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AC 및 DC 송전선로 과도상태 커플링 영향 분석
The Study of Transient Coupling between AC and DC lines on the Same Transmission Tower 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.60 no.1, 2011년, pp.14 - 19  

윤종수 (한전전력연구원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The implemetation of the AC and DC lines on the same transmission tower is an economical and practical approaching that increase the power transmission capacity of an existing transmission corridor. But, In this case, Inductive and capacitive coupling between AC and DC lines on the same tower should...

주제어

#HVDC(High Voltage Direct Current)   #Electomagnetic coupling   #EMTDC/PSCAD program  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 2011년 제주지역에 설치예정인 80kV 60MW Bipole HVDC 시스템의 한림풍력 C/S-한림 S/S간의 DC선로에서의 AC 선로 철탑 병렬 연계에 따른 과도상태 전자계 커플링 현상의 영향을 분석한 내용이다. AC 선로 고장시의 DC 선로에의 영향과 DC 고장에서의 AC 선로 영향 분석을 수행하였다.
  • 따라서, AC선로와 DC 선로의 병렬 연계는 사전에 신중히 검토될 필요가 있다. 본 논문은 제주계통의 80kV 60MW HVDC 설치 운전에 따른, 동일 철탑내의 AC 및 DC 선로 병렬 연계에 따른 과도상태에서의 AC 및 DC 선로 커플링(Coupling) 영향 분석을 수행한 결과이다. 이러한 분석을 위하여 전자계 과도현상 해석프로그램인 EMTDC/PSCAD를 이용하여 HVDC 시스템과 AC 및 DC 선로 구간을 모델링하고 전자계 커플링 영향을 분석하였다.

가설 설정

  • 그림 6의 (a)의 경우 AC #1, AC #2, DC선로의 모선이 모두 분리되어, AC 선로의 고장이 타 AC 선로나 HVDC 컨버터에 직접적인 영향을 주지 않는 이상적인 상태를 가정하였다. 이런 경우 해당 AC 선로 고장으로 인하여 DC 선로에 미치는 전자계 커플링 현상만의 모의가 가능하다.
  • 이런 경우 해당 AC 선로 고장으로 인하여 DC 선로에 미치는 전자계 커플링 현상만의 모의가 가능하다. 그림 6의 (b)의 경우 AC #1, 2선로(그림 3의 선로배치중 왼쪽 상단 AC #1, 오른쪽 상단 AC #2선로)가 한 모선에 연계되어 있고, DC 계통만 모선 분리되어 컨버터가 AC선로 고장의 영향을 받지 않는다고 가정하였다. 이 경우는 AC 선로의 1상의 사고가 모선 연계된 타 AC선로에 영향을 주게 된다.
  • 이 경우는 AC 선로의 1상의 사고가 모선 연계된 타 AC선로에 영향을 주게 된다. 그림 6의 (c)의 경우 AC #1, 2선로와 DC 계통이 모두 같은 모선에 연계되어 있는 것으로 가정하였다. 이 경우는 한 AC 선로의 고장이, 타 AC 선로 및 HVDC의 컨버터 동작에도 영향을 주게 되므로 가장 심각한 상태라고 할 수 있고, AC 및 DC 선로간의 단순한 전자계 커플링 영향분석을 위해서는 적절치 않은 모델이라고 할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
AC선로와 DC 선로의 병렬 연계는 사전에 신중히 검토될 필요가 있는 이유는? 5km거리(이중 1km는 지중케이블)의 DC 송전선로를 기존의 154kV AC 4회선 철탑을 이용하여 AC 2회선 송전선로와 병렬 연계하여 운용할 예정이다. DC 선로를 AC 선로와 병렬 연계하는 것은 경제적이고 실용적인 장점이 있는 반면, AC 전력조류로 인하여 DC 송전선로에 전자계 유도 현상으로 인한 커플링 영향이 발생할 수 있고, 반대로 DC 선로의 사고나 특정조건에서는 DC 선로로 인하여 AC 조류가 영향을 받을 수도 있다. 따라서, AC선로와 DC 선로의 병렬 연계는 사전에 신중히 검토될 필요가 있다.
HVDC 송전에 대한 연구와 적용이 활발한 이유는? 최근 송전선로 신설의 어려움과 대용량 전력수송의 필요성으로 인하여 HVDC 송전에 대한 연구와 적용이 전세계적으로 활발하다. 가중되는 송전선로 신증설의 어려움은 기존 AC 송전철탑에 DC 선로를 병렬 연계하거나, 기존 AC 송전계통의 일부를 DC 선로 계통으로 변환하는 것을 검토하는 단계에 있다.
가중되는 송전선로 신증설의 어려움은 어느 단계에 있는가? 최근 송전선로 신설의 어려움과 대용량 전력수송의 필요성으로 인하여 HVDC 송전에 대한 연구와 적용이 전세계적으로 활발하다. 가중되는 송전선로 신증설의 어려움은 기존 AC 송전철탑에 DC 선로를 병렬 연계하거나, 기존 AC 송전계통의 일부를 DC 선로 계통으로 변환하는 것을 검토하는 단계에 있다.[1][2] 국내에서 개발중인 ±80kV 60MW Bipole HVDC 시스템의 경우도, 제주 한림풍력 C/S와 한림 변전소 사이의 9.
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참고문헌 (6)

  1. M.I.Khan, R.C.Agrawal, "Conversion of AC line into HVDC", Inaugural IEEE PES 2005 Conference & Exposition in Africa Durban, South Africa, 11-15 July 2005 

  2. M.Kizilcay, A.Agdemir, M.Losing, "Interaction of a HVDC System with 400kV AC systems on the same tower", International Conference on Power System Transient in Kyoto, Japan June 3-6, 2009 

  3. PSCAD/EMTDC Operation Manual 

  4. EPRI, HVDC Handbook 

  5. E.V. Larsen, R.A. Walling, C.J. Bridenbaugh, "Parallel AC/DC Transmission Lines Steady-State Induction Issue", IEEE Trans. on Power Delivery, Vol.4, No.1, January 1989 

  6. 윤종수, "AC 및 DC 송전선로 병렬연계에 따른 정상상태 커플링 영향 분석", 전기학회 논문지A, 2010년 7월호 

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