송전선로 사고 처리 분석

송전선 고장 처리 분석

송전선은 전력망의 기본 구성 요소로 널리 분포되어 있으며 다양한 지리적 및 기후 조건에 노출되어 있어 고장이 발생하기 쉽습니다. 일반적인 원인으로는 과전압, 오염 플래시오버, 절연 손상, 나무 침입, 외부 손상 등이 있습니다. 선로 트립은 발전소와 변전소 운영에서 가장 자주 발생하는 고장 중 하나로, 단상 대지, 상간 대지, 상간, 3상 단락 등의 고장 유형이 있습니다. 이들 중 단상 대지 고장이 가장 흔하며, 모든 선로 고장의 95% 이상을 차지합니다.

1. 송전선 고장 분석

고장은 일시적 또는 영구적으로 분류할 수 있습니다:

• 영구적 고장은 장비 결함이나 절연체 파손으로 인해 발생하며, 수리가 이루어질 때까지 고장이 지속됩니다.

• 일시적 고장은 안개나 눈으로 인한 표면 방전, 바람으로 날아다니는 잡동사니, 나뭇가지, 동물 접촉 등으로 인해 발생하며, 짧은 시간 후에 스스로 해결될 수 있습니다. 통계에 따르면 일시적 고장이 모든 선로 고장의 70%–80%를 차지하여 가장 흔하게 발생합니다.

1.1 선로 트립의 주요 원인

(1) 타워 붕괴: 폭풍이나 토네이도 같은 강한 바람으로 인해 구조적 실패나 송전탑의 붕괴가 발생합니다.

(2) 번개 유발 트립: 천둥번개 동안 직접적인 번개 충격이나 유도 과전압으로 인해 선로에서 플래시오버가 발생하며, 이는 트립의 주요 원인 중 하나입니다.

(3) 외부 손상: 불법 건설, 자재 적치, 굴착, 석회 채굴, 나무 심기, 무단 부착, 전력 시설 도난 등은 모두 선로 안전을 위협합니다.

(4) 전도선 및 접지선 결빙: 겨울철에는 얼음이 축적되어 기계적 하중이 증가하고, 전선의 처짐이 변경됩니다. 심각한 결빙은 하드웨어를 손상시키거나 절연체 줄을 끊거나 심지어 타워 붕괴나 전선 단선을 초래하여 트립을 유발할 수 있습니다.

(5) 전도선 갈로핑: 얼음으로 인해 원형이 아닌 상태가 된 전도선에 수평 바람이 부딪히면 공기역학적 힘이 저주파, 고진폭 자기 진동을 유발합니다. 이를 갈로핑이라고 하며, 특히 수직 배열된 선로에서는 상간 단락을 일으킬 수 있습니다.

(6) 새 관련 플래시오버: 새가 많은 지역에서는 타워 횡보에 앉아있는 새들이 절연체 줄에 배설물을 묻혀 절연 성능을 감소시킵니다. 습한 조건 (비, 안개)에서는 플래시오버와 단상 대지 고장이 발생할 수 있습니다.

(7) 오염 플래시오버: 산업적인 매연과 배출 가스가 절연체 표면에 축적되어 절연 성능을 저하시킵니다. 습한 조건 (안개, 비, 이슬)에서는 플래시오버와 선로 트립이 발생할 수 있습니다.

1.2 선로 트립 사례 분석

(1) 영구적 고장: 계전 보호가 선택성, 속도, 민감성, 신뢰성이라는 4가지 주요 요구사항을 충족하고 회로 차단기가 충분한 차단 용량을 가지면, 시스템 안정성이 크게 영향을 받지 않습니다. 이러한 경우 강제 재전력을 시도할 수 있으며, 보호 시스템이 고장된 선로를 올바르게 격리할 것으로 예상됩니다. 수년간의 운영 경험에 따르면, 실패한 강제 재전력이 연쇄 정전이나 사건 확대를 초래한 사례는 없습니다.

(2) 외부 물체 접촉: 종종 전도선의 스트랜드가 끊어지는 결과를 가져옵니다. 몇 개의 스트랜드만 끊어진 경우, 제어된 부하 하에서 선로가 계속 운영될 수 있습니다.

(3) 번개 충격: 때때로 절연 회복 시간이 길어 재접속 시간 지연이 충분하지 않아 재접속이 실패할 수 있습니다. 그러나 운영 경험과 통계에 따르면, 번개 피해는 대부분 경미하며 강제 재전력의 성공률은 여전히 높습니다.

(4) 연쇄 트립 후 재접속 실패: 보호 작동 기록과 기술 분석을 통해 원인을 확인할 수 있습니다. 확인되면, 실패한 회로 차단기를 수동으로 열고, 선로에 강제 재전력을 시도할 수 있습니다.

