화력 발전소의 터빈 발전기 부하단에 설치된 XLPE 케이블의 부하전류 측정 Measurements of Load Current of XLPE Cables Installed at the Load Terminal of Turbine Generator in Operation at Thermoelectric Power Station원문보기
화력 발전소의 터빈 발전기에서 생산된 전기를 운반하기 위하여 부하 측에 설치된 케이블은 XLPE 케이블(또는 CV케이블)이다. 사고 발생시 저압 시스템을 포함하는 대부분의 설비들에 정전사고가 발생하여 막대한 경제적 손실을 초래한다. 설계부터 시공 및 관리를 더욱 철저히 해야 한다. 설치환경 및 사용 조건 부하량 등에 따라 차이가 있겠지만, 증설과정, 부적절한 설계 등으로 인하여 케이블의 단면적이 부족할 경우가 발생하며, 운전 전류에 의하여 초과된 허용온도는 케이블의 열화 상태를 초래한다. 우리는 케이블의 사고를 체계적으로 감시 및 예방하기 위한 측정 장비를 개발, 한국서부발전 주식회사(Korean Western Power Co. Ltd.)에 설치하여 활선상태에서 케이블에 흐르는 부하전류를 측정하였다. 이 논문에서 우리는 케이블에 흐르는 부하전류를 측정하고, 측정된 부하전류에 의한 부하특성의 파악 및 IEC규정에 의한 허용전류와 비교하여 케이블의 도체온도를 파악하기 위한 기초자료를 제시한다.
화력 발전소의 터빈 발전기에서 생산된 전기를 운반하기 위하여 부하 측에 설치된 케이블은 XLPE 케이블(또는 CV케이블)이다. 사고 발생시 저압 시스템을 포함하는 대부분의 설비들에 정전사고가 발생하여 막대한 경제적 손실을 초래한다. 설계부터 시공 및 관리를 더욱 철저히 해야 한다. 설치환경 및 사용 조건 부하량 등에 따라 차이가 있겠지만, 증설과정, 부적절한 설계 등으로 인하여 케이블의 단면적이 부족할 경우가 발생하며, 운전 전류에 의하여 초과된 허용온도는 케이블의 열화 상태를 초래한다. 우리는 케이블의 사고를 체계적으로 감시 및 예방하기 위한 측정 장비를 개발, 한국서부발전 주식회사(Korean Western Power Co. Ltd.)에 설치하여 활선상태에서 케이블에 흐르는 부하전류를 측정하였다. 이 논문에서 우리는 케이블에 흐르는 부하전류를 측정하고, 측정된 부하전류에 의한 부하특성의 파악 및 IEC규정에 의한 허용전류와 비교하여 케이블의 도체온도를 파악하기 위한 기초자료를 제시한다.
The cables installed to deliver high electric power from a generator at a thermoelectric power station are XLPE (or CV) cables. Depending on the installation and usage conditions, the cables in operation start deteriorating from the time of initial operation. Some cables can cause accidents due to f...
The cables installed to deliver high electric power from a generator at a thermoelectric power station are XLPE (or CV) cables. Depending on the installation and usage conditions, the cables in operation start deteriorating from the time of initial operation. Some cables can cause accidents due to faulty construction or other environmental factors. In order to prevent cable accidents, regular auditing of power cables is required. We have invented a measuring device for systematic surveillance and prevention of accidents, and installed the device at Korean Western Power Co. Ltd. which measures load currents through the cables. In this paper, we present the load current measured using our device, analyze the load characteristics by measures current, compare the ampacity defined by IEC standard, and present a basic data to obtain the temperature of cable conductors.
The cables installed to deliver high electric power from a generator at a thermoelectric power station are XLPE (or CV) cables. Depending on the installation and usage conditions, the cables in operation start deteriorating from the time of initial operation. Some cables can cause accidents due to faulty construction or other environmental factors. In order to prevent cable accidents, regular auditing of power cables is required. We have invented a measuring device for systematic surveillance and prevention of accidents, and installed the device at Korean Western Power Co. Ltd. which measures load currents through the cables. In this paper, we present the load current measured using our device, analyze the load characteristics by measures current, compare the ampacity defined by IEC standard, and present a basic data to obtain the temperature of cable conductors.
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문제 정의
케이블의 동작을 중지하지 않고 즉, 케이블의 운전 상태를 그대로 유지하면서 케이블의 절연상태를 확인한다면 주변 시스템들의 정싱적인 동작에 영향을 주지 않으므로 경제적으로 이득이 될 것이다[4]. 우리는 이 논문에서 발전소에서 설치 운영 중인 고압전력 케이블의 성능을 점검하기 위하여, 케이블의 운전 상태를 그대로 유지하는 상태에서 즉, 활선 상태에서 전류 및 온도 측정 장치를 사용하여 추출한 부하 전류를 분석한 결과를 제시한다.
우리는 이 논문에서 케이블의 절연 상태의 열화 상태를 감시하기 위하여 한국서부발전 주식회사(Korean Western Power Co. Ltd.)에 설치하여 운영 중에 있는 전류 및 온도 측정 장치를 사용하여 추출한 부하 전류를 측정한 결과를 제시하였다. 9개의 feeder별로 부하 전류중 최대값의 data를 취득하여 분석한 결과, CV 1C 100 SQ의 허용전류보다 20%이하로 사용되고 있다.
