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EMTP를 이용한 광 복합 지중송전케이블 광 유니트 금속관의 시스템 영향분석
Analysis on System Effects of SUS Tube in Optical Fiber Composite Power Cable Systems Using EMTP 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.63 no.9, 2014년, pp.1180 - 1185  

정채균 (KEPCO Research Institute) ,  장태인 (KEPCO Research Institute) ,  강지원 (KEPCO Research Institute)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes the effects on SUS tube of power optical fiber composite cable on underground transmission lines. The effects on grounding, air gap between SUS tube and metal sheath, contact resistance between outer semi-conducting layer and metal sheath and grounding of SUS tube application or...

주제어

#EMTP   #Optical Fiber   #SUS Tube   #Underground power cables  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하였다. 또한, 정상운전시 광 유니트 금속관 - 동선직입포(금속시스)간 접지 유무에 따른 영향과 1선 지락고장 발생시 고장전류의 영향을 검토하도록 한다. 시뮬레이션 및 영향 검토에 사용한 선로의 EMTP 모델링 계통도는 그림 3과 같다.
  • 본 논문에서는 정상운전 및 과도상태시 EMTP를 이용한 광 복합 지중송전케이블 광 유니트 금속관의 시스템 영향을 다양하게 분석하였다. 먼저 정상운전시 결과를 요약하면 다음과 같다.

가설 설정

  • 그림 3의 계통도는 154kV XLPE 2,000mm2 케이블로 긍장은 1km 이며 현재 국내 전력회사에서 운전중인 실선로 이다. 그림 3의 계통도에서는 1선지락고장은 B S/S로부터 20m 지점 C상에서 발생하는 것으로 가정하였다.
  • 각 상 접촉저항은 (A상, B상, C상: 100Ω) 및 (A상: 2,000Ω, B상: 300Ω, C상: 100Ω)이며, 이 값들은 정상상태 분석결과에 영향을 미치지 않는다. 본 논문에서는 과도상태시 검토를 위해 도체 - 광 유니트 금속관 - 금속시스간 1선 지락고장과 도체 - 금속시스간 1선 지락고장이 C상에서 발생하는 것으로 가정하였으며 상세한 검토 케이스는 표 4 와 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
광 복합 케이블의 구조는? 광 복합 케이블은 SUS 304 재질로 되어 있는 광 유니트와 동선직입포 및 알루미늄 시스 등 절연체 외부에 일반 케이블과는 달리 복잡한 구조를 가지고 있으며, 광 유니트 금속관(SUS Tube) 및 동선직입포 간 공극 및 광 유니트 금속관(SUS Tube) 접지, 외부반도 전층과 알루미늄 시스 사이의 불규칙적인 접촉 단면적에 의한 일정하지 않는 접촉저항이 발생할 경우 유도 및 충전전류에 의해 전기적인 이상 현상이 발생할 수 도 있다[3]. 그러나, 현재까지 이러한 광 복합 케이블의 구조상의 특성을 고려한 시스템적인 해석은 이루어지지 못했다.
광 복합 전력케이블은 어떤 평가를 받고 있는가? 아울러 전력설비의 지속적인 확충과 함께 온라인 모니터링 시스템 등 설비 운용의 효율화가 요구되고 있는 시점에, 지중케이블 분야에 있어서는 케이블 선로의 효율적인 운전을 위해 광 복합 기술을 응용한 광 복합 전력케이블의 적용이 점차 확대되고 있는 추세이다. 특히, 광 복합 전력케이블은 광 분포 온도 측정시스템과 연계하여 케이블 선로에서 분포 온도를 측정하고, 이를 통한 케이블 선로의 최고온도지점 관리와 더불어 실시간 송전용량 산정시스템(DRS-Dynamic Rating System)으로 활용되는 등 케이블 운영의 효율성을 극대화하기 위한 방안으로 평가 받고 있다[1-2]
광유니트 금속관의 접지를 반드시 말단에서 시행해야하는 이유는 무엇인가? 정상운전시 광 유니트 금속관 접지 및 광 유니트 금속관과 동선직입포 간 공극, 접촉저항에 따른 충전전류의 영향 등을 다양하게 분석하였다. 분석결과, 접지미시행시 접촉저항의 크기에 따라 차이는 있으나 접촉면으로 흐르는 전류가 증가하는 경향이 있으며, 특히 특정구간에서 낮은 접촉저항을 가지는 접촉면이 불규칙적으로 발생한 경우는(Case 9) 접촉면으로 흐르는 전류의 크기는 급격히 증가함을 알 수 있었다. 따라서, 광유니트 금속관의 접지는 말단에서 반드시 시행해야 하며, 광유니트 금속관과 동선직입포간 접촉면이 발생할 경우 그 간격은 일정한 것이 유리한 것으로 사료된다.
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참고문헌 (6)

  1. KEPCO, "Underground Transmission Cable System", 2002. 12. 

  2. S. H. Nam, C. H. Lee, S. K. Lee and J. H. Back, "The Dynamic Rating System(1) - Real Time Conductor Temperature Monitering System", 2002 KIEE Summer Annual Conference Proceedings, 2002. 7 

  3. Shoji Inohana, Hajime Takehana, Motoyuki Ono, Takeshi Kojima, Shigeki Yagi and Masahiro Nishinoma, "The Development of 275kV Cable & Accessories", Fujikura Techncical Report, 1981. 11 

  4. KEPCO Standard, "345kV/154kV XLPE Power Optical Fiber Composite Cable and Joint Box", 2007. 8 

  5. C. K. Jung, H. S. Park, T. I. Jang, J. W. Kang, J. C. Kim and D. I. Lee, "Characteristic Analysis of Power Optical Fiber Composite Cable System on Underground Transmission Lines", 2011 KIEE Summer Annual Conference Proceedings, 2011. 7 

  6. IEC 60949, Calculation of thermally permissible short-circuit currents, taking into account non-adiabatic heating effects, IEC, 1988. 11 

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