KR101243180B1 - 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치 및 설계방법 - Google Patents

초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치 및 설계방법 Download PDF

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Abstract

초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치 및 설계방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치는, 초전도 케이블의 층구조를 8개 층으로 등가화하여 모델링하며, 내외부의 저온유지층(cryostat)은 접지저항으로 모델링하는 케이블 층구조 모델링부; 초전도 케이블의 3상 일괄 파이프타입(pipe-type)을 대지등가로 치환하여 모델링하는 3상 일괄 파이프타입 케이블 모델링부; 및 초전도체의 임피던스 변화를 가변저항/리액터 소자를 이용하여 등가적으로 모델링하는 초전도체 Quench 현상 모델링부를 포함하며, 각각의 모델링 결과에 대하여 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션하는 것을 특징으로 한다.

Description

초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치 및 설계방법{Design Apparatus and Method for the Distributed Circuit Analysis of High Temperature Superconductor Cable}
본 발명은 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치 및 설계방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초전도 케이블 특히, LS전선에서 개발 중에 있는 22.9kV/50MVA 초전도 케이블과 같은 전력기기를 실계통에 투입하기 전에, 사전에 미리 실계통에 미치는 영향을 평가하기 위한 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치 및 설계방법에 관한 것이다.
초전도 현상이란 극저온상태에서 도체에 흐르는 전기적 저항이 0인 특성을 말하며, 초전도 케이블은 이러한 특성을 구현하기 위해 제작된 전력 케이블이다. 이와 같은 초전도 현상을 구현하기 위해서 액체 질소를 사용하며, 도체는 액체 질소의 극저온에 의해 초전도의 특성을 갖는다.
초전도 케이블의 단말에는 종단 접속함이 장착되며, 종단 접속함에는 외부로 연장된 단말 도체가 장착되고, 단말 도체는 코어와 접속된다.
초전도 케이블의 구조를 살펴보면, 코어를 내측 금속관이 감싸고, 내측 금속관을 외측 금속관이 감싸며, 내측 금속관에는 액체 질소가 채워지고, 내측 금속관과 외측 금속관의 사이를 진공상태로 조성하여 단열효과를 극대화시킨다.
현재 국내에서는 LS전선이 이천변전소 실 계통에 투입하기 위한 22.9kV/50MVA 초전도 케이블을 설계 및 제작 중에 있다. 초전도케이블을 실 계통에 적용하기 위해서는 계통영향평가를 위한 상세 계통해석이 필수적이다. 일반적으로 배전급 전력기기의 계통적용 해석에 널리 사용되고 있는 계통해석 프로그램 중 하나가 PSCAD/EMTDC(Power System Computer-Aided Design/Electromagnetic Transients including DC)이다. PSCAD/EMTDC의 기본 Library에는 현재 널리 사용되고 있는 전력기기(선로, 변압기, 차단기 등)의 해석모델은 내장되어 있으나, 초전도 케이블과 같은 새로이 개발되는 (신)전력기기의 해석모델은 존재하지 않는다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 초전도 케이블 특히, LS전선에서 개발 중에 있는 22.9kV/50MVA 초전도 케이블과 같은 전력기기를 실계통에 투입하기 전에, 사전에 미리 실계통에 미치는 영향을 평가하기 위한 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치 및 설계방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치는, 초전도 케이블의 층구조를 8개 층으로 등가화하여 모델링하며, 내외부의 저온유지층(cryostat)은 접지저항으로 모델링하는 케이블 층구조 모델링부; 초전도 케이블의 3상 일괄 파이프타입(pipe-type)을 대지등가로 치환하여 모델링하는 3상 일괄 파이프타입 케이블 모델링부; 및 초전도체의 임피던스 변화를 가변저항/리액터 소자를 이용하여 등가적으로 모델링하는 초전도체 Quench현상 모델링부를 포함하며, 각각의 모델링 결과에 대하여 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션하는 것을 특징으로 한다.
전술한 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치는, 초전도 케이블을 동심원축 케이블로 모델링하는 동심원축 케이블 모델링부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 동심원축 케이블의 모델링에 기초하여 시뮬레이션된 결과에 전압, 전류 측면에서의 설정된 오차를 적용하는 것이 바람직하다.
