송전계통에서의 개폐 서지 종류 및 감소대책 1 | 무부하 충전전류, 고장전류

송전계통에서 발생하는 이상전압으로는 개폐 서지(Surge), 고조파 전압 등이 있습니다.

이 중에서 개폐 서지가 발생하는 원인으로는 무부하 충전전류 차단, 고장전류 차단 등이 있습니다.

개폐 서지가 발생하는 원인과 감소대책에 대해 살펴보기로 하겠습니다.

 

핵심요약입니다.

1. 개폐 서지 : 선로를 개방하거나 투입할 때 발생하는 이상전압
2. 무부하 충전전류 차단 : 중성점을 직접 또는 임피던스 방식으로 접지
3. 고장전류 차단 : 중성점을 저항접지

 

 

개폐 서지 종류 및 감소대책

 

 

 

개폐 서지는 선로를 개방하거나 투입할 때 발생하는 이상전압입니다.

개폐 서지가 발생하는 원인을 종류별로 살펴보면 5가지로 구분할 수 있습니다.

 

• 무부하 충전전류 차단
• 고장전류 차단
• 변압기 여자전류 차단
• 3상 동시투입 실패
• 고속도 재폐로

 

5가지 중에서 무부하 충전전류 및 고장전류 차단에 대해 알아보겠습니다.

 

 

1. 무부하 충전전류 차단

 

#원리

무부하 충전전류는 진상 성분으로 위상이 전압보다 90 º 앞섭니다.

충전전류의 차단은 전류가 0일 때 이루어지지만 선로에는 파고치에 상당하는 전위($E_{m}$)가 잔류합니다.

잔류한 전위는 선로를 왕복하게 되고 0.5 cycle 후에는 파고치의 2배에 가까운 전압($-3E_{m}$)이 발생합니다.

이 전압은 차단기의 재점호를 일으킬 수 있습니다.

 

여기서 재점호란 차단기가 회복전압에 도달하는 과정에 과도(재기) 전압이 나타나며, 이 전압이 크면 차단기 접촉자 사이의 절연이 다시 파괴되어 아크가 발생하는 현상입니다.

 

#감소대책

 

• 차단기의 차단속도를 빠르게 함
• 중성점을 직접 또는 임피던스 방식으로 접지

 

 

2. 고장전류 차단

 

#원리

중성점을 리액터로 접지시켜 영상 임피던스가 큰 계통의 고장전류는 90 º 뒤진 지상전류입니다.

전류가 0인 상태에서 차단하면 전원 측 전압은 차단직전의 최대 아크전압에서 전원전압으로 옮아갑니다.

이때 과도진동에 의해 서지가 발생하며, 그 크기는 정상대지전압 파고치의 2배 이하입니다.

 

#감소대책

 

• 중성점 저항접지

 

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