반송 계전방식

 

반송 계전방식 (Carrier Relaying)

반송계전방식은 Pilot계전방식(pilot relaying)의 일종인데 반송파(Carrier)를 통신수단으로 하는 계전방식을 말한다.

 

• 전력선반송계전방식(電力線搬送繼電方式, Power Line Carrier Relaying)

반송파의 전송통로로서 가공전력선을 이용하는 반송계전방식을 전력선 반송계전방식이라 하며, 그 설비비가 송전선 긍장에 거의 무관하므로 지중송전선을 제외한 가공 송전선로 보호에 과거 널리 적용되었으나 최근에는 거의 사용되지 않는 방식이다. 일반적으로 사용되는 반송파의 주파수범위는 30~300 KHz이다.

 

• 통신선반송 계전방식 (通信線搬送繼電方式,

Communication Line Carrier Relaying)

반송파의 전송통로로서 별도의 통신선을 이용하는 반송 계전방식을 통신선반송 계전방식이라 하며, 정지형 계전기에 일부 사용되었으나 최근 우리나라에는 적용되지 않고 있다.

 

• 마이크로 반송계전방식

(Micro Wave Carrier Relaying)

반송파의 전송수단으로서 Micro wave설비를 이용하여 무선으로 송수신하는 반송계전방식이다. 이 방식은 Micro wave설비가 이미 갖추어진 발,변전소간에는 적은 비용으로 이용이 가능하고 고속도보호를 위해 필요할 경우 여러개의 Channel을 동시에 보호할 수 있으며, 전송수단이 전력선과 별개이므로 전력계통의 Switching surge 또는 Fault arc등의 영향을 받지 않는 장점이 있다.

 

전류비율 차동계전방식

(電流比率差動繼電方式, Current Ratio Differential Relaying)

전력기기 또는 모선보호에 적용되는 차동계전방식의 하나로서 보호구간밖의 고장시 C.T의 특성차이 등에 대한 오동작을 방지하기 위하여, 각 단자에서 보호구간에 유입되는 벡터(Vector) 량으로 표시되는 차전류(동작전류)의 벡터량 또는 [그림10] 전류비율 차동계전방식 스칼라(Scalar)량으로 표시되는 합전류(억제전류)에 의한 비가 일정비율(동작비율)이상이 될때 동작되도록 하는 계전방식인데 일반적으로 비율차동 계전방식으로 많이 불리어지고 있다. 발전기의 전기자 단락보호용의 경우 동작비율은 5~10%정도 변압기 보호용의 경우는 일반적으로 25~50%가 된다.

 

차단실패 보호계전방식

(遮斷失敗保護繼電方式, Breaker Failure Protective Relaying)

차단기가 차단실패할 경우 인근의 차단기들을 차단시켜서 고장을 제거토록하는 방식을 Breaker failure protection이라 한다. 회로구성을 보면 각 차단기에 고장 검출용 순시형 과전류계전기와 Timer를 설치하여 그 차단기를 차단시킬 주보호 장치가 동작하면 Timer도 함께 기동되도록 되어 있다. Timer 접점과 고장검출용 순시형 과전류계전기의 접점이 직렬로 접속된 회로에 Lock out relay를 연결하여 주보호장치 동작으로 Timer가 기동된후 12Cycle동안 고장이 지속되면 Lock out relay의 동작으로 인근 차단기를 모두 차단시킨다. 모선방식에서와 같이 차단기 실패시에 송전선 상대단의 차단기까지 Breaker failure protection에 의해 차단시켜야 할 경우는 반송장치등을 이용하여 Trip 명령을 전송한다.

 

로드 쉐딩 (Load Shedding)

일부 발전력의 탈락 등으로 전력계통에서 발전력과 부하량의 평형이 깨어지면 계통주파수는 저하되어 계통에 접속운전중인 Steam trubine generator의 Turbine blade가 손상을 받게되며 심한 경우에는 전계통정전이 될 수 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 저주파수계전기등에 의하여 주파수 저하의 정도에 따라 적정량의 계통부하를 차단시킴으로서 발전력과 부하량이 평형을 이루어 계통주파수가 회복토록 하는 것을 Load shedding 이라 한다.

