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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 9 kV, 630 A급을 제작하고, 이를 한국전력공사의 고창 소재 KEPCO PT Center에 설치하여 1년 이상 장기 무인운전 하는 중이다 [24 - 26]. 실증시험은 현장에 설치될 경우 경험하게 될 가급적 많은 상황을 상정하여 시험하는 것이 목적이다. 이 과정에서 장기운전 노하우, 초전도체 교체, 정전 시 온도유지방안 등 노하우를 축적하였다.
• 이 성공을 바탕으로 초전도 한류기를 장기운전하고, 다른 보호기기와의 협조 연구를 위하여 실증시험을 수행하고 있다. 22.
• 이상 국내 배전급 초전도 한류기 개발 및 시험을 서술 했거니와, 최종 목표는 초전도 한류기를 실선로에 적용하여 상업운전 하는 것이다. 이를 위한 중요한 프로젝트가 한국전력을 중심으로 진행되고 있다.

제안 방법

• 이를 포함하여 각종 가능한 경우에 대해 대비를 하였다. 고속스위치에 PMA 소자를 구비하여 고장전류가 작을 경우, 혹은 스위치가 적절하게 동작 못할 경우에 backup할 수 있게 하였다. 그 외에도 CT를 설치하고 별도로 고장을 감시하여 다른 소자의 실패 시 보조하도록 하는 2중 보완 장치를 구비함으로써 초전도 한류기의 fail safe 성능을 개선하고 있다.
• 초전도체의 quench를 이용하는 자기차폐형 초전도 한류기를 제작하여 1996년 가을부터 발전소 소내 전력보호용으로 시험한 바 있다. 이 후 수많은 기관에서 다양한 방식으로 초전도 한류기를 개발하였으며, 여러 경우 실제 선로에서 시험되었고, 시험 중에 있다. 더하여, 일부는 실제 상업운전 목적으로 초전도 한류기가 발주되어 개발된 사례도 있다.
• 혹은 고장전류의 에너지가 작아서 고속스위치를 구동 못할 수도 있다. 이를 포함하여 각종 가능한 경우에 대해 대비를 하였다. 고속스위치에 PMA 소자를 구비하여 고장전류가 작을 경우, 혹은 스위치가 적절하게 동작 못할 경우에 backup할 수 있게 하였다.

성능/효과

• 그러므로 국내 가공선 계통에서 요구하는 최소 300 밀리초 재폐로 요구를 충족시키는데 아무 문제가 없다. 더하여, 국내 초전도 한류기 설치 시, 특히 옥내변전소 설치를 가정하여 초전도 한류기의 크기를 현재 사용되는 25.8 kV GIS (Gas Insulated Switchgear)의 2배 크기 이내여야 한다는 국내 조건이 있었다. 현재 선진국의 어느 배전급 초전도 한류기도 이 조건을 충족시키지 못한다.

후속연구

• 이에 대한 근본적 대책으로 한국전력공사는 전력연구원을중 심 으 로 LS산 전 과 협 동 하 여 초 전 도 한 류 기 (Superconducting FCL; SFCL) 개발을 진행해 왔다. 그 결과로 우선 고창에 소재한 KEPCO PT Center에 설치하여 시험 운용 중에 있고, 더하여 2010년 중 실제 변전소에 설치하여 시범적이지만 상업 운전될 예정이다.
• 이를 방지하기 위한 초전도 한류기는 우선 배전급으로 개발되어 배전선로 보호용으로 시범 운전될 것임을 기술하였다. 이 개발은 아직 초기 단계이며, 본격적인 활용 이전에 많은 보완 작업과 송전급 개발이 선행되어야 할 것이다. 기대되는 주 활용처는 송전선로의 모선연계로 예상되어 왔다.
• 그러므로 국내 하이브리드 초전도 한류기 제작비에서 초전도체는 더 이상 가장 경비가 높은 항목이 아니다. 이는 대단한 진보로서, 초전도 한류기의 경제성을 확보케 하여 조기 활용을 실현시키는데 중요한 역할을 할 것이다.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
고장전류	고장전류를 방치하면 어떤 사고로 이어질 수 있는가?	락뇌, 단선, 합선 등 다양한 형태로 고장이 발생하며, 그럴 경우 부하가 갑작스레 변하면서 대단히 큰 고장전류가 전력선로에 발생한다. 이 전류를 방치하면 화재는 물론, 기기 파손, 전력 불균형에 대규모 정전으로 이어질 수 있다. 이어 최악의 경우 계통 붕괴로 이어진다. 그러므로 전력선에는 차단기가 있어 고장전류를 차단하지만, 차단기는 차단에 시간이 걸리는데다, 고장전류가 너무 크면 차단에 실패해서 고장이 급속히 넓게 전파되고 광역 정전을 유발한다.
선진국에서 초전도 한류기 개발 및 활용에 투자	선진국에서 초전도 한류기 개발 및 활용에 투자하는 이유는?	어느 경우든, 이러한 동작이 재료의 본성이므로 오동작이 없고, 대단히 고속으로 이루어지므로 고장전류가 증가할 기회를 주지도 않는다. 즉, 초전도 한류기가 정상적으로 설치 및 운용되고 있는 회로에서는 큰 고장전류가 원리적으로 존재할 수 없다. 이것이 선진국에서 초전도 한류기 개발 및 활용에 투자하는 이유이다.
한류기	한류기란?	한류기(Fault Current Limiter; FCL, 限流器)는 고장시 발생하는 거대 고장전류를 고속으로 제한하는 기기이다. 일반 리액터와는 달리, 상시 임피던스가 없거나 아주 작으며, 고장시에만 적정 임피던스를 발생시켜 고장 전류를 제한한다.

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