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대용량 HVDC 컨버터의 Busbar 설계
Busbar Design of High Power HVDC Converter 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.61 no.7, 2012년, pp.923 - 927  

김찬기 (한국전력공사 전력연구원) ,  박용훈 (한국전력공사 전력연구원) ,  김진영 (한국전력공사 전력연구원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper studies a busbar design of high power HVDC converter. In order to design a electrical busbar, we need to consider electrical, mechanical and environmental condition. In this papre, we focus on the electrical design in terms of temperaure and currnet. Busbar conductor can be damaged to bur...

주제어

#HVDC converter   #Busbar design   #Busbar material   #Valve hall temparature  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 마지막으로 주위 환경적 측면에서는 주위온도, 습도, 진동 등을 고려하게 된다. 본 논문에서는 Busbar 저항에 의한 발열과 방열의 평형 관점, 즉 전기적 온도 상승에 따른 영향에 중점 착안하여 기술하였다.

가설 설정

  • ●과도상태에서 고장 전류의 지속기간은 최대 1[s]이다.
  • 본 논문에서는 2가지 형태의 도체를 고려하였는데 Strict (Rigid) 도체 및 Flexible 도체가 바로 그것이다. Strict (Rigid) 도체는 장방형, 원형, 직사각형 모양을 가진 알루미늄 판으로 형성된 강심 도체를 말하고 Flexible 도체는 몇 가닥의 알루미늄 소선을 꼬아서 만든 형태의 도체를 말한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전력설비의 Busbar 설계에서는 어떤 측면을 고려하여야 하는가? 전력설비의 Busbar 설계는 전기적 측면, 기계적 측면, 주위환경적 측면을 종합적으로 고려하여 설계되어야 한다. 전기적 측면에서는 정상 상태 및 과도 상태시에 인가되는 전압 및 전류를 기본적으로 고려하게 되는데 이때는 저항 성분에 의한 발열에 따른 영향이 가장 중요한 파라미터가 된다.
무엇에 따라 Busbar의 길이가 결정되는가? 기본적으로 부지 요건 및 최소 절연 거리를 만족하는 밸브와 변압기 간 이격거리 그리고 밸브와 DC선로 인출부까지의 거리에 따라 Busbar의 길이가 결정되고, 여기에 전기적 온도상승과 주위온도에 의한 발열 그리고 대류와 복사에 의한 방열을 고려해 Busbar 도체 직경 및 단면적(혹은 두께)를 설계하였다. 그림 1에서 보는 바와 같이 보통 200[MW] 대용량 컨버터 Valve의 높이가 10∼20[m]정도가 되고 이들 사이를 연결하는 Busbar의 길이는 20∼40[m]가 될 수 있기 때문에 온도에 의한 기계적인 강도가 문제될 수 있다.
전력설비의 Busbar 설계 시, 전기적, 기계적, 주위환경적 측면에서 세부적으로 무엇을 고려하게 되는가? 전력설비의 Busbar 설계는 전기적 측면, 기계적 측면, 주위환경적 측면을 종합적으로 고려하여 설계되어야 한다. 전기적 측면에서는 정상 상태 및 과도 상태시에 인가되는 전압 및 전류를 기본적으로 고려하게 되는데 이때는 저항 성분에 의한 발열에 따른 영향이 가장 중요한 파라미터가 된다. 기계적 측면에서는 Busbar 접속위치 `및 취부되는 설비, 외함의 유무 등을 고려해 최종적으로는 기계적 강도 및 절연 거리를 만족하는 도체의 폭과 길이를 결정하게 된다. 마지막으로 주위 환경적 측면에서는 주위온도, 습도, 진동 등을 고려하게 된다. 본 논문에서는 Busbar 저항에 의한 발열과 방열의 평형 관점, 즉 전기적 온도 상승에 따른 영향에 중점 착안하여 기술하였다.
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참고문헌 (8)

  1. Alcoa Aluminium Bus Conductor Handbook, Aluminium Company of America, Chapter 4, pp. 45-48. 

  2. Aluminium Busbar, Alcan Industries Ltd, Table 17, p. 92 

  3. ANSI/IEEE Std. 605-1987 IEEE Guide for Design of Substation Rigid-Bus Structures Automation Conf., pp. 12-17, 1994. 

  4. Engineering Electromagnetics, William H. Hayt. Jr, Fourth Edition, McGraw-Hill 

  5. IEC 60287 Electric Cables-- Calculation of the current rating 

  6. IEC 60889 Hard drawn aluminium wire for overhead line conductors 

  7. 진도- 제주 HVDC #2 설계도면 

  8. 진도-제주 HVDC #2 Manual 

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