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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

차지현 (충남대학교, 忠南大學校 大學院)

지도교수
천관호
발행연도
2022
저작권
충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수13

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이 논문의 연구 히스토리 (4)

초록· 키워드

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계전기는 규정된 방식으로 입력조건에 응답하고, 특정 조건이 충족되면 접점동작 또는 이와 유사한 전기적 제어의 변화가 발생되도록 설계된 전기장치이며[1], 보호계전기는 고장이 발생한 송전선로 또는 발전기 및 변압기 등 전력설비의 비정상적인 상태를 감지하고 적절한 보호를 위해 제어회로를 동작시키는 계전기이다.[2]
전기적 사고로부터 변압기를 보호하기 위하여 보호계전기를 설치하며, IEEE에서는 용량 5[MVA] 이상의 변압기에서는 ‘비율차동계전기’를 적용하도록 권고하고 있다.[3] 비율차동계전기는 보호대상 설비 양측의 전류를 입력받아서 차전류를 계산하며, 차전류의 크기가 일정값 이상일 경우 고장이라고 판단한다. 변압기는 결선방식에 따라 양측의 전류가 크기, 위상이 다를 수 있는데, 변압기 보호계전기에서는 한쪽의 전류를 기준 삼아 반대쪽 전류를 기준전류 측으로 환산함으로써 이러한 크기 및 위상을 보상하게 되는데, 이를 위해 비율차동계전기마다 고유의 전류보상 알고리즘이 내장되어 있다.
비율차동계전기 제작사 별로 전류보상 알고리즘 구현 방식에 차이가 있으며, 이는 보호계전기 동작 결과값에 차이를 발생시킨다. 이처럼 동일 유형의 고장에서도 보호계전기에 따라 동작결과의 차이가 발생한다면, 고장유형에 대한 신속한 원인 분석이 요구되는 상황에서 전력계통 운영자는 설비 운영에 큰 어려움을 겪을 수 있다.
따라서 변압기 비율차동계전기의 전류보상 알고리즘 원리 및 보호계전기 별 차이점을 분석해보고, 다양한 고장유형 시뮬레이션을 통해 취득한 고장데이터를 전류보상 알고리즘으로 계산하여 보호계전기 별 고장유형에 대한 동작특성을 패턴화하고, 이를 바탕으로 새로운 로직회로를 개발함으로써 변압기 비율차동계전기의 고장유형에 대한 식별기능을 강화하도록 할 것이다.

목차

제 1장 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 2
1.3 논문 구성 2
제 2장 변압기 기초 3
2.1 변압기 동작원리 3
2.2 변압기 결선방식 4
2.2.1 YNd1 결선 변압기 4
2.2.2 YNd11 결선 변압기 5
제 3장 비율차동계전기와 전류보상 알고리즘 7
3.1 비율차동계전기 개요 7
3.2 비율차동계전기의 전류보상 7
3.2.1 전류 크기 및 위상 보상 7
3.2.2 영상분 전류 제거 보상 9
3.3 디지털 비율차동계전기의 전류보상 알고리즘 9
제 4장 변압기 운전경험사례 검토 14
4.1 연구배경이 된 경험사례 14
4.2 실제 공장데이터 및 보호계전기 동작 분석 14
4.2.1 실제 고장데이터 분석 14
4.2.2 보호계전기 동작 분석 16
제 5장 변압기 고장 시뮬레이션 19
5.1 전력계통 모델링 19
5.2 변압기 고장 시뮬레이션 Case 선정 21
5.3. 시뮬레이션 결과데이터 22
5.3.1 YNd1 결선 변압기 23
5.3.1.1 YNd1 정상 운전상태 23
5.3.1.2 YNd1 Wye권선 측 A상 지락사고 24
5.3.1.3 YNd1 Wye권선 측 B상 지락사고 25
5.3.1.4 YNd1 Wye권선 측 C상 지락사고 26
5.3.1.5 YNd1 Wye권선 측 A-B상 지락사고 27
5.3.1.6 YNd1 Wye권선 측 B-C상 지락사고 28
5.3.1.7 YNd1 Wye권선 측 C-A상 지락사고 29
5.3.1.8 YNd1 Wye권선 측 A-B-C상 지락사고 30
5.3.1.9 YNd1 Wye권선 측 A-B상 단락사고 31
5.3.1.10 YNd1 Wye권선 측 B-C상 단락사고 32
5.3.1.11 YNd1 Wye권선 측 C-A상 단락사고 33
5.3.1.12 YNd1 Wye권선 측 A-B-C상 단락사고 34
5.3.1.13 YNd1 Delta권선 측 A-B상 단락사고 35
5.3.1.14 YNd1 Delta권선 측 B-C상 단락사고 36
5.3.1.15 YNd1 Delta권선 측 C-A상 단락사고 37
5.3.1.16 YNd1 Delta권선 측 A-B-C상 단락사고 38
5.3.2 YNd11 결선 변압기 39
5.3.2.1 YNd11 정상 운전상태 39
5.3.2.2 YNd11 Wye권선 측 A상 지락사고 40
5.3.2.3 YNd11 Wye권선 측 B상 지락사고 41
5.3.2.4 YNd11 Wye권선 측 C상 지락사고 42
5.3.2.5 YNd11 Wye권선 측 A-B상 지락사고 43
5.3.2.6 YNd11 Wye권선 측 B-C상 지락사고 44
5.3.2.7 YNd11 Wye권선 측 C-A상 지락사고 45
5.3.2.8 YNd11 Wye권선 측 A-B-C상 지락사고 46
5.3.2.9 YNd11 Wye권선 측 A-B상 단락사고 47
5.3.2.10 YNd11 Wye권선 측 B-C상 단락사고 48
5.3.2.11 YNd11 Wye권선 측 C-A상 단락사고 49
5.3.2.12 YNd11 Wye권선 측 A-B-C상 단락사고 50
5.3.2.13 YNd11 Delta권선 측 A-B상 단락사고 51
5.3.2.14 YNd11 Delta권선 측 B-C상 단락사고 52
5.3.2.15 YNd11 Delta권선 측 C-A상 단락사고 53
5.3.2.16 YNd11 Delta권선 측 A-B-C상 단락사고 54
제 6장 7개요소를 활용한 고장유형 패턴화 55
6.1 고장유형 패턴화 방법 55
6.2 변압기 고장유형 별 7개 요소의 패턴 56
6.2.1 Wye 권선 측 A상 지락사고 56
6.2.2 Wye 권선 측 B상 지락사고 56
6.2.3 Wye 권선 측 C상 지락사고 57
6.2.4 Wye 권선 측 A-B상 지락사고 57
6.2.5 Wye 권선 측 B-C상 지락사고 58
6.2.6 Wye 권선 측 C-A상 지락사고 58
6.2.7 Wye 권선 측 A-B-C상 지락사고 59
6.2.8 Wye 권선 측 A-B상 단락사고 59
6.2.9 Wye 권선 측 B-C상 단락사고 60
6.2.10 Wye 권선 측 C-A상 단락사고 60
6.2.11 Wye 권선 측 A-B-C상 단락사고 61
6.2.12 Delta 권선 측 A-B상 단락사고 61
6.2.13 Delta 권선 측 B-C상 단락사고 62
6.2.14 Delta 권선 측 C-A상 단락사고 62
6.2.15 Delta 권선 측 A-B-C상 단락사고 63
6.3 패턴을 통한 고장유형 식별 가능성 검토 63
제 7장 변압기 고장유형 식별로직 개발 64
제 8장 결론 69
참고문헌 70
ABSTRACT 72

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