UHVDC 접지 전극 근처의 재생에너지 발전소 변압기에서의 DC 바이어스 영향
초고압 직류(UHVDC) 송전 시스템의 접지 전극이 재생에너지 발전소 근처에 위치할 때, 지구를 통과하는 회귀 전류는 전극 주변의 지면 전위 상승을 초래할 수 있습니다. 이 지면 전위 상승은 인근 변압기의 중성점 전위를 변화시키며, 이를 통해 변압기 코어에 DC 바이어스(또는 DC 오프셋)가 발생합니다. 이러한 DC 바이어스는 변압기 성능을 저하시키고 심각한 경우 장비 손상을 초래할 수 있으므로 효과적인 완화 조치가 필수적입니다.
이 문제에 대한 자세한 분석은 아래에 제공됩니다:
1. 영향 요인
DC 바이어스의 심각성은 여러 요인에 따라 달라집니다. 다음과 같은 요인이 포함됩니다:
- UHVDC 시스템의 운용 전류;
- 접지 전극의 위치 및 설계;
- 토양 저항의 공간 분포;
- 변압기의 권선 연결 구조 및 구조적 특성.
2. DC 바이어스의 결과
변압기에서의 DC 바이어스는 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다:
- 증가된 청각 소음 및 기계 진동;
- 추가적인 코어 손실로 인한 온도 상승;
- 장기간 노출에 따른 권선 절연의 가속화된 노화.
- 이러한 영향은 변압기의 안전하고 신뢰성 있는 운영을 저해하며 그 수명을 단축시킵니다.
3. 완화 조치
DC 바이어스를 억제하기 위해 다음과 같은 기술적 전략을 사용할 수 있습니다:
- 재생에너지 발전소의 중성 접지 모드를 동적으로 변경(예: 고저항 접지와 실체 접지 간 전환);
- 접지 격자 설계를 최적화하여 재생에너지 발전소와 인근 변전소 사이의 전위 분포를 균형잡게 함;
- 변압기 중성점에 DC 차단 장치(예: 정전용량 또는 활성형 중성 차단 장치)를 설치하여 지자기 유도 또는 난류 DC 전류를 차단함.
결론
UHVDC 접지 전극 근처의 재생에너지 발전소 변압기에서의 DC 바이어스 영향은 복잡한 지구 전기 및 전력 시스템 문제로, 종합적인 접근이 필요합니다. 영향을 받는 변압기의 DC 바이어스 수준을 지속적으로 모니터링하고 주기적인 위험 평가를 수행하며, 완화 조치를 적극적으로 배치하는 것이 추천됩니다. 이를 통해 UHVDC 시스템 영향을 받는 지역 내 재생에너지 시설의 안전하고 안정적이며 장기적인 운영을 보장할 수 있습니다.