[논문]분산형 발전고객의 OCGR오동작 및 과부족 계량에 대한 사례연구

신동열; 박용우; 차한주

분산형 발전고객의 OCGR오동작 및 과부족 계량에 대한 사례연구
A Case Study on Malfunction of OCGR and Inaccuracy of Watt-hour Meter in Distributed Generation System 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.57 no.8, 2008년, pp.1349 - 1355

신동열 (한전 전력연구원) , 박용우 (한전 전력연구원) , 차한주 (충남대학교)

Abstract ▼ AI-Helper

The paper shows the analysis of operating conflict of OCGR trip events and metering errors in the photovoltaic generation, wind generation distributed generation customers with no defect of the distributed generation facilities, which are connected to 22.9kV distribution lines. To analyze problems with metering errors and OCGR fault event, a power quality analyzer and PSIM program were used to test the field and to simulate in Sun-Cheon photovoltaic generation and Seo-Cheon photovoltaic generation customers. With the trial distribution line, the result of analysis was verified to prove with the same situation of the actual field. This paper suggests short term and long term countermeasures of OCGR fault events, analysis of over and shortage of metering errors in distributed generation customers.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문은 발전고객의 OCGR 오동작 현상과 계량오차 발생에대한 원인을 현장실측, 시뮬레이션과 실증시험을 통하여 검증하였고, 이들 문제점에 대한 대책을 각각 제시하기로 한다.

가설 설정

16 22:24분 서면선 521R분기 단상부하 (1400kW)가, 22시 이후 심야전기로 공급되며, 이러한 불평형부하로 인하여 서면D/L에 연계된 서천 태양광(1200kW) 발전고객 구내에서 발생한 OCGR 오동작 현상을 시뮬레이션 하였다. 이때 서면 D/L의 22시 이후 불평형부하 a상 140A b상 110A c상 110A 로가정하여 모의하였다. A지점의 변전소 CB지점이고, B지점은 발전고객 구내 1차 차단기 지점으로 각 상별 전류의 크기와 위상을 모의하였다.

제안 방법

자료이다. aXB.01.17 06;35분 장항S/S #3 MTR, 한산D/L, 한산선 29호 전주에서 1차 C상 LA 소손 고장 발생 하였을 때, 동일Bank에 있는 서면 D/t에 연계된 서천 태양광(1200kW) 발전고잭 구내 OCGR 오동작 현상을 Psim을 이용하여 시뮬레이션 하였고, 특히 심야시간대 미 발전 상태에서 발전고객 변압기만 계통에 연계된 상태에서 A 지점, B지점, (지점의 상별 고장전류를 분석하였다.
그림 11은 2008.03.16 22:24분 서면선 521R분기 단상부하 (1400kW)가, 22시 이후 심야전기로 공급되며, 이러한 불평형부하로 인하여 서면D/L에 연계된 서천 태양광(1200kW) 발전고객 구내에서 발생한 OCGR 오동작 현상을 시뮬레이션 하였다. 이때 서면 D/L의 22시 이후 불평형부하 a상 140A b상 110A c상 110A 로가정하여 모의하였다.
2급으로 측정하였다. 동일한 조건을 비교하기 위해서 수전용 MOF(CT비 30/5, PT비 13200/110)에서 수전용 계량기와 전력분석기로 사용량을 비교분석하였다. 새벽 06시부터 저녁 18시까지 태양광 발전을 할 때 수전용 계량기와 전력분석기로 측정한결과는 각각 OkVVh로 측정 및 계량되었고, 저녁 18시부터 06시까지 수전용 계량기에서는 9~ 13kW가 계량되었으며, 전력분석기로측정한 결과 2~"가 측정되었다.
측정목적은 태양광 발전시 상별 부하와 미발전시 상별부하 그리고 계통에서 변압기를 완전 분리시 상별 부하를 5개 지점으로 각각 나누어서 역조류 현상을 분석하였다.

