Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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2009.10a
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pp.395-397
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2009
현재의 전력 사용량 증가로 인해 보호설비의 보수 및 증설이 불가피하게 되었다. 계통상의 사고 전류를 제한하기 위한 방안으로 초전도 한류기의 연구 개발 중이다. 본 논문에서는 사고시 사고전류를 제한하기 위한 매트릭스형 초전도 한류기의 사고전류가 제거 된 이후 회복특성을 조사하였다. 초전도 소자의 ��치로 인해 사고전류를 제한하는 것도 중요하지만 사고 후 회복 특성 또한 계통적용에 있어 큰 영향을 미친다. 초전도 소자와 병렬 연결된 자장인가 코일의 임피던스 차이에 따른 특성을 비교하여 좀 더 나은 설계 파라미터 값을 도출하였다. 자장인가 코일의 임피던스가 커짐에 따라 초전도 소자의 전력부담을 감소시켜 회복 시간을 줄일 수 있었고, 초전도 소자의 수명에도 큰 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.
전력계통에서 고장발생시 고장전류의 크기를 제한하기 위한 한류기는 전통적인 전력기기와는 다른 특성을 갖는다. 따라서 실계통에 한류기를 도입하기 위해서는 한류기가 계통보호 협조에 미치는 영향의 검토가 선행되어야 한다. 본 논문에서는 한류기의 실계통 적용시 보호협조에 관한 문헌조사를 토대로 한류기와 보호시스템간에 검토가 필요한 사항 및 상관관계 등을 검토하였다.
한류형 휴즈는 크게 저압, 고압 및 초고압 한류형 퓨즈의 3종류로 분류할 수 있다. 저압형(정격전압 200/380/660V)은 주로 전원장치 보호용으로 인버터 및 UPS에 적용되고 있으며, 고압형(정격전압 3600/7200v)은 전력계통에서 수변전설비의 고압에 적용되어 VCB, 변압기, MOTOR 및 MOLD PT 등을 보호할 목적으로 사용되고 있다. 또한 초고압형(정격전압 24000/25800v)은 수배전설비의 고압에 적용되어 발전기 및 변압기 둥을 보호할 목적으로 사용되고 있다. 한편, 한류형 퓨즈의 성능 및 수명을 결정하는 요인은 용단시간, 동작 특성 및 내습성에 의해 결정된다. 따라서, 환경요인(온도, 습도 및 전류)을 변화시켜 성능을 저하시킨 후 과전류를 인가하면 수명저하의 경향을 분석할 수 있다. 국내에서 생산하고 있는 저압, 고압 및 초고압 한류형 퓨즈의 신뢰성이 향상되면 전력계통에서의 신뢰성을 확보할 수 있고 따라서 대형사고로의 발전 가능성을 줄일 수 있다.
현재 산업의 발전으로 인해 전기의 사용량이 증가하고 있는 상태이다. 이로 인하여 지락이나 단락과 같은 사고 발생 시 전류가 급격하게 증가하게 된다. 이러한 급격한 사고전류를 제한하기 위하여 본 논문에서는 재폐로 동작을 접목하여 전압 증가 시 사고유형별 3상 변압기형 초전도 한류기에 대해서 분석하였다. 재폐로 주기는 5-10-7-20주기로 설정하였고, 1선지락과 2선지락일 때 3상 변압기형 초전도 한류기의 전류제한에 대해서 분석해보면, 1선지락 일 때 2선지락 사고일 때보다 사고 제한율이 높은걸 확인 할 수 있다. 하지만 2개의 초전도 소자의 동시 ��치가 아닌 불균형 ��치가 일어나서 하나의 소자만이 전류를 제한하였다. 그리고 스위치가 open 되었을 때 초전도체의 회복특성은 전류제한과 마찬가지로 1선지락일 때 보다 빨리 회복되는 것을 확인 할 수 있다. 이처럼 사고 발생 시 사고전류를 낮게 제한하고, 재폐로 동작을 통하여 빠르게 사고 확인을 하여 사고를 차단할 수 있다고 사료된다.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.18
no.6
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pp.1133-1142
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2023
A rapid increase in power capacity in a power system can seriously reduce system reliability by causing the fault capacity to exceed the breaking capacity of circuit breaker. Fault current limiter is a practical and effective way to improve reliability by limiting fault capacity to the breaking capacity level. In this study, in order to help develop an application methodology when applying fault current limiters to power systems, first the topology and operating principles of each type of fault current limiters was reviewed, and the main advantages and disadvantages was compared. Next, to verify the effect of applying fault current limiter to the power system, the power system in which the fault current limiter was introduced was modeled. Finally, after simulating a three-phase short-circuit fault using EMTP-RV, the effect of application was verified by comparing the fault current before and after application of the fault current limiter and confirming that the fault current was reduced by the fault current limiter.