케이블 층구조 모델링부는, 초전고 케이블을 내측에서 외측 방향으로 포머(Former)의 제1 도체층, 제1 절연층, 고온초전도체(HTS)의 제2 도체층, 제2 절연층, 쉴드(Shield) 고온초전도체의 제3 도체층, 제3 절연층, 제4 도체층 및 제4 절연층으로 모델링할 수 있다.
또한, 케이블 층구조 모델링부는, 제1 도체층 및 제4 도체층은 구리(copper), 제2 도체층 및 제3 도체층은 초전도체, 제1 절연층 및 제3 절연층은 탄소지(carbon paper), 제2 절연층은 PPLP(Polypropylene Laminated Paper), 및 제4 절연층은 나일론 테이프(Nylon Tape)의 재질로 모델링할 수 있다.
또한, 케이블 층구조 모델링부는, 제1 도체층 및 제2 도체층은 종단 접속함에서 상호 연결하고, 제3 도체층 및 제4 도체층을 상호 연결한 연결점에서 3상을 뽑아 일괄로 묶어서 내외부의 저온유지층에 연결하여 외함에 접속하여 모델링할 수 있다.
초전도체 Quench현상 모델링부는, 초전도체의 임피던스 변화를 전류(I)와 온도(T)의 비선형 함수인 ZHTS = f(I,T)로 모델링할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계방법은, 초전도 케이블의 층구조를 8개 층으로 등가화하며 내외부의 저온유지층(cryostat)은 접지저항으로 등가화하여 모델링하는 케이블 층구조 모델링, 초전도 케이블의 3상 일괄 파이프타입(pipe-type)을 대지등가로 치환하여 모델링하는 3상 일괄 파이프타입 케이블 모델링, 및 초전도체의 임피던스 변화를 가변저항/리액터 소자를 이용하여 등가적으로 모델링하는 초전도체 Quench현상 모델링을 포함하는 모델링 단계; 및 각각의 모델링 결과에 대하여 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션하는 시뮬레이션 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 모델링 단계는, 초전도 케이블을 동심원축 케이블로 모델링하는 동심원축 케이블 모델링을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 동심원축 케이블의 모델링에 기초하여 시뮬레이션된 결과에 전압, 전류 측면에서의 설정된 오차를 적용할 수 있다.
케이블 층구조 모델링은, 초전고 케이블을 내측에서 외측 방향으로 포머(Former)의 제1 도체층, 제1 절연층, 고온초전도체(HTS)의 제2 도체층, 제2 절연층, 쉴드(Shield) 고온초전도체의 제3 도체층, 제3 절연층, 제4 도체층 및 제4 절연층으로 모델링할 수 있다.
또한, 케이블 층구조 모델링은, 제1 도체층 및 제4 도체층은 구리(copper), 제2 도체층 및 제3 도체층은 초전도체, 제1 절연층 및 제3 절연층은 탄소지(carbon paper), 제2 절연층은 PPLP(Polypropylene Laminated Paper), 및 제4 절연층은 나일론 테이프(Nylon Tape)의 재질로 모델링할 수 있다.
또한, 케이블 층구조 모델링은, 제1 도체층 및 제2 도체층은 종단 접속함에서 상호 연결하고, 제3 도체층 및 제4 도체층을 상호 연결한 연결점에서 3상을 뽑아 일괄로 묶어서 내외부의 저온유지층에 연결하여 외함에 접속하여 모델링할 수 있다.
초전도체 Quench 현상 모델링은, 초전도체의 임피던스 변화를 전류(I)와 온도(T)의 비선형 함수인 ZHTS = f(I,T)로 모델링할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 초전도 케이블 특히, LS전선에서 개발 중에 있는 22.9kV/50MVA 초전도 케이블과 같은 전력기기를 실계통에 투입하기 전에, 사전에 미리 실계통에 미치는 영향을 평가하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 PSCAD/EMTDC 기본 라이브러리에서 제공되는 케이블 분포정수회로 모델의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 22.9kV/50MVA 초전도케이블의 구조 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 초전도케이블을 8개층으로 등가화하여 모델링한 구조의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 초전도케이블 도체 사이의 연결구조를 모델링한 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 저온유지층(Cryostat)을 접지저항으로 모델링하고, 초전도체의 임피던스 변화를 가변저항/리액터 소자를 이용하여 등가적으로 모델링한 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 이천변전소의 실계통 데이터에 초전도케이블 모델을 적용한 PSCAD/EMTDC 시험 계통도이다.
