우리나라의 배전계통을 22.9kV-y 3상 4선식 다중접지방식으로 선정한 이유

출처 : 전기기술입협회 협회지

1. 용어의 개념 정리

 ⓛ 중성점 단일접지방식 (Unigrounded System) : 중성점만을 접지하는 방법

 ② 중성선 다중접지방식 (Multigrounded-Y System) : 중성점을 포함하여 중성선의 여러 지점에서 접지하는 방법

     (주로  사용되고 있음)

 ③ 공통 중성선 다중접지방식 (Commom Neutral Multigrounded-Y System) : 다중접지 중성선을 저압측 중성선과 공용하       는 방식 ( 우리나라에서 채용하고 있는 배전방식은 13.2/22.9 kV 공통 중성선 다중접지방식임)

 

2. 다중접지 배전계통의 기술적 특징

 1) 중성선 다중접지방식의 장점 : 절연비용 저감

  ⓛ 대지전압은 선간전압의 1/√3 로서 기기의 절연레벨이 낮아짐

      (22kV 비접지계통의 BIL (Basic Impulse Insulation Level, 충격전압절연강도)은 150kV, 22.9kV-Y 계통은 125kV

  ② 일단접지 변압기는 단절연이 가능

  ③ 단상 선로는 단상 1부싱 변압기를 사용하고, 1개의 Cutout Fuse 로 보호할 수 있으므로 농어촌 단상 부하를 공급하는          데에는 매우 경제적인 방법임 ( 농어촌 전화 사업시 22.9kV-Y 배전방식 도입)

 2) 중성점이 직접 접지된 중성선 다중접지방식은 유효접지계로서 지락고장 시 건전상의 대지전위 상승을 상전압의 130%       이하 (접지계수 1.3)로 억제 가능함

 

 3) 비접지 계통의 건전상 전압이 이상적으로 상승하는 현상을 방지 가능함

 

 4) 다중접지의 합성저항을 낮게 유지함으로써 고저압 혼촉 시 저압 측의 대지전위 상승을 낮출 수 있음

 

 5) 배전선로에서의 고장은 1선 지락고장이 대부분이고, 중성선 다중접지 계통에서의 1선 지락전류는 상당히 큰 값이므로       보호장치에 의해 신속하고 정확하게 고장을 차단할 수 있음

 

 6) 선로 보호장치를 이용하여 고장구간 구분의 차단이 가능합

 

 7) 부하 불평형 또는 지락고장 시 대지귀로 전류에 의하여 귀로방식 통신선에 전력유도 발생 가능

 

 8) 비교적 높은 1선 지락전류로 차단기의 동작책무가 커짐

 

 9) 22.9kV-Y 공통중성선 다중접지 방식에서 해결해야 할 기술적 문제

 

  ⓛ 고저압 혼촉 사고 시의 저압선 전위상승

   - 22.9kV-Y 다중접지 계통에서 지락사고 외에 우려되는 것은 고압과 저압의 혼촉사고이다.

   - 고, 저압 혼촉 현상은 주상변압기의 소손이나 애자 파손에 의한 전압선과 중성선의 단락 시에 나타나며, 지락 시 보다         큰  고장전류가 발생하여 그 일부는 중성선을 통하여 흐록, 일부는 다중접지된 접지점들을 통하여 대지로 일단 흘렸다         가 다시 중성선으로 올라오게 된다.

    - 고장전류 중 중성선을 흐르는 전류는 아무런 지장도 유발하지 않지만, 접지저항을 통하여 대지로 흐르는 전류는 중성         선의 전위를 상승시키고, 다른 한편으로는 지락 시와 같은 원인으로 통신선에 유도전압을 유기시킨다.

   

   ② 지락사고에 의한 통신선 유도장해 문제 

    - 통신선 전력유도는 중성점 접지계통에서 지락고장 시 불가피하게 발생하는 현상으로 그 정도는 지락전류의 대지귀로        분의 크기, 배전선로와의 근접도와 병가(전선 병행 설치) 거리 등에 의하여 결정된다.

    - 22.9 kV-Y 배전계통의 도입 이래 현재까지 통신선로에 인접하여 배전선로를 건설할 때에는 사전 예측 계산을 하고, 허        용범위를 초과할 경우 관계기관과 협의하여 전력유도 대책을 동시에 시행하여 왔으며, 통신선에 대한 유도장해 대책          으로는 차폐선 설치, 유도중화 코일 설치, 차폐 케이블 시설과 광케이블 교체 등의 방법이 사용된다.

 

   ③ 고,저압 혼촉 사고시 중성선의 대지 전위 상승 억제와 1선 지락 시 인접 통신선에 대한 유도장해 저감을 위하여 한국         전기설비규정 333.32(25kV 이하인 특고압 가공전선로의 시설) 4.항 차.호에서 15kV 초과 25kV 이하 특고압 가공전선         로의 1km 마다 중성선과 대지 사이의 합성 접지저항값은 15Ω/km, 각 접지점의 개별 접지저항 값은 300Ω으로 정하고         있다.

 

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3. 22.9 kV-Y 배전계통의 경제적 측면

 1) 중성선 다중접지방식의 장점 : 절연비용 저감으로 경제성 유리

  ⓛ 대지전압은 선간전압의 1/√3 로서 기기의 절연레벨이 낮아짐으로 경제적임

      (22kV 비접지계통의 BIL (Basic Impulse Insulation Level, 충격전압절연강도)은 150kV, 22.9kV-Y 계통은 125kV

  ② 일단접지 변압기는 단절연이 가능하여 경제적임

  ③ 단상 선로는 단상 1부싱 변압기를 사용하고, 1개의 Cutout Fuse 로 보호할 수 있으므로 농어촌 단상 부하를 공급하는          데에는 매우 경제적인 방법임 

 

 2) 22.9kV-Y 배전방식에서는 1선 지락고장 시 단락고장과 같은 큰 고장전류가 흘러 보호기기의 구분 차단이 확실하며, 송      전용량 증대, 손실감소 등 경제적으로도 유리

 

 3) 전력수요 급증 및 수요 밀도의 증대로 배전계통에서의 전압 강하와 전력손실이 증가됨, 또한, 연차별 송,변,배전 설비        투자액을 산출하고 전력손실 평가액을 가미한 각 배전 전압 (3.3, 5.7, 6.6, 11.4, 22.9 kV) 의 경제성을 비교한 결과,              22.9kV-Y 공통 중성선 다중접지방식이 장기적으로 볼 때 가장 경제적임.

 

 

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