2. 선로 고장 처리 일반 절차

(1) 일시적 고장이 발생하여 회로 차단기가 트립되고 성공적으로 재접속되는 경우, 운영 인원은 시간을 기록하고, 선로 보호 및 고장 기록기의 작동을 확인하고 문서화하며, 내부 장비 손상 여부를 확인하고, 디스패치에 보고해야 합니다.

(2) 동기화 장치가 장착된 선로의 경우, 회로 차단기가 트립되고 선로에 전압이 있음을 확인하면, 현장 인원은 디스패치 명령을 기다리지 않고 동기화 및 재연결을 수행한 후, 디스패치에 보고할 수 있습니다.

(3) 회로 차단기 또는 보호 장치의 실패로 인해 연쇄 트립이 발생하는 경우, 운영 인원은 고장점을 확인하고 고립한 후 재전력을 시도해야 합니다. 원인이 확인되지 않았거나 고장이 고립되지 않은 상태에서는 재접속을 엄격히 금지하며, 더 큰 사태를 막기 위해 필요한 조치를 취해야 합니다.

(4) 보호 유지 관리 중 (선로가 전력이 공급된 상태에서) 회로 차단기가 트립되고, 고장 기록이 없고 반대쪽에서 트립되지 않은 경우, 모든 2차 회로 작업을 즉시 중단해야 합니다. 원인을 조사하고 디스패치에 보고한 후, 적절한 조치를 취한 후 테스트 재전력을 시도할 수 있습니다 (보호 채널이 제거되지 않았거나 실수로 접촉되었을 가능성이 있습니다).

(5) 고장 처리 후, 인원은 상세한 사고 기록, 회로 차단기 트립 횟수를 기록하고, 트립 기록, 보호 및 자동 장치 작동, 이벤트 로그, 고장 기록, 마이크로프로세서 보호 프린트아웃을 기반으로 종합적인 현장 보고서를 작성해야 합니다.

(6) 선로 트립 시, 인원은 즉시 다음을 확인해야 합니다:

• 어떤 보호 또는 자동 장치가 작동했는지;

• 회로 차단기가 성공적으로 재접속되었는지;

• 단상 또는 다상 트립인지, 그리고 어느 상인지;

• 선로에 전압이 남아 있는지;

• 고장 기록이 있는지;

• 이벤트 프린트, 중앙 신호, 보호 패널 표시가 올바른지;

• 마이크로프로세서 보호 장치가 보고서를 생성했는지;

• 현장에서 실제 회로 차단기 위치와 모든 선로 측 장비를 점검하여 단락, 접지, 플래시오버, 전선 단선, 세라믹 파손, 폭발, 기름 분출 여부를 확인해야 합니다—재접속 여부와 관계없이.

(7) 고장으로 인해 회로 차단기가 트립되고 재접속이 실패하는 경우, 운영 인원은 시간을 기록하고 알람을 재설정하고, 보호 및 고장 기록기의 작동을 확인하고 문서화하며, 발전소 장비 손상 여부를 확인하고, 회로 차단기 제어 스위치를 "트립 후" 위치로 설정하고, 트립 횟수를 기록해야 합니다. 이후의 조치는 다음과 같습니다:

• 중요한 선로나 특별한 기간 (예: 주요 전력 공급 보장)의 경우, 회로 차단기의 시각적 검사에서 이상이 발견되지 않으면, 재접속을 비활성화하고 한 번 강제 재전력을 시도할 수 있습니다;

• 일반적인 경우, 선로 유지 관리 부서는 주요 구간 (예: 도로, 철도, 교량, 강, 주거 지역 등을 가로지르는 부분)을 점검하여 이상이 없는지 확인해야 합니다. 재접속을 비활성화한 후, 테스트 재전력을 시도할 수 있습니다. 강제 재전력이 실패한 경우, 조건이 허용된다면 단계적 전압 상승을 적용할 수 있습니다;

• 고장이 분명한 징후 (예: 화재, 폭발)를 동반하는 경우, 즉시 강제 재전력은 금지됩니다. 먼저 장비를 점검해야 합니다. 재전력이 성공한 후, 선로 전류를 제어하고, 유지 관리 부서에 즉시 통보하여 고장 데이터를 신속히 수집해야 합니다;

• 단일 소스 부하 선로의 경우, 트립이 발생하고 재접속이 실패하는 경우, 현장 인원은 디스패치 명령을 기다리지 않고 즉시 한 번 강제 재전력을 시도한 후, 디스패치에 보고할 수 있습니다.