절연협조

Ⅰ. 절연협조

 ▣ 전력계통내의 기기들의 절연강도는 서로 상이하기 때문에

      이러한 기기들이 이상전압으로부터 적절하게 보호되기 위해서는

      개별적인 고려가 아닌 전체적인 관점에서 적절한 절연강도를 지니도록 설계해야 한다.

      이것을 절연협조라 한다.

 

 

                                               [전력기기의 V-t 협조 곡선]

 

Ⅱ. 절연협조의 목적

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1. 전력계통내의 기기 상호간 합리적인 절연강도를 지니게 함으로써 경제성을 부여한다.

    즉 뇌서지에 의한 이상전압을 견디도록 기기의 절연강도를 설계하는 것은 경제적이지 못하다.

  ① 변압기: 피뢰기를 통한 보호를 통해 저감절연 실시로 경제성 확보

  ② 송전선로: 가공지선을 통해 애자련을 보호

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2. 절연협조를 통해서 계통의 신뢰도를 향상시킨다.

  ① 적절한 절연협조는 낙뢰에 의한 절연파괴 사고 빈도를 저감시키는데 효과적

  ② 2회선 송전선로의 불평형 절연은 2회선 모두가 탈락되는 것을 방지하여 공급신뢰도 향상에 기여

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Ⅲ. 절연협조 방법

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1. 송전계통에서 기기 간 절연협조 방법

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  ▣ 아래 그림은 154kV 송전계통 기기들의 뇌 임펄스 내전압(BIL),

       피뢰기의 제한전압, 표준 BIL과의 절연협조 관계의 예를 나타낸다.

 

 

  ① 피뢰기의 정격전압()의 결정 [: 접지계수, : 여유율, : 계통최고전압(선간전압)]

  ② 피뢰기의 제한전압()의 결정  제한 전압비(3.0 전후)

  ③ 변압기의 절연강도 선정 [㎸]

    [기준충격절연강도(BIL : Basic Impulse Insulation Level)]

     ‧충격파 절연레벨의 기준전압 : (140호)

     ‧전절연(140호 또는 140A) : 표준 750[㎸]

     ‧1단 저감절연(120호 또는 140B) : 650[㎸]

    ㉠ 변압기 보호를 위한 피뢰기를 설치

      ⊙ 변압기 단자에서 정반사, 피뢰기 단자에서 부반사가 왕복하여 발생되므로

            피뢰기를 설치하되 되도록 가까이에 시설해야 한다.

    ㉡ 피뢰기의 제한전압에 20% 이상의 여유를 갖도록

    ㉢ 변압기의 절연강도 > 피뢰기의 제한전압 + 피뢰기 접지저항에 의한 전압상승

    ㉣ 154kV 이상에서는 저감절연을 고려한 절연강도 선정

 ④ 차단기, 케이블, 변류기 등의 기기의 절연강도 선정

    ⊙ 계통의 기준 BIL과 동일한 수준

 ⑤ 선로애자(애자련)의 절연강도 선정

   ㉠ 선로애자의 절연파괴는 계통에 사고 파급력이 가장 크기 때문에 절연강도를 가장 크게 할 필요가 있음

   ㉡ 선로애자의 절연강도를 증대는 다른 설비나 기기들에 비하여 용이함

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2. 발·변전소에서 절연협조

  ① 가공지선 설치  완전차폐

    ▣ 변압기 등 중요한 기기가 있는 변전설비에는 뇌의 직격을 피한다.

         이를 위해서는 변전설비 구내 및 근처 1~2km정도의 충분한 차폐효과를 지닌 가공지선을 설치

  ② 피뢰기 설치

     ▣ 피뢰기를 최대한 가깝게 시설하며, 방전전류에 의한 전위상승 억제를 위하여

          피뢰기 접지저항을 5[Ω]이하로 한다.

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3. 송전선로에서 절연협조

  ① 가공지선 설치  뇌의 직격으로부터 선로를 보호(애자련 보호)

      송전선로의 적용 보호각

     ▣ 765kV 선로: -8°

     ▣ 345kV 선로: 0°

     ▣ 154kV 선로: 1회선(30°)/ 2회선(0°)

     ▣ 배전선로: 45°

  ② 철탑각 접지저항 저감(매설지선)  역섬락 방지

      ▣ 매설지선: 아연도금 철연선(38mm2), 깊이 0.5m 이상, 30~50m 수평배치

  ③ 아킹혼 설치 = 애자련을 보호

  ④ 불평형 절연(ex. 애자의 수량 불평형)  2회선 송전선로 동시 파괴 방지

 

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