지중송전케이블 정상 및 지락고장에 따른 전자력 분포에 관한 연구 = (The) analysis of the electromagnetic force for 154kV undergroung power cable by normal and earth fault current

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently the examinations about having effects on Electromagnetic Force’s cables, junction and supporter by the fault current which are originated in the Underground transmission line system have been reported, but leave something to be desired. In Korea, there are experimentations two times for an actual proof as to 154kV underground cables in 2008, on the other hand, in abroad, the TEST is most fucused on identifying the efficiencies of underground cable distribution line and cleat, but there are a few instances on the proof.
This thesis deals with the theoretical calculation on the EMF(Electro Magnetic Field) of the underground transmission line and compares the trajectory and the size of the electromagnetic force’s distribution as the type of cables’s arrangement. Through the distribution of the electromagnetic force and magnetic field originated Maxwell 2D simulation applying Finite Element Method.
I interpret how mutually electromagnetic force has an effect on the comparable judgement of Trefoil, Duct and Flat, which shows in a numerical arrangement. 154kV of 1200SQ Cable 1.281km not only is applicable to modeling for underground transmission cable but also examine the effect of Line to Line, Phase to Phase and Size and Direction of the electromagnetic force preparing for the occurrence of normal state and single-phase earth fault, which are arranged in trefoil, duct and flat formation between sections.
The normal state in the underground transmission lines applies RMS value of the current 1157A, which is based on 154kV class cable standard capacity table and takes advantages of EMTP (Electro Magnetic Transients Program), which has been used widely in catching the meaning of power system transients in order to detect the electric power.
Substation source impedance (SSI) is based on PSS/E date used for Power SYstem Analysis. The single-phase earth fault current is the current in-flowing toward an substation near-end, so I interpret the trajectory of the electromagnetic force for totally 33.34[ms] in the interval of the time rate of change 0.6946[ms] so as to interpret the electromagnetic force distribution and make an onservation of the trajectory of the normal-state for 16.67[ms] in the interval of 0.6946[ms].
A gap in the arrangement of Conductor is based on the lay-out of the underground transmission line and the construction, and a reference mark of Coordinate analysis is put on A phase.
Considering a gap of an underground passage in the underground electric power culvert at the case of two lines arranging on both sides, I examine throughly a hanger spacing for the vertical arrangement, but not to simulate on the arrangement of another kind of lines.
As showing how the trajectory, and size distribution of the electromagnetic force translate flows on the underground cables, I hope that when Underground transmission is designed, this date will be useful information

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1 연구 배경과 목적 1
• 1.2 연구 개요 2
• 제2장 지중송전케이블 구조와 포설 및 배열방법 4
• 2.1 전력케이블의 역사와 구조 4
• 2.2 OF 절연 케이블의 구조와 특성 5
• 2.3 지중송전케이블의 포설 및 배열방식에 따른 분류 5
• 2.3.1 관로식 6
• 2.3.2 전력구식 8
• 제3장 지중송전선로 전자력 해석 방법 10
• 3.1 전자력 계산 이론 10
• 3.2 지중송전선로 전자력 해석 방법 14
• 3.2.1 두 도체에 작용하는 전자력 계산식을 이용한 방법 14
• 3.2.2 수평 배열 전자력 게산 15
• 3.2.3 삼각배열 전자력 계산 16
• 3.2.4 직각 배열 전자력 계산 17
• 3.3 프로그램(Maxwell 2D)을 이용한 전자력 계산 17
• 3.3.1 초기설정 및 시뮬레이션 모델 작성 118
• 3.3.2 시뮬레이션 결과 20
• 제4장 지중송전선로 전자력 분포 해석 21
• 4.1 지중송전 대상선로 모델링 21
• 4.2 지중송전선로 케이블배열 형태분류 및 조건설정 22
• 4.2.1 지중송전선로 1회선 케이블배열 종류별 조건설정 23
• 4.2.2 지중송전선로 2회선 케이블배열 종류별 조건설정 25
• 4.3 지중송전케이블 상시상전류를 고려 전자력 분포 해석 28
• 4.3.1 지중1회선 삼각배열 전자력분포 해석 30
• 4.3.2 지중1회선 직각배열 전자력분포 해석 36
• 4.3.3 지중1회선 수평배열 전자력분포 해석 40
• 4.3.4 지중2회선 좌우배치 삼각배열 전자력분포 해석 44
• 4.3.5 지중2회선 상하배치 삼각배열 전자력분포 해석 48
• 4.3.6 지중2회선 직각배열 전자력분포 해석 52
• 4.3.7 지중2회선 좌우배치 수평배열 전자력분포 해석 57
• 4.3.8 지중2회선 상하배치 수평배열 전자력분포 해석 63
• 4.4 지중송전케이블 1선 지락고장시 전자력 분포 해석 69
• 4.4.1 1선 지락고장 좌우배치 삼각배열 전자력 분포 해석 70
• 4.4.2 1선 지락고장 상하배치 삼각배열 전자력 분포 해석 78
• 4.4.3 1선 지락고장 직각배열 전자력 분포 해석 87
• 4.4.4 1선 지락고장 좌우배치 수평배열 전자력 분포 해석 96
• 4.4.5 1선 지락고장 상하배치 수평배열 전자력 분포 해석 105
• 4.5 정상 운전시 및 1선 지락 고장시 전자기력방향 및 크기 114
• 4.5.1 지중1회선 정상 운전시 전자력 방향 및 크기 114
• 4.5.2 지중2회선 정상 운전시 전자력 방향 및 크기 115
• 4.5.3 지중2회선 1선 지락 고장시 전자력 방향 및 크기 117
• 제5장 결론 120
• 부록A. 지중1회선 케이블 배열에 따른 전자력 크기 122
• 부록B. 지중2회선 케이블 배열에 따른 전자력 크기 124
• 부록C. 1선지락 고장시 케이블 배열에 따른 전자력 크기 134
• 참고문헌 154
• Abstract 158
• 감사의 글 161