성능/효과

또한 이때 수용가 측에 설치된 단방향 계량기는 전압기준으로 a상(0°), b상(늬20°), c상(+120°)로 상별 부하각이 90도 이상 발생될 때 역조류 현상이 발생 되었고, 이때 단방향 계량기는 "OkW"로 계량 오차가 발생하는 것으로 분석되었다.
동일한 조건을 비교하기 위해서 수전용 MOF(CT비 30/5, PT비 13200/110)에서 수전용 계량기와 전력분석기로 사용량을 비교분석하였다. 새벽 06시부터 저녁 18시까지 태양광 발전을 할 때 수전용 계량기와 전력분석기로 측정한결과는 각각 OkVVh로 측정 및 계량되었고, 저녁 18시부터 06시까지 수전용 계량기에서는 9~ 13kW가 계량되었으며, 전력분석기로측정한 결과 2~"가 측정되었다.
또한 역 조류 현상은 a, b, c상 부하전류에 의한 불평형 전압에의해서 발생되고, 변압기 [차 중성점을 부동 운전시 역조류 현상이 제거되는 것으로 확인되었다
본 논문에서는 발전고객의 OCGR 오동작 현상과 계량오차 발생에 대한 원인은 배전계통 또는 송전계통에 변압기 L차 중성점 접지로 연계된 발전고객은 역 조류로 인하여 계량오차가 발생되는것으로 확인되었으며, 서천 태양광 1200kW 발전고객 OCGR 오동작 원인은 발전 고객의 설비와 무관하게 한전 전원측 계통에서 지락고장, 전선단선, 부하 불평형으로 a, b, c상중 전압의 불균형이발생시 발전고객측의 변압기 1차 중성점 접지로 인하여 역 조류현상이 발생되어 OCGR이 오동작 하는 것으로 분석되었다.
분석결과 역조류에 의한 N상의 전류는 6[A](=L5x0.5x40/5)로정상 발전시나 미발전시 거의 5~7LA]로 변동이 없었고, 1차 VCB를 OFF해서 연계용 변압기를 한전계통에서 분리 할 때 역조류 현상이 제거되는 것으로 나타났다.
특히 전원측 지락 고장시 지락저항에 따라지락 전류는 대략 200~敏)[A]정도가 계통에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이 지락전류의 크기에 따라 발전 고객측 OCGR과 배전선로 R/C, 변전소 CB까지 오동작하는 것으로 분석되었다.
이와 같이 발전고객은 일반 수전고객과 다르게 분산전원 계통연계 기준에 따라 변압기(Y-△결선) 1차 중성점을 직접접지 하도록 되어있고, 이로 인하여 전원측(한전 계통측)에서 1선 지락전류, 전선단선, 불평형 부하로 인하여 1상의 전압이 떨어지면 이때 수용가 측 변압기가 역V 결선형태로 나머지 2상에서 떨어진 전압만큼 보상하게 되고, 이로 인하여 중성선 전류는 상전류의 약 300%가 발생되어 OCGR을 오동작 시키는 것으로 실험결과 나타났다. 특히, 야간에 태양광 미발전시 배전선로 불평형 부하로 인하여 발전고객 OCGR 오동작현상과 상별 역 전력(-kWh) 발생으로 수전계량기가 과다계량 되는 것으로 분석되었다.
전력분석기를 수전용 계량 점에 병렬로 설치해서 연계용 변압기 의 무부하 손실을 일평균, 월평균, 연평균으로 계량오차 분석한결과 표 1과 같이 야간에 미발전시 구내 변압기의 무부하 손실을측정한 값으로 수전용 계량기에서 측정된 1일 사용량은 llOkVh이고, 전력분석기에서 38Wt가 측정되었으며, 1일 계량오차가 72kWh, 월 평균 계량오차가 2, 160kWh로 정상계량보다 2.5~3배많이 계량된 것으로 분석되었다.[11]
한산선 29호 피뢰기 소손으로 지릭U0Q) 발생시 C지점의 고장전류는 (3)O[AJ가 측정되어 변전소 CB 및 배전선로 RC의 OCR, OCGR 각각 동작하였고, B지점의 경우 서면DZL에서 공급하는 서천 태양광 발전고객 구내 상전류는 78[A]~82[A]로 측정되었고, N상 전류는 239[A]로 상전류의 3)0% 전류가 발생되어 OCGR이 오동작 시키는 것으로 나타났다. 특히 전원측 지락 고장시 지락저항에 따라지락 전류는 대략 200~敏)[A]정도가 계통에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이 지락전류의 크기에 따라 발전 고객측 OCGR과 배전선로 R/C, 변전소 CB까지 오동작하는 것으로 분석되었다.
특히, 야간에 태양광 미발전시 배전선로 불평형 부하로 인하여 발전고객 OCGR 오동작현상과 상별 역 전력(-kWh) 발생으로 수전계량기가 과다계량 되는 것으로 분석되었다.
한산선 29호 피뢰기 소손으로 지릭U0Q) 발생시 C지점의 고장전류는 (3)O[AJ가 측정되어 변전소 CB 및 배전선로 RC의 OCR, OCGR 각각 동작하였고, B지점의 경우 서면DZL에서 공급하는 서천 태양광 발전고객 구내 상전류는 78[A]~82[A]로 측정되었고, N상 전류는 239[A]로 상전류의 3)0% 전류가 발생되어 OCGR이 오동작 시키는 것으로 나타났다. 특히 전원측 지락 고장시 지락저항에 따라지락 전류는 대략 200~敏)[A]정도가 계통에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

