차단기능을 갖는 초전도전류제한기

소개글

전력수요는 지속적으로 증가되고 있으며 이에 따라 전원설비 규모가 커져서 전력계통의 고장전류가 계속 증대되고 있다. 증대되는 고장전류를 안전하게 개폐하기 위해서는 차단기차단내력을 크게 하거나 또는 고장전류를 기존의 차단기 차단내력 이하로 억제해야 한다. 전력수요 증가로 계속 증대되는 고장전류가 지역에 따라서는 차단기 차단내력을 초과하는 문제가 발생되고 있다. 오늘날과 같이 전력수요 증가율이 큰 상태에서는 매우 빠른 속도로 고장전류가 증가되므로 이에 대처할 수 있게 고장전류가 차단기 차단내력 이내가 되도록 전력계통 계획은 물론 계통운용 측면에서도 고장전류 저감 방안이 체계적으로 수립되고 실시되어야 한다. 정상동작 전류의 10배를 초과하는 큰 고장전류는 송전선로와 전력장비에 손상을 줄 수 있다. 따라서 고장전류의 과도한 피크값을 줄이고 계속적인 전력공급을 유지하기 위해서 전력망에 초전도전류제한기는 필수적이다. 초전도전류제한기가 사용되면 전력망에서의 신뢰성과 경제성, 그리고 안정성이 강화된다. 리액터나 고임피던스 변압기와는 다르게 초전도전류제한기는 정상작동 시에 회로에 임피던스가 발생하지 않고, 고장 시에만 임피던스가 발생하여 고장전류를 제한 할 수 있었고, 추가적인 동작 없이 고장상태에서 정상상태로 회복이 가능하다. 현재 개발되는 대부분의 초전도전류제한기는 초전도체의 빠른 감지 특성을 살려 고장 전류 감지의 트리거 역할로 이용하는 하이브리드형태의 제한기이다. 이러한 초전도전류제한기의 형태는 계속 연구되고 있다.

목차

국문초록

제 1 장 연구 배경
1.1 국내의 계통 현황
1.2 초전도전류제한기의 연구 동향
1.3 하이브리드 초전도전류제한기
1.4 차단기능을 갖는 초전도전류제한기

제 2 장 연구 목적
2.1 초전도체의 회복속도 향상
2.2 차단기능을 갖는 초전도전류제한기
2.3 공간적인 문제 해결

제 3 장 동작원리 및 실험방법
3.1 차단기능을 갖는 초전도전류제한기의 동작원리
3.2 실험방법

제 4 장 실험결과 및 분석
4.1 전류제한 및 차단특성 분석
4.2 전류제한소자의 종류에 따른 전류제한특성 분석
4.2.1 저항성 전류제한소자
4.2.2 유도성 전류제한소자

제 5 장 결 론

참고문헌

본문내용

초전도전류제한기는 전력망의 큰 고장전류로부터 심각한 문제를 풀기위하여 제안되어 왔다. 저항형, 유도형, 하이브리드 형태와 같은 다양한 초전도전류제한기에 대한 활발한 연구가 수행되어왔다. 최근 연구에는, 도체로 쌓인 박막형 초전도체를 사용한 저항형 초전도전류제한기가 개발되고 시험되어 왔다. 초전도전류제한기의 임피던스를 최소화하기 위하여 CC 전선을 사용한 비유도 권선법이 제안되었고, 정상상태와 고장상태에서 모두 코일내부의 자속이 드물었다. 그러나 저항형 초전도전류제한기는 차단기가 차단 할 때 까지 큰 고장전류를 3~5cycle동안 견뎌야 하고, 고장전류는 고온초전도전선의 높은 온도를 유발한다. 초전도전류제한기는 한국의 전력망에서의 보호협조의 목적을 위해서 0.5cycle이내의 빠른 회복을 요구하고, 저항형 초전도전류제한기로는 요구하는 회복시간을 달성하기 어렵다. 회복시간과 고온초전도체의 양을 줄이기 위하여, 초전도체와 진공차단기와 같은 빠른스위치와 고체형 장치의 새로운 개념에 대한 연구가 있었다. 그래서 빠른스위치를 전환하기 위해 추가적인 코일이 필요했다. 이어서 초전도체를 고장검출의 목적으로만 사용하여 고장전류를 제한하는 방식의 새로운 하이브리드형 초전도전류제한기가 제안되었고, 그것의 가능한 실험이 한정된 소자의 분석방식으로 수행되었다. 초전도전류제한기의 시스템은 그것의 임피던스 특성과 빠른스위치 모듈에 의해 빠른스위치를 구동하기 위해 설계된 비대칭 비유도성코일로 구성된다. 코일에 직렬로 연결된 스위치는 고장이 발생하는 순간에 코일의 자속의 반발력에 의해 열리게 설계되었다. 여기에 차단기능 추가함으로써 차단기능을 수행할 수 있는 초전도전류제한기의 가능성을 살펴보고자 한다.

2.1 초전도체의 회복속도 향상
전압스트레스의 극적인 완화는 초전도체의 부피를 줄여주고 이에 따라 저온유지장치도 작아지게 한다. 고장동안 고온초전도체의 발열은 초전도체가 회로에서 분리됨과 동시에 멈춘다. 고온초전도체의 온도는 거의 100K까지 상승하는데, 이는 300ms이내로 재폐로동작을 가능하게 하는 회복시간을 갖게 한다.

참고 자료

없음