154kV 변압기 보호용 비율차동계전기 오동작 방지를 위한 2고조파 억제 방식의 적용방법 및 정정값에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

변압기의 돌입전류와 고장전류는 서로 구별 되어야만 한다. 이를 위해, 한전은 2고조파 억제 방식을 사용하고 있다. 한전은 2고조파 억제 방식의 2고조파 함유율 정정값으로 15%, 10% 중 한 가지를 선택하여 사용하고 있다. 또한, 2고조파 억제 적용방식으로는 돌입 발생상 억제 방식을 사용하고 있다. 만약, 변압기가 Radial 계통 변전소에 있으면, 2고조파 함유율 정정값으로 10%를 적용한다. 그러나, 이 방법은 비율차동계전기의 오동작을 방지하기에 충분하지 않다. 그리고, 전력계통이 바뀌게 될 때, 변압기 비율차동계전기의 재정정을 위해 적지 않은 시간을 소비해야 한다.
본 논문에서는, 한전에서 적용하고 있는 2고조파 억제 방식의 좀 더 합리적인 정정값과 적용 방법을 제안한다. 이를 위해, 2009년 이후로 발생했던 변압기 비율차동계전기의 고장데이터를 분석하였다. 그리고, 제안한 방법의 타당성을 검토하기 위해, 한전에서 시행한 변압기 비율차동계전기의 RTDS 시험결과를 분석하였다. 분석방법으로는 고장데이터로부터 순시 샘플 데이터를 추출한 다음, MATLAB의 M-file로 작성한 변압기보호 알고리즘을 사용하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Inrush current and fault current in a transformer need to be distinguished from one another. In order to do this, KEPCO uses a 2nd harmonic restraint/block method. We use two setting values for 2nd harmonic restraint; 15% and 10%. We also apply per-phase blocking method among various harmonic restraint methods. If the transformer is located at the radial system, we adjust 10% in the 2nd harmonic restraint, but this method is not enough to prevent mal-operations of the current differential relay and let us spend more time to change setting value again as the power system changes.
In this paper, a more reasonable setting value for a 2nd harmonic blocking scheme in KEPCO is proposed. To present a proposed method, the fault data of the current differential relays which have occurred since 2009 are analyzed. To evaluate the performance of the proposed method, the results of the RTDS test for the current differential relay of the transformer by KEPCO are analyzed.

목차 (Table of Contents)

• 그림 목차 ⅲ
• 표 목차 vi
• 국문 초록 ⅴ
• 제1장 서론 1
• 1.1 연구의 배경과 목적 1
• 1.2 논문의 구성 및 개요 3
• 제2장 본론 4
• 2.1 변압기보호용 비율차동계전기 4
• 2.1.1 동작원리 및 기능 4
• 2.1.2 한전의 변압기보호용 비율차동계전기 운영기준 8
• 2.2 변압기 여자돌입전류로 인한 비율차동계전기 오동작 방지 대책 10
• 2.2.1 비율차동계전기 오동작 사례 10
• 2.2.2 제작사별 비율차동계전기 종류 및 여자돌입전류 대책 14
• 2.2.3 한전에서 적용 중인 여자돌입전류 대책 적용 기준 및 문제점 15
• 2.2.3.1 2고조파 함유율 16
• 2.2.3.2 2고조파 억제 적용 방법 17
• 2.3 변압기 고장데이터 분석을 통한 2고조파 억제 방식의 적용 방법 및 정정값 제안 18
• 2.3.1 SIGRA를 활용한 순시 샘플 데이터 추출 및 2고조파 성분 분석 18
• 2.3.2 2009년∼2017년 발생한 변압기고장 분석 19
• 2.4 사례연구 31
• 2.4.1 계통모델링 및 RTDS 시험항목 31
• 2.4.2 변압기 보호계전기 RTDS 시험결과 분석 34
• 2.4.3 제안한 2고조파 억제 방식의 정정값 및 적용 방법 검토 42
• 제3장 결 론 43
• 참고문헌 44
• Abstract 45