과전류 보호에서 2차 고조파 억제의 실질과 원리는 무엇인가?

과전류 보호에서 2차 고조파 억제의 내용

과전류 보호에서 2차 고조파 억제의 내용은 2차 고조파 성분을 사용하여 전류가 고장 전류인지 아니면 권유 충격 전류인지를 판단하는 것이다. 2차 고조파 성분이 기본파 성분에 대한 비율이 특정 값보다 클 때, 이는 권유 충격 전류로 인한 것으로 판단되어 과전류 보호가 차단된다.

따라서 2차 고조파 억제 비율이 클수록 기본파에 포함될 수 있는 2차 고조파 전류가 많아지고 억제 효과는 더 나빠진다.

권유 충격 전류 파형에 대한 과전류 보호 조치의 2차 고조파 억제 원리

2차 고조파 억제 도출

전력 시스템에서 2차 고조파 억제는 변압기의 권유 충격 전류와 내부 고장을 구분하기 위해 사용된다. 변압기가 무부하 상태에서 켜지거나 외부 고장이 복구될 때 권유 충격 전류가 발생하며, 이는 변압기 차동 전류 보호 장치의 오작동을 초래할 수 있다 (이때 변압기의 내부 고장이 아니므로 계전 보호 장치가 작동해서는 안 된다). 따라서 변압기의 권유 충격 전류와 내부 고장을 구분할 필요가 있다. 변압기에 내부 고장이 발생하면 계전 보호 장치가 작동하여 고장 변압기를 제거해야 하며, 권유 충격 전류가 발생할 때는 차동 전류 보호 장치가 차단되어 오작동을 방지해야 한다.

변압기의 권유 충격 전류에는 특히 2차 고조파 성분을 포함한 많은 고조파 성분이 포함되어 있지만, 내부 고장에서는 그렇게 많은 2차 고조파 성분이 생성되지 않는다. 따라서 2차 고조파 함량의 수준을 이용하여 권유 충격 전류와 내부 고장을 구분할 수 있다. 이것이 2차 고조파 억제의 원리이다.

저전압측 모터도 시작 시 많은 고조파를 생성한다. 2차 및 5차 고조파를 차단하지 않으면 변압기 차동 보호 장치의 오작동 확률이 상당히 높다.

전류 즉시 동작 보호 장치는 선로 고장이 발생할 때 즉시 작동하여 선로를 보호한다.

권유 충격 전류 도출

변압기가 무부하 상태에서 전력망에 연결되거나 외부 고장이 제거된 후 전압이 복구될 때, 변압기 코어의 자속밀도 포화와 코어 재료의 비선형 특성으로 인해 상대적으로 큰 권유 전류가 발생한다. 이러한 충격 전류는 일반적으로 권유 충격 전류라고 부른다.

변압기의 권유 충격 전류는: 변압기가 무부하 상태에서 전력망에 연결될 때 또는 작동 전압에 의해 생성된 자속밀도와 변압기가 작동되기 전 코어의 잔류 자속밀도가 같은 방향일 때, 전체 자속밀도가 코어의 포화 자속밀도를 크게 초과하여 코어가 순간적으로 포화 상태가 되어 거대한 충격 권유 전류가 발생한다 (최대 피크 값은 변압기의 정격 전류의 6-8배에 달할 수 있으며, 이를 일반적으로 권유 충격 전류라고 한다).

권유 충격 전류 파형의 특징 도출

• 시간축의 한쪽으로 편향되고, 충격 전류에는 큰 직류 성분이 포함되어 있다;

• 파형은 단절적이며, 단절각이 크며, 일반적으로 60° 이상이다;

• 큰 2차 고조파 성분이 포함되어 있다;

• 동일 시간의 3상 충격 전류의 합은 대략 0이다;

• 권유 충격 전류는 감쇠한다.

• 권유 충격 전류의 진폭은 매우 크다

권유 충격 전류의 위험성 도출

권유 충격 전류의 진폭이 매우 크기 때문에 스위치 보호 장치의 오작동과 트립을 일으킬 수 있다. 따라서 권유 충격 전류가 발생하는 경우 효과적인 조치를 취하여 과전류 보호를 차단하여 오작동을 방지해야 한다.