직류고속도차단기
직류고속도차단기
1. 고속도 차단기반의 구성
각,고속도,차단기반은,차단기,단로기,직류전압검출장치,직류전류검출장치,모선 및 계전기 등 이들 기기 및 기구등을 수용하는 외함의 조합으로 구성하며 고속도 차단기반의 배열순서 및 주요기기의 수용 구분은회로의 목적에 따라 아래와 같이 4종류의 설비로 세분되어야 한다.
- 정류기용 고속도차단기반.
- 급전용 고속도차단기반
- 예비용 고속도차단기반
- 부극용 단로기반(분리 급전용 단로기반 포함)
2. 직류 고속도 차단기 성능
1) 차단기는 기중 차단, 단극,전기조작방식 으로 한다. 차단기는 인출형으로해야하며 주회로의 접속은 자동연결식, 제어회로의 접속은 수동연결식을 원칙으로 한다.
2) 차단기는 전기적, 기계적으로 TRIP이,자유로와야하고,투입,상태에서는 TRIP 조작에 필요한 에너지가 항상 유지토록하는 특성이 있어야 한다.
3) 동작, 시험, 인출시의 위치가 각 차단기 유니트에 대하여 표시되어야 하며, 주 단자는 “시험” 위치에서 분리되어야 하고, 또한 시험위치에서 제어회로로 차단기 조작시험이 가능해야 한다.
4) 차단기가 시험이나 인출위치에 있는 경우에는 고정된 주 분리 접촉자의 접근방지를 위해서 자동으로 셧터가 닫혀야 한다.
5) 차단기가 시험 또는 동작의 위치에 놓여 있는지를 보여주는 표시기가 있어야 한다.
6) 각 차단기반은 동작 및 시험 위치에서 차단기에 의하여 동작하는 무전압 보조접점이 필요한 만큼 설치되어야 하고 사용하지 않는 보조접점도 차단기반내에 있는 단자대에 전부 배선이 되어 있어서 필요시 언제든지 사용할 수 있어야 한다.
7) 보조접점은 회로전류에 충분히 견딜 수 있어야 한다.
8) 차단기가 시험위치에 있을 경우 쇄정을 위한 장치가 별도로 있어야 한다.
9) 차단기가 투입된 상태에서 인출이나 삽입이 되는 것을 방지하기 위한 기계적인 쇄정 장치가 있어야 한다.
10) 각 차단기에는 수동으로도 차단기를 조작할 수 있어야 하며(정비/보수목적) Close/ Open 위치표시를 위한 기계적인 장치가 있어야 한다
11) 차단기는 동작횟수 표시기를 구비하여야 한다.
12) 정류기용 직류 고속도차단기와 급전용 직류 고속도차단기는 양방향 전류를 차단할 수 있어야 한다.
13) 규정치의 DC 외부 단락전류에 대하여 고속도로 충분히 차단할 수 있는 용량 및 특성을 가져야 한다.(0-10초-O)
14) 차단기의 조작 COIL, 보조 개폐기등의 조작부는 주 회로와의 혼촉 및 ARC에 의한 손상이 없도록 충분히 방호되어야 한다.
15) 동일정격의 차단기는 상호 호환성이 있어야 한다.
16) 모든 차단기는 OPERATING COIL이 항시 여자되지 않는SEQUENCE를 설계하여야 한다.
17) 사용하지 않는 보조접점은 발주자가 사용할 수 있도록 단자대까지 배선되어야 한다.
3. 직류 고속도 차단기 구조 및 기능
High Speed Circuit Breaker
High Speed Circuit Breaker, Mechanical Tripping Device
High Speed Circuit Breaker, Contact System
High Speed Circuit Breaker, Trip Devices
a-trip shunt 트립
r-trip 무전압 릴리즈
ed-trip 동전형 트립
ks-trip 순시 트립
전자기형 트립
High Speed Circuit Breaker, Components
High Speed Circuit Breaker, Inspections required
검사의 종류 | 검사 주기 | 점검사항 |
일반 육안검사 및 기능체크 | 추천사항: 6개월마다
적어도 일년에 한번 이상 | 먼지를 제거, 드라이버와 트립이 정확히 동작하는지 점검 |
점검사항: - 접점 - 아크 프로브 - 보호벽 - 아크슈트 (LBK) | 높은 단락개방 이후(>25kA) 또는 과부하나/또는 정격 전류에서의 빈번한 동작이후
적어도 일년에 한번 이상 | 마모와 퇴적상태를 확인 |
차단기 및 트립핑 메커니즘 점검. 숙련된 전문가에 의해 조치되어야 함 | 5000회의 기계적 동작이후
적어도 매 4년마다 한번씩 | 세팅값에 대한 적정한 동작점검 |
아크 프로브 및 아크슈트 연결 조임상태 점검
| 접점 프로브나 아크슈트의 각 작업이 수행되어진 이후
적어도 6개월에 한번 이상 | 단단히 조여졌는지 점검 |
High Speed Circuit Breaker, Maintenance required
조치사항 | 조치사항 |
아크슈트 교체 (LBK) 래치 메커니즘의 조정 부품의 교환 | 검사 결과에 따른 조치사항 |
교환
- 선행 아크접점 (마모 접점) - 아크 프로브 - 보호벽
| 검사 결과에 따른 조치사항 또는 근간에 100회의 과부하동작이나 정격전류에서 300회 부하차단 동작 후에 수행되어져야한다
|
※ 아크슈트 내부의 퇴적물을 가능 한 깊숙한 곳 까지 확인한다. 그리고 절연물의 일반상태와 아 크의 마모를 확인한다.
