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제안 방법
- 가변주파수 인버터와 "변환기, 차단주파수를 가변할 수 있는 대역통과필터를 적용하여 실규모 접지 시스템의 접지임피던스의 측정을 위한 실험을 수행한 바 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 통과대역의 저 . 고역측 차단주파수를 임으로 선택할 수 있는 대역통과필터를 사용하여 구형파와 기타 노이즈 성분이 존재하는 파형으로부터 기본파 성분만을 추출하여 오실로스코프로 측정하였다.
- 교류구형파 측정전류를 주파수 20~700[Hz]의 범위에서 가변시키면서 피측정 접지전극(E)과 전류보조전극(C)을통하여 인가하였을 때 접지전위상승을 피측정 접지전극(E)과 전위보조전극(P)간의 전위차로 측정하였다.
- 구형파 시험전류 및 접지전위상승 파형으로부터 기본파 및 3고조파 성분의 검출에는 통과대역을 자유롭게 조절할 수 있는 대역통과필터를 사용하였으며, 주파수 조절이 가능한 차단주파수 대역은 1[H z]~ 100[kHz]이다. 동일한 통과대역에서 채널간 위상 오차는 10[kHz]이하에서 ±0.
- 20[Hz] 주파수를 가지는 구형파 인가전압 및 시험전류가 접지전극에 유입될 때 시험전류 (It) 및 접지전위상승(VhO의 기본파 성분만을 대역 통과 필터를 통하여 측정하였으며, 측정한 파형을 그림 6(a)에 나타내었다. 대역필터의 통과대역은 각 측정 파형의 위상을 결정하는데 영향을 크게 미치므로 선택도를 2.5로 동일하게 하여 통과대역을 결정하였다. 시험전류의 기본파 성분의 크기는 3.
- 또한 현재 접지저항 측정기로 사용되는 상용 제품은 대부분 고정주파수의 측정전류를 발생시키므로 주파수에 따른 접지임피던스의 변동특성을 측정하기가 곤란하며, 접지임피던스의 성분분석이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 가변주파수인버터를 제작하여 20~2100[Hz]의 주파수 범위에서 접지임피던스를 측정하는 새로운 측정방법을 제시하였으며, 접지임피던스의 크기 및 위상을 토대로접지임피던스를 저항성분과 리액턴스 성분으로 분석하였다.
- 그림 10에 나타낸 인가전류와 접지전극의 전위상승 파형을 사용하여 접지임피던스를 산출하는 경우 측정의 정확도가 낮아지며 위상의 측정이 매우 어렵다. 따라서 측정된 전류와 전위파형의 신호처리가 필요하게 되며, 노이즈 성분과 고조파 성분을 제거한 후 파형을 측정하였다. 통과대역의 저 .
- 및 photo-coupler로 구성하였다. 이 회로의 기준신호는 그림 4와 같이 연산증폭기와 비교기로 이루어진 함수발생장치의 출력 전압을 사용하였으며, 가변저항 VR1의 값을 변화시켜 출력주파수를 20~ 700[Hz]범위에서 조정함으로써 IGBT의 스위칭을 제어하였다.
- 인버터의 주파수 제어를 통하여 인가전류의 주파수를 20~700[Hz]범위에서는 가변시키면서 접지임피던스를 측정하였으며, 보다 높은 주파수 대역의접지임피던스 측정을 위해서 구형파의 3고조파 성분을 이용하였다. 2100[Hz]의 주파수는 700[Hz] 주파수의 3배수로써 대역통과 필터의 통과대역을 구형파주파수의 3배를 기준으로 선택도는 기본파를 이용한측정과 동일하게 2.
- 5 [m]깊이로 시설하였다. 전위보조전극은 피측정 접지전극으로부터 28[m]지점에 길이 l[m]의 봉형 접지전극을 사용하여 시설하였으며 , 전류보조전극은 45 [m]지점에 길이 의 봉형 접지전극 2조를 병렬로 연결하여 시설하였다.
- 그림 12에는 주파수에 따른 접지임피던스의 크기를 나타내었다. 접지 임피던스 크기는 인가전류와 접지전위상승 파형의 aiwlitude 값과 rms 값을 사용하여 산출하였다. 100 [Hz] 에서 측정된 접지임피던스는 약 0.
- 즉, 구형파는 기본파 성분과 기수고조파 성분의 합으로 이루어져 있으므로 대역통과필터를 사용하면 기본파 성분의 정현파시험 전류와 접지전위상승 파형을 선택하여 접지 임피던스의 산출을 위한 연산이 가능하다. 접지 임피던스의 크기는 접지 전위상승과 시험전류의 ampli-tude(peak- to-peak)값과 rms 값의 비로, 위상 B는 두 파형의 위상차를 측정하여 산출하였다.
대상 데이터
- 접지임피던스의 산출에 사용한 시험전류와 접지 전위상승 파형은 각각 CT와 절연분리기능이 있는 전압 프루브로 측정하여 대역통과필터를 이용한 신호처리과정을 거친 후 구형파의 기본파 및 3 고조파 성분인 정현파를 사용하였다. 즉, 구형파는 기본파 성분과 기수고조파 성분의 합으로 이루어져 있으므로 대역통과필터를 사용하면 기본파 성분의 정현파시험 전류와 접지전위상승 파형을 선택하여 접지 임피던스의 산출을 위한 연산이 가능하다.
- 9[kV] 변전실 접지시스템의 접지 임피던스의 측정 결과를 그림 12와 그림 13에 나타내었다. 측정주파수는 20[田]에서 2100[Hz]까지이며, 즉정주파수는 16개를 선택하였다. 그림 12에는 주파수에 따른 접지임피던스의 크기를 나타내었다.
- 피측정 접지전극은 5x7cm2]의 메시전극 형태로 주위토양의 대지저항률이 약 50[Q .m]인 부지에 0.5 [m]깊이로 시설하였다. 전위보조전극은 피측정 접지전극으로부터 28[m]지점에 길이 l[m]의 봉형 접지전극을 사용하여 시설하였으며 , 전류보조전극은 45 [m]지점에 길이 의 봉형 접지전극 2조를 병렬로 연결하여 시설하였다.
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