후속연구

배전선로 R/C 오동작현상을 방지할 수 있다. 또한 방향^ 지락계전기는 조류방향에 따라 자동으로 정방향과 역방향을 선택하는 기능과 정방향 정정값과 역방향 정정값을 각각 다르게 설정하도록 하는 알고리즘 개발이 시급한 것으로 분석되었다.

참고문헌 (12)

최준호,노경수,김재철 "분산전원이 연계된 배전계통의 온라인 보호협조 방안", 조명.전기설비학회 논문지 제21권 제3호, 2007년 3월

원문보기 상세보기
신동열,김숙철,윤기갑,차한주, "위상변환장치를 이용한 새로운 배전변압기 무정전 교체방법", 조명.전기설비학회 논문지 제21권 제6호, 2007년 12월

원문보기 상세보기
정원욱,윤기갑,신동열,이학주,김숙철 "순천 태양광발전 연계 배전계통 모의해석", 대한전기학회 하계학술대회논문지, 2007. 7월
한국전력공사 배전처, 분산형전원 배전계통 연계기술 해설서, 2006. 9
한국전력공사 배전처, 배전보호 기술서, 1995
한국전력공사 서울지역본부, 배전선로 보호협조, 2002. 09
Sukumar M. Brahma; Adly A. Girgis, " Effect of Distributed Generation on Protective Device Coordination in Distribution System", Power Engineering, LESCOPE '01, Page(s):115-119, 2001
Sukumar M. Brahma; Adly A. Girgis, "Development of Adaptive Protection Scheme for Distribution Systems With High Penetration of Distributed Generation" IEEE Trns. on PWRD, Vol. 19, No. 1, pp. 56-63, Jan. 2004
한국전력공사 영업처 문서 "과,부족 전력요금 정산방법 알림", 2004. 08
전기위원회 제정사건(사건번호 200305), "전력 계량값 차이로 인한 전력요금 정산합의서", 2004. 03
전력연구원 배전연구소 기술지원(2007-I-2001-1, 배전운영처), "발전고객 수전용 전력량계 과다계량 원인분석", 2007. 06
전력연구원 배전연구소 기술지원(2008-I-0167-1,서천지점),"발전고객 수전용 OCGR 오동작 원인분석", 2008. 03

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