일본, 유럽 및 미국 등의 선진국에서는 전력인프라가 거의 정비되어, 새로운 전력설비에 대한 투자보다 설비의 유지 보수$\cdot$점검비용의 비율이 더 커져가고 있다. 이러한 환경 하에 정기적인 유지보수$\cdot$점검에 요하는 비용, 사고시의 복구에 소요되는 비용 및 정전으로 인한 손실 등을 포함하여 라이프사이클 코스트의 최적화가 논의되고 있다. 유지보수$\cdot$점검에 대하여는 종래의 정기적인 유지보수(Time Based Maintenance : TBM)에서 상태대응 유지보수(Condition Based Maintenance : CBM)에로의 이행으로 비용을 삭감하려는 시도도 진전되고 있다. 이 때문에 전력설비의 상태를 파악할 수 있는 적절한 센서의 설치와 저가격의 가반형 센서의 도입도 추진되고 있다. 또한 설비의 진단장치를 차에 실은 이동진단차의 도입도 시작되고 있어, 복수의 전력소를 순회하며 효율 좋은 유지보수$\cdot$점검을 할 수 있게 되었다. EH 변전소의 무인화에 따라 정전시간 단축을 위해 사고 시에 원방복구조작이 가능한 고장점 표정장치도 도입되고 있다. 최근에는 SF${_6}$가스의 환경문제도 화제가 되어 가스를 대기 중에 방출하는 일 없이 고장구분을 표정할 수 있는 분해가스센서도 개발되었다.
현재 많은 전력계통용 보호제어 벤더들은 변전소 자동화 국제표준 프로토콜인 IEC 61850을 적용한 전력 장비들을 개발하여 변전소에 적용하고 있다. 이러한 많은 장비들은 표준화된 IEC 61850 프로토콜을 적용하여 상호 호환성을 유지하였으며, 기존에 적용되고 있는 표준화된 기술들을 채택하고 있다. 변전소 장비들은 정밀한 시간 동기를 위해서 표준화된 시각 동기 프로토콜인 SNTP(Simple Network Time Protocol)나 NTP(Network Time Protocol)를 사용하고 있다. 본 연구에서는 IEC 61850 프로토콜을 적용한 IED가 시각 동기 장치로부터 시간 동기화되는 방안에 대해 연구하였다.
우리나라 전력계통에서 수도권으로 전력융통을 담당하는 기존의 송전선로는 안정성을 확보를 위해 제약을 두어 운영한다. 전력수급기본 계획과 장기 송변전 설비계획을 기본으로 하여 중부 서해안지역의 발전력을 수도권으로 송전하기 위하여 추가 송전선로를 HVDC로 건설할 경우, 계통에 기여하는 효과 및 경제성을 분석하였다.
디지틀기술은 근래에 들어서 반도체 집적회로와 이용기술의 비약적인 발전에 따라 각종분야의 정보를 검출해서 전송처리하는데 고신뢰도, 고정도, 고속도화 시키고 제반장치의 소형화하는데 필수적으로 이용되고 있다. 특히 전력분야에서도 최근 경제활동을 고도화와 다양화가 진행됨에 따라서 종래보다 더욱 고품질의 전기를 생산 수송하기 위해 전력계통운용에 필요한 정보나 장치가 디지틀기술의 적용이 불가피한 실정이다. 이미 도입 신설되는 발전계통 이외에도 개설되어 있는 급전, 송변전, 배전계통을 망라해서 정보처리나 송신등이 디지틀방식으로 전환 추진되고 있다. 본고에서는 현재 이러한 전력계통에서 적용되고 있는 디지틀기술의 현황과 동향에 대하여 기술하였다.
전력시장개방에 따라 전력계통 효율적 운영에 대하여 국민적 관심이 증대하고, 경제회복으로 인하여 전력수요가 꾸준하게 증가하고 있다. 따라서 전력계통에서 발생한 고장을 정밀분석하고 문제점 파악 및 대책 등을 강구 시행하여 전기품질 향상에 일조하고자 현재 전력계통에서 운전중인 154kV이상 송변전 설비의 고장 및 보호계전기의 동작상태을 대상으로 다양한 통계방법을 이용하여 분석을 실시하였다.
