22.9[kV-y] 구내배전설비계통의 주 차단기 보호계전기 순시요소 Lock 운용에 관한 실용연구

Abstract

현재 우리나라 대부분의 자가용 수전설비는 한전으로부터 22.9[kV-y]를 공급받아 구내배전설비를 운용하고 있다. 모든 전기설비는 노후화 및 자연열화 등 여러 요인에 의해 필연적으로 설비장애가 발생할 수밖에 없다. 이러한 장애가 발생할 경우에는 장애설비를 신속히 검출, 제거하고 계통을 복구하기 위해 보호계전시스템을 설치하고 계전기정정(Relay coordination)을 통해 보호협조토록 운용하고 있다. 그러나 실제 사고사례를 살펴보면 장애 Feeder뿐 아니라 Main VCB까지 동시 동작하게 되어 전 시설물이 정전되는 피해가 발생하고 있다.

본 연구에서는 22.9 [kV-y] 직접접지 계통에 대한 장애사례를 조사하고, 동 계통의 장애시 사고전류의 크기와 대표적인 2개의 사례에 대한 보호계전기의 Pick up전류를 비교 분석하여, 사고전류가 흐르는 폐회로 상의 모든 차단기가 동작 할 수 밖에 없는 사유에 대해 분석하였다. 그리고 필연적으로 발생할 수 밖에 없는 장애시에 Main VCB 순시요소를 Lock하여 정전범위를 최소한으로 한정할 수 있는 방안을 도출하였다. Main VCB 계전기 순시요소를 Lock 상태로 운영하는 방안의 또 다른 장점은, Feeder 장애시에는 Feeder로, Main VCB 동작시에는 인접차단기간으로, 장애범위를 특정 할 수 있기 때문에 장애설비를 신속하게 제거하고 최단시간내 복구하는 효과도 기대 할 수 있다.

각 현장의 수배전설비와 본 연구의 계통모델을 적절히 검토하여 필요한 Main VCB 계전기 순시요소를 Lock 형태로 운용하면 Power Quality Service향상에 기여 할 것이다.; Currently, most of on-premises power substations are supplied with 22.9[kV-y] from KEPCO and operate the distribution facilities. All electrical equipment inevitably causes equipment failure due to various factors such as aging and natural deterioration. In the event of such a failure, a protective relay system is installed to quickly detect and remove the faulty equipment and to restore the power system, and it is operated for protection cooperation through relay coordination. However, if you look at actual accident case, not only the feeder of the fault, but also the main VCB is cut off at the same time, causing damage to the entire facility.

In this study, I investigated the failure cases for the 22.9[kV-y] direct-ground systems, and compared the magnitude of the fault current in case of a failure of the system and the pick-up current of the protective relay for the two typical cases. The reason why all the circuit breakers on the closed loop were forced to cut off is analyzed. In addition, in the event of an inevitable failure, a method is proposed to look the main VCB’s instantaneous element to limit the range of the outage to a minimum. As a result of the proposal, another advantage of the method of operating the main VCB’s relay instantaneous element in a locked state is that the failure range can be specified, so it is also possible to quickly remove the failure facility and restore it in the shortest time.

If the power distribution service at each substation and the system model of this study are properly reviewed and the necessary main VCB’s relay instantaneous elements are operated in a locked state, it will also contribute to the improvement of the power quality service.