1. 슈트판 위의 구리 알갱이 (슈트판들을 부분적으로 연 결시킬 수 있다)
2. 아크혼 단면에 과도한 감소
3. 판 조각들의 과도한 소손
○ 차단기가 ON 되어지지 않을 때
1) “동작 마그네트가 전기적으로는 동작하지 않고 (무전압 상태인지 확인 후) 핸드레버를 사용한 기계적인 동작만 가능할 경우.”
① 제어전압 Us가 사용 불가전압이거나 너무 낮은 전압일때
➔ 만약 전압을 전송하는 전원공급장치의 전압이 사용 불가전압이거 나 너무 낮은 전압일 경우 확인(측정 포인트 :4/:5)
② 동작 마그네트 코일에서의 전압 손실이 너무 큰 건 아닌지?
➔ 마그네트의 제어전압 Uc를 측정 또는 계산
③ 제어배선의 장애이거나 정확하게 연결이 되지 않은 것인지?
➔ 만약 제어 전압이 정상이라면 회로보드를 교체
➔ 전원공급장치의 극성에 주의
➔ 측정 포인트 플러그 X2의 :1/:2와 플러그 X3의 :4/:5를 확인
➔ 외부 보조제어회로내의 에러 확인
④ 동작 마그네트 고장? (해당 마그네트 교환)
2) “동작 마그네트가 전기적으로 동작할 경우.”
① 무전압 릴리즈 확인
➔ 제어전압이 사용 가능한 전압인가?
➔ 급전과 결선은 정상인가?
➔ 무전압 릴리즈 코일 고장?
② 기계적인 트립장치가 제대로 조정되어졌는지 확인
③ 기계장치 고장? (차단기 교체)
○ 차단기가 OFF 되어지지 않을 때
1) “Shunt trip이 릴리즈(해제) 되지 않는 경우.”
① 무전압 릴리즈 확인
② 제어전압이 사용 가능한 전압인가?
③ 제어플러그는 정상인가?
④ 제어결선은 정상인가?
⑤ Shunt-trip 고장? (Shunt-trip 교체)
⑥ 보조스위치 HS11이 제대로 조정되어졌는가?
⑦ 기계장치 고장? (차단기 교체)
2) “ed- trip이 릴리즈(해제) 되지 않는 경우.”
① 캐패시터 제어보드 고장? (보드 교체)
② DCP 인터페이스 고장?
4. DC 차단기의 기본적인 전기적 및 기계적 Data
공칭 전압 U | 1500V DC | |
정격 절연 전압 U | 2300V DC | |
최대 운전 전압: | 1800V DC | |
차단 용량 | 100 kA (규약전류의 피크치) | |
DC 보조 전압규격 | DC 110 V | |
AC 보조 전압규격 | AC 220V; 60Hz | |
급전선 시험 전류 | 30 A | |
대기중 이격거리 | -대지와 극 사이 -교차선 절연거리 | 22 mm 26 mm |
과전압 범위 | OV3 | |
상용주파내전압U(50Hz/1분.) | 5.5 kV 6.6 kV | |
임펄스내전압U(1.2/50㎲) |
|
12 kV 14.4 kV |
5. 제어 및 보호장치 DCP 106
다음의 각 제어 및 보호 특성/장치는 DC Switchgear 시스템의 확실한 동작과 안전을 위해서 사용된다.
적용 장비 :급전용 고속도 차단기반
예비용 고속도 차단기반
정류용 고속도 차단기반
1) 보호 기능
① di/dt와 I/T 트립(상승률)으로 전류 상승보호
② Catenary시스템과 급전 케이블(열동이미지)의 과부하 보호
③ 2단 DTOC-특성(정한시 과전류 보호)을 가진 급전 구간의 과전류-시간 보호 I >> and I ＞
보호릴레이(DCP106)는 원격 제어 신호(알람, 트립, 스위칭 명령, 측 정값 같은 것)용으로 field bus connection(직렬연결)과 함께 공급된다. DCP는 10개의 알람(LED)을 가지는 알람 보드를 또한 포함한다. 상세한 데이터와 설명은 급전용 차단기반 뿐만 아니라 정류기용 차단기반과 예비용 차단기반에서도 찾아 볼 수 있다.
