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EMTP를 이용한 재폐로부 과전류계전기 모델링
The Modeling of Overcurrent Relay with Reclosing using EMTP 원문보기

대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회, 2009 July 14, 2009년, pp.209 - 210  

임경섭 (성균관대학교) ,  성노규 (성균관대학교) ,  여상민 (성균관대학교) ,  김철환 (성균관대학교)

초록
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계전기는 1930년대에 처음 개발되어 지금까지 수많은 발전을 거치며 전력계통의 과도현상을 효과적으로 차단해왔다. 이러한 계전기의 종류에는 많은 종류가 있으며 본 논문에서는 배전선로 보호에 주로 쓰이는 재폐로부 과전류계전기에 대한 연구를 수행하였다. 배전계통에 사용하는 과전류계전기는 이상전류가 발생할 경우 순시특성과 한시 특성을 이용하여 계통을 차단하지만 고장검출시간은 비교적 짧은 편이다. 이런 현상은 짧은 시간 안에 발생하는 이상전류에 대해서도 계통을 정전상태로 만들기 때문에 효율적이지 못하다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자 재폐로부 과전류계전기가 개발되어 재폐로의 특징을 이용해 좀 더 긴 고장검출 시간을 확보하여 계통의 불필요한 정전을 방지하고 있다. 본 연구에서는 재폐로부 과전류계전기를 EMTP를 이용하여 모델링하고 계전기 동작을 검증하였으며 또한 EMTP를 이용하여 모델링된 배전계통에 적용시켜 모의결과를 분석하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 2.1절에서 언급한 순시 및 한시 특성과 재폐로 동작 특성을 토대로 EMTP의 MODELS를 이용하여 재폐로부 과전류계전기를 모델링 하였다. 순시 및 한시특성을 모두 가지도록 모델링 하였으며 자동재폐로 수행 후 다시 계통을 차단하는 시간은 한시특성을 이용하여 수행하도록 모델링 하였다.
  • 다음 그림 3에서 계통의 실효치 전류 변화와 계전기의 신호를 나타내었다. 계통이 정상상태일 때 계전기는 0의 신호를 출력하며 과전류가 흘러 트립신호를 보낼 때는 1의 신호를 출력하도록 설계하였다.
  • 배전계통은 복잡하고 유기적인 구조를 가졌기 때문에 사고에 의한 불필요한 정전을 최소화 할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 EMTP의 MODELS를 사용하여 한국전력공사 표준 규격에 따라 재폐로부 과전류 계전기를 모델링 하고 모의 배전계통에서 성능을 검증하였다. 검증 결과 모델링 된 재폐로부 과전류계전기는 과전류에 대한 자동재폐로 동작을 충실히 수행하였으며 모델링에 고려된 한시특성에 따라 계통 재 차단 시간도 한국전력공사의 규정과 일치함을 확인하였다.
  • 따라서 재폐로부 과전류의 동작오차에 대한 분석과 계전기의 성능 검증이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 재폐로부 과전류계전기를 모델링 하여 동작을 분석하였다.
  • 이에 따른 한시차단 시간은 Case 2와 동일하였다. 또한 본 연구에서는 재폐로 횟수를 2회로 설정하였으므로 2차 재폐로 시에도 고장이 제거되어있지 않으면 영구고장으로 판별하여 계통을 정전시킨다. 다음 그림 6에서 Case 3 모의 시 전류파형을 나타내었다.
  • 순시 및 한시특성을 모두 가지도록 모델링 하였으며 자동재폐로 수행 후 다시 계통을 차단하는 시간은 한시특성을 이용하여 수행하도록 모델링 하였다. 모델링 한 계전기의 성능 검증을 위해 배전계통 모델에서 고장을 발생시켜 검증하였으며 다음 그림 2에서 검증을 위해 이용한 배전계통을 나타내었다.
  • 1절에서 언급한 순시 및 한시 특성과 재폐로 동작 특성을 토대로 EMTP의 MODELS를 이용하여 재폐로부 과전류계전기를 모델링 하였다. 순시 및 한시특성을 모두 가지도록 모델링 하였으며 자동재폐로 수행 후 다시 계통을 차단하는 시간은 한시특성을 이용하여 수행하도록 모델링 하였다. 모델링 한 계전기의 성능 검증을 위해 배전계통 모델에서 고장을 발생시켜 검증하였으며 다음 그림 2에서 검증을 위해 이용한 배전계통을 나타내었다.
  • 중성선과 가공지선의 모델링을 위해 EMTP 내의 LCC(Line/Cable Constant)소자를 이용하여 물리적인 중성선과 가공지선, 전력선을 표현하였다[3]. 이러한 계통에서 X-Y 배전선로에서 전원으로부터 약 6[km] 떨어진 지점에서 A상 1선지락 고장을 모의하였다.
  • 9[Mvar]이다. 중성선과 가공지선의 모델링을 위해 EMTP 내의 LCC(Line/Cable Constant)소자를 이용하여 물리적인 중성선과 가공지선, 전력선을 표현하였다[3]. 이러한 계통에서 X-Y 배전선로에서 전원으로부터 약 6[km] 떨어진 지점에서 A상 1선지락 고장을 모의하였다.

대상 데이터

  • 모의한 계통 모델은 X-Y, X-Z 구간으로 시작 구간의 약 1.5[km] 길이의 2단장주 구간으로 구성되어 중성선을 공유하고 있다. 이후 2단장주 구간을 지나 2개의 배전선로로 분기된다.
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