도 9는 시뮬레이션 결과로서, 부하전류 통전시 초전도케이블의 전류분포를 나타낸 도면이다.
도 10은 시뮬레이션 결과로서, 초전도케이블 후단의 22.9kV 모선에서 0.4초에 계통고장이 발생한 경우를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 당업자에게 주지 저명한 기술에 대해서는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다.
송배전선로의 모델링 방법은 계통검토 목적에 따라서 크게 PI회로와 분포정수 회로방식으로 구분할 수 있다. 각 모의방식에 따른 기본 내용은 다음과 같다.
PI회로 모의방식은 정상상태해석, 실효치해석 등의 기준이 되며, 송전망을 대수방정식으로 모델링한다. 그러나, PI회로 모의방식은 송전망 자체의 전자기 현상, 써지(serge) 해석과 같은 kHz 이상의 고주파수 과도특성은 검토 불가능하다. PSCAD/EMTDC 순시치 해석에서도 PI회로의 모의 즉, 정상상태 및 고장시 상전압 변동은 고찰할 수 있다. 그러나 써지 현상은 해석이 불가능하다.
분포정수 모의방식은 EMTDC 순시치 모의가 가능하며, 송전선로를 아주 짧은 단거리 선로로 나누어 모의한 개념으로서, 서지 해석 및 시스/차폐층/방식층 등의 전압/전류 해석이 가능하다. 그러나, 분포정수 모의방식은 PSCAD/EMTDC 해석시에 Time Step(Δt)가 아주 짧아야 하므로 해석시간이 지나치게 길어지는 단점이 있다.
본 발명에서는 초전도케이블의 써지 해석 및 층별 전류배분 등을 검토하기 위한 분포정수 회로방식의 해석모델 설계장치 및 방법을 제안한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치(100)는 케이블 층구조 모델링부(110), 3상 일괄 파이프타입 케이블 모델링부(120), 동심원축 케이블 모델링부(130) 및 초전도체 Quench 현상 모델링부(140)를 포함한다.
케이블 층구조 모델링부(110)는 초전도케이블의 층구조를 8개 층으로 등가화하여 모델링하며, 내외부의 저온유지층(cryostat)은 접지저항으로 등가화하여 모델링한다.
PSCAD/EMTDC 기본 라이브러리에서 제공되는 케이블 분포정수회로모델은 도 2에 도시한 바와 같이 최대 8개의 층 구조를 입력할 수 있다. 각 층별로 구분하면, [도체1 ↔ 절연체1 ↔ 도체2 ↔ 절연체2 ↔ 도체3 ↔ 절연체3 ↔ 도체4 ↔ 절연체4]와 같다. 각 도체 층에 대해서는 외(반)경, 저항률(Ω-m), 비투자율을 입력할 수 있고, 절연체 층에 대해서는 외(반경), 비유전율, 비투자율을 입력할 수 있다. 이에 대하여, 현재 국내에서 개발되고 있는 22.9kV/50MVA 초전도케이블의 구조는 도 3에 도시한 바와 같으며, 초전도케이블의 실제 구조는 PSCAD/EMTDC의 케이블 모델의 최대 8개 층 구조보다 훨씬 복잡하다. 그러나, 케이블 층구조 모델링부(110)는 초전도케이블의 각 층별 특성을 감안하여 표 1 및 도 4와 같이 8개 층으로 등가화하여 모델링하고, 내외부의 저온유지층은 접지저항으로 모의한다.
[표 1]
Figure 112010085323297-pat00001
즉, 케이블 층구조 모델링부(110)는, 초전고 케이블을 내측에서 외측 방향으로 포머(Former)의 제1 도체층, 제1 절연층, 고온초전도체(HTS)의 제2 도체층, 제2 절연층, 쉴드(Shield) 고온초전도체의 제3 도체층, 제3 절연층, 제4 도체층 및 제4 절연층으로 모델링할 수 있다. 이때, 케이블 층구조 모델링부(110)는 제1 도체층 및 제4 도체층의 재질은 구리(copper), 제2 도체층 및 제3 도체층의 재질은 초전도체, 제1 절연층 및 제3 절연층의 재질은 탄소지(carbon paper), 제2 절연층의 재질은 PPLP(Polypropylene Laminated Paper), 그리고 제4 절연층의 재질은 나일론 테이프(Nylon Tape)로 모델링할 수 있다.
