배전계통에 초전도한류기를 고려한 전압요소를 갖는 과전류계전기 적용방안 연구 :Study on Application of Overcurrent Relay with Voltage Component Considering the SFCL in a Power Distribution System

임승택

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자료유형: 학위논문

저자정보: 임승택 (숭실대학교, 숭실대학교 대학원)

지도교수: 임성훈

발행연도: 2017

저작권: 숭실대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (7)

2018

배전계통에 초전도한류기 적용시 전압요소를 이용한 과전류계전기 정정 연구

임승택 , 임성훈 전기학회논문지 2018.12 학술저널

초전도한류기 도입시 고장 종류에 따른 보호계전기 동작분석

임승택 , 임성훈 대한전기학회 학술대회 논문집 2018.07 학술대회자료

2017

배전계통에 한류기 적용에 따른 보호계전기 동작분석

임승택 , 최상재 , 임성훈 대한전기학회 학술대회 논문집 2017.07 학술대회자료

초전도 한류기 적용에 따른 전압 요소 과전류 계전기의 동작 분석

임승택 , 임성훈 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 2017.05 학술대회자료

분산전원이 도입된 배전계통에 초전도한류기 적용에 따른 과전류계전기 동작향상 연구

임승택 , 임성훈 전기학회논문지 2017.02 학술저널

배전계통에 초전도한류기를 고려한 전압요소를 갖는 과전류계전기 적용방안 연구

임승택 전기공학과 2017.01 학위논문

2016

모의실험을 통한 초전도한류기 적용에 따른 보호계전기 동작 분석

임승택 , 최상재 , 김재철 외 1명 대한전기학회 학술대회 논문집 2016.07 학술대회자료

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우리나라의 계속되는 산업의 발달은 지속적인 전력 사용의 증가를 동반하고 있으며 이에 따라 전력계통의 복잡화와 확장은 계속되고 있다. 이러한 전력계통의 변화는 계통 운영의 어려움 뿐 만이 아니라 사고 발생시 고장전류의 증가를 유발하고 있다. 이와 더불어 전체 발전량의 20%에 해당하는 에너지를 신재생에너지로부터 얻겠다는 정책은 분산전원의 확대를 가속화하고 있으며 이 또한 고장전류의 증가에 기여하고 있다. 이러한 고장전류의 증가는 차단기의 용량을 초과하여 기타 전력/전자 기기의 소손 문제를 넘어 대정전을 발생시킬 수 있다.
루프형태의 배전계통은 높은 공급 신뢰성과 전기품질을 제공할 수 있지만 고장전류의 문제로 인해 방사형의 형태로 운영하고 있다. 전력 사용의 증가에 대한 대안으로써 루프형태의 배전계통 운영을 한다면 기존의 방사형의 배전계통 운영보다 유연한 운영이 가능할 것이다.
따라서, 고장전류를 감소하기 위한 대응책으로 초전도한류기 적용을 위한 연구가 진행되고 있다. 초전도한류기는 임계전류 이상의 전류에 대하여 저항을 발생시키는 초전도체의 퀜치 특성을 이용한 전류제한장치로 평상시 계통 운영에 영향을 미치지 않는 장점을 갖고 있다. 반면에 초전도한류기의 적용은 고장전류를 빠르게 감소시킨다는 측면에서 이점을 가져올 수 있지만 기존의 전류제한장치와 다른 특성을 갖기 때문에 보호기기의 동작에 변화를 동반하는 문제가 있다. 특히 배전계통에서 주보호로 사용되고 있는 과전류계전기의 경우 트립동작의 지연이 발생하여 보호기기간의 보호 협조가 무너질 수 있다.
본 논문에서는 초전도한류기 적용으로 인해 발생하는 과전류계전기의 오ㆍ부동작을 개선하기 위해 전압요소를 갖는 과전류 계전기의 동작을 기존의 과전류계전기와 비교ㆍ분석하였다. 또한 루프형태의 배전계통에서의 역방향 고장전류를 대비하기 위하여 전압요소를 갖는 방향성 과전류계전기를 사용하여 동작 및 보호 협조에 대한 분석을 PSCAD/EMTDC를 이용하여 효용성을 검증하였다.

