which causes more severe transient recovery voltage in the small inductive current breaking in actual power systems. In addition, this paper analyzes the main phenomenon that cause circuit-breaker failure in opening shunt reactor using EMTP model.
2점절 차단기 균압용 콘덴서 절연파괴 고장 메커니즘 및 성능검증 방법에 관한 연구
오승열,한기선,김태균,Oh, SeungRyle,Han, Kisun,Kim, TaeKyun 한국전력공사 2019 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.5 No.1
최근 송전전압 격상으로 인해 차단기 또한 정격이 높아지고 있다. 이에 차단부의 전압 정격을 높이기 위한 방법으로 차단부 2개 이상을 직렬로 구성하는 다점절 차단기가 설치되어 운용되고 있다. 다점절 차단기에서 차단부 극간에 설치되는 균압용 콘덴서는 점절간 균등한 전압분배와 초기 과도회복전압을 저감하는 기능을 수행한다. 하지만, 세계적으로 실계통 사용에서 균압용 콘덴서는 기계적인 손상, 절연파괴에 의한 폭발 등 다수의 고장이 발생하고 있어, 이에 대한 원인 규명과 새로운 성능 검증방법에 대한 연구 필요성이 제기 되고 있다. 본 논문에서는 한전 계통에서 주로 발생한 균압용 콘덴서의 절연파괴 원인을 규명하고 이에 대한 제품 성능검증 방법을 제안하고자 한다. Recently, the circuit-breaker rated voltage is getting higher as the transmission voltage increases. To increase the circuit-breaker rated voltage, a multi-break circuit-breaker which has two or more breakers in series is adopted. For multi-break circuit-breaker, a grading capacitor is used to mitigate the Transient Recovery Voltage(TRV) and control the voltage distribution across the individual interrupter units. However, all over the world, there are many failures such as mechanical damage, explosion due to insulation breakdown. Therefore, it is necessary to study the causes of failure and the new performance verification method. In this paper, we investigate the causes of dielectric breakdown of the grading capacitors in the KEPCO power system and propose the performance verification method.
구재홍(Jae-Hong Koo),전인영(In-Young Jun),오승열(Seungryle Oh),한기선(Ki-Sun Han),강지원(Ji-Won Kang) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
분로 커패시터 뱅크는 송전 시스템의 허용 가능한 전압 레벨을 유지하기 위한 무효전력을 경제적으로 공급하는 필수적인 요소다. 커패시터 뱅크는 작은 전원으로, 특히 전력망의 취약부에 국부적으로 전압을 공급한다. 커패시터 뱅크는 시스템 전압 요구량과 일일 부하 변동에 따라 하루에 수 번 개폐된다. 그러므로 커패시터 뱅크에 연결된 CB(Circuit Breaker)는 연간 거의 300번 이상 동작한다고 할 수 있다. 이러한 CB에 과도현상 저감 대책이 적용되지 않는다면, CB가 무작위로 동작하여 전력망에 정상 전류의 수 배의 고주파(수 kHz)에 이르는 돌입전류와 전압 왜곡을 일으켜 결국엔 전력품질을 열화시킨다. 일반적으로 개폐제어는 투입 시 돌입전류를 줄이고 전력품질 문제를 해결하기 위해 활용된다. 또한, 개방 시 재점호의 가능성을 줄이기 위해 부수적으로 활용될 수도 있다. 본 논문에서는 이러한 커패시터뱅크의 투입 및 개방에 대한 개폐제어의 기본적인 기술을 소개하였다.