중성점의 접지

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중성점의 접지에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

식 (12)를 대입하고 선간 전압 라고 둔다면
(15)
로 계산되며, 이면 당연히 전류전압 이 된다.
이와 같이 잔류전압의 발생은 주로 각 상 대지정전용량의 불평형에 기인한다. 대지정전용량의 불평형은 정상상태에서는 전선의 연가가 완전하지 못하기 때문이며, 과도적으로는 개폐기의 개폐가 각 상이 동시에 이루어지지 못한 데서 오는 경우가 많다. 잔류전압은 특히 소호리액터 접지시스템에서 직렬공진의 원인이 되므로 전선의 연가를 충분히 해서 이를 방지해 주어야 한다.
6. 변압기의 결선법과 중성점 접지
일반적으로 변압기의 간단한 계산을 할 경우에는 철심에 자기포화가 없다고 보고 여자전류와 이에 의해서 발생되는 자속, 즉 유기전압도 모두 정현파형으로 취급한다. 그러나 실제변압기에서는 철심의 히스테리시스 특성이 있기 때문에 여자전류와 자속 중 어느 한쪽이 정현파일 경우 다른 쪽은 반드시 왜파가 된다.
그림 9처럼 히스테리시스 곡선이 주어졌을 때 자속의 변화를 정현파로 하려면 어떤 파형의 전류를 흘려주어야 하는 가는 파형 분석으로 살펴볼 수 있다.
그림 9 히스테리시스특성과 왜파
그림 10 왜파의 분석
이 여자전류의 파형을 분석하면 그림 5.40과 같이 기본파 과 제3고조파 으로 분해된다.
물론 이 외에도 제5고조파, 제7고조파 등 수많은 고조파 성분이 포함되어 있겠지만 고차일수록 그 절대값이 작아지므로 여기서는 제3고조파까지만 고려한다.
전원으로부터 정현파형의 여자전류를 받은 변압기가 Y결선인 경우 각 상의 유도전압은 각각 다음과 같이 표현된다.
(16)
단, : 기본파 전압
: 제3고조파 전압
: 기본파와 제3고조파의 위상차
식 (16)을 보면 기본파의 전압은 평형 3상인데 제3고조파의 전압은 각 상간에 위상차가 없는 단상전압임을 알 수 있다. 이에 의한 전류는 평상시에 선로의 대지 커패시턴스를 통해서 대지를 흐르면서 통신선에의 전자유도장해를 일으킨다.
이러한 경우 변압기의 중성점을 접지하면 중성점에 제3고조파의 단상전압이 나타나게 되어 문제가 된다. 물론 이것은 변압기를 로 결선한 경우인데, 이 경우에는 그림 11과 같이 대지정전용량을 통하여 제3고조파의 단락전류가 흐르게 된다.
그림 11 결선의 전류분포
이 전류는 부하와는 관계 없이 상시 흐르는 전류로서 통신장해를 일으키는 등 나쁜 영향을 미치는 것이다. 이 때문에 전력시스템의 보호를 위한 접지를 할 수 없게 되는 경우가 있다. 그러면 변압기를 그림 12와 같이 로 결선한 경우를 생각해 보자.
그림 12 변압기의 결선
중성점을 접지하지 않은 경우에 측의 유기전압은 왜파가 되겠지만 측에서는 그 고조파 전압이 유도되어 결선 내를 환류하게 된다. 이 전류는 부하와는 무관한 것이고, 또한 순환전류에 의해 발생한 제3고조파의 자속은 자기포화로 발생한 자속을 전부 상쇄해서 변압기의 철심 중에는 제3고조파의 자속은 없어지고 기본파의 자속만 남게 된다. 그 결과 기본파 자속에 의해서 유기될 전압의 파형은 정현파가 된다.
이처럼 변압기가 결선일 때에는 전류의 파형은 왜파가 되지만 전압파형은 정현파가 되어 이상적이다. 그러나 결선에 중성점이 없기 때문에 접지를 할 수 가 없는 결점이 있다. 따라서 주요 전송선로에서는 3상 변압기의 결선을 로 하지 않고, , , 등과 같이 해서 측에서는 중성점을 접지하고 측에서는 제3고조파의 순환전류를 흘려서 자속의 왜파에 의한 이상전압의 발생을 억제하고 통신선에의 전자유도장해를 방지하도록 하고 있다.
7. 용어 해설
(1) 간헐 : 얼마 동안의 시간 간격을 두고 되풀이 하여 일어났다 쉬었다 함
(2) 건전상 : 사고가 발생하지 않은 나머지 정상인 전선, 선로
(3) 소호 : 직역하면 활모양을 끈다는 뜻으로서 아크를 없애는 것을 뜻함.
(4) 보호계전기 : 전선 또는 기기에 이상이나 고장이 생겼을 때 그 부분을 급속히 발견·차단하는 기기의 손상을 경감하고, 다른 계 통에 대한 피해를 방지하기 위하여 쓴다.
(5) 용단 : 과전류 때문에 도선의 일부가 녹아 끊어지는 일
(6) 탈조 : 송전 선로에서 안전하게 송전할 수 있는 최대 전력 이상의 전력 을 보내거나, 고장 혹은 급격한 부하변동이 잇을 경우에 발전기 의 위상차가 일정하지 않게 변하는 것.
[결론]
8. 결론
오늘날의 송전선을 설계 또는 운전하는 데에 있어서 중성점 접지방식은 대단히 큰 영향을 미친다. 하지만 이들 모든 것에 대하여 만족시키는 가장 좋은 접지방식은 없다. 따라서 실용상에 있어서 어느 정도의 타협이 필요할 것이다. 즉, 중성점 임피던스를 크게 하여 1선 지락전류를 작게 하면, 이 전류 때문에 일어나는 장해는 적어지지만 계통중의 각 기기의 절연으로 보아서는 불리하게 된다.
그러나 이와 반대로 중성점 임피던스를 작게 하여 직접접지에 가깝게 한다면 절연면으로 보아서는 유리하겠지만 1선 지락전류가 너무 커져서 여러 가지 장해를 일으키게 된다.
이러한 문제에 대한 중요도는 송전선의 전압, 전력, 긍장, 경과지역 등의 개개의 조건에 따라서 달라지게되므로 어느 것을 중요시하느냐에 따라서 요구에 적합한 접지방식을 선정하여야 할 것이다.
<참고문헌 및 사이트>
- 송배전공학 <심상흥·이충식·신철기·오재한·박경수 공저> 도서출판 : 포인트
- 전기설비설계 <이해기·강성화·박동배·안병록·송준호 공저> 도서출판 : 태영문화사
- 송배전공학 <시복·송현직·신태현·이종필·송영복·이병길·이경섭 공저> 도서출판 : 광문각
- 송배전공학 <남상천·조무제·임재윤·지평선 공저> 도서출판 : 한올
- 송배전공학 <이대희·서장수·유수복·진명철 공저> 도서출판 : 광명
- http://cafe.naver.com/power119.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=11106
<전기박사 네이버 카페>
- http://www.kepco.co.kr/
<한국전력공사 홈페이지>
- http://www.naver.com/
<네이버 지식in>
- http://barami.textcube.com/34

- http://blog.naver.com/gamangom/110052517456
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