부스터 스테이션에서 접지 변압기의 선택에 대한 간략한 논의

지중변압기라고 일반적으로 알려진 "지중변압기" 또는 간단히 "지중장치"는 정상적인 전력망 작동 중에는 무부하 상태에서 작동하며, 단락 고장 시 과부하를 겪습니다. 충전 매체에 따라 일반적으로 기름침수형과 건식으로 분류되며, 상수에 따라 3상 또는 단상 지중변압기가 있습니다. 

지중변압기는 접지 저항기를 연결하기 위한 중성점을 인위적으로 생성합니다. 시스템에서 접지 고장이 발생할 때, 이는 양 및 음의 순서 전류에 대해 높은 임피던스를 제공하지만 제로-시퀀스 전류에 대해서는 낮은 임피던스를 제공하여 접지 고장 보호의 신뢰성 있는 작동을 보장합니다. 적절하고 합리적인 지중변압기 선택은 단락 시 아크 소멸, 전자기 공진 과전압 제거, 그리고 전력망의 안전하고 안정적인 작동을 보장하는 데 매우 중요합니다.

지중변압기의 선택은 다음과 같은 기술적 기준에 따라 종합적으로 평가되어야 합니다: 유형, 정격 용량, 주파수, 전압 및 전류 등급, 절연 수준, 온도 상승 계수, 과부하 능력. 환경 조건도 주의 깊게 고려해야 하며, 이는 주변 온도, 고도, 온도 변화, 오염 정도, 지진 강도, 풍속, 습도 등을 포함합니다.

시스템 중성점이 직접 접근 가능할 때는 단상 지중변압기를 선호하지만, 그렇지 않으면 3상 지중변압기를 사용해야 합니다.

지중변압기 용량 선택

지중변압기의 용량 선택은 주로 그 유형, 중성점에 연결된 장비의 특성, 그리고 2차 측 부하가 있는지 여부에 따라 달라집니다. 일반적으로 중성점에 연결된 장비(예: 아크 소멸 코일)의 용량 계산에 이미 충분한 여유가 포함되어 있으므로, 선택 시 추가적인 다운레이팅이나 안전계수가 필요하지 않습니다.

태양광 발전소에서는 지중변압기의 2차 측이 보조 부하를 공급합니다. 따라서 저자는 2차 부하가 있을 때 지중변압기 용량을 결정하는 방법을 간략히 설명합니다.

이 경우, 지중변압기의 용량은 주로 중성점에 연결된 아크 소멸 코일의 용량과 2차 부하 용량에 따라 결정됩니다. 아크 소멸 코일의 용량과 동등한 2시간 정격 지속 시간을 사용하여 계산합니다. 중요한 부하의 경우, 연속 운전 시간에 따라 용량을 결정할 수도 있습니다. 아크 소멸 코일은 반응 전력(Qₓ)으로 취급되며, 2차 부하는 유효 전력(Pf)과 반응 전력(Qf)으로 구분하여 계산됩니다. 계산 공식은 다음과 같습니다:

제로-시퀀스 전류의 역방향 유효 성분을 기반으로 하는 접지 고장 보호를 사용할 때, 아크 소멸 코일의 1차 또는 2차 측에 적절한 값의 접지 저항기를 추가하여 접지 보호의 민감도와 선택성 정확성을 향상시킵니다. 이 저항기는 작동 중에 유효 전력을 소비하지만, 사용 시간이 짧고 결과적으로 증가하는 전류가 작으므로, 지중변압기 용량의 추가 증가는 필요하지 않습니다.