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문제 정의
- 국내 배전용 변압기는 주상 변압기와 지상 설치형 변압기로 구분할 수 있으며 동일한 부하관리 방법에 의해 관리되고 있다. 배전용 변압기 부하관리의 목적은 각 변압기의 관심 월의 최대부하(kW)를 예측하여 해당변압기의 용량과 과부하 기준을 초과하면 부하 이설, 용량 증설 및 기타 유지보수 계획을 수립하고 시행하는데 그 목적이 있다. 현재 국내 배전용 변압기의 과부하 판정은 다음과 같은 단계로 수행된다.
- 변압기의 부하 크기 대비 온도의 상관관계를 도출하기 위해 실증 실험 자료를 사용하였다. 본 논문에서는 과부하기준을 제정하는데 있어 이 결과를 사용하여 실측된 부하데이터를 적용할 수 있는 방안을 제시하였다. 이를 위해 계측된 부하 데이터를 과부하 판정을 위한 특성 정보를 추출하기 위한 특성 곡선인 2-step 곡선으로 변환하는 방식을 제시하였다.
- 본 논문에서는 실시간으로 계측되는 배전용 변압기 부하 데이터를 이용하여 과부하 상태를 판정하고 손실량을 산정하는 시스템을 제시하였다. 본 논문의 2장에서는 기존의 국내 배전용 변압기 과부하 관리 방안을 요약하였다.
- 본 논문은 실시간 측정 데이터를 이용한 배전용 변압기 과부하 판정시스템의 개발에 관한 것이며 본 논문에서는 실시간 부하감시 기반의 배전용 변압기의 과부하 판정 기준을 변압기 내부 온도 상승치로 보았다. 변압기의 부하 크기 대비 온도의 상관관계를 도출하기 위해 실증 실험 자료를 사용하였다.
- 실험의 목적은 변압기 과부하 판정의 기준인 변압기 최상부 유온 상승에 영향을 주는 요소인 변압기의 최대부하 크기, 최대부하 지속시간 및 기저부하 크기를 가변하면서 변압기 최상부 유온의 시간별 온도상승 특성을 확인하는 것이다. 실험 방식은 단락시험법을 사용하였다.
- 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 변압기의 과부하 상태의 정의를 해당 변압기 절연물의 온도가 기준 온도를 초과한 경우로 하였다. 배전용 변압기의 정격부하 상태의 변압기 최상부 유온 상승 값이 50도이므로, 어떤 변압기의 최상부 유온 상승 값이 50도를 초과하는 부하 상태를 해당 변압기가 과부하 상태라고 판정한다.
가설 설정
- 1) 변압기 이용률(과부하율%)의 추정: 국내 과부하 판정 기준의 유일한 판정요소는 변압기 이용률이다. 변압기 이용률이란 바꿔 말해 변압기의 관심 월의 과부하 율(과부하 정도%)을 의미하며 국내의 경우 전산시스템에 의해 계산된다.
- 3시간으로 결정되었다고 가정한다. 또한 기상청에서 온라인으로 제공하는 기상정보로부터 입수한 당일 최대온도가 28.8도라고 가정한다. 75kVA의 해당 최대부하에 대한 온도상승 실험결과는 표 5와 같다.
- 본 논문에서 제안한 과부하 판정 흐름을 사례를 들어 설명하면 다음과 같다. 원격감시시스템으로부터 계측된 75kVA 배전용변압기의 일간 부하곡선으로부터 2-sep곡선으로 변환을 한 후 특성을 추출하여 기저부하가 46.2%, 최대부하가 108.2% 그리고 지속시간이 3.3시간으로 결정되었다고 가정한다. 또한 기상청에서 온라인으로 제공하는 기상정보로부터 입수한 당일 최대온도가 28.
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