LG 산전 주식회사 초고압 영업팀 콘덴서 불용형 차단기 특징

목 차 1. 콘덴서 불용형 가스 차단기란 ? 2. 차단시 과도전압과 회복전압 비교 3. 콘덴서 취부형 차단기의 문제점 4. 차단기 OFF 시 2 차측 유도전압 비교 5. 콘덴서 취부형 차단기의 유도전압 계산 6. 콘덴서 불용형 차단기의 장점 7. 해외 및 국내의 기술동향 초고압 영업팀 LG 산전주식회사

1. 콘덴서 불용형 가스 차단기란 ? © 현재까지 사용하고 있는 170kV 50kA 급 가스차단기에는 콘덴서를 차단부와 병렬로 설치하여 차 단 초기의 과도 회복전압상승률을 지연시켜 차단성능을 확보하여 왔다. 하지만 극간 콘덴서를 장착 하면 차단기 TRIP 후에도 변압기 2 차단에 전압이 검출 등의 문제점이 있어 당사에서는 국책사업이 었던 콘덴서 불용형 차단기를 ’99.1 월에 자체기술로 국내 최초로 개발에 성공 하였습니다. 극간콘덴서 사용 및 불용형 차단기의 회로도 및 외형도 ( 적용기종 : 170kV 50kA GIS) 세라믹 극간 콘덴서 극간 CONDENSER 를 채용한 차단기극간 CONDENSER 불용형 차단기 실린더 로드 Nozzle 가동아크접점 Puffer 실린더 초고압 영업팀 LG 산전주식회사

콘덴서 불용형 차단기의 회복전압 성능향상 방법 2. 차단시의 과도전압과 회복전압 비교  접촉자 개극속도 증대 및 노즐과 아크접촉자 재질개량  Puffer 실린더 SF6 가스 배출시간의 조정  Nozzle 형상을 최적화하여, Arc 에너지를 효율적으로 분출  접촉자 구조를 최적화하여 극간 전계를 완화 시 간 (  s) 차단실패 불용형 콘덴서 불용형 차단기의 회복전압 취부형 콘덴서 취부형 차단기의 회복전압 콘덴서를 취부않은 경우의 과도전압 콘덴서를 취부한 경우의 과도전압 초고압 영업팀 LG 산전주식회사

3. 콘덴서 취부형 차단기의 문제점 문 제 점내 용 인체 감전 차단기만 OFF 하고 TR 2 차측 주모선에 접촉했을 경우 기기 오동작 B 가 정전일때 T 를 투입할 경우 27 Ry 가 B 계통의 잔류 전압을 검출하여 T 차단기의 투입을 Block 할수있다 신뢰성 저하 콘덴서 기대수명이 약 10 만시간 (11.4 년 ) 손실 발생 차단기 OFF 시 3 I e 2 R 만큼 손실발생 I e = 콘덴서를 통해서 흐르는 전류, R = 계통의 저항 PT 와의 철공진 콘덴서 (C) 와 PT (L) 와의 함수관계가  = 이 성립될 때 철공진 발생  LC 1 초고압 영업팀 LG 산전주식회사

4. 차단기 OFF 시 2 차측 유도전압 비교 변압기 용량권 선 비권 선 비 (TR 2 차 대지간 전압 ) E2E2 (TR 2 차 선간 전압 ) V2V2 (PT 2 차 선간전압 ) υ2υ2 30MVA 45MVA 154/22.9 [KV] 154/6.6 [KV] 1,249 [V] 360 [V] 154/22.9 [KV] 154/6.6 [KV] 1,874 [V] 540 [V] 2,163 [V] 623 [V] 3,245 [V] 934 [V] [V] [V] [V] [V] 콘덴서 취부형 차단기의 유도전압표 계 통 도 계 통 도 ( 관련법규 : 정보통신부 고시 72 호 ) u NOTE : 전자유도전압 제한치 인체위험 : 60V 기기오동작 : 15V 콘덴서 취부형 E2E2 콘덴서 불용형 E 2 = 0 초고압 영업팀 LG 산전주식회사

5. 콘덴서 취부형 차단기의 유도전압 계산 © 주 ) 45MVA, I 0 ≒ 0.025I N 인 변압기를 가정하면, Z c = = j2π×60×1.1× jωC 1 Z L ≒ Z 0 ≒ jX 0 = j = j √ 154,000 I0I0 E 3 = - j2.4 [MΩ] × = j0.21 [MΩ] I 0 = × ×KV KVA = 0.025× = 4.2 [A] √ 3 ×154 45,000 3 √ I = = √ 154,000 Z C + Z L ESES 3 × (-j2.4×10 6 +j0.21× 10 6 ) ≒ 40 [mA] E 1 = Z L ×I = j0.21×10 6 ×0.04 = 8,400 [V] E2 = E1×( ) = 8,400× = 1,249 [V] N1N1 N2N 초고압 영업팀 LG 산전주식회사

6. 콘덴서 불용형 차단기의 장점 콘덴서 불용형 차단기는 운전 및 조작에 있어서 근본적으로 사고의 요인을 제공 하지 않는다. 완전한 설비 차단기 OFF 시 유기전압이 없으므로, PT 와의 철공진 문제와 계통절체시 발생할 수 있는 무전압 검출 계전기 또는 동기 검출 계전기 등의 오동작이 없다. 간편한 설비 계통절체 또는 유지보수 작업시 별도의 계전기 Setting 값 조 정이나 전단 DS 를 OPEN 해야 하는 과정을 없앨 수 있다. 간단한 설비 차단기의 형상이 단순하여 고장요소가 줄어들며, 유지보수도 간편하다. 안전한 설비 차단기 OFF 시 2 차에 유기되는 전압이 없다. 초고압 영업팀 LG 산전주식회사

7. 해외 및 국내의 기술동향 일 본 일 본일 본 일 본 유 럽 유 럽유 럽 유 럽 © 유럽에서는 400KV 급 차단부가 대부분 2 점절로 구성되어 있기 때문에 콘덴서 불용형 차단기 기술은 크게 발전되지 않음 © 1993 년 도시바에서 300KV 콘덴서 불용형 소호실 개발 시작 © 1996 년 미쯔비시 및 도시바에서 300KV 63KA 콘덴서 불용형 가스차단기 개발 © 향후 550KV 50KA 콘덴서 불용형 가스차단기 개발 예정 국 내 국 내국 내 국 내 © 170KV 31.5KA 에는 극간콘덴서를 사용하고 있지 않으나, 170KV 50KA, 362KV 40KA 가스차단기에는 콘덴서를 취부하고 있음 © 1999 년 1 월 LG 산전에서 170KV 50KA 콘덴서 불용형 차단기 국내 최초 개발 © 인천국제공항 MAIN 변전소용 GIS (10BAY) 를 콘덴서 불용형 GIS 납품완료 © 한국전력공사 및 일반 초고압 수용가에도 본격적으로 콘덴서 불용형 GIS 를 공급 초고압 영업팀 LG 산전주식회사