고압 콘덴서 종합 보호 솔루션
핵심 목표: 콘덴서와 전력망의 안전하고 안정적인 운영을 보장하고 장비 수명을 연장합니다.
고압 콘덴서가 전력망에 투입될 때 강력한 보호 시스템이 필수적입니다. 이 솔루션은 업계 표준과 실제 경험을 기반으로 주요 보호 조치의 구성 가이드라인을 제공합니다:
I. 핵심 전기 매개변수 보호
- 과전압 보호:
- 기능: 대기 과전압(번개), 스위칭 과전압 및 시스템 정상 상태 과전압으로 인해 콘덴서 유전체의 누적 손상이나 순간적인 파손을 방지합니다.
- 구성:
- 서지 아레스터 (MOA - 금속 산화물 아레스터): 콘덴서 뱅크의 선 끝과 중성점 끝, 특히 선 측과 중성점 측에 설치하여 번개 서지와 스위칭 과전압의 피크를 효과적으로 제한합니다.
- 과전압 계전기: 콘덴서의 단자 전압을 지속적으로 모니터링합니다. 전압이 설정 값(일반적으로 1.1Un)을 초과할 경우 시간 지연 후 콘덴서 뱅크를 트립하여 장시간 과전압 작동을 방지합니다. 설정 결정은 시스템의 허용 변동 범위를 종합적으로 고려해야 합니다.
- 과전류 보호:
- 기능: 콘덴서 뱅크의 내부 또는 외부 과부하 또는 내부 구성 요소의 파손으로 인한 비정상적인 전류 상승에 대응합니다.
- 구성:
- 시간 지연 과전류 보호: 주 콘덴서 뱅크 보호의 백업 보호로 작용하며 시스템 과부하를 처리합니다. 설정은 가동 시 인러시 전류를 통과하도록 조정되어야 하며, 일반적으로 정격 전류의 1.5~2배로 설정됩니다.
- 순간 과전류 보호: 심각한 단락 고장에 즉시 대응하여 고장을 제거합니다.
- 단락 보호:
- 기능: 콘덴서와 관련된 내부 또는 외부 위상 간 고장 또는 단상 대 접지 고장 발생 시 매우 빠른 고장 제거를 제공합니다.
- 구성:
- 전용 고압 퓨즈: 개별 콘덴서 유닛 내부 고장에 대한 선호되는 보호 방법입니다. 고장 발생 시 즉시 동작하여 고장 유닛을 격리하면서 나머지 뱅크는 계속 작동할 수 있습니다.
- 회로 차단기 + 계전기 보호: 백업 단락 보호 기능을 제공합니다. 퓨즈 동작과 차단기 트립 시간 사이의 조정이 필요합니다.
II. 주요 상태 모니터링 및 보호
- 온도 보호 (열 보호):
- 기능: 과전류, 고조파, 환기 부족, 내부 유전체 노화 또는 구성 요소의 파손(초기에는 퓨즈 동작으로 나타날 수 있음)으로 인한 이상 고온으로 인한 폭발이나 화재를 방지합니다.
- 구성:
- 내장 온도 센서 (PTC/Pt100): 주요 열 방출 지점(예: 콘덴서 케이싱 상단)에 내장되어 내부 핫 스팟 온도를 실시간으로 모니터링합니다.
- 온도 계전기 / 지능형 모니터링 유닛: 센서로부터 신호를 수신합니다. 온도가 안전 임계값(예: 75°C - 80°C)을 초과할 때 경보 또는 트립 명령을 발행합니다.
- 고조파 보호 및 완화:
- 기능: 시스템 고조파로 인한 콘덴서의 "고조파 증폭" 효과를 억제하여 심각한 과전류, 과열 및 빠른 장비 노화를 방지합니다.
- 구성:
- 고조파 모니터링 미터: 버스바 또는 콘덴서 회로의 전류/전압의 총 고조파 왜곡률(THD) 및 개별 고조파 내용을 지속적으로 모니터링합니다. 이상이 발생하면 경보를 발행합니다.
- 고조파 필터: 심각한 고조파 오염 환경이나 대형 콘덴서 뱅크의 경우, 일치하는 반항 비율(예: 6%, 13% 리액터)을 가진 필터 콘덴서 뱅크를 순수 보상 콘덴서 뱅크 대신 우선적으로 설치합니다. 극단적인 경우, 액티브 파워 필터 (APF)를 구성합니다.
III. 안전 보장 및 운전 제어
- 접지 보호:
- 기능: 효과적인 고장 전류 경로를 제공하여 인원과 장비의 안전을 보장합니다.
- 구성:
- 금속 케이스의 신뢰성 있는 접지; 접지 저항은 규정을 준수해야 합니다.
- 방전 코일/저항의 2차 감싸기의 한 단자가 반드시 접지되어야 합니다.
- 효과적으로 접지되지 않은 중성선을 갖는 시스템에서는 오픈 델타 전압 보호를 설치합니다.
- 분리 스위치 (절연기):
- 기능: 유지 관리 중에 가시적인 분리를 생성하여 역방향 공급 위험 없이 안전한 절연점을 제공합니다.
- 구성: 회로 차단기의 소스 측(선 측)에 가시적인 공기 분리를 갖춘 분리 스위치를 설치합니다. 작동은 "오방 예방" 연동 메커니즘을 엄격히 준수해야 합니다.
- 자동 트립 장치 (연동 보호):
- 기능: 제어 시스템 수준에서 고장이나 비정상적인 작동 상태를 종합적으로 판단하여 지능적인 트립을 달성합니다.
- 구성:
- 다양한 기준(전압, 전류, 온도, 퓨즈 동작 신호 등)이 보호 및 제어 유닛에 통합됩니다.