전력계통 적용을 위한 초전도 한류기의 개발에서 빠질 수 없는 것이 용량 증대 방안이다. 여기서는 자속결합형 초전도 한류기의 용략 증대 측면에서 2차측 초전도 소자의 수를 늘렸을 때 사고전류 제한 특성과 초전도 소자의 권치 특성을 분석하였다. 소자의 수가 증가함에 따라 사고전류의 크기는 조금 증가 하는 것을 확인할 수 있었고, 초전도 소자의 전압은 크게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 초전도 소자 하나가 부담하던 사고전류를 분담하였기 때문에 소자의 부담이 줄어든 것이다. 실험을 통해 초전도 소자의 ��치시간도 알 수 있었는데 초전도 소자가 증가함에 따라서 ��치시간이 길어졌다. 이것은 초전도 소자의 치 시점이 늦어져 빠른 스위칭 동작을 할 수 없게 된다는 것이다. 초전도 소자의 수 증가는 소자의 부담을 감소시키고 용량증대를 측면에서는 장점이지만 스위칭 동작측면에서는 단점으로 작용한다.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2003.05b
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pp.16-19
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2003
YBCO film을 이용하여 2 stripe-meander 형태의 초전도 한류기를 제작하고 시험하였다. 초전도 film의 hot spot에 의해 발생하는 열을 분산시키기 위해 gold shunt layer를 입혔다. 사고각 $0^{\circ}$에서 사고발생 후 최초 quench 전류값은 $9.56A_{peak}$이었고 약 0.63 msec동안 fast quench 가 진행되고 이후에는 gold층의 열발생에 의한 저항증가가 약 3주기동안 진행된 후 안정되었다. 사고각 $45^{\circ}$와 $90^{\circ}$ 에서는 전류가 상승하는 도중 혹은 최고지점에서 사고가 발생했기 때문에 fast quench time이 각각 0.56 msec와 0.26msec를 보였다. 초전도 한류기를 적용하였을 때 사고전류는 사고직후 약 5배, 3주기후에는 약 8.5배까지 효과적으로 제한함을 알 수 있었다.
Kim, Won-Cheol;Kim, Young-Jae;Na, Jin-Bae;Jang, Jae-Young;Ko, Tae-Kuk
Proceedings of the KIEE Conference
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2009.07a
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pp.834_835
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2009
현재 전력 계통에서 발생하는 고장 전류에 대한 해결책으로 초전도전력기기인 고온초전도 한류기가 실용화를 눈앞에 두고 있다. 그러나, 실제 계통에 적용하기에는 몇 가지의 과제들이 아직 남아있다. 그 중에서도 한류소자의 회복속도는 고장전류 발생 후 계통의 재폐로와 연계되기 위한 중요한 성능 요소라고 할 수 있다. 본 논문에서는 초전도 한류 소자로 쓰일 수 있는 다양한 YBCO CC(Coated Conductor)들의 회복 시간에 대하여 실험을 통하여 연구하였다. 10 mA의 전류를 초전도선재에 지속적으로 인가하여, 고장전류 인가 후 발생하는 저항에 의한 전압의 추이를 관찰하여 회복 시간을 예측하였다. 그 후, 예측된 회복 시간 후 전류를 재투입하여 선재의 회복을 확인하였고, 실제 회복 시간과 비교하고 분석하였다
본 논문에서는 국내계통 발전단지에 초전도한류기를 적용하였을 때 과도안정도 향상효과를 검토하는 연구이다. 일반적으로 초전도한류기는 사고시 고장전류를 감소시키는 역할을 하지만, 발전단지 근처에 초전도한류기를 적용하였을 경우 사고시 안정도 측면에서도 효과적일 것으로 예상된다.
전력계통에서 커패시터 스위칭으로 인해 과도성분이 발생한다. 이러한 과도성분에는 과도 과전압, 과도 과전류가 있는데 대상 계통을 EMTP를 이용해 구현하고 그 최고점과 지속시간을 살펴보았다. 또한 커패시터 스위칭에 의한 과도현상을 완화하는 방법으로 한류기를 이용해 과도 과전류가 어떻게 제한되는가를 살펴보고 대상 계통에서 한류기의 역할을 직접 확인해 보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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