모의 송전계통에 초전도한류기의 적용에 따른 비율전류차동계전기의 동작특성 및 보호기기간 보호협조 분석 :Analysis on Operation Characteristics of Current Ratio Differential Relay and Protection Coordination between Protective Devices in a Power Transmission System with SFCL

조용선

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자료유형: 학위논문

저자정보: 조용선 (숭실대학교, 숭실대학교 대학원)

지도교수: 임성훈

발행연도: 2013

저작권: 숭실대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (8)

2013

송전급 초전도한류기의 적용에 따른 비율전류차동계전기의 동작특성 분석

조용선 , 김진석 , 김이관 외 3명 대한전기학회 학술대회 논문집 2013.07 학술대회자료

송전급 초전도한류기의 적용에 따른 선로보호용 비율전류차동계전기의 동작특성 및 보호협조 분석

조용선 , 김진석 , 임성훈 외 1명 전기학회논문지 2013.07 학술저널

모의 송전계통에 초전도한류기의 적용에 따른 비율전류차동계전기의 동작특성 및 보호기기간 보호협조 분석

조용선 전기공학과(일원) 2013.01 학위논문

2012

피크전류 제한 기능을 갖는 초전도한류기의 계통 적용에 따른 보호기기간 동작특성 분석

조용선 , 김진석 , 김재철 외 1명 조명·전기설비학회논문지 2012.11 학술저널

트리거형 초전도한류기가 적용된 루프계통에서 비율차동계전기와 과전류계전기의 동작특성 분석

조용선 , 김진석 , 김명현 외 4명 대한전기학회 학술대회 논문집 2012.10 학술대회자료

피크전류 제한 기능을 갖는 초전도 한류기의 루프 배전 계통 적용에 따른 동작특성 분석

조용선 , 김명현 , 김진석 외 2명 대한전기학회 학술대회 논문집 2012.07 학술대회자료

피크전류 제한 기능을 갖는 초전도 한류기와 과전류계전기(OCR)간의 보호협조 분석

조용선 , 김진석 , 김명현 외 4명 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 2012.05 학술대회자료

2011

피크전류 제한 기능을 갖는 초전도 한류기 도입에 따른 보호기기의 동작특성

조용선 , 김명현 , 김진석 외 2명 대한전기학회 학술대회 논문집 2011.10 학술대회자료

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현재 우리나라의 전력계통은 산업발전으로 인한 전력의 수요증가에 상응하기 위해 계통 확장 및 개선되어지고 있다. 이 중, 전력계통의 확장은 계통 내 임피던스를 감소시켜 고장발생 시, 고장전류의 크기가 증가하게 된다. 이는 차단기의 차단용량을 초과하여 차단기의 오부동작과 같은 문제점을 발생시키기도 한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 고장전류의 절감을 위한 방안으로 모선분리 수행과 대용량 차단기로의 교체 및 직렬리액터를 채용시키는 방안들이 제안되어왔다. 하지만 이러한 방안들은 인접선로에 대한 영향으로 계통의 안정도 저하와 차단기의 교체에 따른 비용발생 및 평상시 손실발생으로 계통에 영향을 주는 단점을 가지고 있다. 이에 고장전류를 감소시키기 위한 가장 효과적인 방안으로 초전도한류기의 계통 적용이 대두되어지고 있다. 초전도한류기는 평상시에 영저항의 특성을 갖는 초전도상태이므로 계통에는 아무런 영향을 주지 않고, 고장발생 시에만 저항을 발생시켜 고장전류를 제한하는 동작특성으로 다른 고장전류의 절감을 위한 방안들에 비해 많은 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인해, 초전도한류기는 현재 배전계통 적용에 관한 연구가 활발하게 진행되어 지고 있으며, 더 나아가 송전계통의 적용에 대한 연구 역시 진행되어 지고 있다. 일반적으로 우리나라의 송전계통 보호계전시스템은 과전류계전기 및 자동 재폐로 차단기와 같은 배전계통 보호계전시스템과는 달리, 계전기 동작의 높은 신뢰도와 빠른 동작을 요구함에 따라 주 보호기기로 비율전류차동계전기를 적용하고, 후비 보호기기로 거리계전기 및 방향성계전기를 적용한다.
이에 따라 본 논문에서는 비율전류차동계전기가 주 보호계전기로 적용되어진 송전계통에 초전도한류기의 적용에 따른 영향을 알아보기 위한 연구를 진행하였다. 또, 후비 보호계전기로써 방향성 과전류계전기를 적용하여 고장위치에 따른 초전도한류기와 비율전류차동계전기 및 방향성 과전류계전기간 보호협조를 분석하였다. 이는 초전도한류기의 송전계통 적용에 대한 연구의 일환으로, 현재 한국전력공사에서 연구 중인 송전급 초전도한류기의 사양을 이용하여 실제 계통의 적용 시, 발생가능한 문제점과 기존 보호기기의 동작에 미치는 영향 및 보호기기간 보호협조를 알아보기 위해 진행하였다. 결과적으로 송전계통에 적용되어진 비율전류차동계전기의 고장발생 시, 계전기의 초기동작에는 초전도한류기의 적용여부에 따른 영향을 주지 않았음을 확인하였다. 나아가 방향성 과전류계전기와의 고장위치에 따른 보호협조에서는 방향성 과전류계전기의 반한시 동작특성에 따라 초전도한류기의 적용에 따라 계전기의 동작시간이 지연되는 것을 확인하였다.