In Korea, the continuous growing of industrial area accompanies an increase in power demand and it is continuing to complicate and expand the power system. These changes of the power system cause not only the difficulty of the system operation but also the increase of the fault current in case of an accident.
Additionally, the policy of generating the 20% of the total generation from renewable energy will accelerate the expansion of distributed power sources and also contribute to the increase of the fault current.
Such an increase of fault current has some possibilities of protective device''s misoperation and malfunction due to excess of capacities, and these may cause a blackout of power system beyond the damage of power / electronic devices.
As a countermeasure of an increase of fault current, the superconducting fault current limiter(SFCL) has been studied. The SFCLs use the quench characteristics of a superconductor which generating the resistance against a current over critical current and do not affect to power system in normal condition. The application of the SFCL has an advantage in terms of the decrease of fault current but it has a disadvantage in terms of the power system protection because the SFCL has different characteristics from the exist fault current limiter. Especially, in over current relay(OCR) used in a distribution system as a primary protection, trip operation delay occur and it may break the protection coordination.
Although a power distribution system in Korea composed of the loop system which has some advantages, like high supply reliability and electrical quality, the power distribution system has been operating with radial system(open-loop system) because of the large fault current.
In this paper, the OCR with voltage component is proposed to improve the OCR''s trip delay operation occurred by the SFCL. Also, the DOCR with voltage component which has a function of the directional detector are analyzed to detect a reversed fault current caused from closed loop distribution system through the PSCAD/EMTDC simulation. Also, the protective coordinations in a power distribution system with the SFCL were analyzed.

#과전류계전기 #전압요소 #초전도한류기 #트립지연

국문초록 ⅶ
영문초록 ⅸ
제 1 장 서 론 1
제 2 장 초전도한류기 적용에 따른 과전류계전기 동작영향 4
2.1 초전도한류기 특징 4
2.2 초전도한류기 적용시 과전류계전기 영향 6
2.2.1 초전도한류기 적용에 따른 과전류계전기 특성 7
2.2.2 기존의 과전류계전기 트립지연 해결방안 9
제 3 장 초전도한류기 및 전압요소를 갖는 방향성 과전류계전기 모델링 11
3.1 모의 배전계통 11
3.2 트리거형 초전도한류기 12
3.3 전압요소를 갖는 과전류계전기 16
3.3.1 전압요소를 갖는 과전류계전기 특성 17
3.3.2 전압보정 계수(α) 선정 17
3.4 전압요소를 갖는 방향성 과전류계전기 19
3.4.1 방향성 판별 19
3.4.2 전압요소를 갖는 방향성 과전류계전기 특성 20
제 4 장 초전도한류기 적용에 따른 전압요소를 갖는 방향성 과전류계전기 동작분석 22
4.1 방사형 배전계통에서의 결과분석 (F2 고장 발생시) 22
4.1.1 전압요소를 갖는 과전류계전기의 트립지연 개선효과 23
4.1.2 전압보정 계수(α)의 선정 효과 25
4.2 루프형 배전계통에서의 결과분석(F1 고장 발생시) 27
4.2.1 기존의 방향성 과전류계전기 적용시 28
4.2.2 전압요소를 갖는 방향성 과전류계전기 적용시 32
4.2.3 전압요소를 갖는 방향성 과전류계전기의 보호협조 분석 36
4.3 루프형 배전계통에서의 결과분석(F2 고장 발생시) 38
4.3.1 기존의 방향성 과전류계전기 적용시 39
4.3.2 전압요소를 갖는 방향성 과전류계전기 적용시 43
4.3.3 전압요소 취득 위치에 따른 전압요소를 갖는 방향성 과전류계전기의 동작분석 47
4.3.4 전압요소를 갖는 방향성 과전류계전기의 보호협조 분석 50
제 5 장 결 론 51
참고문헌 53

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