변압기를 이용한 초전도 사고전류 제한기의 사고전류 제한 특성분석

소개글

전력수요량이 늘어나고 고도IT사회가 도래됨에 따라 전력을 대용량으로 제어하고 품질을 개선 시키는 노력은 불가피하게 되었다. 이 상황의 노력의 대안으로 전력계통을 거대화시키고, 이를 구성하는 電力기기의 거대용량화와 송전선 증가를 꼽을 수 있다. 그러나 이는 계통의 단락시 용량증대와 고장전류도 함께 증가시키게 된다. 따라서 사고가 일어나면 계통기기에 부담하는 쇼크가 커지기 마련이고 심하면 Black Out으로 까지 이어질 수 있다. 또한 차단기의 대용량화를 하는 작업은 경제적으로도 부담을 준다. 이 문제를 해결하기위한 방법론으로 제안되는것이 고장전류를 억제시키는 한류기이며 송전선에 흐르는 전류가 정상 운용치를 초과하여 흐르면 사고전류로 판단을 하고 적당한 임피던스를 동시에 발생시켜 사고전류의 증가를 막도록 하는 것이다. 전력계통에서 한류기가 활약해야 할일들은 첫째로, 통상 운전시 손실이 매우작아야하고 사고즉시 큰 임피던스를 만들어내야 한다. 둘째, 상전도 특성의 동작점이 정확해야하고 셋째, 동작속도가 1사이클 이하로 빨라야 한다. 넷째로 송전선의 사고제거를 위하여 통상 1초이내에 다시 폐로 동작이 이루어지기 위해서 사고제거후 한류동작상태로부터 정상상태로 조속히 복귀해야하고 다섯째, 연속적인 사고에 대해서도 대비 할 수 있어야하며, 마지막으로 한류 동작시와 정상상태로의 복귀시 계통에 이상전압을 발생시키지 않아야 한다. 이와 같은 성능을 만족시키기 위하여 초전도를 이용하는 초전도 한류기(Superconducting Fault Current Limiter: SFCL)가 유력하게 검토되고 있으며 복합형, 저항형 및 유도형으로 크게 나누어 지는데 본 논문에서는 중요한 개발방향 중의 하나인 유도형 중에서도 초전도의 고유특성인 마이즈너 효과를 이용한 고장전류가 직접적으로 초전도 소자에 흐르지 않고 고임피던스를 발생하는 특징을 가지고 있는 자기차폐형과 유사한 방식을 사용하여 사고회로를 구성해 사고가 났을 때 변압기원리를 이용해 2차측에 초전도체를 연결하여 사고전류를 제한하는 실험을 했다

목차

제 1 장 서 론

제 2 장 본론
2.1 SFCL의 구조 및 동작
2.2 p-spice을 통한 분석
2.3 실험 구성
2.3.1 실험 방법
2.3.2 등가회로 분석

제 3 장 결과 및 고찰
3.1 사고각에 따른 분석
3.2 인가전압에 따른 분석
3.3 턴수비에 따른 분석
3.4 Gap에 따른 분석

제 4 장 결 론

參考文獻

본문내용

전력수요량이 늘어나고 고도IT사회가 도래됨에 따라 전력을 대용량으로 제어하고 품질을 개선 시키는 노력은 불가피하게 되었다. 이 상황의 노력의 대안으로 전력계통을 거대화시키고, 이를 구성하는 電力기기의 거대용량화와 송전선 증가를 꼽을 수 있다. 그러나 이는 계통의 단락시 용량증대와 고장전류도 함께 증가시키게 된다. 따라서 사고가 일어나면 계통기기에 부담하는 쇼크가 커지기 마련이고 심하면 Black Out으로 까지 이어질 수 있다. 또한 차단기의 대용량화를 하는 작업은 경제적으로도 부담을 준다. 이 문제를 해결하기위한 방법론으로 제안되는것이 고장전류를 억제시키는 한류기이며 송전선에 흐르는 전류가 정상 운용치를 초과하여 흐르면 사고전류로 판단을 하고 적당한 임피던스를 동시에 발생시켜 사고전류의 증가를 막도록 하는 것이다. 전력계통에서 한류기가 활약해야 할일들은 첫째로, 통상 운전시 손실이 매우작아야하고 사고즉시 큰 임피던스를 만들어내야 한다. 둘째, 상전도 특성의 동작점이 정확해야하고 셋째, 동작속도가 1사이클 이하로 빨라야 한다. 넷째로 송전선의 사고제거를 위하여 통상 1초이내에 다시 폐로 동작이 이루어지기 위해서 사고제거후 한류동작상태로부터 정상상태로 조속히 복귀해야하고 다섯째, 연속적인 사고에 대해서도 대비 할 수 있어야하며, 마지막으로 한류 동작시와 정상상태로의 복귀시 계통에 이상전압을 발생시키지 않아야 한다. 이와 같은 성능을 만족시키기 위하여 초전도를 이용하는 초전도 한류기(Superconducting Fault Current Limiter: SFCL)가 유력하게 검토되고 있으며 복합형, 저항형 및 유도형으로 크게 나누어 지는데 본 논문에서는 중요한 개발방향 중의 하나인 유도형 중에서도 초전도의 고유특성인 마이즈너 효과를 이용한 고장전류가 직접적으로 초전도 소자에 흐르지 않고 고임피던스를 발생하는 특징을 가지고 있는 자기차폐형과 유사한 방식을 사용하여 사고회로를 구성해 사고가 났을 때 변압기원리를 이용해 2차측에 초전도체를 연결하여 사고전류를 제한하는 실험을 했다. 사고회로는 선로저항 2.3Ω, 부하저항 31.1Ω을 설치하고 5주기후 사고를 낸뒤 조건별로

참고 자료

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IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, VOL.6.NO.2 JUNE 1996
전력계통 고장전류 문제와 초전도 한류기, 초전도와 저온공학 3권 1호
200년 1월
http://www.mocie.go.kr/index2.html