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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김재철
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 숭실대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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지속적인 경제성장 및 편안하고 깨끗함을 추구하는 생활환경 변화에 따른 전력수요는 폭발적으로 증가되고 있다. 증가되는 전력수요에 맞춰 안전하고 원활한 전력을 공급하기 위한 노력이 국가 차원에서 강력히 추진되고 있다. 이에 따라 전력생산을 담당하는 화력, 수력, 원자력 발전소 및 신재생 에너지 생산설비 건설, 전력의 이송을 담당하는 송전선로 설비 건설, 전력의 집중 및 분배를 담당하는 변전설비 건설이 신속히 집행 되어야 한다.
그러나 지역 이기주의 및 집단민원 증가 등의 원인으로 신규 발전소 건설이 원활하지 못한 관계로 기존의 발전소에 추가하여 발전기세트를 설치하는 경우가 많이 발생하고 있다. 이러한 증설 방안으로 발전기 단위용량이 현저히 커지고 있고 대부분의 발전소에서 345kV로 승압하여 전력을 전송하게 되므로 345kV 발전용 변전소에서 고장발생시 심각한 영향을 초래한다.
낙뢰에 의해 발생된 이상전압이 진행파 형태로 345kV 발전용 변전소에 침투하면 Step-up 변압기 등 각 전력기기에 높은 전압이 가해지게 되는데, 이때 전압의 크기가 전력기기가 가지고 있는 BIL (Basic Impulse Insulation Level) 값보다 큰 경우 절연이 파괴되어 사고로 이어지게 된다. 이를 방지하기 위하여 합리적인 절연협조 (Insulation Coordination) 방안의 핵심요소인 피뢰기와 가공지선을 설치하고 있다. 그러나 피뢰기가 불필요한 곳에 설치되거나 중복과잉 설치되는 경우가 있는데 이것은 현재 광범위 하기만하고 세부적이지 못한 피뢰기 설치 기준을 적용하기 때문이다. 따라서 등가 모델링에 의한 다양한 사례연구 (6종류) 결과에 의해 작성된 본 논문을 통해 현재의 피뢰기 설치 기준을 가능한 상세하게 분류 하고 내용을 새로이 제시하였다. 본 논문의 사례연구를 통한 설치방안을 적용함으로서 불필요한 피뢰기 설치를 제한하고 피뢰기 과잉설치 억제에 따른 경비절감 등 경영효율화에 기여하고, 전력계통 신뢰도를 향상 시키는데 있다.
한국전력공사 송전선로 가공지선 설치지침에 345kV 발전용 변전소 인입송전선로에 가공지선을 설치하고 그 보호각도를 0도(deg) 이내로 하도록 하고 있으나 뇌격이 상도체에 유입 될 경우 중대 사고로 이어 질 수 있다. 따라서 등가 모델링에 의한 다양한 사례연구 (12종류) 결과에 의해 작성된 본 논문을 통해 현재의 인입 가공지선 보호각도 적용 기준을 기 검증된 765kV 송전선로 보호각도 수준으로 상향 적용함으로서 뇌격이 상도체에 직접 유입되지 않는 완전차폐를 구현하여 이상전압에 의한 변전소 사고를 방지토록 하여 전력계통 신뢰도 향상에 기여 할 것으로 기대한다.
그러나 지역 이기주의 및 집단민원 증가 등의 원인으로 신규 발전소 건설이 원활하지 못한 관계로 기존의 발전소에 추가하여 발전기세트를 설치하는 경우가 많이 발생하고 있다. 이러한 증설 방안으로 발전기 단위용량이 현저히 커지고 있고 대부분의 발전소에서 345kV로 승압하여 전력을 전송하게 되므로 345kV 발전용 변전소에서 고장발생시 심각한 영향을 초래한다.
