제어및 보호방식결정(수변전회로보호방식)
수전회로 보호방식
저압회로 보호방식
저압회로 단락보호
저압차단기 보호협조
저압회로 지락보호방식
보호계전기
변압기 보호방식
DCR오동작 방지대책
비율차동계전기 비율탭 정정
복합계전기
GPT적용시 CLR의 목적
목차(GPT 적용 시 CLR의 목적)
GPT 적용 시 CLR의 목적
1️⃣지락 발생 시 유효전류를 발생하는 역할
1)비접지회로 지락전류 계통
2)지락전류 시 등가회로도
3)CLR미설치 시 등가회로도 및 지락전류 감지
4)CLR설치 시 등가회로도 및 지락전류 감지
5)결론
- CLR이 미설치되어 있고 Feeder₁, Feeder₂ 회로가 있는 경우 Feeder₁회로에 지락이 생겼을 경우 Feeder₂ 충전전류 Ic₂의 크기에 따라 Feeder₁회로에 부설된 지락방향계전기(SGR)는 동작이 가능 또는 불가능하게 하는 것이다
- 또한 ZCT₂에 관통하는 전류 Ic₂는 ZCT₂의 극성에 역방향으로 흐르므로 Feeder₂회로의 지락방향계전기(SGR)는 동작하지 않는다
- 결론적으로 GPT 3차 측에 CLR를 부설함으로써 계전기(SGR)를 구동할수 있는 지락전류(유효전류)가 흐르게 되는 것이다.
2️⃣GPT 3차 오픈 Δ단자 측 제3고조파 발생을 방지하는 역할
GPT 3차 오픈 Δ단자 측 제3고조파 발생을 방지하는 열할
1)고조파 발생
- 변압기류(Tr, PT, GPT등)의 자화특성은 직선적이 아니고, 히스테리스시 현상이 있기 때문에 변압기에 정현파 교류전압을 인가하는 여자전류는 많은 기수 고조파를 함유한 왜곡파형이 된다
- 그림에 (a)와 같은 정현파의 자속을 만들어 내는 여자전류는 (c)와 같은 기수고조파를 포함한 대칭 왜형파 전류가 된다
- 또한, 여자전류는 이 기수 고조파중에서도 저차의 제3고조파 성분의 비율이 크다
- 정현파의 전압을 유기하기 위해서는 자속이 정현파가 될 필요가 있으므로(c)와 같은 제3고조파를 포함한 여자전류가 필요하다
2)제3고조파 발생방지
- 기본파를 100%로 봤을때 제3고조파는 55%, 제5고조파는 20%정도가 된다
- 변압기 Δ권선을 둠으로써 제3고조파 전류는 Δ권선 내를 순환하기 때문에 제3고조파 전류를 흡수된다
- 제5고조파 이상의 성분은 아주 미량이기 때문에 문제가 되지 않는다
3️⃣중성점 이상 전위진동, 중성점 불안정 이상현상 억제 역할
1)CLR이 없는 경우
- CLR이 없는 경우 계통의 전위 중성점은 GPT내부 임피던스 및 케이블 길이에 따른 선로 충전용량에 의해 중성점이 결정된다
- CLR이 없는 상태의 회로도이며 선로 충전용량의 등가회로는 다음그림과 같다
- 만약 R상에서 지락이 된 뒤 다시 원상복구가 되었다고 한다면, R상의 선로 충전용량C[μF]는 상당기간동안(수 분동안)다른상(S,T상)에 비해 적다
- 이는 선로 각상과 대지 간의 절연이 공기 및 케이블 절연체이기 때문에 R상이 지락이 되면 R상의 전로충전용량 C[μF]가 바로 0[μF]이되었다가 지락사고가 제거되거나 지락이 원상복구되면 R상의 선로충전용량이 바로 원상복구되는 것이 아니라 수분 동안을 거쳐 원상태로 되기 때문이다
- R의 선로 충전용량C[μF]가 변화된 기간 동안 각상의 선로충전용량은 R상에 의해 다르기 때문에 3상 중성점 이동이 불가피하게 된다
2)CLR이 있는 경우
CLR을 1차로 등가변환하면 그림처럼 선로충전용량C[μF]와 병렬회로로 등가변환 할 수가 있다
- 이 등가회로에서 선로충전용량 C[μF]는 등가변환된CLR저항r 보다 아주 작은값을 가지기 때문에 지락복구시(선로충전용량C[μF]변화)영상전압은 거의 변화하지 않은 것이다
- 따라서 CLR를 설비함으로 중성점 이상전위진동, 중성점 불안정 이상현상을 억제하게 되는것이다
제어및 보호방식결정(수변전회로보호방식)
수전회로 보호방식
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저압회로 지락보호방식
보호계전기
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복합계전기
GPT적용시 CLR의 목적
목차(GPT 적용 시 CLR의 목적)
GPT 적용 시 CLR의 목적
💯기출문제
●K32 GPT의 중성점 불안전현상
GPT란 무엇인가?
GPT(Grounded Potential Transformer)는 접지형 계기용 변압기의 약자로, 주로 비접지계통에서 지락 사고를 검출하기 위해 사용됩니다. GPT는 중성점에 접속되어 계통의 중성점 전위를 안정화시키고, 지락 사고 발생 시 지락 전류를 증가시켜 지락 계전기를 동작시키는 역할을 합니다.
중성점 불안정 현상이란?