2) 기술사양 및 규격
형 식 | DCP106 |
제 작 사 | Balfour Beatty Rail GmbH |
보호등급 | IP 20 |
치 수 | 310x160x120mm(LxWxH) |
동작온도 | 0...40 ℃ |
보조전원 | 24...110VDC |
입,출력 신호전압 | 24V DC |
전자파 (방출) 규격 | EN 55022 |
Immunity to electrostatic discharge | IEC 801-2 |
Immunity to fast transit | IEC 801-4 |
Immunity to pulse voltage | IEC 801-5 |
언급된 보호 계전기와 더불어 각 고속도 차단기(HSCB)는 어떠한 보조 전원으로 부터도 독립적인 electromagnetic 트립장치를 가진다.
3) Inter-Tripping
인터트립핑 릴레이는 동일구간에 급전하는 인접 변전소의 급전차단기와의 동기화를 위해서 제공되어진다. 인터트립핑의 로직은 아래 각 장에 자세하게 설명되어져있다.
장치(인터트립핑 릴레이)는 부극용 차단기반에 설치될 것이다.
4) Frame 누설용 보호 장치 DCP 116 접지 개념
switchgear 외함의 Frame 누설 사고는 부극용 차단기반에 설치된 계전기(DCP 116)에 의해서 감시되어진다 상세한 설명과 세부 기술자료는 부극용 차단기반에 대한 장을 참조하라. 계전기의 외부디자인은 DCP 106 타입과 같다. 스위치기어 외함의 상태를 감시하기 위해 스위치기어는 바닥으로부터는 절연이 되고 대지에서 (누설)전류가 흘러 생기는 고장상태를 감지하기 위한 shunt(분기저항)를 통해 연결되는 방식으로 설치 되어야 한다. 스위치기어 외함과 부극용 전위(-L) 사이의 높은 접촉 전위의 검출용으로 개별 전압 변성기를 통해 전압 측정을 한다.
5) Integration to SCADA
부극용 차단기반에 설치된 LOCAL PLC제어기는 field bus를 통해 각 DCP와 연결된다. PLC 제어기는 모니터가 제공되지 않는다. 즉 시각화 없음.
원격 제어용 RTU는 "Modbus RTU" 표준 프로토콜을 사용하여 PLC 제어기에 직접 연결된다. PLC 제어기는 "Modbus Plus Slave"를 따라야 하고 SCADA용 RTU는 "Modbus Plus Master"를 따른다.
6) 내, 외부 결선 data
내부 큐비클 결선은 아래의 재질의 cable로 작업 한다.
AC 220 V 전선의 색상은 일반적으로 상은 BK (black)이고 중성선은 BU(blue)이다.
외부 결선/케이블링( Balfour Beatty의 공급 범위가 아님)은 아래에 주어진 사항을 추천한다.
110 V DC infeed: 2.5 ㎟ 제어 케이블: 1.5 ㎟
220 V AC infeed: 2.5 ㎟
결 선 | 색 상 | 단면 ㎟ (타입) (큐비클 내부 결선) |
Actuation (구동 or 전원) | BK(black) | 1.0(H7Z-K) |
Protection (보호) | BK(black) | 1.0(H07Z-K) |
Control (제어) | RD(red) | 0.75(H05Z-K) |
Measurement (측정) | ./. | 2×2×0.5(Li2YCHM2) or LiHCH(TP) |
Voltage measurement Measurement cable | BK(black) | 1.5(9GKW-AX) |
Current measurement Measurement cable | BK(black) | 1.5(9GKW-AX) |
Line test circuit (선로 시험회로) | BK(black) | 10(9GKW-AX) |
7) 단심 식별(Target Code Labels)
결선의 단심식별로서 단선 케이블과 다양한 색으로된 케이블의 꼬리표에 터미널 블럭이나 케이블이 연결되는 장치의 대응되는 터미널 넘버로 표시된다.-아래의 그림을 참조하자. 따라서 각각의 선은 명확하게 구분되고 회로도에 따라 대응 터미널에 할당된다.
8) 보조 전원 공급
DC switchgear 제어용 일반적 제어 전압: 110V DC
조명 및 난방: 220V AC (60Hz)
차단기의 제어 및 감시와 로컬 표시 시스템: 24V DC
외부에서 공급되는 110V DC 와 220V AC 전원 공급용 단자는 부 극용 단로기 판넬에 있다.
다른 큐비클의 이러한 전원 공급은 보조 전원 공급Ring으로 한다.
필요한 DC 24V 전원의 발생(공급)은 부극용 단로기 판넬에 설치된 개별 전원 공급 변환기에 의해 이루어 진다. 이것은 220V AC(60Hz) 와 DC 110V가 모두 급전되어진다.