[발송배전기술사] 765[kV] 계통!

다음은 발송배전기술사 전력계통공학 문제 중 765[kV] 계통에 대한 설명입니다.

개요, 송전전압 비교, 765[kV] 계통보호 System, 765[kV] 변전소 설계시 고려사항, 765[kV] 변압기의 특징, 765[kV] 계통의 기술적 문제 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 765[kV] 계통에 대하여 설명하시오.

[답]

1. 765[kV] 도입의 필요성

  1) 전력수요의 지속적인 증가(예측 성장률 8.5[%])

  2) 대단위 발전단지 건설필요(전원단 → 수요지)

  3) 대용량 전력수송설비 필요(765[kV] : 345[kV] = 5 : 1)

  4) 따라서, 765[kV] 송전전압으로의 격상필요

 

2. 송전전압 비교

구     분	345[kV]	765[kV]	비     고
송전용량(2회선)	180만[kW]	840만[kW]	4.7배
사용전선	$480[mm^{2} ] \times 4B$	$480[mm^{2} ] \times 6B$
철탑평균높이	50[m]	95[m]
철탑재료	산형강	강관
평균폭	17[m]	32[m]	2회선 수직배열
철탑부지	60[평/기], 33[평/GW]	160[평/기], 19[평/GW]	[GW] 당 소요면적 57[%]로 감소
경간길이	350[m]	450[m]	단위 전력당 건설원가 65[%]로 감소
공사비	13[억원/km]	30[억원/km]
전력손실	0.26[%]	0.05[%]	손실 $\frac{1}{5}$로 감소

 

3. 765[kV] 계통보호 System

  1) 개념

     (1) 고장전류 증가로 차단기용량 증대

        · 경제적, 기술적 제약으로 765[kV] 계통 2회선으로 구성

     (2) 종래 345[kV] 계통 보호방식보다 고속도, 고감도, 고신뢰도로 응동하는 보호계전시스템 구비

  2) 765[kV] 계통보호방식의 특징

     (1) Ditgial Relay System으로 구성

     (2) 변류기(CT) 2차 정격은 기존 5[A]가 아닌 1[A] 용으로 부담저감

     (3) 보호방식을 2계열화 및 주보호와 후비보호시스템으로 구성

     (4) Trip Coil 제어용 전원 및 신호전송로 2계열 2루트화

     (5) 다상재폐로방식 채용, HSGS(고속접지개폐기) 채용

     (6) 보호계전기 원격감시 시스템 구비

     (7) 차단기 차단실패 대비기능 구비

  3) 설비별 보호방식

     (1) 송전선 보호(제1, 2계열)

        ① 주보호 : PCM, 전류차동계전방식

        ② 후비보호 : 3단계 한시거리 계전방식

        ③ 전송로 : OPGW 회선사용

     (2) 주변압기 보호방식

        ① 차동계전기 87 : 1, 2차 권선간 단락 및 지락고장시 보호

        ② 차동계전기 87M : 1, 2, 3차 권선층간 단락고장시 보호

        ③ 전류평형계전기 61C : 변압기 좌, 우 탱크 권선간 전류 비교, 차전류 발생시 보호

        ④ 차동계전기 87T : 3차 권선 단락고장시 보호

        ⑤ 지락과전압계전기 64 : 3차 권선 지락고장시 보호

        ⑥ 동기탈조계전기 78 : 전압 위상을 비교하여 동기탈조여부 판단

     (3) 고속도 다상 재폐로방식

     (4) 보호계전기 원격감시 시스템

        · Ditgial 보호계전기 내장기능 활용

     (5) 모선보호계전기

        ① 전압차동방식 또는 위상비교 비율차동계전방식

        ② 전압차동방식 : 신안성, 신서산 변전소 적용

        ③ 비율차동방식 : 신가평, 신태백 변전소 적용

 

4. 765[kV] 변전소 설계시 고려사항

  1) 결선방법

     (1) 현재, 장래 설비형태 및 규모 파악하여 반영

     (2) 운용의 융통성, 보수의 편리, 증설의 용이, 경제성 고려

     (3) 사고발생시 기기 정지범위 축소

  2) 설비의 단순화와 합리화

    · 가급적 설계를 단순화, 합리화하여 신뢰도 높고, 운전, 관리 용이하게 경제적 설계

  3) 단락용량 증대에 대한 대책

     (1) 단락용량을 경감할 수 있도록 불필요한 접속 제거필요

     (2) 단락전류에 대한 기계적강도, 유도장해, 구내접지, 전압상승 등을 고려

  4) 절연설계  →  유효접지

    · 신뢰도와 건설비용에 큰 영향, 신중한 검토필요

  5) 뇌차폐 및 접지

     (1) 100[%] 뇌의 직격을 차폐할 수 있는 시설

     (2) 설비 접지저항 극히 작게, 접지계 연접

     (3) 피뢰기의 적정배치

     (4) 지락 고장전류 보안대책 고려

  6) 보호방식 및 제어방식

     (1) 거리계전기, 고속차단 및 재폐로 차단기 채용

     (2) 특히 오동작방지에 대한 대책필요

  7) 코로나 대책

    · 코로나 잡음, 코로나 전력손실 유발 검토필요

  8) 염해대책  →  GIS

    · 애자형상 및 치수, 활선청소와 절연, 특수 절연코팅 고려

  9) 전압조정

     (1) 전압조정기, 조상설비에 의한 방법병용

     (2) 경부하시 무효전력대책으로 Sh.R 설치

  10) 소음대책

     · 공기차단기의 발달에 따라 조작시의 배기음 대책고려

 

5. 765[kV] 변압기의 특징

  1) 단상 2분할 권선(Tank) 구조

     (1) 765[kV] 변압기 뱅크용량 2,000[MVA]인 대용량

     (2) 각상 2개 Tank로 분할제작  →  수송의 용이성

     (3) Tank별 분할운전 가능

       · 1대 고장시 각상별 건전상 1Tank만 운전가능

  2) 특수냉각방식 채용

     (1) 냉각방식의 콤팩트화

     (2) 정전으로 인한 냉각방식 단점보완

  3) Oil or Gas Bushing 채용

     (1) GIS와 변압기간 연결하는 고압, 중압 Bushing 모두 Oil or Gas Bushing 채용

     (2) 내부유압을 감시하는 유압감지기 부착

  4) 한류리액터 설치

     (1) 단락용량제한을 위해 3차측 외부에 한류리액터를 설치하는 구조로 제작

     (2) 내부권선배치 조작  →  임피던스 증가, 단락용량 저감

  5) 유동대전 방지대책 적용

     (1) 유동대전 : 초고압 대용량 변압기 내 절연유 순환시 마찰 등에 의해 발생되는 정전하에 의한 대전현상

     (2) 유동대전현상으로 부분방전  →  절연파괴 우려

     (3) 방지대책

        ① 절연유 순환시 유속 일정치 이하로 설계

        ② 권선측에는 절연유를 강제순환시키지 않는 방법으로 설계

 

6. 765[kV] 계통의 기술적 문제

  1) 전압상승에 따른 애자 및 기기의 절연비용 상승

  2) 전압↑, 전선거리↑, 철탑↑

  3) 기기 가격상승 및 운반(변압기)비 상승

  4) 유도장해 등 과도안정도 대책비용↑

  5) 765[kV] 계통보호방식 복잡

  6) 765[kV] T/L의 기계적 환경장해(코로나 소음, 풍소음)

  7) 765[kV] T/L의 전기적 환경장해

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 전력계통공학 문제 중 765[kV] 계통에 대하여 알아보았습니다.