BEF Detection Algorithm to Improve Reliability of Three-Wire-Unigrounded Distribution Line

3선-단접지배전선로의 신뢰도개선을 위한 BEF 검출 알고리즘

The BEF on the radial distribution line refers to a class of ground faults in which the load-side power line only is grounded, with the distribution line broken into two parts, the source-side and the load-side. Because its mechanism is remarkably different from that of other earth faults, the fault current is very low, and then difficult to detect the BEF. Thus, it is necessary to analyze its properties and to find an appropriate method that can economically protect the BEF of nonautomation area in the substation. As a result of analyzing the BEF data obtained by the RTDS, EMTP simulation, and the field test data of ETSA, we believe that it is the dominant factor in distinguishing the BEF from normal conditions by a criterion value that is appropriately handled from the zero-sequence current. Thus, with this criterion value, a BEF detecting algorithm is constructed which measures the variations of the zero-sequence current and processes then properly so as to make the fault decision. To prove the accuracy of this algorithm, it is compared with the field test data of ETSA under various conditions. The results show that the proposed algorithm is accurate.

배전선로에서 지락사고가 발생할 경우 신속한 검출은 감전사고 예방, 전기화재 방지 및 전력설비의 최적 운용에 있어서 중요하다. BEF(Back-fed Earth Fault)는 일종의 배전선로 지락사고로 부하측이 지락되는 경우이며 지락전류가 매우 작기 때문에 전류 검출에 의하여 배전 계통을 보호하기는 어려우나 배전 자동화 지역에서는 UVR(Under Voltage Relay)을 이용하여 보호한다. 그러나 배전 자동화가 되지 않은 지역에서는 UVR에 의해 보호가 불가능하므로 BEF의 특성을 해석하여 경제적으로 BEF를 방지하여야 한다. 본 논문에서는 RTDS, EMTP 시뮬레이션, ETSA의 실증 시험 데이터를 비교, 검토하여 기준 영상전류치를 설정하고, 이를 적용하여 측정된 영상 전류와 설정된 기준치를 비교하여 3상-단일 접지 배전 시스템의 정상 상태와 BEF의 구분이 가능한 BEF검출 알고리즘을 제안하였다. 다양한 조건에서 ETSA의 현장 시험에 적용하여 검토한 결과 3상-단일 접지 배전 시스템에서 제안된 BEF 검출 알고리즘의 타당성이 입증되었다. 따라서 본 알고리즘을 적용하여 배전선로를 운용하면 BEF에 의한 재해의 예방이 가능하리라 사료된다.