가설 설정
9개의 feeder별로 운전부하전류중 최대값의 data를 취득하여 분석한결과 전동기 부하로 공급한 feeder에 있어 단시간 정격의 기동전류는 고려하지 않고 보통 30분 이상의 전류가 흐르는 상태의 최대 운전부하전류를 60A로 가정하여 분석하였다. 9개의 feeder중에서 No.
제안 방법
전류 측정장치에서 2014년 3월부터 약7개월간 절연저항 측정시간에 측정된 data를 사용하여 각 feeder별로 케이블에 흐르는 부하전류의 data를 분석하였다. 우리가 선택하여 분석한 케이블(feder)은 9 개다.
대상 데이터
우리가 선택하여 분석한 케이블(feder)은 9 개다. 9개 feeder 별 부하 전류를 측정하였다.
우리는 한국서부발전(주)에서 동작 중인 케이블들 중에서 9개 선택하여 연구하였다. 흐르는 전류를 측정하는 케이블은 대부분 6kV CV 100SQ, 1C이다.
성능/효과
)에 설치하여 운영 중에 있는 전류 및 온도 측정 장치를 사용하여 추출한 부하 전류를 측정한 결과를 제시하였다. 9개의 feeder별로 부하 전류중 최대값의 data를 취득하여 분석한 결과, CV 1C 100 SQ의 허용전류보다 20%이하로 사용되고 있다. 따라서 허용 전류보다 매우 작은 부하전류가 흘러 케이블 도체에서 발생하는 온도가 허용온도보다 매우 낮아, 도체온도 상승이 없어 XLPE절연체에서는 열열화는 발생하지 않을 것으로 추정할 수 있을 것이다.
9개의 feeder별로 부하 전류중 최대값의 data를 취득하여 분석한 결과, CV 1C 100 SQ의 허용전류보다 20%이하로 사용되고 있다. 따라서 허용 전류보다 매우 작은 부하전류가 흘러 케이블 도체에서 발생하는 온도가 허용온도보다 매우 낮아, 도체온도 상승이 없어 XLPE절연체에서는 열열화는 발생하지 않을 것으로 추정할 수 있을 것이다.
08 feeder 로서 큰 약50A의 부하전류가 흐르고 있다. 이 연구에 의하면, 9개의 feeder들 중에서 No.03 및 No0.8 이 도체온도가 클 것이고 온도가 높아짐에 따라 다른 케이블에 비해 XLPE절연체에 열이 발생할 수 있으로 예측될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
XLPE 케이블이란?
화력 발전소의 터빈 발전기에서 생산된 전기를 운반하기 위하여 부하 측에 설치된 케이블은 XLPE 케이블(또는 CV케이블)이다. 사고 발생시 저압 시스템을 포함하는 대부분의 설비들에 정전사고가 발생하여 막대한 경제적 손실을 초래한다.
전류센서 또는 전류 트랜스란?
)에 설치하여 운영 중에 있는 전류 측정 장치에 연결된 전류센서의 실제 상태모양을 나타낸다. 전류센서 또는 전류 트랜스(CT, currenttransformer)는 교류전류 및 직류전류를 감지하는 센서이다. 전류를 감지하는 방법에는, 도우넛 (doughnut) 모양의 자심(magnetic core)을 사용하여 1차 및 2차 코일을 자심에 감아 2차 전류를 측정함으로써 1차 전류를 검지하는 변류기(變流器) 방식과 전류에 의하여 생기는 자계속에 홀 소자를 설치하여 홀 전압을 측정함으로써 자계의 강도, 즉 전류의 강약을 검지하는 홀 소자방식, 나아가서는 전류의 대소로 용단(溶斷)하는 시간이 다른 퓨즈방식 등이 있다[5,6].
XLPE 케이블에 사고 발생시 나타나는 현상은?
화력 발전소의 터빈 발전기에서 생산된 전기를 운반하기 위하여 부하 측에 설치된 케이블은 XLPE 케이블(또는 CV케이블)이다. 사고 발생시 저압 시스템을 포함하는 대부분의 설비들에 정전사고가 발생하여 막대한 경제적 손실을 초래한다. 설계부터 시공 및 관리를 더욱 철저히 해야 한다.
K. H. Um, B. K. Kim, "Developing Equipment Measuring Insulation Resistance of High-Power in Operation at Power Station",Journal of the The Institute of Internet, Broadcasting and Communication, vol. 16, no. 4, pp. 159-164, Aug. 2016.
J. S. Kim, K. H. Kim, J. S. Lee, "The Study on the Variable Orifice Spray of the Steam Power Plant Desuperheater," Journal of the Korea Academia- Industrial Cooperation Society(JKAIS), Vol. 14, No. 1, pp. 63-68, 2013.
K. H. Um, B. K. Kim, "Developing Equipment Measuring Insulation Resistance of High-Power in Operation at Power Station", Journal of the The Institute of Internet, Broadcasting and Communication, vol. 16, no. 4, pp. 159-164, Aug. 2016.
Guile, A.; Paterson, W. (1977). Electrical Power Systems, Volume One. Pergamon. p. 331. ISBN 0-08-021729-X.
Elkor Technologies Inc., "Application Notes, "Introduction to Current Transformers"( July, 2006).
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