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[국내논문] 진공차단기용 전자식 보조접점 컨트롤러 개발 및 성능인증시험에 관한 연구
A Study on the Development of Controller which is used Electric Operating Cell(EOC) for Vacuum Circuit Breaker and the Controller Performance Certification Test 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.64 no.3, 2015년, pp.130 - 137  

이기선 (Dept. of Electrical Engineering Gachon University) ,  박정철 (Dept. of Electrical Engineering Gachon University) ,  추순남 (Dept. of Electrical Engineering Gachon University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study is about the controller development of the Electric Operating Cell(EOC) which will replace the Mechanical Operated Cell(MOC) of the vacuum circuit breaker which has been used in the power plant and the performance test for the developed controller. The controller developed through this st...

주제어

#Controller development   #Electronic type sensor   #EOC   #MOC   #VCM   #Performance certification test  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 고장발생 최소화로 전력공급 안정화에 크게 기여하고자 하였다. 이를 보증하기 위해 제작된 컨트롤러에 대하여 발전소 현장의 가혹한 환경을 고려한 성능인증시험, 즉 5가지의 전기적 시험과 내진동시험을 시행하였고 발전소 현장에 시제품 설치시험을 시행함으로써 제품의 신뢰성을 확고히 하였다.
  • 국내 대부분의 발전소용 진공차단기는 기계식 연결 구조의 진공차단기 보조접점(MOC)를 적용하고 있어 보조접점을 구동시키는 레버 동작시 강한 충격으로 보조접점에 체터링 및 리바운스 현상이 발생하여 접점 오동작이 빈번히 발생할수 있는 구조적 취약점을 가지고 있다[3, 4]. 본 논문은 이러한 취약점을 개선하기 위하여 진공차단기의 기계식 보조접점을 비접촉식 전자식 센서 동작을 입력 받아 릴레이 접점을 출력하는 전자식 보조접점을 개발하는데 최종 목표를 두었으며, 이 목표를 달성하기 위해 선행연구로 발전소에 설치되어 운용중인 독일의 Sick(사)의 진공차단기를 가혹한 설치 환경을 고려한 전기적 시험을 거쳐 진공차단기에 부착 될 최적의 센서를 선정하는 내용을 발표하였다[4]. 금번 연구에서는 최종 선정된 전자식 센서를 토대로 비접촉식 전자식 센서 동작을 입력 받아 릴레이 접점을 출력하는 전자식 보조접점 컨트롤러를 개발하여 현장의 진공차단기에 설치 운영하는 것에 대한 내용으로, 컨트롤러 시제품을 제작 하여 현장 적용시 발생될 수 있는 문제점을 발굴하여 한국전기연구원(KERI)의 성능인증시험을 실시하여 합격함으로써 현장 적용에 문제가 없음을 증명하였다[5, 6].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국내 대부분의 발전소용 진공차단기의 문제점은 무엇인가? 국내 대부분의 발전소용 진공차단기는 기계식 연결 구조의 진공차단기 보조접점(MOC)를 적용하고 있어 보조접점을 구동시키는 레버 동작시 강한 충격으로 보조접점에 체터링및 리바운스 현상이 발생하여 접점 오동작이 빈번히 발생할수 있는 구조적 취약점을 가지고 있다[3, 4]. 본 논문은 이러한 취약점을 개선하기 위하여 진공차단기의 기계식 보조접점을 비접촉식 전자식 센서 동작을 입력 받아 릴레이 접점을 출력하는 전자식 보조접점을 개발하는데 최종 목표를 두 었으며, 이 목표를 달성하기 위해 선행연구로 발전소에 설치 되어 운용중인 독일의 Sick(사)의 진공차단기를 가혹한 설치 환경을 고려한 전기적 시험을 거쳐 진공차단기에 부착 될 최적의 센서를 선정하는 내용을 발표하였다[4].
본 연구에서는 국내 대부분의 발전소용 진공차단기의 취약점을 개선하기위해 어떤 방법을 발표하였는가? 국내 대부분의 발전소용 진공차단기는 기계식 연결 구조의 진공차단기 보조접점(MOC)를 적용하고 있어 보조접점을 구동시키는 레버 동작시 강한 충격으로 보조접점에 체터링및 리바운스 현상이 발생하여 접점 오동작이 빈번히 발생할수 있는 구조적 취약점을 가지고 있다[3, 4]. 본 논문은 이러한 취약점을 개선하기 위하여 진공차단기의 기계식 보조접점을 비접촉식 전자식 센서 동작을 입력 받아 릴레이 접점을 출력하는 전자식 보조접점을 개발하는데 최종 목표를 두 었으며, 이 목표를 달성하기 위해 선행연구로 발전소에 설치 되어 운용중인 독일의 Sick(사)의 진공차단기를 가혹한 설치 환경을 고려한 전기적 시험을 거쳐 진공차단기에 부착 될 최적의 센서를 선정하는 내용을 발표하였다[4]. 금번 연구에서는 최종 선정된 전자식 센서를 토대로 비접촉식 전자식 센서 동작을 입력 받아 릴레이 접점을 출력하는 전자식 보조접점 컨트롤러를 개발하여 현장의 진공차단기에 설치 운영하는 것에 대한 내용으로, 컨트롤러 시제품을 제작 하여 현장 적용시 발생될 수 있는 문제점을 발굴하여 한국전기연구원(KERI)의 성능인증시험을 실시하여 합격함으로써 현장 적용에 문제가 없음을 증명하였다[5, 6].
차단기란 무엇인가? 차단기는 전기회로에서 정상상태인 통상전류의 개폐 및 이상상태인 단락 등의 사고시 사고전류의 차단과 사고점의 분리 등을 목적으로 설치하며 전력기기를 보호함은 물론 계통의 안정성 유지 및 사고파급을 방지하는 역할을 수행한다. 차단기 종류중 하나인 진공차단기(Vacuum Circuit Breaker, VCB)는 소호매체로 진공을 사용하는 VI (Vacuum Interrupter)를 적용하는데, 개폐 시 발생하는 아크를 밀도가 낮은 고진공(10- 5 Torr)속에서 확산하여 소호하고 소호부가 밀봉된 용기 내에 내장하고 있기 때문에 유 독가스 발생, 화재 등의 걱정이 없고 소음도 없으며 점검 보수가 쉬우며 유도전동기와 같은 유도성 부하의 개폐기로 널리 이용되고 있으며 최근 신설 발․변전소 큐비클에 널리 사용되고 있다[1, 2].
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참고문헌 (12)

