Study on the Air Insulation Design Guideline for ±500 kV Double Bipole Transmission Line with Metallic Return Conductor

도체귀로형 ±500 kV Double Bipole 송전선로 공기절연에 관한 연구

Recently, the biggest issue in the electricity industry is the increase in renewable energy, and various technologies are being developed to ensure the capacity of the power system. In addition, super-grids linking power systems are being pushed to utilize eco-friendly energy between countries and regions worldwide. The HVDC transmission technology is required to link the power network between regions with different characteristics of the power system such as frequency and voltage. Until now, Korea has applied HVDC transmission technology that connects mainland and Jeju Island with submarine cables. But, the HVDC transmission technology is still developing for long-distance high-capacity power transmission from power parks on the east coast to load-tight areas near the metropolitan area. Considering the high population density and mountainous domestic environment, it is pushing for commercialization of the design technology of the ${\pm}500kV$ Double Bipole with metallic return wire transmission line to transmit large-scale power of 8 GW using minimal right of ways. In this paper, the insulation characteristics were studied for the design of double-bipole transmission tower with metallic return wire, which is the first time in the world. And the air insulation characteristics resistant to the various overvoltage phenomena occurring on transmission lines were verified through a full-scale impulse voltage test.

최근 전력산업에 가장 커다란 이슈는 신재생에너지의 증가이며 이에 따라 전력계통의 수용성을 확보하기 위한 다양한 기술개발이 추진되고 있다. 또한 세계적으로 보다 융통성 있는 친환경 에너지의 활용을 위하여 국가 및 지역간 전력계통을 연계하는 슈퍼그리드의 구성이 추진되고 있다. 이러한 성격이 서로 다른 계통 간에 연계를 위하여 반드시 요구되는 기술이 초고압 직류송전기술이다. 지금까지 국내에서는 육지와 제주도를 해저케이블로 연결하는 HVDC 송전기술이 적용되었으나 동해안의 발전단지에서 수도권의 부하밀집 지역으로 장거리 대용량 전력전송을 위한 직류가공송전 방식의 기술개발이 추진되고 있다. 인구밀도가 높고 산악이 많은 국내 환경을 고려해 최소한의 경과를 활용하여 8 GW 급의 대용량 전력을 전송하기 위해 도체귀로방식의 ${\pm}500kV$ Double Bipole 송전선로 설계기술을 개발하고 이를 적용하기 위한 사업화를 추진하고 있다. 본 논문에서는 세계 최초로 적용 예정인 도체귀로방식의 Double Bipole 송전선로의 설계를 위한 절연특성에 관한 연구를 수행하고 송전선로에 발생하는 다양한 과전압현상에 견디는 공기절연특성을 실증시험을 통하여 검증하고 이를 서술하였다.