수변전설비의 단락용량 경감대책✶

수변전설비의 단락용량 경감대책

수변전설비의 계획 시(설계 시) 단락용량보다 실제 운용 시 단락용량이 증가하는 경우 기존 차단기의 차단용량이 부족하게 되고 사고 시 사고점의 파괴는 물론 2차적인 재해를 유발할 수 있다

따라서 차단기를 비롯한 보호기의 교체는 설치비 증가와 공사기간 등의 문제를 발생시키기 때문에 보호기를 교체하는 대신에 다음과 같은 공사방법으로 단락전류를 제어한다.

단락전류의 억제대책

1) 계통분리

• 원리
  a점 사고 시 재빨리 C점 차단기를 트립하여 계통을 분리한 후 B점 차단기를 차단하여 기여 전류원을 감소 시켜 단락전류를 경감하는 원리

• 특징
  • 차단기의 차단용량을 크게 하지 않아도 된다
  • 설치비가 싸다
  • 계전기에 의한 동작협조, 인터로크 등의 설치로 회로가 복잡하다
  • 모선 연결 차단기의 차단 후 재병렬 투입이 필요하다

• 문제점
  계통 분리가 끝날 때까지 과대한 단락전류가 차단기 및 직렬기기에 흘러 열적, 기계적 파손의 염려가 있다

2) 변압기의 임피던스 컨트롤

• 원리
  변압기 주문 제작시 협의하여 변압기의 임피던스를 증가시켜 단락전류를 억제하는 방식

• 특징
  • 변압기 가격이 수변전설비에서 차지하는 비중이 높으므로 경제적인 검토가 필요하다
  • 전압변동이 커진다
  • 부하손이 커진다

3) 한류 리액터

• 원리
  수전설비 용량 증가 시 차단기를 교체하지 않고 한류 리액터를 설치하여 단락전류를 억제하는 방식
• 특징
  • 차단기를 그대로 사용하면서 큰 용량에 대응한다
  • 설치면적이 증가한다
  • 운전손실 증가 및 전압강하로 램프등의 수명 전동기의 기동에 악영향을 준다.
• 대책
  특고압 및 고전압회로를 피하고 가급적 저압 분기회로에 설치하는것이 유리하다

4) 캐스케이드 보호방식

• 원리
  • 분기회로 차단기(B)의 설치점에서 회로의 단락용량이 분기회로의 차단기(B) 차단량을 초과할 때 주회로 차단기(A)에 의해 후비보호를 행하는 방식이다
  • 단락점에 대하여 CB₁의 개극시간이 동등하거나 짧으면, 단락점의 단락전류는 차단기(B)의 접점에 발생하는 아크 뿐만아니라 A점의 접점에 발생하는 아크로 중첩분리되어 쌍방 협력하여 차단을 행한다 따라서 B에 가해지는 에너지를 절감시키는 것이 캐스케이드 보호방식의 원리이다.

• B차단기가 캐스케이드 방식으로 보호되기 위한 조건
  • 통과에너지(I²t)가 CB₂ 차단기의 허용값 이하일것 : 열적강도 검토
  • 통과전류 파고치(Ip)가 CB₂차단기의 허용값 이하일 것 : 기게적 강도 검토
  • CB₂의 전차단 특성곡선과 CB₁차단기의 개극시간 교차점이 CB₂의 차단용량 이내일것
  • 부하 측 차단기에 발생하는 아크에너지는 부하측 차단기 허용치 이하일 것

5) 한류Fuse에 의한 Back Up차단방식

• 전력퓨즈
  전력퓨즈는 차단시간이 빠르고 그 외에 한류를 차단할 수 있다는 점이 특징이다
• 차단기
  차단기-차단기의 백업차단방식에서는 직렬기기가 통과되는 단락전류에 견딜수 있느냐의 여부가 문제되는데 이것은 전력퓨즈의 고속 한류 측성을 이용하면, 깨끗이 해결되어 이상적인 백업방식을 행할 수 있다

6) 계통연계기

• 원리
  • 계통연계기는 일종의 가변 임피던스 소자(L과 C소자)로 계통에 직렬로 삽입한다
  • 평상시는 낮은 임피던스로 조류를 자유로이 통과시키고, 사고 시에는 높은 임피던스로 단락 시 대전류를 억제하는 방식이다
• 특징
  • 대용량의 설비에 적용되며, 유럽에서 많이 사용하는 방식이다.
  • 설치비가 비싸다

7) 저항에 의한 한류방식

• 초전도소자 이용
  상시Rs=0 이고 사고 시 소자에 자계를 주어 상전도로 이행하여 단락전류를 억제하는 방식
• 극저온 소자 이용
  극저온 소자의 발열에 의한 저항 증가로 전류를 억제하는 방식

☆제어및 보호방식결정(단락전류,지락전류)



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계통연계기 ✶
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