전력기술은 전력의 생산, 수송, 배급, 이들에 필요한 기구의 성능 또는 설비계통, 즉 전력계통의 계획, 운용기구설비의 설계, 제작의 광범위에 미치나, 여기에서는 특히 전력의 생산과 운송, 즉 발전과 송변전 관계에 대하여 간단히 기술하여 보겠고, 원자력발전에 대하여는 차기회로 미루겠다. 전력기술의 최종목표는 공급점에서의 전력 cost의 저감에 있으나, 전력의 공급은 공익적이며 공공적인 성격이 강한것이므로 그 공급의 확보, 공급조건(전압, 주파수등)의 유지, 공공보안, 타기업과의 합리적 협조등을 유지하면서 cost down이 목표이므로 이를 대분하면 광의의 원가의 저감, 공급의 확보, 보안의 유지 등이라 볼 수 있으며, 전력 cost는 자본비, 연료비, 일반경비로 구분할 수 있다.
전력거래소 에너지 관리 시스템(Energy Management System, EMS)는 발전소 및 변전소와 통신을 수행하며 전력공급의 안정성 및 연속성, 실시간성, 경제성을 위하여 송·변전시스템의 변전소 및 발전소 운전상태를 모니터링하고 발전소와 변전소를 제어한다. 현재 전력거래소 EMS는 발전소 및 변전소와 시리얼 통신기반 DNP(Distributed Network Protocol) 3.0 프로토콜을 기반으로 통신을 수행하고 있다. 하지만, 시리얼 통신장비 수급의 어려움, 신재생 발전설비를 포함한 통신을 수행할 신규 설비의 지속적인 증가로 인해 시리얼 포트 및 모뎀의 설치 공간 부족 등의 문제가 제기되고 있다. 이에 본 논문에서는 전력거래소 EMS의 기존 시리얼 통신방식 대신 TCP/IP기반의 통신 방식을 제시하며, 통신방식 변화에 따른 발생 가능한 보안 위험 분석 및 보안 위험에 대한 대응방안을 제시한다.
본 논문은 무인화 변전소 확대와 디지털보호계전기의 지속적인 적용에 따라 상시 보호계전기 상태 확인 및 필요시 정정치 변경과 전력계통 고장시 동작한 보호계전기의 동작사항을 신속히 파악하여 보호계전기 정동작 여부를 판단하여 전력계통의 신뢰도 제고하는 보호계전기 데이터 원격 취득 분석시스템 구축 방안을 연구하였다. PDAS 설치후 고장데이터 수집에 따른 출동시간을 절약하여 고장분석업무를 집중하고 절감시간을 타 업무에 활용할 수 있었으며 고장인지 후 즉시 보호계전기 데이터를 취득 분석하여 고장현상 파악 및 긴급복구 시간을 단축할 수 있는 효과를 거둘 수 있었다. PDAS 시스템 시범운영결과 발생한 문제점을 분석한 결과 고도화된 고장분석 서비스를 구축하기 위해서는 정전고장관리시스템과의 연계, 보안성 강화, 사용자 편의성향상, 신규서비스 지원이 되도록 하여 송변전 통합정보시스템과의 통합이 필요하다.
The life span of the porcelain insulator was made to be 30 years, but currently many of the 154kV NGK porcelain insulators using in Korea are found to have passed the production life. Accidents caused by aged mechanical breakdown can lead to disruption of power supply in some areas, large economic losses, and casualties. Therefore, ultrasonic method, which is one of the non - destructive test methods, is applied as a method for evaluating the integrity of porcelain insulators. In this study, the experiment on the interface of cap was conducted and the difference between the energy difference and the attenuation coefficient of the reflected wave was derived according to the interface state of the steel - cement. The results of this study are expected to be used as the basic data of the ultrasonic testing to evaluate the interface condition of the porcelain insulator cap.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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