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송전선로 단락사고 보호 시스템 종류와 원리

송전선로 단락사고 보호 시스템
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송전선로에서 발생할 수 있는 단락사고를 보호하기 위해 여러 계전기를 사용하여 사고 발생 시 전류를 차단하고 보호하는 시스템이 필요합니다. 이 문서에서는 전원의 위치와 방사상 또는 환상형 송전선로에서의 보호 방식을 설명합니다.

1. 전원이 1개에만 있는 방사상 선로의 보호

전원이 1개에만 있는 방사상 선로에서는 고장전류가 전원에서부터 발생하여 선로 전체로 흐르게 됩니다. 이러한 경우, 과전류 계전기(OCR, Overcurrent Relay)를 사용하여 고장전류를 감지하고 고장구간을 차단하게 됩니다.

적용 예시:

  • 고장 발생 시, 선로에 설치된 OCR이 동작하여 고장 구간을 차단합니다.
  • 방사상 선로는 선로가 단일 방향으로만 구성되므로, 고장 발생 시에는 전원에서 고장 구간까지의 전류 흐름을 감지하여 이를 차단합니다.

2. 전원이 양단에 있는 방사상 선로의 보호

전원이 양단에 있을 경우, 고장 발생 시 전원이 양쪽에서 전류를 공급하므로 단락전류의 방향이 양방향으로 흐르게 됩니다. 이때는 방향성 계전기(DSR, Directional Relay)를 사용하여 고장전류가 흐르는 방향을 감지하고 고장 구간을 차단하게 됩니다.

적용 예시:

  • 양방향에서 전류가 흐를 수 있는 구간에서는 DSR을 설치하여 각 방향에서의 고장 전류를 감지합니다.
  • 고장 발생 시, 과전류 계전기와 함께 DSR을 조합하여 고장 구간을 효과적으로 차단합니다.

3. 전원이 1개에 있는 환상형 선로의 보호

환상형 선로의 경우, 선로가 폐쇄된 고리 형태로 되어 있어 고장 발생 시 고장 지점까지 전류가 여러 경로로 흐를 수 있습니다. 이러한 경우에도 방향성 계전기(DSR)를 사용하여 고장 전류의 방향을 감지하고 고장 구간을 차단합니다.

적용 예시:

  • 환상형 선로에서는 고장이 발생한 구간의 양쪽에서 전류가 흐를 수 있으므로, DSR이 동작하여 고장 구간을 차단합니다.
  • 전원이 한쪽에서만 공급되는 경우와는 다르게, 고장 지점까지의 전류 흐름을 다중 경로로 감지합니다.

4. 전원이 2개 이상인 환상 선로의 보호

전원이 2개 이상일 경우, 각 전원으로부터 고장 구간까지 전류가 흐를 수 있으므로 방향성 계전기(D2R)를 사용하여 전류 흐름을 감지합니다. D2R 계전기는 두 방향의 전류를 모두 감지하여 고장 구간을 차단합니다.

적용 예시:

  • 전원이 여러 개일 때는 D2R 계전기를 설치하여 고장 발생 시 전류가 흐르는 양쪽 방향을 모두 차단합니다.

결론

송전선로의 단락사고를 방지하기 위해서는 선로의 형태와 전원의 위치에 따라 적절한 계전기를 사용해야 합니다. 방사상 선로에서는 주로 과전류 계전기를, 환상형 선로에서는 방향성 계전기를 사용하여 고장 구간을 신속하게 차단할 수 있습니다. 이를 통해 송전선로에서 발생하는 사고로 인한 피해를 최소화하고 전력망의 안정성을 유지할 수 있습니다.

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