[발송배전기술사] GIS 변전소(Gas Insulation Substation)!

다음은 발송배전기술사 전력계통공학 문제 중 GIS 변전소(Gas Insulation Substation)에 대한 설명입니다.

개요, GIS의 활용성, GIS의 특징, GIS 설비 진단기술, 향후전망 순으로 서술하겠습니다.

[문제] GIS 변전소(Gas Insulation Substation)에 대하여 설명하시오.

[답]

1. 개요

  · GIS 변전소(Gas Insulation Substation)는 Gas Insulated Switch-Gear와 유입변압기를 GIB(Gas Insulated

    Bus)로 연결해서 사용하는 변전소로, 밀폐된 철제용기에 모선과 개폐장치를 넣고 $SF_{6}  \, Gas$로 충진한 가스절연

    개폐설비로서 변전소 부지를 대폭축소 및 고신뢰도를 확보한 변전소이다.

 

2. GIS의 활용성

  1) 도심지 부하 밀집지역에 설치

     (1) 옥내 및 지하에 변전소 설치가능

     (2) 용지확보문제, 환경문제 해소

  2) 해안지대의 변전소(GIS) 설치

    · GIS는 완전 밀폐구조로 염해로부터 안전

  3) 고전압, 대용량 기간계통에 적용

     (1) 외부환경에 의한 영향이 거의 없다.

     (2) 고신뢰도, 안전성 확보

 

3. GIS의 특징

  1) GIS의 장점

     (1) 설비축소

        · $SF_{6}  \, Gas$는 절연내력이 공기의 7배로 크다. 따라서 종래 변전소보다 기존 면적의 $\frac{1}{10}$ ~ $ \frac{1}{15}$로 축소 가능

     (2) 환경조화

        · 기계음이 적고 소형이며 외부환경에 미치는 악영향이 적다.

     (3) 고성능, 고신뢰성

        ① 우수한 절연특성, 차단성능 및 냉각매체가 우수함

        ② 염해, 오손, 기후 등에 영향을 적게 받는다.

     (4) 공사기간의 단축

        · 공장에서 제작, 현장에서 조립

     (5) 보수, 점검의 간소화

        · 밀폐형이므로 점검이 거의 필요없다.

     (6) 종합적인 경제성

        · 용지 및 환경비용 등을 고려하면 경제적임

     (7) 충전부가 완전 밀폐형이어서 안전성이 높다.

  2) GIS의 단점

     (1) 사고파급시 대형사고의 유발 가능성 존재

     (2) 고장발생시 조기복구, 임시복구가 곤란하다.

     (3) 한랭지역에서 액화방지대책 필요($SF_{6}  \, Gas$)

     (4) 단로기 등의 조작시 VFTO(왕복진동현상)에 대한 대책필요

     (5) 가스압력, 수분 등을 엄밀히 감지할 필요가 있다.

 

4. GIS 설비 진단기술

  1) 전기적 검출방법

     (1) 원리

        ① GIS는 $SF_{6}  \, Gas$가 고전계 강도로 운용

        ② 주위 불순물 유입시 부분방전 발생

        ③ 방전시 전계변화, 전기적 진동발생 등의 펄스검출

     (2) 전위차 검출법

        · 절연 Spacer와 용기사이에 전위센서 취부

     (3) 전위진동 검출법

        ① 부분방전시 고주파진동 발생

        ② 가속도 센서를 이용 판단

     (4) 접지선 전류법

        ① 펄스전류가 대지로 방출하는 것을 검출

        ② 용기의 접지선, Y결선 중성점, 콘덴서, 붓싱 등에 고조파 특성이 양호한 CT 또는 전자커플링 설치

  2) 기계적 검출방법

     (1) 원리

        ① 부분방전시 전기진동, 코로나잡음 발생

        ② 음향센서, 초음파센서 등을 이용하여 검출

     (2) 초음파 검출법

        ① 초음파(수십[k$H_{z}$] ~ 수백[k$H_{z}$])를 센서로 검출

        ② 전기적 검출방법과 조합

     (3) 진동검출법

        · 고감도 진동가속계로 기계적 미소진동 검출

     (4) X선 투과촬영

        · X선 투과촬영, 기기내부파손, 볼트이완 등을 검출

     (5) 저속 구동법

        · 개폐기 운동계를 $\frac{1}{100} $ 정도로 저속구동하여 구동력과 Stroke 측정

      ※ Stroke : Pump or 압축기 등의 실린더 내부에서 피스톤이 움직인 거리

  3) 화학적 검출방법

     (1) 원리

        · 부분방전에 의한 $SF_{6}  \, Gas$ 분해성분을 분석

     (2) 분해가스 성분

        · $SOF_{2} $, $SO_{2}$, $HF $ 등

 

5. 향후전망

  · 경제적이고 고신뢰성과 안전성, 환경성이 우수, 급진적 확대 예상

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 전력계통공학 문제로 나올 법한 GIS 변전소(Gas Insulation Substation)에 대하여 알아 보았습니다.