스코트 결선 주변압기의 비율차동계전기 오동작 분석과 개선방안에 관한 연구 :A study on Malfunction Analysis and Improvement Methodology of Percentage Differential Relay for SCOTT Main Transformer

이종화

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이종화 (우송대학교, 우송대학교 대학원)

지도교수: 노영환

발행연도: 2018

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이용수7

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

스코트 결선 주변압기의 비율차동계전기 오동작 분석과 개선방안에 관한 연구

이종화 철도시스템학과 2018.01 학위논문

2017

스코트 변압기 보호계전기 오동작 사례분석 및 개선방안 고찰

이종화 , 노영환 한국산학기술학회 논문지 2017.07 학술저널

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본 논문에서 제시하는 비율차동계전기는 변압기 내부의 권선단락 또는 지락 등의 고장이 발생하는 경우 변압기 전단에서 전력을 차단시켜야 하며, 변압기 외부계통의 사고나 전기차 운행 등의 과부하 경우에는 동작하지 않아야 한다. 하지만, 변압기에 전원이 인가될 때 초기 자화전류에 의한 순간적인 돌입전류 발생으로 보호계전기가 동작하는데, 이를 방지하기 위하여 변압기 보호요소에 돌입전류의 제2고조파 함유율과 억제시간을 설정하고 있지만 근본적인 오동작을 방지하지 못하고 있는 실정이다.
본 논문에서는 2004년 4월 개통한 경부고속철도 광명～대구 1단계 구간에서 운용중인 전철변전소의 비율차동계전기를 대상으로 오동작 사례를 분석하였다. 비율차동계전기의 동작요소인 돌입전류의 제2고조파 함유율과 감쇄시간을 전력품질 측정을 통해 확인하였고, 전력계통해석프로그램(PSCAD/EMTDC)을 활용하여 제2고조파 함유율이 15%까지 감쇄하는 지속시간이 설정값 1000[ms]를 초과하여 1800[ms]까지 지속되는 것을 확인하였다.

#KTX #전철변전소 #스코트 주변압기 #비율차동계전기 #돌입전류 #고조파

Ⅰ. 서론 1
1. 연구배경 1
2. 연구범위 3
3. 연구내용 5
Ⅱ. 전기철도 교류급전방식 및 급전계통 구성 6
1. 교류급전방식 구성 6
가. 직접급전방식(Simple feeding system) 8
나. BT급전방식(BT:Booster-Transformer) 9
다. AT급전방식(AT:Auto-Transformer) 10
2. 전원공급 방식 및 급전계통의 구성 18
가. 전철변전소의 전원공급 방식 18
나. 급전계통의 구성 및 방식 20
Ⅲ. 스코트(Scott) 결선 주변압기 구조 및 돌입전류의 특성 23
1. 스코트 결선 주변압기 구조 23
2. 스코트 결선 주변압기 결선과 전압?전류 분포 25
가. 스코트 결선과 전압 벡터 25
나. 전류분포 26
다. 1차 전류 29
3. 스코트 결선 주변압기 돌입전류 특성 32
가. 돌입전류 발생현황 32
나. 돌입전류 영향 34
4. 스코트 결선 주변압기 제작사별 특성 비교 35
Ⅳ. 스코트 결선 주변압기 보호계전방식 특성 39
1. 전철변전소 보호계전기 운용기준 39
가. 보호협조 및 장치 39
나. 보호계전기 기능 및 적용 39
다. 보호계전기 정정기준 42
2. 스코트 결선 주변압기 보호장치 분류 44
가. 기계적 보호장치 44
나. 전기적 보호장치 49
3. 스코트 결선 주변압기 보호계전방식 특성 53
가. 보호계전방식의 구성 53
나. 보호계전기의 특징 비교 53
다. 변압기 사고 및 보호 특성 57
라. 변압기 단락보호 58
마. 변압기 보호의 특수조건 59
4. 스코트 결선 주변압기 보호용 비율차동계전기 특성 61
가. 차동계전기 개요 61
나. 비율차동계전기 특성 62
다. 변압기 비율차동 보호 68
라. 비율차동계전기 유지보수 기준 및 이론 77
Ⅴ. 비율차동계전기 동작사례 분석 및 오동작 개선방안 78
1. 고조파가 비율차동계전기 동작에 미치는 영향분석 78
가. 고조파 발생원인 및 영향 78
나. 고조파 해석 모델링 유형 분석 81
다. 전철변전소 고조파 발생유형 분석 88
라. 고조파와 비율차동계전기 동작 상관관계 분석 95
2. 비율차동계전기 동작사례 분석 97
가. 비율차동계전기 동작특성 97
나. 비율차동계전기 동작파일 분석 98
다. 고속철도 전철변전소 트립 파형 분석 101
3. 비율차동계전기 오동작 개선방안 108
가. 비율차동계전기 동작사례 검증 108
나. 오동작 개선방안 검증 시뮬레이션 113
다. 현장적용 실증시험 및 효과검증 117
라. 결과분석 125
Ⅵ. 결 론 126
참고문헌 128
Abstract 130
감사의 글 133

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