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[국내논문] 순간전압강하 가혹지역에 기반한 사고예방 대책 수립
Establishment of Preventive Measures against Faults Based on the Area of Severity to Voltage Sags 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.64 no.11, 2015년, pp.1611 - 1617  

박창현 (Depart. of Electrical Engineering, Pukyong National University) ,  이계병 (School of Electrical Engineering, Korea University) ,  이한상 (School of Electrical & Railway Engineering, Kyungil University) ,  윤동희 (Depart. of New and Renewable Energy, Kyungil University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents an effective approach for establishing countermeasures against voltage sags based on the concept of area of severity. In order to apply preventive measures against faults such as lightning arrester, overhead earth wires and so on, it is important to find optimal points for instal...

주제어

#Area of severity(AOS)   #Area of vulnerability(AOV)   #Power quality   #Voltage sags   #Voltage sag mitigation  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 AOS 개념을 이용한 순간전압강하 대책 수립방안을 소개하였다. 개별 민감 부하단에서는 순간전압강하에 대한 대책으로 적절한 용량을 전압보상설비를 설치 운용하는 것이 일반적이다.
  • 본 논문은 순간전압강하 저감을 위한 사고예방 대책 적용개소 선정 방법을 제안한다. 계통내 다수의 민감 부하를 고려한 순간 전압강하 가혹지역(area of severity(AOS))으로부터 사고 발생으로 가장 큰 피해를 야기할 것으로 예상되는 계통 선로 및 영역을 도출한다.

가설 설정

  • 해당 계통은 57개의 모선과 64개의 선로, 7기의 발전기, 16기의 변압기로 구성되어 있다. 본 사례 연구에서는 민감 부하가 15, 24, 54번 모선에 연결되어 있다고 가정하였으며 민감 부하들의 한계전압은 0.6 [p.u.]로 모두 동일하다고 가정하였다. 순간전압강하 평가에 필요한 1선 지락사고 (SLGF), 선간 단락사고(LLF), 2선 지락사고(DLGF), 3상사고 (3PF)의 선로의 사고율은 표 1과 같다.
  • 사고예방 대책 비용은 선로의 길이에 따라 증가하게 되는 만큼 단위 길이당 순간전압강하 발생 횟수가 가장 큰 선로가 최적의 대책 적용 개소라 할 수 있다. 본 사례연구에서는 계통 선로에서의 사고 발생 확률은 동일하다는 가정 하에 수행되었다. 그러나 계통 각 선로별 지역별 사고율에 대한 정보를 도출할 수 있다면 동일한 절차에 따라 보다 실제적인 결과를 얻을 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
순간전압강하란 무엇인가? 순간전압강하는 전압변동에 민감한 부하를 사용하는 산업단지 등을 중심으로 매우 중요한 전력품질 문제로 인식되고 있다. 짧은 시간동안의 전압감소 현상인 순간전압강하는 민감 부하의 오동작 또는 탈락 등의 문제를 야기한다[1, 2]. 특히 정밀 제어 기반의 자동화 공정을 포함하고 있는 산업 시설에서는 특정 기기의 오동작으로 인해 전체 공정이 중단될 수 있으며 이는 막대한 경제적 손실을 유발하게 된다[2, 3].
순간전압강하는 어떤 문제를 일으키는가? 순간전압강하는 전압변동에 민감한 부하를 사용하는 산업단지 등을 중심으로 매우 중요한 전력품질 문제로 인식되고 있다. 짧은 시간동안의 전압감소 현상인 순간전압강하는 민감 부하의 오동작 또는 탈락 등의 문제를 야기한다[1, 2]. 특히 정밀 제어 기반의 자동화 공정을 포함하고 있는 산업 시설에서는 특정 기기의 오동작으로 인해 전체 공정이 중단될 수 있으며 이는 막대한 경제적 손실을 유발하게 된다[2, 3].
순간전압강하에 대한 계통내 최적의 대책 적용 지점에 대한 탐색이 필요한 이유는 무엇인가? 순간전압강하의 주요 원인이 계통에서의 사고이므로 사고 발생을 줄이기 위한 근본적인 대책과 함께 민감 부하단 근처의 발전원 연계 및 모선 분리를 포함한 계통 구성 변경 등이 있다[3, 4]. 공급 계통측면에서의 대책들은 개별 수용가에서의 전압 보상설비를 설치하는 것에 비해 일반적으로 더 큰 대책 비용이 발생하지만, 계통 전체적으로 광범위한 효과를 얻을 수 있는 장점도 있다. 따라서, 공급 계통 측면에서의 효과적인 대책 수립을 위해서는 계통내 최적의 대책 적용 지점에 대한 탐색과 적용에 따른 순간 전압강하 저감효과에 대한 평가 등이 이루어져야 한다.
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참고문헌 (10)

  1. IEEE Std 1159-1995, IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality(ANSI). 

  2. M. H. J. Bollen, Understanding Power Quality Problems: Voltage Sags and Interruptions, Piscataway, NJ, 2000 IEEE Power Engineering Series. 

  3. R. C. Dugan, M. F. McGranaghan, S. Santoso, and H. W. Beaty, Electrical Power Systems Quality. New York: McGraw-Hill, 2002, ch.3. 

  4. A. K. Goswami, C. P. Gupta, and G. K. Singh., "Voltage Sag Assessment in a Large Chemical Industry", IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 48, No. 5, pp. 1739-1746, 2012. 

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  5. C. H. Park and G. Jang, "Stochastic Estimation of Voltage Sags in a Large Meshed Network," IEEE Trans. Power Del., Vol. 22, No. 3, pp. 1655-1664, 2007. 

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  6. M. R. Qader, M. H. J. Bollen, and R. N. Allan, "Stochastic Prediction of Voltage sags in a Large Transmission System," IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 35, No. 1, pp. 152-162, 1999. 

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  7. M. H. J. Bollen, "Fast Assessment Methods for Voltage Sags in Distribution Systems," IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 32, no. 6, pp. 1414-1423, 1996. 

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  8. L. Conrad, K. Little, and C. Grigg, "Predicting and Preventing Problems Associated with Remote Fault-clearing Voltage Dips". IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 27 No.1, pp.167-172, 1991. 

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  9. C. H. Park, J. H. Hong, and G. Jang, "Assessment of system voltage sag performance based on the concept of area of severity", IET Gener. Transm. Distrib., Vol. 4, No.6, pp. 683-693, 2010. 

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  10. IEEE 57-Bus Test Case, [Online]. Available: http://www.ee.washington.edu/research/pstca/pf57/pg_tca57bus.htm. 

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