- 비정상 상태에서 자동으로 트립 논리를 시작하여 회로 차단기를 작동시킵니다. 변전소 자동화 시스템(SAS) 내에 통합됩니다.
08/09/2025
추천
원격 섬용 통합 풍력-태양광 하이브리드 전력 솔루션
요약이 제안서는 풍력, 태양광 발전, 양수 저장, 해수담수화 기술을 깊게 결합한 혁신적인 통합 에너지 솔루션을 제시합니다. 원격 섬에서 겪는 주요 과제인 전력망 접근 어려움, 디젤 발전의 높은 비용, 전통적인 배터리 저장의 한계, 그리고 식수 자원 부족 문제를 체계적으로 해결하려고 합니다. 이 솔루션은 "전력 공급 - 에너지 저장 - 수자원 공급" 간의 시너지와 자급자족을 달성하여 섬의 지속 가능한 발전을 위한 신뢰성 있고 경제적이며 친환경적인 기술적 경로를 제공합니다.I. 기술 분야 및 배경 과제기술 분야이 솔루션은 주로 다음과 같은 다학문적이고 종합적인 기술을 포함합니다:재생 에너지 발전: 풍력 및 태양광 발전.대규모 물리적 에너지 저장: 양수 저장 기술.종합적인 수자원 활용: 역삼투압 해수담수화 기술.효율적인 지능형 제어: 다중 에너지 협동 제어 및 에너지 관리.배경 과제에너지 공급 난관: 원격 섬은 본토 전력망으로부터 멀리 떨어져 있어 고비용의 디젤 발전기에 의존하고 있습니다
지능형 풍력-태양광 하이브리드 시스템과 퍼지-PID 제어를 통한 향상된 배터리 관리 및 MPPT
요약이 제안서는 고급 제어 기술을 기반으로 한 풍력-태양광 하이브리드 발전 시스템을 제시하며, 이는 원격 지역 및 특수 응용 분야의 전력 수요를 효율적이고 경제적으로 해결하는 것을 목표로 합니다. 시스템의 핵심은 ATmega16 마이크로프로세서를 중심으로 하는 지능형 제어 시스템에 있습니다. 이 시스템은 풍력과 태양광 에너지 모두에 대해 최대 전력점 추적(Maximum Power Point Tracking, MPPT)를 수행하고, PID와 퍼지 제어를 결합한 최적화된 알고리즘을 사용하여 주요 구성 요소인 배터리의 정확하고 효율적인 충전/방전 관리를 수행합니다. 결과적으로 전체 발전 효율이 크게 향상되고, 배터리 수명이 연장되며, 전력 공급의 신뢰성과 비용 효율성이 보장됩니다.I. 프로젝트 배경 및 중요성에너지 상황: 전 세계적으로 전통적인 화석 연료가 점점 고갈되고 있어 에너지 안보와 지속 가능한 발전에 심각한 도전을 제기하고 있습니다. 바람과 태양광과 같은 깨끗하고 재생 가능한 새
비용 효율적인 풍력-태양광 하이브리드 솔루션: 버크-부스트 컨버터 & 스마트 충전으로 시스템 비용 절감
요약이 솔루션은 혁신적인 고효율 풍력-태양광 하이브리드 발전 시스템을 제안합니다. 기존 기술의 핵심 단점인 낮은 에너지 활용, 짧은 배터리 수명, 그리고 불안정한 시스템 등에 대응하여, 이 시스템은 완전 디지털 제어된 버크-부스트 DC/DC 컨버터, 인터리브 병렬 기술, 그리고 지능형 3단계 충전 알고리즘을 사용합니다. 이를 통해 더 넓은 범위의 풍속과 태양광 조사량에서 최대 전력 포인트 추적(Maximum Power Point Tracking, MPPT)를 가능하게 하며, 에너지 캡처 효율을 크게 향상시키고 배터리 수명을 효과적으로 연장하며 전체 시스템 비용을 줄입니다.1. 서론: 업계의 문제점 및 기존의 부족함전통적인 풍력-태양광 하이브리드 시스템은 다음과 같은 주요 단점으로 인해 광범위한 적용과 경제성에 제한이 있습니다:좁은 입력 전압 범위: 시스템은 일반적으로 단순 버크 컨버터를 사용하여, 풍력 터빈이나 태양광 패널에서 발생하는 전압이 배터리 전압을 초과할 때만 배터리를 충전
하이브리드 풍력-태양광 발전 시스템 최적화: 오프그리드 응용을 위한 포괄적인 설계 솔루션
소개 및 배경1.1 단일 소스 발전 시스템의 문제점전통적인 독립형 광전지(PV) 또는 풍력 발전 시스템은 고유한 단점을 가지고 있습니다. PV 발전은 일주기와 기상 조건에 영향을 받으며, 풍력 발전은 불안정한 풍력 자원에 의존하여 출력이 크게 변동합니다. 지속적인 전력 공급을 보장하기 위해서는 대용량 배터리 뱅크가 에너지 저장과 균형을 위해 필요합니다. 그러나 혹독한 운전 조건 하에서 자주 충방전되는 배터리는 장기간 부족 충전 상태에 머무르기 쉽고, 이로 인해 실제 수명이 이론적 값보다 짧아집니다. 더욱 중요한 것은, 배터리의 높은 비용으로 인해 전체 수명 주기 비용이 PV 모듈이나 풍력 터빈 자체의 비용에 가깝거나 초과할 수 있습니다. 따라서 배터리 수명 연장과 시스템 비용 절감이 독립형 전력 시스템 최적화의 핵심 과제가 되었습니다.1.2 하이브리드 풍력-태양광 발전의 주요 장점하이브리드 풍력-태양광 발전 기술은 두 가지 재생 에너지원인 PV와 풍력을 유기적으로 결합함으로써 단일
