1. 실험회로도
본 실험에서는 자속상쇄형 고속도 한류기의 사고전류제한 특성과 안정적인 동 작 특성을 분석하기 위해 삼상 일체형 변압기와 삼상 고속 인터럽터를 적용하여 삼상(R, S, T상)계통으로 구성하였다. 그림 2-10는 자속상쇄형 고속도 한류기의 실험 회로도 이다. 실제 송·배전 계통과 비슷하게 전원 장치, 사고 발생 장치, CT, SCR switching control system 등을 설치하였다. 앞에서 설명한 바와 같이 변압기 의 1차 권선에는 50[Ω]의 부하를 연결하였고 2차 코일에는 고속 인터럽터를 적용 하여 단락회로를 구성하였다. 회로에 전원을 인가하기 위해 전원인가 스위치 SWR-1, SWS-1, SWT-1을 변압기의 1차 권선에 설치하였고 모의 사고를 발생시키기 위해 사고발생 스위치인 SWR-2, SWS-2, SWT-2를 각 상에 설치하였다[2-7]. 120[V]
의 전압을 인가하였고 1선, 2선, 3선 지락 및 단락 사고를 발생시켰다. 표 2-4는 모의실험 설계 조건을 나타낸다.
표 2-4 실험조건
Table 2-4 Experimental condition 실험 조건
발생사고 1선
지락사고
2선 지락사고
3선 지락사고
2선 단락사고
3선 단락사고
인가전압 120V
주기 Open : 5cycle, Close : 10cycle
그림 2-10 자속상쇄형 고속도 한류기 실험 회로도
Fig. 2-10 Experimental circuit of flux-offset type fault current limiter using a high-speed interrupter
2. 전원 공급 장치
그림 2-11은 전원 공급 장치이고 표 2-5는 전원 공급 장치의 사양이다. 전원공 급용 변압기의 용량은 200[kVA]이다. 40[V]씩 전압을 조정할 수 있다. 본 실험에 서는 각 사고유형별로 120[V]에서 360[V]까지 전압을 인가하였다.
그림 2-11 전원 공급 장치 Fig. 2-11 Power supply
표 2-5 전원 공급 장치 사양
Table 2-5 Specifications of power supply 사 양
용량 200kVA
인가전압 380V
상 & 주파수 3Φ, 60Hz
인가전류 328A
출력전압 40V ~ 480V
전압 오차 ± 3%이내 결선 방법 Primary winding △ /
Secondary winding Y
3. 사고 발생 장치
그림 2-12는 사고 발생 장치이다. 본 장치를 이용하여 1선, 2선, 3선 지락 및 단락 사고를 발생시켰고 사고주기는 Open : 5cycle, Close : 10cycle로 설정하였다.
그림 2-12 사고 발생 장치 Fig. 2-12 Fault generation device
4. SCR 스위칭 제어 시스템
그림 2-13은 본 실험에 사용된 SCR 스위칭 제어 시스템이다. 표 2-6은 SCR 스위칭 제어 시스템의 사양이다. 이는 고속 인터럽터의 솔레노이드 코일에 전원을 공급하는 장치이다. 사고가 발생했을 경우 사고전류의 크기가 각 상에 적용된 CT(Current Transformer)의 설정 값 이상을 초과하면 SCR 스위칭 제어 시스템이 고속 인터럽터의 솔레노이드 코일에 전원을 인가한다. 이로인해 솔레노이드의 가 동철심이 동작하여 진공 인터럽터의 접점(b, a-contact)이 변경된다.
그림 2-13 SCR 스위칭 제어 시스템 Fig. 2-13 SCR switching control system
표 2-6 SCR 스위칭 제어 시스템의 사양
Table 2-6 Specifications of SCR switching control system SCR 스위칭 제어 시스템
상수 3Φ 60Hz
입력전압 AC 220 V
통전전류 Max 100 A
구동소자 SCR 1600/150 V/A
개폐시간 8 ms
5. 부하설비
그림 2-14는 변압기 각 상의 1차 권선에 연결된 부하이다. 1 tap은 5[Ω]으로 각 상은 전체 10tap으로 구성되어 있다. R, S, T상의 각 상의 총 부하저항은 50[Ω]으 로 설정하였다.
그림 2-14 각 상의 부하설비 Fig. 2-14 Load equipment of each phase
표 2-7 각 상의 부하설비 사양
Table 2-7 Specifications of load equipment of each phase
R상 S상 T상
1 tap 5[Ω] 5[Ω] 5[Ω]
1-10 tap 50[Ω] 50[Ω] 50[Ω]
정격전압 500[V] 500[V] 500[V]
정격전류 50[A] 50[A] 50[A]
순간단락전류 1000[A] 1000[A] 1000[A]
Ⅲ. 실험 및 고찰