GPT를 사용하는 비접지계통에서 발생하는 중성점 불안정 현상은, GPT의 철심 포화로 인해 중성점 전위가 불안정해지고, 이로 인해 계통에 과전압이 발생하는 현상을 의미합니다.
발생 원인:
- GPT 철심 포화: 지락 사고 발생 시 또는 계통의 불평형 상태에서 GPT에 과도한 전류가 흘러 철심이 포화될 수 있습니다.
- 계통의 대지 정전 용량: 계통의 대지 정전 용량과 GPT의 상호 작용으로 공진 현상이 발생할 수 있으며, 이는 중성점 전위의 불안정을 야기합니다.
발생 시 문제점:
- 계통 과전압: 불안정한 중성점 전위로 인해 계통에 과전압이 발생하여 절연 파괴를 유발할 수 있습니다.
- 지락 계전기 오동작: 과전압으로 인해 지락 계전기가 오동작하여 정상적인 계통을 차단할 수 있습니다.
- 계통 불안정: 중성점 전위의 불안정은 계통 전체의 안정도를 저하시킬 수 있습니다.
중성점 불안정 현상 해결 방안
- GPT 용량 적정 선정: 계통의 용량에 맞는 적정 용량의 GPT를 선정하여 철심 포화를 방지합니다.
- 저항 부담: GPT에 저항 부담을 추가하여 철심 포화를 억제하고, 중성점 전위를 안정화시킵니다.
- GPT 설계 개선: GPT의 철심 구조를 개선하여 포화 특성을 향상시킵니다.
- 계통의 대지 정전 용량 감소: 계통의 대지 정전 용량을 감소시켜 공진 현상을 억제합니다.
●K33.6.6[kV]비접지 계통에서 1선지락 시 영상전압 산출식을 유도하고, GPT-ZCT에 의한 선택지락계전기(SGR)의 감도저하현상에 대하여 설명하시오
1. 6.6[kV] 비접지 계통에서 1선 지락 시 영상전압 산출식 유도
1.1. 대칭 성분법 비접지 계통의 1선 지락 사고를 해석하기 위해 대칭 성분법을 사용합니다. 대칭 성분법은 불평형 삼상 전류를 정상 성분, 직상 성분, 영상 성분의 세 가지 대칭 성분으로 분해하여 해석하는 방법입니다.
1.2. 등가 회로 1선 지락 사고 시, 계통은 다음과 같은 등가 회로로 표현될 수 있습니다.
- Z1: 정상 성분 임피던스
- Z2: 직상 성분 임피던스
- Z0: 영상 성분 임피던스
- Rg: 지락 저항
- V0: 영상 전압
1.3. 영상 전압 산출 키르히호프의 전압 법칙을 적용하면 다음과 같은 식을 얻을 수 있습니다.
V0 = Z0 * I0
여기서,
- I0: 영상 전류
- Z0: 영상 임피던스
1.4. 영상 전류 산출 1선 지락 사고 시, 영상 전류는 다음과 같이 표현됩니다.
I0 = 3Ia
여기서, Ia는 지락 상의 상 전류입니다.
1.5. 최종 식 위 식들을 종합하면 영상 전압은 다음과 같이 표현됩니다.
V0 = 3 * Z0 * Ia
결론적으로, 6.6[kV] 비접지 계통에서 1선 지락 시 영상 전압은 영상 임피던스와 지락 상의 상 전류의 곱에 3을 곱한 값과 같습니다.
2. GPT-ZCT에 의한 선택지락계전기(SGR)의 감도 저하 현상
2.1. GPT-ZCT의 역할 GPT(Grounded Potential Transformer)는 지락 사고 시 영상 전류를 증폭시켜 지락 계전기를 동작시키는 역할을 합니다. ZCT(Zero Sequence Current Transformer)는 영상 전류를 측정하여 SGR(선택 지락 계전기)에 입력합니다.
2.2. 감도 저하 원인
- 영상 임피던스 증가: 계통의 구성이나 지락점 위치에 따라 영상 임피던스가 증가하면 영상 전압이 감소하여 SGR의 입력 신호가 작아지므로 감도가 저하됩니다.
- GPT 포화: 지락 전류가 과도하게 흐르면 GPT가 포화되어 영상 전류를 정확하게 변환하지 못하여 SGR의 감도가 저하됩니다.
- ZCT의 부정확한 변성비: ZCT의 변성비가 정확하지 않으면 SGR에 입력되는 신호가 왜곡되어 감도가 저하됩니다.
- 외부 잡음: 외부 잡음에 의해 SGR이 오동작하거나 감도가 저하될 수 있습니다.
2.3. 감도 저하의 영향
- 지락 미검출: SGR의 감도가 저하되면 지락 사고를 제때 검출하지 못하여 설비 손상이나 화재 등의 위험이 증가합니다.
- 오동작: 외부 잡음 등으로 인해 SGR이 오동작하여 정상적인 계통을 차단할 수 있습니다.
2.4. 대책
- 정확한 계통 모델링: 계통의 영상 임피던스를 정확하게 계산하여 SGR 설정값을 최적화합니다.
- GPT 용량 적정 선정: 지락 전류를 충분히 변환할 수 있는 용량의 GPT를 선정합니다.
- ZCT 교정: ZCT의 변성비를 주기적으로 교정하여 정확도를 유지합니다.
- 노이즈 필터: 외부 잡음을 제거하기 위해 노이즈 필터를 사용합니다.
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🌐1003Z24
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