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최근, 전 세계적으로 지구온난화 및 에너지 고갈 등의 지구 규모적인 문제점을 해결하기 위하여, 신재생에너지 전원에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라, 국내에서도 재생에너지 3020 및 신재생에너지 공급의무화 제도(RPS, renewable energy portfolio standard) 등의 정책이 적극적 으로 추진되고 있으며, 이에 따라 태양광전원이 급속도로 보급되고 있다 [1-4]. 이와 같이 태양광전원이 계통에 연계되어 운용되는 경우, 계통전원 측에서 지락사고가 발생하더라도 태양광전원의 운용을 지속하기 위하여, 기존의 보호기기에 방향성을 가진 방향성 지락과전류계전기(DOCGR, directional over current ground relay)를 채용하고 있다[5-7]. 그러나, 태양광전원의 연계 절차에 따라, 설계자, 감리자, 시공자, 안전 관리자가 설계도면 및 보호 계전 요소 정정 등을 검토하지만, CT의 설치방향 및 DOCGR의 보호기기의 결선 또는 정정이 잘못되는 경우가 빈번하게 발생 하고 있다. 이러한 오류는 관례적으로 수배전설비의 CT 방향과 동일하게, 계통전원측을 기준으로 ‘K-L’ 방향으로 CT를 설치하기 때문이다.
따라서, 본 논문에서는 태양광전원에 설치된 DOCGR의 오동작 사례와 발생 메커니즘을 분석하고, DOCGR의 오동작 방지 ...

최근, 전 세계적으로 지구온난화 및 에너지 고갈 등의 지구 규모적인 문제점을 해결하기 위하여, 신재생에너지 전원에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라, 국내에서도 재생에너지 3020 및 신재생에너지 공급의무화 제도(RPS, renewable energy portfolio standard) 등의 정책이 적극적 으로 추진되고 있으며, 이에 따라 태양광전원이 급속도로 보급되고 있다 [1-4]. 이와 같이 태양광전원이 계통에 연계되어 운용되는 경우, 계통전원 측에서 지락사고가 발생하더라도 태양광전원의 운용을 지속하기 위하여, 기존의 보호기기에 방향성을 가진 방향성 지락과전류계전기(DOCGR, directional over current ground relay)를 채용하고 있다[5-7]. 그러나, 태양광전원의 연계 절차에 따라, 설계자, 감리자, 시공자, 안전 관리자가 설계도면 및 보호 계전 요소 정정 등을 검토하지만, CT의 설치방향 및 DOCGR의 보호기기의 결선 또는 정정이 잘못되는 경우가 빈번하게 발생 하고 있다. 이러한 오류는 관례적으로 수배전설비의 CT 방향과 동일하게, 계통전원측을 기준으로 ‘K-L’ 방향으로 CT를 설치하기 때문이다.
따라서, 본 논문에서는 태양광전원에 설치된 DOCGR의 오동작 사례와 발생 메커니즘을 분석하고, DOCGR의 오동작 방지 알고리즘을 제안한다.
또한, 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC S/W를 이용하여, 계통전원부, 사고발생 및 보호장치부 그리고 태양광전원부로 구성된 DOCGR의 운용특성 모델링을 제시하고, 이를 바탕으로 동일한 구성의 DOCGR 특성시험장치를 구현한다. 상기의 모델링과 시험 장치를 이용하 여, 태양광발전이 연계된 배전계통에서 DOCGR의 오동작 특성을 분석한 결과, CT의 결선 방향을 역방향(L-K)으로 설치할 경우, 계통전원측 및태양광전원측 사고 시 DOCGR의 오부동작이 발생될 수 있음을 확인하였 다. 또한, 보호기기 오동작 방지 알고리즘에 따라, DOCGR의 기준위상각 (RCA)과 동작범위각(OPA)을 적절히 변경하여 운용할 경우, 별도의 배선 결선 및 CT 설치 위치 변경 없이도, 시뮬레이션 및 시험장치 모두 오동 작을 방지할 수 있어, 본 논문에서 제시한 알고리즘의 유용성을 확인하였 다.

Abstract ▼ AI-Helper

According to the government's policy to expand renewable energy sources, distributed generators such as PV(photovoltaic) system and WP(wind power) system are energetically installed and operated in distribution systems. When large-scale PV systems are interconnected and operated in distribution syst...

According to the government's policy to expand renewable energy sources, distributed generators such as PV(photovoltaic) system and WP(wind power) system are energetically installed and operated in distribution systems. When large-scale PV systems are interconnected and operated in distribution system, DOCGR(directional over current ground relay) protection device with a function of direction detection has been adapted in order to maintain the operation of PV system in case of SLG(single line-to- ground) fault at power sources side. However, malfunction cases of the DOCGR have been reported by an misuse of RCA(reference characteristics angle) and OPA(operation angle) at installation of CT and caused the problems including interruption and unstable power supply. Therefore, this paper presents a malfunction mechanism of DOCGR in distribution system with PV system and proposes of prevention algorithm for malfunction of DOCGR to be operated only in case of SLG(single line-to- ground) fault at PV system side. Furthermore, this paper presents a modeling of test devices for DOCGR which is composed of power sources, protection devices and PV system based on PSCAD/EMTDC S/W, and also implements a 2.5kW scaled test devices for characteristics of DOCGR. From the simulation and test results of malfunction characteristics of DOCGR based on the proposed modeling and test devices, it is confirmed that the malfunction of DOCGR has been occurred in case of SLG faults at both power source and PV system side if direction of CT is installed to reverse(L-K). In addition, it is found that the proposed algorithm is practical and useful tools to prevent malfunction of DOCGR without modification of wiring and position of CT when the DOCGR is operated by changing the proper setting values of RCA and OPA.

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