[논문]배전계통에서의 초전도 한류기 투입 위치에 따른 영향 분석

박세호; 방승현; 이상봉; 김철환; 현옥배

[국내논문] 배전계통에서의 초전도 한류기 투입 위치에 따른 영향 분석
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박세호 (성균관대학교) , 방승현 (성균관대학교) , 이상봉 (성균관대학교) , 김철환 (성균관대학교) , 현옥배 (한국전력 연구원)

전력계통의 단락 용량의 증가는 고장 발생시 계통의 안정성을 저해하고 심각한 전압 강하를 유발시킨다. 계통운영을 안정적으로 도모하기 위해서는 고장 전류의 억제가 무엇보다 중요하며 초전도 한류기의 설치의 필요성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 초전도 한류기를 계통에 적용하기 위해서는 우선 투입 시 계통에 미치는 영향의 검토가 우선되어야한다. 본 논문에서는 EMTP-RV 를 사용하여 배전 계통 및 초전도 한류기(SCFCL)를 모델링하고, 초전도 한류기 투입 위치에 따라서 계통의 영향을 모의 하고 분석 하였다.

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문제 정의

본 논문에서는 초전도 한류기 투입 위치에 따른 계통 영향 분석을 하기 위해 일반적인 배전계통을 모델링 하였다. 대상 계통의 총길이는 상단 하단 각각 4[Km] 이고, 상하단이 2단 장주로 이루어진 배전계통이며, 상단부 하는 #= 3253#, Q= 1379#이고, 하단의 부하는 #= 3403[#, Q= 95#이다.

제안 방법

따라서 본 논문에서는 EMTP-RV를 사용하여 배전계통 모델링 및 초전도 한류기를 모델링 하여 초전도 한류기 .투입 시 배전계통에 어떠한 영향을 미치는지 모의하고 분석하였다.
모밀링된 조선도 한류기의 한류 임피던스 값은 1 이고, 0.1 [ms] 동안 저항이 비선형적으로 증가하게 모델링 하였다.
따라서 고장 전류를 제한할 수 있는 한류기의 투입이 필요하고, 투입 시 계통의 영향분석은 중요한 검토 대상이다. 본 논문에서는 이러한 영향분석을 위해 EMTP-RV를 사용하여 배전 계통과 초전도 한류기를 모델링 하고 투입 위치에 따른 영향을 분석하였다. 초전도 한류기 투입 시 투입 위치에 따라 고장 전류의 제한과 전압sag가 감소됨을 확인 하였다.
본 논문에서는 저항형 초전도 한류기를 모델링하고 계통에 적용하였다[2].
초전도 한류기의 퀜칭 특성을 나타내기 위해 비선형컨트롤 저항 소자를 사용 하몄다.
.투입 시 배전계통에 어떠한 영향을 미치는지 모의하고 분석하였다.

대상 데이터

대상 계통의 총길이는 상단 하단 각각 4[Km] 이고, 상하단이 2단 장주로 이루어진 배전계통이며, 상단부 하는 #= 3253#, Q= 1379#이고, 하단의 부하는 #= 3403[#, Q= 95#이다.
것이다. 상단의 선종은 EC 160X3 N 이고 하단은 EW 95X3 으로 구성하였다

성능/효과

고장전류가 정상전류의 약20배 정도 증가를 하였고, 고장 후 전압 sag 가 발생하여 전압이 10[kV] 감소하였다. 그림 8은 고장 시 변압기 2차측에 초전도 한류기믈투입한 후 전압, 전류파형을 비교한 것이다.
초전도체의 특성을 이용한다. 정상 상태에서는 한류 임피던스가 0이고, 고장 시 한류임피던스가 비선형적으로 증가 하여 고장전류를 일정 수준이하로 억제하게 한다. 한류 임피던스 특성에 따라 저항형과 유도형으로 구분된다.
본 논문에서는 이러한 영향분석을 위해 EMTP-RV를 사용하여 배전 계통과 초전도 한류기를 모델링 하고 투입 위치에 따른 영향을 분석하였다. 초전도 한류기 투입 시 투입 위치에 따라 고장 전류의 제한과 전압sag가 감소됨을 확인 하였다. 본 논문에서의 초전도 한류기의 일반적인 투입 위치에 대한 영향을 분석한 것으로, 다양한 위치에서의 영향 분석이 필요하다.

후속연구

초전도 한류기 투입 시 투입 위치에 따라 고장 전류의 제한과 전압sag가 감소됨을 확인 하였다. 본 논문에서의 초전도 한류기의 일반적인 투입 위치에 대한 영향을 분석한 것으로, 다양한 위치에서의 영향 분석이 필요하다.

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