낙뢰에 의해 발생된 이상전압이 진행파 형태로 345kV 발전용 변전소에 침투하면 Step-up 변압기 등 각 전력기기에 높은 전압이 가해지게 되는데, 이때 전압의 크기가 전력기기가 가지고 있는 BIL (Basic Impulse Insulation Level) 값보다 큰 경우 절연이 파괴되어 사고로 이어지게 된다. 이를 방지하기 위하여 합리적인 절연협조 (Insulation Coordination) 방안의 핵심요소인 피뢰기와 가공지선을 설치하고 있다. 그러나 피뢰기가 불필요한 곳에 설치되거나 중복과잉 설치되는 경우가 있는데 이것은 현재 광범위 하기만하고 세부적이지 못한 피뢰기 설치 기준을 적용하기 때문이다. 따라서 등가 모델링에 의한 다양한 사례연구 (6종류) 결과에 의해 작성된 본 논문을 통해 현재의 피뢰기 설치 기준을 가능한 상세하게 분류 하고 내용을 새로이 제시하였다. 본 논문의 사례연구를 통한 설치방안을 적용함으로서 불필요한 피뢰기 설치를 제한하고 피뢰기 과잉설치 억제에 따른 경비절감 등 경영효율화에 기여하고, 전력계통 신뢰도를 향상 시키는데 있다.
한국전력공사 송전선로 가공지선 설치지침에 345kV 발전용 변전소 인입송전선로에 가공지선을 설치하고 그 보호각도를 0도(deg) 이내로 하도록 하고 있으나 뇌격이 상도체에 유입 될 경우 중대 사고로 이어 질 수 있다. 따라서 등가 모델링에 의한 다양한 사례연구 (12종류) 결과에 의해 작성된 본 논문을 통해 현재의 인입 가공지선 보호각도 적용 기준을 기 검증된 765kV 송전선로 보호각도 수준으로 상향 적용함으로서 뇌격이 상도체에 직접 유입되지 않는 완전차폐를 구현하여 이상전압에 의한 변전소 사고를 방지토록 하여 전력계통 신뢰도 향상에 기여 할 것으로 기대한다.
목차
국문초록 ⅸ영문초록 ?제 1 장 서 론 11.1 연구의 필요성 11.2 국내. 외 연구동향 81.3 연구방법 및 논문의 구성 10제 2 장 뇌격 시 이상전압 발생 및 보호설비 132.1 뇌격에 의한 이상전압 해석 142.1.1 뇌격에 의한 이상전압 발생원리 152.1.2 뇌격 이상전압 해석기법 162.2 이상전압 발생 시 전력설비 보호방안 222.2.1 피뢰기의 원리 및 구조 232.2.2 피뢰기의 설치 사례 비교 분석 25제 3 장 345kV 발전용 변전소 뇌격사고 분석모델 313.1 345kV 발전용 변전소 전력계통 구성 323.2 345kV Step-up 변압기와 GIS 간 전력선로 구성 333.3 뇌격전류 등가모델 343.4 345kV 발전용 변전소 연계 전력계통 등가모델 구성 373.4.1 철탑 모델링 및 입력데이터 383.4.2 345kV 인입가공선로 모델링 및 입력데이터 393.4.3 GIS 및 GIB 모델링 및 입력 데이터 403.4.4 CV 케이블 모델링 및 입력데이터 413.4.5 345kV Step-up 변압기 모델링 및 입력데이터 433.4.6 288kV 피뢰기 모델링 및 입력데이터 453.5 345kV 가공지선 보호각도 적용범위 분석 뇌격 모의 등가 모델링및 입력 데이터 46제 4 장 사례연구를 통한 뇌격 시 이상전압 분석 484.1 뇌격 시 이상전압 분석을 위한 사례연구 구성 484.2 각 사례연구에 대한 이상전압 분석 494.2.1 사례 1에 대한 이상전압 분석결과 494.2.2 사례 2에 대한 이상전압 분석결과 574.2.3 사례 3에 대한 이상전압 분석결과 634.2.4 사례 4에 대한 이상전압 분석결과 684.2.5 사례 5에 대한 이상전압 분석결과 744.2.6 사례 6에 대한 이상전압 분석결과 804.2.7 사례 1∼6에 대한 이상전압 분석결과 요약 864.3 345kV 송전선로 가공지선 보호각도 적용범위 분석 904.3.1 가공지선 보호각도 범위 추정을 위한 사례연구 구성 914.3.2 인입철탑 호기별 뇌격 시 이상전압 해석(GIB 로 연결) 924.3.3 인입철탑 호기별 뇌격 시 이상전압 해석(CV 케이블로 연결) 96제 5 장 결 론 102참고문헌 105
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