급전선 고장 선택 장치 시험

급전선 고장 선택 장치 시험

 

 

1. 급전선 고장선택장치의 일반 사항

직류 전철방식에는 급전전압이 낮고 ,부하전류와 사고전류를 선 별하기 어려운 문제가 있다 초창기 전철방식에서는 고속도차단 기의 자체 선택특성에 의한 보호방식이 사용되고 있었으나 사고 점이 변전소에서 멀리 떨어져있는 경우나 고저항 접지사고 등에 서는 사고전류가 작게 되고 더욱이 수송량증대로 인한 부하전류 가 증가되어서 절대크기만으로 검출하는 종래의 보호방식으로는 한계가 발생하게 되고  열차화재 사고를 계기로 새로운 급전회로 보호방식이 개발되어 ΔI 형 고장선택장치가 경제적으로 부하전류와 사고전류를 선별할 수 있다고 판단되어 실용화되고 있다.

현재는 인접한 2개의 변전소에서 병렬로 급전하고 있는 직류 급 전회로의 보호방식으로는 54F와 50F 및 연락차단장치를 조합한 방식이 일반적으로 사용되고 있다.

2. 사고검출원리

직류급전회로의 부하전류와 사고전류를 비교하면

∘사고전류는 거의 일정한 수치로 지속되나 부하전류는 항상 변 동하고 있고 대전류가 장시간 지속되지 않는다.

∘부하전류의 노찌 취급에 의한 △I는 부하전류 최대치보다 아 주 작다.

∘사고전류의△I는 부하전류의 △I보다 크다.

등의 특징이 있다.

그리고 ΔI에 관해서는「전기차의 노찌취급에 의하여 시시각각으 로 변화하는 부하전류와 순간적으로 큰 값으로 되는 사고전류와 의 성질을 비교해보면 어떤 전류의 값에서 다음 전류값으로 변 화하는 ΔI의 크기를 비교하는 경우 부하전류보다도 사고전류가 일반적으로 크다」는 특징이 있다. 이것을 이용하면 사고와 부 하의 선별이 가능하다

이러한 관점에서 여러가지 사고검출장치에 대해서 연구가 이루 어진 결과 ΔI형 고장선택장치가 개발되어 널리 사용되고 있다. 그림43는 ΔI형 50F의 사고검출원리를 나타낸 것이며 횡축에 di/dt 종축에 ΔI로 하여 부하전류의 특성을 그래프화 하면 일정 곡선 아래로 모이게 된다. 이곡선보다 약간위의 영역에 50F 동 작치를 설정하면 ΔI의 수치가 정정치 이상이 되었을 경우에 사 고 발생으로 간주하여 고속도차단기에 트립신호를 송출하여 사 고의 검출과 보호를 할 수 있게 된다. 또 병렬급전하고 있는 인 접변전소 상대고속도차단기를 연락차단에 의하여 개방하면 사고 구간을 정전할 수 가 있다.

3. 고장선택장치의 개요

(1) 장치의 구성

전류의 증가분을 검출하는 변성기와 그전류치가 일정의 수치이 상이 되었을 때 동작하는 고장 선택 계전기 2개의 블럭으로 구성되어 있고 각각의 주된 기능은 다음과 같다.

(2) 검출용 변성기 (FD)

자로의 일부에 공극이 있는 1차 관통형 불포화 CT로 급전선에 전류가 흐르면 CT 2차측 단자에는

        - M di / dt  의 전압이 발생한다.

(3) 고장선택계전기(FSR)

FD의 출력을 FSR내의 적분회로를 통과하면 1차측 △I 전류파 형과 유사한 전압파형이 되고 이것을 기준전압과 비교하여 정 정치을 상회하면 전자계전기를 동작시켜 54를 개방시키는 전기 신호를 송출한다. 그림44는 50F의 블록선도, 적분회로 및 각부의 전류파형을 나타낸다

(4) 동작성능

△I형 급전선고장선택장치의 기본적인 성능은 다음과 같이 된 다. 급전선의 기저부하(계전기동작하기전에 흐르던 전류)의 값 에 관계없이 정방향 전류증가분에 의해서만 동작한다. 즉 변전 소의 정극모선으로부터 부하에 흐르는 전류의 증가분에의해서 만 동작하고 부방향의 변화량에서는 동작하지 않는다. 동일한 전류증가분에 대해서도 돌진율(di/dt)의 값에 따라 다른 선택특 성을 가지고 있다. 돌진율이 작은 경우에는 동작값이 커지게 된다. (그림45) 돌진율이 작은 범위는 점진전류이고 사고전류가 아닌것으로 간주하여 54F로 검출 차단한다.

동작정정치는 선택장치의 정격에 따라 다르나 정격3,000A의 경 우 1,000A～3,000A간에 각500A간격으로 조정할 수 있게 되어 있다. 그 조정에 관해서는 급전구간의 운전상황 등을 조사측정 하여 적정한 값으로 한다.

(5) 고장선택장치 점검 시험

(가) 50F의 보수‧점검

50F가 정상적으로 기능을 하고 있는가를 확인하기 위해서는 부하에 의하여 다음과 같은 등가시험을 실시한다.

(나) 동작시험

직류급전용 고장선택장치의 동작감도를 체크하는 것으로 검 출용변성기(FD)에 설치되어 있는 1차 관통도체와 등가인 시 험코일에 간이시험기를 접속하여 동작한계시점의 전류값을 읽는다. 공장시험치의 ±10%이내이면 동작감도는 정상인 것 으로 간주하고 그림46는 시험회로를 나타낸다.

<측정순서>

측정하고자하는 HSCB반 FD의 TS+, TS-단자에 회로도와 같이 결선한다.

㉠ 가변저항기의 저항치를 최대 상승시킨다.

㉡ 50F의 카운터 동작회수를 기록한다.

㉢ S/W를 투입하여 직류전원(DC100V)를 공급한다.

㉣ 가변저항기를 서서히 감소시켜 50F 세팅치에 해당되는 공장 DATA값에 전류치를 맞춘다.

㉤ S/W를 OPEN한 후 다시CLOSE후 즉시 OPEN한다.(TEST COIL은 단시간정격임)

㉥ 50F 동작카운터를 확인한다.

(다) 섹션보상시험

FD의 시험코일에 셱션 보상 회로를 구성하고 간이시험기를 접속하여 동작시험을 행한다. 200%의 전류값이면 정상으로 간주한다.

<측정순서는 50F 동작시험과 동일>

(라) 급전회로보호범위의 확인

병렬 급전 방식에서 연락차단장치가 설치되어 있는 급전회로 에서는 고장검출 구간율이 60% 이상일 것.

단독급전방식에서는 고장 검출 구간율이 100%이상일 것을 상시 확인 할 필요가 있다. 이것 때문에 고장 전류 계산식에 의한 계산으로 얻어진 고장전류 상정치를 카바할 수 있는 50F의 정정치가 운전전류의 ΔI로 오동작하지 않도록 할 필요 가 있다.