 

모선보호계전방식 (母線保護繼電方式, Busbar Protective Relaying)

송전선로, 발전기, 변압기 등의 설비가 접속되는 공통 도체인 모선을 보호하기 위하여 적용하는 보호계전방식으로서 이 보호방식의 특징은 모선에 접속되는 단자수가 많기 때문에 C.T의 포화현상이 문제가 되며 모선범위의 고장은 전력공급에 큰 지장을 주므로 오동작이 없어야 하며 신속한 동작이 요구된다. 실제로 사용되는 보호방식에는 전압차동방식, 위상비교방식, Linear coupler방식, 전류비율차동방식, 방향비교방식, 차폐모선방식등이 있다.

 

모선분할 보호계전방식

(母線分割保護繼電方式, Sectonalized Busbar Protective Relaying)

이중 모선방식에서 A모선 고장시는 A모선, B모선 고장시에는 B모선만을 차단토록 하여 고장구간을 축소시키는 보호방식으로서 A, B모선에 별개의 보호장치가 필요하며 각 Feeder의 모선보호용 C.T회로는 그 Feeder가 접속되는 모선의 보호장치로 D.S연동접점 등에 의해 절체, 운전되어야 한다. 이 방식은 Feeder의 모선 절체조작중 A. B 모선측 D.S가 모두 닫힌 상태에서 오동작 될 수 있으므로 A, B모선 일괄보호용 계전기를 추가하여 신뢰도를 향상 시키는 것이 일반적이다.

 

PCM 전류차동계전방식 (PCM Current Differential Protective Relaying)

PCM 전류차동계전방식은 한전계통의 154 kV 송전선로 주보호 및 345kV 송전선로 2nd Main주보호 방식으로 가장 널리 사용되는 방식이다. PCM이란 Pulse Code Modulation(부호화 변조)의 약자로서 데이터 전송의 한방법이며, 각 단자의 전류치를 샘플링하여 부호화한 후 신호전송장치를 통해 상대단으로 신호를 전송함으로서 보호구간 각 단자의 전류크기와 방향을 비교하여 고장구간을 판정하는 방식을 PCM전류차동계전방식이라 한다. 이방식의 기본원리는 표시선 계전기의 전류비교방식과 같다.

이 각상의 CT전류는 입력 변환기에서 적절한 크기로 변환되어 Filter에서 고조파 성분이 제거된다. Sampling Hold에서는 각 입력값을 동기시켜 Sampling하며, Sampling된 Data는 A/D 변환기에서 Digital 값으로 변환되어 CPU에 입력됨과 동시에 신호 전송장치를 통해 상대단 계전기로 전송된다. CPU에서는 자단의 입력값과 동일시간에 Sam -pling되어 전송되어온 상대단 전류값을 상호비교하여 차전류가 정정값 이상 으로 발생하면 동작하게 된다.

 

고장파급방지설비 (故障波及防止設備)

• 고장파급방지시스템 (Special Protection System)

계통분리, 발전기 탈락, 송전선로의 연쇄차단 등 광범위한 파급고장을 방지하기 위한 장치반, 통신설비(통신장치 및 통신회선) 등 일련의 장치들의 조합을 말한다.

 

• 고장파급방지장치반

(Special Protection Equipment)

고장파급방지 조건을 검출하거나, 고장파급방지조건의 동작에 의한 부하차단 신호를 출력하는 장치반을 말하며, 다기능 디지털 보호계전기와 각종 스위치로 구성되어 있다.

 

2 out of 3 방식

3대의 보호계전기 중 2대 이상이 동작하면 차단회로가 구성되는 방식으로 보호계전기 1대의 오동작 방지가 가능하고, 보호계전기 1대의 부동작 방지가 가능하여, 오동작과 부동작을 모두 방지 할 수 있는 보호방식이다.

 

단거리 송전선로 보호방식

송전선로의 정상분 리액턴스(X1) 값이 0.2[%Z] 미만이거나 송전선로의 SIR(Source Impedance Ratio) 값이 10을 초과한 선로나 지중 2도체로 건설된 선로 중 지중구간의 임피던스가 선로 전체 임피던스의 30%를 초과하는 선로에서는 2계열로 전류차동방식을 주보호로 적용하고 3단계 한시 거리계전방식을 후비보호로 적용한다.

 

3단자 송전선로 보호방식

송전선로 1회선 구간에서 T분기하여 전력공급하는 송전선로를 보호하는 방식이다. T분기 양단 전원 측 보호방식은 주보호로 전류차동방식을 적용하고 후비보호로 3단계 한시 거리계전방식을 적용한다. T분기 비전원단 측 보호방식은 주보호로 전류차동방식을 적용하고 후비보호는 적용하지 않는다.