또한, 초전도케이블 도체 간 연결구조는 도 5와 같이 모델링할 수 있다. 즉, [도체1 Former]와 [도체2 HTS Layer]는 종단 접속함에서 상호 연결하고, [도체3 Shield HTS Layer]와 [도체4 Shield Stabilizer] 역시 상호 연결하여 모델링한다. 본 발명의 실시예에서는 [도체3 Shield HTS Layer]와 [도체4 Shield Stabilizer] 연결점에서 3상을 뽑아서 일괄로 묶어서 내외부 Cryostat에 연결하여 외함에 접속한다, 여기서 접속저항은 무시 가능한 수준이므로 생략할 수 있으며, Cryostat은 도 6과 같이 저항소자로 등가적으로 모의할 수 있다.
PSCAD/EMTDC에서 파이프타입의 케이블 모의는 불가능하다. 그러나, 초전도케이블은 대지에 포설하므로 본 발명의 실시예에 따른 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치(100)의 3상 일괄 파이프타입 케이블 모델링부(120)는, 도 4에 도시한 바와 같이 초전도케이블의 3상 일괄 파이프타입을 대지등가로 치환하여 모델링한다.
초전도케이블은 완전한 동심원축 케이블은 아니므로 100% 정확할 수는 없지만, 계통해석시 전압, 전류 측면에서의 동심원축 케이블과의 오차는 그리 크지는 않으므로, 동심원축 케이블 모델링부(130)는 초전도 케이블을 동심원축 케이블로 가정하여 모델링할 수 있다. 이때, 동심원축 케이블의 모델링에 기초하여 시뮬레이션된 결과는 전압, 전류 측면에서의 설정된 오차를 적용하여 수정될 수 있다.
초전도체 Quench 현상 모델링부(140)는 초전도체의 임피던스 변화를 가변저항/리액터 소자를 이용하여 등가적으로 모델링할 수 있다.
실제 초전도체는 정상전류를 통전하는 경우에는 임피던스가 영(zero)에 가까운 값을 가지며, 임계전류 이상의 전류를 통전시키는 경우에는 초전도체가 Quench가 되면서 절연체와 유사한 상태로 변화하게 된다. PSCAD/EMTDC의 케이블 소자는 HTS(High Temperature Superconductor) Layer의 Quench에 의한 저항율/투자율 변화를 직접적으로 모의할 수 없기 때문에, 초전도체 Quench 현상 모델링부(140)는 초전도체의 임피던스 변화를 도 6과 같이 별도의 가변저항/리액터 소자를 이용하여 등가적으로 모의한다.
이때, 초전도체의 임피던스(ZHTS) 변화는 수학식 1과 같이 전류(I)와 온도(T)의 비선형 함수로 모델링한다.
[수학식 1]
ZHTS = f(I,T)
이와 같이 모델링된 각각의 결과에 대하여 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션함으로써, 초전도케이블의 분포정수회로를 해석할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 케이블 층구조 모델링부(110)는 초전도케이블의 층구조를 8개 층으로 등가화하며 내외부의 저온유지층(cryostat)은 접지저항으로 등가화하여 모델링하고, 3상 일괄 파이프타입 케이블 모델링부(120)는 도 4에 도시한 바와 같이 초전도케이블의 3상 일괄 파이프타입을 대지등가로 치환하여 모델링하며, 동심원축 케이블 모델링부(130)는 초전도 케이블을 동심원축 케이블로 가정하여 모델링하고, 초전도체 Quench 현상 모델링부(140)는 초전도체의 임피던스 변화를 가변저항/리액터 소자를 이용하여 등가적으로 모델링할 수 있다(S710).
