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발전기 계자보호를 위한 계자상실 알고리즘에 관한 연구
A Study on Loss of Excitation Algorithm for Generator Field Protection 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.63 no.4, 2014년, pp.368 - 372  

박유영 (강릉원주대학교 전기공학과) ,  박철원 (강릉원주대학교 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The most widely used scheme for detecting loss of excitation on generator is used to sense apparent impedance from generator terminals. This paper presents loss of excitation algorithm using DFT filter based negative offset mho elements for generator field protection. It's algorithm includes two neg...

주제어

#Apparent impedance   #Abnormal operating state   #DFT filter   #Field protection   #IED   #Internal fault   #Large generator   #Loss of excitation   #PSCAD/EMTDC  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 DFT 기법과 피상임피던스를 이용한 네가티브 오프셋 모에 의한 발전기의 계자상실 보호기법을 제안하였다. 제시된 기법은 C 언어로 구현되었고 PSCAD/EMTDC를 이용한 발전기 제어시스템의 여자상실 모의사고를 통해 수집된 전압, 전류신호에 의하여 그 성능이 평가되었다.
  • 본 논문에서는 계자상실 보호 계전기의 보호방식을 알아본 후 DFT 필터와 피상 임피던스를 이용한 네가티브 오프셋 모에 의한 발전기의 계자상실 보호기법을 제안한다[17]. 제시된 기법은 PSCAD/EMTDC를 이용한 수력발전기 제어시스템의 모델링과 시뮬레이션을 통해 수집된 전압, 전류신호에 의하여 성능을 평가하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
발전기의 비정상적인 운전상태 종류는? 이에 발전기 보호반의 IED는 발전기의 내부고장 뿐만아니라 비정상적인 운전상태를 검출해야한다. 발전기의 비정상적인 운전상태에는 계자상실(LOE : loss of excitation), 불평형 전류(unbalanced currents), 동기상실(loss of synchronism), 과여자(overexcitation), 역전력(motoring), 과전압, 비정상적인 주파수 상태 등이 있다[1].
계자상실로 인한 발전기의 고장은 전체 발전기 고장의 몇 %를 차지하는가? 발전기의 계자상실은 예상치 못한 계자차단기가 개방되고 여자 시스템의 고장으로 인해 계자권선의 단락회로에 의한 원인이 될 수 있다[2]. 통계에 따르면, 계자상실로 인한 발전기의 고장이 전체 발전기 고장의 60% 이상을 차지한다. 한편 슬립링의 섬락(flashover), 자동 전압조정기, 여자장치의 고장, 계자 차단기의 오조작, 계자권선 단선 등 여러 가지 원인에 의해 발생되는 발전기의 계자상실은 발전기 자체의 손상뿐만 아니라 전력계통에도 심각한 운전상의 문제를 야기할 수 있다.
발전기의 계자전원은 계자전원 공급용 차단기의 갑작스런 트립, 계자회로의 개방사고, 슬립링의 섬락으로 인한 계자회로의 단락사고, 자동 전압조정기의 고장, 계자 제어시스템에 공급되는 전원차단 등의 원인에 의하여 전체적이나 부분적으로 공급되지 않을 수 있다, 이에 대한 문제점은? 발전기의 계자전원은 계자전원 공급용 차단기의 갑작스런 트립, 계자회로의 개방사고, 슬립링의 섬락으로 인한 계자회로의 단락사고, 자동 전압조정기의 고장, 계자 제어시스템에 공급되는 전원차단 등의 원인에 의하여 전체적이나 부분적으로 공급되지 않을 수 있다. 원인에 관계없이 발전기의 계자상실은 발전기 자체뿐만 아니라 전력계통에도 심각한 운전상의 문제를 야기 시킬 수 있기 때문에 적절한 대응을 필요로 한다.
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참고문헌 (17)

  1. IEEE Power System Relaying Committee, "IEEE Standard AC Generator Protection", IEEE Std. C37.102-2006, pp. 1-167. 

  2. Chul-Won Park, et al., "Development of Prototype Multifuction IED for Internal Fault Protection of Large Generator", Ministry of Knowledge Economy, Technology Innovation Project, Final Report, pp. 1-217, 2013. 

  3. W. Wang, "Principle and Application of. Electric Power Equipment Protection", China Electric. Power Press, 2002. 

  4. ABB, "Generator protection REG670, Application manual", Vol 1.2, pp. 1-608, 2011. 

  5. Y.S. Lyu, H.R. Joo, W.J. Kim, J.H. Kim, "A Study on Setting Rule and Analysis for Loss of Generator Exciter", KIEE Summer Conference, pp. 3-4, 2008. 7. 

  6. Y.T. Oh, K.H. Seok, J.J. Yang, C.W. Park, "A Study on th Application of the Generator Protection for the Loss Of Excitation", KIEE Summer Conference, pp. 262-263, 2012. 7. 

  7. J.J Yang, Y.T. Oh, C.W. Park, "Generator protection relay operation case studies", Electrical world, Planning series, Vol. 62, No. 1, pp. 45-50, 2013. 

  8. Y.Y. Park, K.H. Seok, Y.S. Kim, C.W. Park, "A Study on LOE relaying", KIEE Industrial Electrical Committee, Autumn Conference, pp. 3-4 2013. 10. 

  9. ABB Generator Protection Application Guide, 1MRK 502 003-AEN, 1997. 

  10. ABB Directional time-overcurrent relays and protection assemblies based on single phase elements, 1MRK 509 007-BEN, 1999. 

  11. H.J. Herrmann and D. Gao, "Underexcitation Protection based on Admittance Measurement-Excellent Adaptation on Generator Capability Curves", presented at 1st Int. Conf. Hydropower Technology & Key Equipment, Beijing, China, 2006. 

  12. Basler Generator Protection Application Guide, BE1-11g, 2001. 

  13. R. Sandoval, A. Guzman and H.J. Altuve, "Dynamic simulations help improve generator protection", in Proc. 2007 IEEE Power Systems Conference: Advanced Metering, Protection, Control, Communication, and Distributed Resources, pp. 16-38. 

  14. Adriano P. de Morais, Ghendy Cardoso, Jr., and L. Mariotto, "An Innovative Loss-of-Excitation Protection Based on the Fuzzy Inference Mechanism", IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 25, No. 4, pp. 2197-2204, Oct., 2010. 

    상세보기 crossref

  15. Z.P.Shi, J.P.Wang, Z.Gajic, C.Sao, M.Ghandhari, "The Comparison and Analysis for Loss of Excitation Protection Schemes in Generator Protection", The 11th IET Conference on Developments in Power System Protection(DPSP), 23-26 April 2012, Birmingham, UK, P005.pdf. 

  16. C.W. Park, Y.T. Oh, "Fault Simulation and Analysis of Generator", The Transactions of the KIEE, Vol. 62P, No. 3, pp. 151-158, 2013. 9. 

    원문보기 상세보기 crossref

  17. C.W. Park, Y.Y. Park, "A Study on Protection of Loss Excitation for Generator", KIEE PES Autumn Conference, pp. 249-251, 2014. 11. 

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