154[KV] 변전소를 GIS(가스절연개폐장치) 형식을 채택하는 이유
154[KV] 변전소를 GIS(가스절연개폐장치) 형식을 채택하는 이유
1. 소형화한 대용량 전력기기인 가스 절연기기가 필요 SF6가스를 절연매체로 한 기기.
정상상태의 정류개폐뿐 아니라 단락사고 등 이상상태에 있어서도 안전하게 욵너개폐하여 계통을 보호하는 170[KV]급 이상의 변전기기 복합 기계장치로서 사용.
2. GIS의 특징 및 구조
1) 가스절연 개폐장치의 특징
① SF6가스는 안정된 분자 구성을 가지며 무색, 무취의 절연 매체이다.
② GIS가 필요로 하는 공간은 일반 기존 옥외 변전소 공간의 10~15(%) 정도로 현저하게 감소되며, 내 요염성이 크고, 유지보수가 저감되며 인체 접촉에 안전하다.
③ 라디오, 텔레비전에 장애를 주지 않는다.
2) 가스절연장치의 구조
① GIS의 배치도를 위한 주요한 요소는 단선도, 외부 기기와의 접속방법, 운전 및 유지보수 측면, 운전조건 등이다.
② 조작장치, 가스밸브, 가스밀도, 스위치에 접근이 용이하도록 설계
③ 유연접속제가 GIS에 삽입되어야 한다.
3. GIS 열차 및 예방진단
1) GIS의 열화요인
GIS는 내부를 볼수 없으므로 내부에서 발생하는 이상을 발견하기 곤란하고 절연열화 등의 고장이 발생하면 사고 파급 효과가 크고, 복구에 장시간이 소요되어 정전 시간이 아주 길어지는 문제가 있다.
① 전극표면의 전계집중
운송중이나 현장조립 중 충돌 등으로 돌기 등이 발생하면 전계가 집중
② 스페이서 중의 가스보이드
보이드가 발생할 수 있으며 운전 및 조립중에 스페이서가 중대한 기계적 충격을 받는 경우에 크랙이 발생
③ GIS의 불완전 접촉부
잘못으로 개폐기의 접촉부 및 모선의 접촉부분에서 불완전한 접촉이 발생할 수 있으며, 아크보상, 저항증가에 ᄄᆞ른 온도상승이 초래된다.
④ 도전성 이물
금속이물질이 가스공간을 부상하거나, 절연물 표현에 부착하여 기기의 절연 성능을 현저히 저하시킨다.
⑤ 수분
SF6 가스중에 고체 절연물이 존재하면, 절연물 표현에 수분이 부착하여 연면 절연 특성이 크게 저하한다.
⑥ 분해가스
아크부분방전, 열 등에 의하여 SOF4, SOF2, SO2, F2, SO2등의 활성 분해 생성물이 발생한다.
2) GIS 예방진단기법
GIS 내부 아크 발생시의 현상으로는 충격성 가스압력 상승, 탱크벽의 잔동발생, 발광, 지락음, 탱크벽의 국부과열, SF6가스의 분해가스 등이 발생 하므로, 절연파괴 전에 부분방전을 발생하므로 부분방전을 검출하면 GIS의 사고를 미연에 방지 할 수 있다.
가. 부분방전의 전기적인 검출방법
① 전자파 검출법
냉장 전극을 삽입하여 스펙트럼 분석장치로 750~1,500[MHZ] 대역의 주파수를 해석하여 부분방전을 검출하고, 전자파의 도달 시간으로 부분방전 발생위치를 측정한다.
② 접지선 전류법
GIS의 접지선에 고주파의 펄스전류가 흐른다. 페나이드 코어에 권선한 코일로 이를 검출, 지락전류는 1접 접지시 전류가 접지선에 흐르고 다른 접지시는 각 접지선에 분류된다.
③ 절연 스페이서에 의한 전압검출법
GIS의고전압 도체를 지지하는 스페이서의 정전용량을 이용하여 부분방전을 검출하는 방법
④ 외피전극에 의한 전류검출법
검출용 전극은 절연필름으로 시스에 취부한다.
나. 음향, 진동에 의한 검출방법
고조파 충격 진동이 발생, GIS 시스의 외벽에 초음파 탐촉차와 진동가솎계를 취부하고, 내부의 음향과 탱크의 미소 진동을 계측하는 방법
① 뷰뷴방전에 의한 미소 탱크의 진동의 검출법
- 가속도 센서에 의한 검출
정격주파수와 동기하여 고속필터나 파형의 전평균 샘플링법 등과 같은 많은 방법을 사용
초음파 센서에 의한 검출
여러개의 센서를 이용하여 신호의 타임릴레이를 측정하여 부분방전의 위치를 측정
② 혼입 이물의 접속법
GIS의 시스내부에서 상, 하운동을 하므로 이 충돌 음을 검출함으로서 존재를 검출
다. 가스분석에 의한 부분 방전의 검출법
간이 시약에 의한 간편한 방법으로 이동형 가스 크로미트그래프를 사용하는 장치가 개발
라. 기타 예방 진단벙법
① 가스압력, 밀도 검출법
② 아아크 광에 의한 부분방전의 검출법
③ 기계적 메스스프링 시스템을 이용한 좁지선 검출, 접지사고 검측과 탱크벽에 여러개의 센서를 부착하여 진동 가속도를 검출함으로써 사고 위치를 구성
④ 적외선 카메라를 이용한 국부 가열 검출
⑤ X-Ray 사진을 이용한 탱크내의 내부조립 상태와 이물질 검출.