송전 시스템용 자동 재개폐 방식의 유형 및 요소

송전 시스템용 자동 재폐합 방식

자동 재폐합 시스템은 운영 비용을 줄이고 네트워크 신뢰성을 향상시키기 위해 설계된 직렬 연결 네트워크입니다. 초고압 (EHV) 송전선은 수천 메가와트 (MW) 단위의 전력을 전송하는 데 사용되므로 어떤 경우에도 중단되어서는 안 됩니다. 이러한 상공 선로에서 고장이 흔하지만, 일시적이거나 영구적인 고장으로 인해 전력 공급이 장기간 중단되어서는 안 됩니다.

낙엽나무, 번개, 또는 새에 의한 일시적인 고장은 자동으로 해결될 수 있으며 수정 조치가 필요하지 않습니다. 반면, 도체 파손이나 절연체 고장과 같은 영구적인 고장은 빠르게 복구되지 않으며, 이러한 상황에서는 자동 재폐합이 효과적이지 않습니다. 수동 재폐합을 사용할 때, 운전자는 계전기를 재설정하고 차단기를 폐합해야 합니다. 만약 고장이 일시적인 경우, 두 번째 폐합 후 선로는 안정적으로 유지됩니다. 그러나 고장이 지속되면 보호 시스템이 다시 회로를 트립시키고 이를 영구적 고장으로 분류합니다. 일시적인 고장 시 수동 재폐합은 상당한 지연을 초래합니다.

초고압 송전선이 대량의 전력을 전송하므로, 어떠한 운영 지연도 비용 및 안정성 측면에서 상당한 시스템 손실을 초래할 수 있습니다. 수동 개입으로 인한 이러한 지연을 피하기 위해 자동 재폐합 방식이 초고압 송전 시스템에 도입되었습니다. 이는 불필요한 인간 유발 지연을 제거합니다. 재폐합기는 네트워크를 더 작은 세그먼트(구분기)로 나누어 이러한 고장을 관리하는데 도움을 줍니다. 재폐합기는 자동으로 리셋 과정을 수행하도록 프로그램되어 있어 더욱 강력한 서비스 복구 접근법을 가능하게 합니다. 결과적으로 공급 가용성이 증가합니다.

자동 재폐합 시스템의 주요 목적:

1. 소비자에게 전력 공급 중단을 줄임

2. 공급 연속성을 개선

3. 변전소 방문 횟수 감소

송전선 고장은 세 가지 유형으로 분류할 수 있습니다:

1. 일시적인 고장: 이는 짧은 기간 동안 발생하는 (일시적인) 고장입니다. 예를 들어, 송전선에 번개가 치면 과전압이 발생하며, 다양한 장치들에 의해 매우 짧은 시간 내에 억제되고 자동으로 해제됩니다. 일시적인 고장은 상공 송전선 고장의 약 80%~90%를 차지합니다.

2. 준영구적인 고장: 이러한 고장은 한 개 이상의 아크 사이클 동안 지속됩니다. 예를 들어, 활선 도체에 접촉한 나무가 지면 아크를 생성합니다. 아크는 나무가 타버릴 때까지 몇 초 동안 지속되며, 그 후 고장이 자동으로 해제됩니다. 이 유형의 고장은 5%~8%의 경우에 발생합니다.

3. 영구적인 고장: 도체 파손, 절연체 고장, 또는 어떠한 전기 장비의 고장으로 인해 송전선에 영구적인 고장이 발생합니다. 손상된 구성 요소를 교체하거나 수리할 때까지 복구가 불가능합니다.

첫 두 유형의 고장 복구 시간은 자동 재폐합 방식을 사용하여 크게 단축될 수 있습니다. 자동 재폐합 시스템에는 고속 작동 접점과 고체 절연재, 진공 차단기, 그리고 고급 전류 및 전압 감지 장치가 포함됩니다. 자동 재폐합 방식에서 첫 번째 시도가 고장을 해제하지 못하면 두 번째 또는 세 번째 재폐합 시도가 이루어집니다. 고장이 지속되는 경우, 시스템은 회로 차단기를 영구적으로 열립니다. 자동 재폐합 시스템에 지정된 시간 지연을 적용하여 준영구적인 고장이 회로에서 해제되도록 할 수 있습니다.

자동 재폐합 방식에 영향을 미치는 요인

재폐합에서 사망 시간 선택에 영향을 미치는 주요 요인은 복구 시간과 재폐합 시도 횟수입니다. 시스템 사망 시간 선택에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다:

1. 시스템 안정성 및 동기화

2. 부하 유형

3. 차단기 (CB) 특성

4. 고장 경로의 전이온화 시간

5. 보호 계전기 재설정 시간

고속 재폐합의 경우, 재폐합 시 동기화 확인이 필요하지 않습니다. 그러나 지연된 재폐합의 경우, 재폐합 전에 동기화를 확인해야 하며, 일반적으로 동기화 계전기를 사용하여 이를 달성합니다.