이때, 케이블 층구조 모델링부(110)는, 초전고 케이블을 내측에서 외측 방향으로 포머(Former)의 제1 도체층, 제1 절연층, 고온초전도체(HTS)의 제2 도체층, 제2 절연층, 쉴드(Shield) 고온초전도체의 제3 도체층, 제3 절연층, 제4 도체층 및 제4 절연층으로 모델링할 수 있다. 또한, 케이블 층구조 모델링부(110)는 제1 도체층 및 제4 도체층의 재질은 구리(copper), 제2 도체층 및 제3 도체층의 재질은 초전도체, 제1 절연층 및 제3 절연층의 재질은 탄소지(carbon paper), 제2 절연층의 재질은 PPLP(Polypropylene Laminated Paper), 그리고 제4 절연층의 재질은 나일론 테이프(Nylon Tape)로 모델링할 수 있다. 또한, 케이블 층구조 모델링부(110)는 [도체1 Former]와 [도체2 HTS Layer]는 종단 접속함에서 상호 연결하고, [도체3 Shield HTS Layer]와 [도체4 Shield Stabilizer] 역시 상호 연결하여 모델링한다. 본 발명의 실시예에서는 [도체3 Shield HTS Layer]와 [도체4 Shield Stabilizer] 연결점에서 3상을 뽑아서 일괄로 묶어서 내외부 Cryostat에 연결하여 외함에 접속한다, 여기서 접속저항은 무시 가능한 수준이므로 생략할 수 있으며, Cryostat은 도 6과 같이 저항소자로 등가적으로 모의할 수 있다. 또한, 초전도체 Quench 현상 모델링부(140)는 초전도체의 임피던스(ZHTS) 변화를 수학식 1과 같이 전류(I)와 온도(T)의 비선형 함수로 모델링할 수 있다.
이와 같은 각각의 모델링 결과에 대하여 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션이 수행된다(S720). 시뮬레이션 수행방법은 일반적인 케이블 분포정수회로 모델에서의 시뮬레이션 방법과 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에서 제안된 설계방법을 이용하여 PSCAD/EMTDC 초전도케이블의 분포정수회로 해석모델을 개발한다면, 엔지니어링 관점에서 등가적으로 모의했으므로 다소 오차가 존재하겠지만, 전체적인 계통영향평가에 활용하기에는 충분하다.
본 발명의 실시예에 따른 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치 및 설계방법을 이용하여, 이천변전소를 대상으로 22.9kV/50MVA 초전도케이블의 계통영향평가를 위한 시뮬레이션을 하였다. 도 8은 이천변전소의 실계통 데이터에 초전도케이블 모델을 적용한 PSCAD/EMTDC 시험 계통도이다. 이천변전소의 #5 주변압기(M.Tr) 2차측과 22.9kV 모선 사이에 22.9kV/50MVA 초전도케이블 500m를 설치하는 경우를 가정하였다. 총 부하는 45MW, 역률은 092를 적용하였다. #5 주변압기의 1차측은 LA접지, 2차측은 현재 설치되어 있는 NGR을 그대로 모의하였다. 22.9kV 모선 측에는 5MVA×4의 조상설비를 적용하였다.
시뮬레이션 결과, 초전도케이블의 각 부위별로 흐르는 전류를 확인하였다. A상의 전류분표를 나타낸 것이 도 9 및 도 10이다. 도 9는 부하전류 통전시 초전도케이블의 전류분포를 나타낸 도면이다. 도 9의 결과에서 부하전류 통전시에 거의 100%의 전류가 초전도체(도체2 HTS Layer 및 도체3 Shield HTS Layer)를 통해 흐르는 것을 볼 수 있다. 도 10은 초전도케이블 후단의 22.9kV 모선에서 0.4초에 계통고장이 발생한 경우이다. 이 경우, 초전도케이블에 흐르는 고장전류로 인하여 초전도체가 Quench되어 저항이 발생하고, 이로 인하여 전류가 분기되어 약 99%의 고장전류가 안정화층(도체1 Former 및 도체4 Shield Stabilizer)으로 흐르게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이며, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치
110: 케이블 층구조 모델링부
120: 3상 일괄 파이프타입 케이블 모델링부
130: 동심원축 케이블 모델링부
140: 초전도체 Quench 현상 모델링부

Claims (12)

  1. 초전도 케이블의 층구조를 8개 층으로 등가화하여 모델링하며, 내외부의 저온유지층(cryostat)은 접지저항으로 모델링하는 케이블 층구조 모델링부;
    상기 초전도 케이블의 3상 일괄 파이프타입(pipe-type)을 대지등가로 치환하여 모델링하는 3상 일괄 파이프타입 케이블 모델링부;
    상기 초전도 케이블을 동심원축 케이블로 모델링하는 동심원축 케이블 모델링부; 및
    초전도체의 임피던스 변화를 가변저항/리액터 소자를 이용하여 등가적으로 모델링하는 초전도체 Quench 현상 모델링부
    를 포함하며,
    각각의 모델링 결과에 대하여 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동심원축 케이블의 모델링에 기초하여 시뮬레이션된 결과에 전압, 전류 측면에서의 설정된 오차를 적용하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 케이블 층구조 모델링부는,
