이상전압

목차

1. 외부이상전압

2. 진행파의 특성

3. 內部 異常 電壓

4. 이상전압 방지태책

본문내용

Z_2 + Z_1} e_i
i_r = -{Z_2 - Z_1} over {Z_2 + Z_1} i_i
e_t = 2Z_2 over {Z_2 +Z_1}e_i
i_t = 2Z_1 over {Z_2 +Z_1}i_i
또는,
i_t = 2e_i over {Z_2 +Z_1}
e_t = Z_2 i_t = 2Z_2 over {Z_2 +Z_1} e_i
. 반사계수
beta = {Z_2 - Z_1} over {Z_2 + Z_1}
. 투과계수
gamma_e = 2Z_2 over {Z_2 +Z_1}
gamma_i = 2Z_1 over {Z_2 +Z_1}
(1) 종단이 개방된 경우
left( Z_2 = inf right)
e_r
의 파고 =
e_i
의 파고
e_t
의 파고 = 2x(
e_i
의 파고)
i_r
의 파고 = -(
i_i
의 파고)
i_t
의 파고 = 0
(2) 종단이 접지된 경우(
Z_2
=0)
e_r
의 파고 = -(
e_i
의 파고 )
e_t
의 파고 = 0
i_r
의 파고 =
i_i
의 파고
i_t
의 파고 = 2x(
i_i
의 파고)
3. 內部 異常 電壓
. 開閉 異常電壓
① 무부하 송전선의 충전전류 차단
② 고장전류의 차단
③ 변압기의 3상 비동기 투입시의 전압
. 고장시의 過度이상전압
① 지락고장점의 재점호
② 영구지락에 따른 과도현상
. 계통조작 및 고장시의 지속이상전압
① 페란티 현상
② 발전기의 自己勵磁 현상
③ 발전기의 부하차단
④ 중성점 고저항 접지계통의 지락사고
⑤ 소호리액터 계통의 직렬공진
3.2 개폐 서지
(1) 폐로의 경우
교류전압이 최대치(
E_m
)일 때 스위치를 닫으면,
① 선로상에
E_m
의 전압 진행파 및
E_m over Z_c
의 전류진행파가 수전단으로 진행
② 수전단 도달시, 전압 반사파는
E_m
으로 됨(중첩) (개방단)
③ 반사파가 송전단 도달시 송전단으로
E_m
크기의 파가 들어오는 것과 같으므로
송전단 전원 임피던스를 무시하면(종단단락) -
E_m
의 파가 반사됨 그림c
④ 다시 이 전압파는 수전단에서 -
E_m
크기의 파로 다시 반사됨(종단개방) 그림 d
(2) 개로의 경우
(용량성;무부하 송전선로를 차단)
전류가 0일 때 차단시작(전압은 최대임, 왜냐하면 전류가 용량성임)
ⓐ 차단순간 선로는
E_m
으로 충전된 상태임 (그림 a)
ⓑ 1/2 Hz 후 송전단 전압은 -
E_m
가 되고, 차단기 접촉자간 전압은 2
E_m
임
(그림b)
ⓒ 차단기 접촉자사이가 불충분하면 재점호 됨. (그림 c) 이것은 -2
E_m
의 진행파
가 수전단으로 진행하는 것과 같음
ⓓ 개방단에서 -2
E_m
의 반사파가 생기므로 선로에는 -3
E_m
의 전압이 생김(그림d)
3.3 발전기의 자기여자 현상
OS : 무여자시 전압상승곡선
EF : 정격 단자전압(OE)를 무여자시 발생시켜 놓은 경우의 전압상승곡선
OQ, OP : 무부하시 충전전류(선로의)와 단자전압의 관계 C가 클수록 OQ -> OP로
이동
L, M, N : 전압 안정점 M과 N점에서의 전압은 정격전압보다 상당히 높음.
4. 이상전압 방지태책
4.1 避雷器
. 특성요소
비직선 저항특성 -> 뇌에 의한 큰 방전전류값에서는 저항값이 작아 제한전압을 억제하고, 낮은 계통전압에 의한 속류에는 저항값이 높아져서 직렬갭에 의한 차단이 용이하도록 함.
. 직렬 갭
상규전압에서는 방전하지 않고 절연상태를 유지, 이상전압시에는 대지로 방전하여 이상전압 흡수, 속류는 단시간에 차단.
. 충격방전개시전압
피뢰기 단자간에 충격 전압을 가했을 때 방전을 개시하는 전압
. 상용주파 방전개시전압
통상 피뢰기 정격전압의 1.5배 이상
. 충격비
충격비 = 충격방전개시전압 / 상용주파 방전개시전압의 파고값
. 방전전류
방전에 따라 피뢰기를 통하여 대지로 흐르는 충격전류(파고치)
. 방전耐量
방전전류의 허용 최대치
. 제한전압
방전시 피뢰기 단자간에 남는 전압
. 피뢰기의 정격전압
속류를 끊을 수 있는 교류 전압의 최고치(실효치)
. 기준 충격 절연 강도(Basic Impulse Insulation Level ; BIL)
1.2/50 s 파형에서 섬락의 확률이 0.1이 되는 충격파의 파고치(crest voltage)
. 피뢰기의 제한전압 산출 (가공선로 종단)
e_i + e_r = e_a
i_i + i_r = i_a
i_i = e_i over Z ,~i_r =- e_r over Z
이상에서,
e_a = 2 e_i - Z over 2 i_a
. 피뢰기의 제한전압 산출 (가공선로 종단)
e_i + e_r = e_t
i_i + i_r = i_t + i_a
i_i = e_i over Z_1 ,~i_r =- e_r over Z_1 ,~i_t = e_t over Z_2
이상에서,
e_a = e_t = 2Z_2 over {Z_1 + Z_2} left( e_i - Z_1 over 2 i_a right)
. 피뢰기의 구비조건
① 충격방전개시전압이 낮을 것 (보호기기의 BIL보다 훨씬 낮을 것)
② 상용주파 방전 개시 전압이 높을 것
③ 방전내량이 크면서, 제한전압이 낮을 것(보호기기의 BIL보다 훨씬 낮을 것)
④ 속류차단 능력이 충분할 것
. gapless lightning arrester
酸化亞鉛을 주성분으로 하는 피뢰기
직렬갭이 없음
4.3 설치장소
- 피보호기기에 가깝도록 설치
- 거리가 있는 경우, 제한전압외에 (반사에 의해)거리에 비례하는 전압성분이 발생
e_t = e_a + 2 mu X over V
e_t
: 피보호기 (변압기) 전압
e_a
: 피뢰기 전압
mu
: 투과파 파두준도(kV/μs)
X
: 피뢰기와 피보호기 사이 거리
V
: 속도
4.4 架空地線에 의한 雷遮蔽
. 유도뇌에 대한 차폐
가공지선의 보호율
= 가공지선 없는 경우의 단위길이당 유기 전하÷설치경우의 단위길이당 유기 전하
. 직격뇌에 대한 차폐
차폐각을 35~40o 정도로 둠
. 가공지선의 보호효율
직격뇌를 가공지선이 담당하는 비율
4.5 섬락 및 역섬락
. 섬락
선로에서 철탑(애자를 통한)으로의 불꽃 방전(flashover)
. 역섬락
철탑에서 선로로의 섬락
철탑(또는 가공지선)에의 직격뇌에 의한 철탑 유기전압(철탑의 저항에 비례)에 기인

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