  1. J.H.Hwang, J.C.Lee, Y.J.Kim,"Effects of Electrode Configurations on the Characteristics of Axial magnetic Fields in Vacuum Interrupter", Trans. KSME p.7-p.8, 2008 

  2. J.G. Kim et al,"A Study on the Reduction Method and the Anaylsis of VCM Switching Surge for High Voltage Induction Motor", Trans. KIEE, Vol.43,No.5, pp.761-769, May, 1994 

  3. Flurscheim, Charles. H, Power circuit breaker theory and design, IEE Power Engineering Series1, Chapter8, pp.356-P389 

  4. D.C. Bacvaro et al., "Risk of winding Insulation Breakdown in Large AC Motors Caused by Steep Switching Surge; Part1, Computed Switching Surges", IEEE Trans. EC, Vol. 1, No. 1, pp. 130-137, March 1986 

  5. K.S.Lee, J.C.Park, S.N.Chu,"A Study on the selection and noise test of electronic sensor for Vacuum Circuit Breaker",JKIICE,Vol.18.No.10, pp. 2503-2508, 2014 

  6. "Testing Turn-to-Turn Insulation on Form-Wound Stator Coils for Alternating Current Rotating Electric Machines", IEEE Standard 522-1992 

  7. J.G.Kim,"Surge Characteristics Analysis and Reduction Method of Vacuum Circuit Breaker", Trans, KIEE pp.190-191, 2013 

  8. Liu, Yigang Xue, Chang Liu, Gang , "Analysis for AC Voltage Withstand Test of HV XLPE Power Cable", Solid Dielectrics, ICSD '07. IEEE International Conference, vol. 2007 no. 7, pp.666-668, July. 2007. 

  9. Zhai Xiaoshe, geng Yingsan, Wang Jianhua, Zhang Guogang, Wang Yan, "Modeling of the Combination Wave Generator and Simulation of the Surge Immunity Test" Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, technical report. EMD 110(270), pp. 147-150, Nov. 2011. 

  10. Vlah, Z.J, Ontario Hydro Research Division, Harvey, S.M "Multi-Frequency Surge Withstand Capability Tests for Protective Relays" Power Apparatus and Systems, IEEE Transactions on. vol. PAS-100, Issue 3, pp. 1065-1071, Feb. 2007 

  11. Tengdin, J.T, OPUS Consulting Group, San Clemente, CA, USA "History - events leading to the development of IEEE Std1613TM-2003 and its predecessor standards (IEEE Std C37.90, IEEE Std C37.90.1, IEEE Std C37.90.2, and IEEE Std C37.90.3)" Transmission and Distribution Conference and Exposition, 2010 IEEE PES, pp. 1-7, April. 2010 

  12. Burgett, R.R, AC Spark Plug Division, General Motors Corporation, Flint, Mich. 48556, Massoll, R.E, Van Uum, D.R "Electromagnetic interference (EMI) reduction from printed circuit boards (PCB) using electromagnetic bandgap structures" Electromagnetic Compatibility, IEEE Transactions on, vol. EMC-16, Issue 3, pp. 160-172, Feb. 2007 

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