    상기 초전도 케이블을 내측에서 외측 방향으로 포머(Former)의 제1 도체층, 제1 절연층, 고온초전도체(HTS)의 제2 도체층, 제2 절연층, 쉴드(Shield) 고온초전도체의 제3 도체층, 제3 절연층, 제4 도체층 및 제4 절연층으로 모델링하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 케이블 층구조 모델링부는,
    상기 제1 도체층 및 상기 제4 도체층은 구리(copper), 상기 제2 도체층 및 상기 제3 도체층은 초전도체, 상기 제1 절연층 및 상기 제3 절연층은 탄소지(carbon paper), 상기 제2 절연층은 PPLP(Polypropylene Laminated Paper), 및 상기 제4 절연층은 나일론 테이프(Nylon Tape)의 재질로 모델링하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 케이블 층구조 모델링부는,
    상기 제1 도체층 및 상기 제2 도체층은 종단 접속함에서 상호 연결하고, 상기 제3 도체층 및 상기 제4 도체층을 상호 연결한 연결점에서 3상을 뽑아 일괄로 묶어서 내외부의 상기 저온유지층에 연결하여 외함에 접속하여 모델링하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 초전도체 Quench 현상 모델링부는,
    상기 초전도체의 임피던스 변화를 전류(I)와 온도(T)의 비선형 함수인 ZHTS = f(I,T)로 모델링하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계장치.
  7. 초전도 케이블의 층구조를 8개 층으로 등가화하며 내외부의 저온유지층(cryostat)은 접지저항으로 등가화하여 모델링하는 케이블 층구조 모델링, 상기 초전도 케이블의 3상 일괄 파이프타입(pipe-type)을 대지등가로 치환하여 모델링하는 3상 일괄 파이프타입 케이블 모델링, 상기 초전도 케이블을 동심원축 케이블로 모델링하는 동심원축 케이블 모델링 및 초전도체의 임피던스 변화를 가변저항/리액터 소자를 이용하여 등가적으로 모델링하는 초전도체 Quench 현상 모델링을 포함하는 모델링 단계; 및
    각각의 모델링 결과에 대하여 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션하는 시뮬레이션 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 모델링 단계는,
    상기 동심원축 케이블의 모델링에 기초하여 시뮬레이션된 결과에 전압, 전류 측면에서의 설정된 오차를 적용하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 케이블 층구조 모델링은,
    상기 초전도 케이블을 내측에서 외측 방향으로 포머(Former)의 제1 도체층, 제1 절연층, 고온초전도체(HTS)의 제2 도체층, 제2 절연층, 쉴드(Shield) 고온초전도체의 제3 도체층, 제3 절연층, 제4 도체층 및 제4 절연층으로 모델링하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 케이블 층구조 모델링은,
    상기 제1 도체층 및 상기 제4 도체층은 구리(copper), 상기 제2 도체층 및 상기 제3 도체층은 초전도체, 상기 제1 절연층 및 상기 제3 절연층은 탄소지(carbon paper), 상기 제2 절연층은 PPLP(Polypropylene Laminated Paper), 및 상기 제4 절연층은 나일론 테이프(Nylon Tape)의 재질로 모델링하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 케이블 층구조 모델링은,
    상기 제1 도체층 및 상기 제2 도체층은 종단 접속함에서 상호 연결하고, 상기 제3 도체층 및 상기 제4 도체층을 상호 연결한 연결점에서 3상을 뽑아 일괄로 묶어서 내외부의 상기 저온유지층에 연결하여 외함에 접속하여 모델링하는 것을 특징으로 하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 초전도체 Quench 현상 모델링은,
    상기 초전도체의 임피던스 변화를 전류(I)와 온도(T)의 비선형 함수인 ZHTS = f(I,T)로 모델링하는 것을 특징으로하는 초전도케이블 분포정수회로 해석모델 설계방법.
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장주영 외 2명, ‘3상 일괄형 Pipe Type HTS 케이블의 정상 및 과도상태 해석, 전기학회논문지 제59권 제10호, 2010년 10월.*
장주영 외 2명, '3상 일괄형 Pipe Type HTS 케이블의 정상 및 과도상태 해석, 전기학회논문지 제59권 제10호, 2010년 10월. *

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