The power system in Korea, has been improved and expanded to meet the power demand in accordance with industrial development. Because the expansion of the power system capacity, the impedance in the power system has been decreased. As a result, The fault current, which has increased, is expected to exceed the short-circuit capacity of existing protective devices in the power system. This causes some problems, such as a damage of the power facilities and malfunction of the protective devices. Some measures to solve the problem have been introduced, for example, bus line separation, the use of serial reactors, and the replacement of the high-capacity circuit breaker. However, these measures have disadvantages, such as the deterioration of the system’s stability in the power system and, the replacement cost of the circuit breaker. The superconducting fault current limiter (SFCL), however, has been proposed because it has no effect on the power system with its characteristic of zero-resistance under normal conditions. Also, regarding operating characteristics, the SFCL is effective in limiting fault current by quenching, which quickly generates resistance in a fault state. Due to these advantages of SFCL, a study on the application of the power distribution system has been actively carried out by. Furthermore, a study on the application of the power transmission system been conducted. The protective relaying systems in the power transmission system are required to have faster operation than the protective relaying systems in the power distribution system. Therefore, the main protection in the power transmission system is generally applied to the current ratio differential relay. The distance relay and the directional relay are applied to the back-up protection.
In this paper, we analyzed the influence of the operating characteristics of the current ratio differential relay by applying trigger-type SFCL in the power transmission system. In addition, The protection coordination was analyzed by applying the directional relay with back-up protection relay.

#송전 #보호계전기 #초전도한류기 #비율전류차동계전기 #방향성과전류계전기

국문초록 ⅶ
영문초록 ⅸ
제 1 장 서론 1
제 2 장 송전계통 보호시스템 3
2.1 송전계통 보호시스템 3
2.1.1 초전도한류기 3
2.1.2 비율전류차동계전기 6
2.1.3 방향성 과전류계전기 8
제 3 장 모의 송전계통 모델링 9
3.1 모의 송전계통 모델링 9
3.2 모의 송전계통 구성요소 모델링 11
3.2.1 초전도한류기 모델링 11
3.2.2 비율전류차동계전기 모델링 14
3.2.3 방향성 과전류계전기 모델링 18
제 4 장 결과 및 고찰 19
4.1 초전도한류기 적용에 따른 비율전류차동계전기의
동작특성 20
4.1.1 선로보호용 비율전류차동계전기의 동작특성 20
4.1.2 모선보호용 비율전류차동계전기의 동작특성 33
4.1.3 사례분석 41
4.2 초전도한류기 적용에 따른 보호기기간 보호협조 43
4.2.1 선로보호용 비율전류차동계전기와 방향성 과전류계전기간 보호협조 분석 44
4.2.2 모선보호용 비율전류차동계전기와 방향성 과전류계전기간 보호협조 분석 54
제 5 장 결론 61
참고문헌 63

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