전력계통 고장 파급 방지 시스템(SPS) 설치 목적 및 기능

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전력계통 고장 파급 방지 시스템(SPS)은 단순한 보호 계전기 시스템이 아닌, 전체 전력 계통의 안정성을 유지하고 고장 및 비정상 상태가 전체 계통으로 확산되는 것을 방지하기 위한 고급 보호 시스템입니다. SPS를 통해 전력 계통의 신뢰성을 확보하고, 대규모 정전 사태를 방지하며, 전력 공급의 연속성을 보장할 수 있습니다. 국내에서는 주로 과도 안정도 향상, 전압 불안정 해소, 과부하 방지, 저주파 해소를 위한 시스템으로 설치 및 운영되고 있습니다.

Table of Contents

1. 전력계통 고장 파급 방지 시스템 설치 목적

1) 일반적인 개별 전력설비 고장 대처와 차이점

일반적인 전력설비 고장 발생 시, 설비 보호 계전기가 동작하여 고장 지점을 빠르게 차단하고 선택적인 보호를 수행합니다.
그러나 고장 제거 후에도 계통 상태가 변동되면, 주파수 저하, 과부하, 전압 불안정 등의 불안정 현상이 발생할 수 있으며, 이는 전체 전력 계통에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.
이러한 경우 전력 계통의 비정상 상태가 다른 설비로 확산되면서 계통 전체의 안정성이 저하될 위험이 있습니다.

2) 전력계통 고장 파급 방지 시스템 필요성

고장 파급 방지 장치(SPS)는 전력 계통의 전체적인 안정성 유지를 목적으로 하며, 일반적인 설비 보호 장치와 달리 계통의 비정상 상태를 실시간으로 감지하여, 사전에 정의된 조치를 자동으로 수행합니다.
예를 들어, 발전기 출력을 줄이거나 특정 부하를 차단하여 전력 흐름을 제어하고, 계통의 주파수와 전압을 안정적인 상태로 유지합니다.

3) 전력계통 고장 파급 방지 시스템 설치 목적 요약

계통의 안정성을 유지하고, 비정상적인 계통 상황이 전체 시스템으로 파급되지 않도록 방지하는 것이 주요 목적입니다.
대규모 정전, 주파수 저하, 전압 붕괴 등을 방지하고, 계통 분리 또는 발전기 탈락 등의 비상 상황에서 신속한 대응을 통해 전력 공급의 연속성을 보장합니다.

2. 전력계통 고장 파급 방지 시스템 주요 기능

1) 계통 안정도 유지

SPS는 계통 안정도를 유지하기 위해 주파수 및 전압 조정을 수행하며, 전력 흐름을 제어하여 계통의 과부하를 방지합니다.
예를 들어, 발전기의 출력을 줄이거나, 특정 송전선로의 전력을 차단하여 전력의 균형을 유지합니다.

2) 비정상 계통 상태 감지 및 보호 조치

SPS는 고장 발생 시나 과부하 상태를 실시간으로 감지하여, 발전기 탈락, 송전선로 차단 등의 보호 조치를 수행합니다.
복합적인 전력 계통 보호 시스템으로, 컴퓨터, 통신 설비, 보호 장치 등이 연계되어, 계통의 상태 변화를 감시하고 정확한 조치를 취합니다.

3) 계통 분리 및 발전기 탈락

계통 분리를 통해 불안정이 전체 계통으로 확산되는 것을 방지하고, 필요한 경우 특정 발전기의 탈락을 수행하여 계통의 안정성을 회복합니다.

4) 송전선로 연쇄 차단 방지

고장이나 비정상 상태가 다른 송전선로로 전이되어 연쇄적인 차단이 발생하지 않도록, 선택적인 송전선로 차단 및 전력 흐름 조정을 수행합니다.

3. 전력계통 고장 파급 방지 시스템 국내 적용 사례

1) 계통 과도 안정도 향상

과도 안정도를 개선하기 위해, 고장 발생 시 관련 발전기 차단 또는 발전기 출력 감소 등의 조치를 수행합니다.
국내 적용 사례:
화력: 평택, 태안, 당진, 보령, 하동
원자력: 울진, 영광
양수: 양양

2) 전압 불안정 방지

특정 지역의 전압 붕괴 방지를 위해 부하 차단을 수행하여 전압을 안정시킵니다.
국내 적용 사례:
수도권, 강릉, 서울 북부, 제주, 청평양수, 거제, 전주, 정읍, 목포, 원주 지역 등

3) 과부하 해소

과부하가 발생하면, 부하 차단, 송전선로 차단, 또는 발전기 차단을 통해 전력 계통을 보호합니다.
국내 적용 사례:
삼량진 양수 발전소의 양수 정지, 당진 화력의 주변압기 차단, 울산 복합화력 발전소 차단

4) 저주파 해소

주파수 저하가 발생할 때 저주파 계전기를 통한 부하 차단을 수행하여 주파수를 안정화합니다.
전국적으로 저주파 계전기를 통한 부하 차단 시스템을 운영하고 있으며, 이를 통해 대규모 정전을 방지합니다.

4. 결론

SPS는 비정상적인 계통 상태가 발생했을 때 발전기 출력 조정, 부하 차단, 송전선로 차단, 계통 분리 등의 선제적 조치를 통해, 대규모 정전, 주파수 붕괴, 전압 불안정, 연쇄적인 송전선로 차단 등을 예방합니다. 이를 통해 전력 공급의 연속성과 신뢰성을 유지하고, 계통 전체의 안정성을 최우선으로 보호할 수 있습니다. SPS는 특히 복잡한 전력 계통에서 효율적인 비상 대처를 가능하게 하며, 국내외 다양한 전력 시스템에 필수적으로 적용되고 있는 핵심 보호 장치입니다.