전압 상승이란?

전압 상승이란?

정의

전압 상승은 설치된 전기 장비를 손상시킬 수 있는 갑작스럽고 과도한 전압 상승을 의미합니다. 전력선에서 발생하는 과전압은 위상 간이나 위상과 지면 간의 전압 증가로 인해 발생합니다. 전압 상승은 주로 내부 및 외부 전압으로 두 가지 큰 유형으로 분류됩니다.

전압 상승의 종류

발전소에서의 과전압은 내부 교란이나 대기 현상에 의해 발생할 수 있습니다. 이러한 과전압의 원인에 따라 전압 상승은 두 가지 주요 범주로 분류됩니다:

• 내부 과전압

• 외부 과전압

내부 과전압

전력 시스템 내에서 전압이 자체적으로 정격 값보다 상승할 때 이를 내부 과전압이라고 합니다. 내부 과전압은 일시적, 동적, 또는 정지 상태일 수 있습니다. 과전압 파동이 일시적이라면 그 주파수는 정상 시스템 주파수와 관련이 없으며, 일반적으로 몇 개의 사이클 동안만 지속됩니다.

일시적 과전압은 인덕티브 또는 커패시티브 부하 스위칭 중 회로 차단기 작동에 의해 유발될 수 있습니다. 매우 작은 전류를 차단하거나, 절연 중성인 시스템의 한 위상이 갑자기 접지될 때에도 발생할 수 있습니다.

동적 과전압은 정상 시스템 주파수에서 발생하며 몇 초 동안만 지속됩니다. 발전기가 분리되거나, 큰 부하가 갑자기 제거될 때 생성될 수 있습니다.

정지 상태 과전압은 시스템 주파수에서 발생하며, 긴 시간 동안 지속될 수 있으며, 때로는 1시간까지 지속될 수 있습니다. 이러한 과전압은 한 라인에서 지속적인 지구 결함이 발생했을 때나, 중성이 아크 억제 코일을 통해 접지되어 건전한 위상에 과전압이 발생할 때 생성됩니다.

이러한 내부 과전압은 시스템의 정상 위상-대-중성 최대 전압의 3~5배를 초과할 수 있습니다. 그러나 적절한 절연 장비에서는 상대적으로 덜 해롭습니다.

내부 과전압은 주로 다음 요인들에 의해 발생합니다:

• 무부하 라인의 스위칭 작업: 스위칭 작업 중 라인이 전압 소스에 연결되면 여행파가 시작됩니다. 이러한 파동은 라인을 빠르게 충전합니다. 분리 순간에는 이 파동의 전압이 공급 전압의 두 배를 넘지 않는 크기에 즉시 도달할 수 있습니다.

• 부하 라인의 갑작스런 오프닝: 라인의 부하가 갑자기 제거되면 e = iz0 값을 가진 일시적 전압이 생성됩니다. 여기서 i는 라인 오프닝 순간의 전류의 순간값이고 (z0)는 라인의 자연 또는 서지 임피던스입니다. 라인의 일시적 과전압은 라인 전압과 독립적입니다. 따라서 저전압 전송 시스템이 고전압 시스템과 동일한 크기의 과전압을 경험할 가능성이 같습니다.

• 절연 실패: 라인과 지면 간의 절연 파괴는 흔히 발생합니다. 절연이 실패하면 고장점의 전위가 최대값에서 0으로 갑자기 하락합니다. 이로 인해 매우 가파른 전면을 가진 음의 전압 파동이 서지 형태로 양방향으로 전파됩니다.

외부 과전압

정전기 방전이나 번개 등의 대기 방전으로 인해 발생하는 과전압을 외부 과전압이라고 합니다. 외부 과전압은 전기 장비의 절연에 상당한 스트레스를 가할 수 있습니다. 이러한 전압의 강도는 번개의 성질에 따라 달라집니다.

번개의 강도는 전력선이 얼마나 직접적으로 치였는지에 따라 달라집니다. 주 방전, 분기 또는 스트리머, 또는 번개가 라인 근처를 통과하면서 유도되는 경우 등이 있습니다.

발전소의 설치는 주로 두 가지 유형으로 분류됩니다. 하나는 대기 기원의 과전압에 직접 노출된 전기적으로 노출된 유형이고, 다른 하나는 이러한 과전압에 영향을 받지 않는 전기적으로 노출되지 않은 유형입니다.