KR101553773B1 - 고전압 직류 송전 시스템의 피뢰기 검증 장치 - Google Patents

고전압 직류 송전 시스템의 피뢰기 검증 장치 Download PDF

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Abstract

고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC) 시스템내의 피뢰기를 검증하는 피뢰기 검증 장치는 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 생성하는 절연 설계부; 상기 HVDC 시스템의 절연 모델 내의 피뢰기를 위하여 선택된 피뢰기 사양을 만족하는 피뢰기 모델을 생성하는 피뢰기 모델링부; 상기 HVDC 시스템의 절연 모델에서 상기 피뢰기 모델을 모의 시험하여 피뢰기 모의 시험 결과를 출력하는 모의 시험부; 피뢰기 특성 시험 결과를 획득하고, 피뢰기 특성 시험 결과와 피뢰기 모의 시험 결과를 비교하는 비교부; 및 상기 피뢰기 특성 시험 결과와 상기 피뢰기 모의 시험 결과의 비교에 기초하여 상기 피뢰기의 검증 결과를 출력하는 결과 출력부를 포함한다.

Description

고전압 직류 송전 시스템의 피뢰기 검증 장치{APPARATUS FOR VERIFYING LIGHTNING ARRESTER OF HIGH VOLTAGE DIRECT CURRENT TRANSMISSION SYSTEM}
본 발명은 고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC) 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 HVDC 시스템의 피뢰기 검증 방법에 관한 것이다.
고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC) 시스템은 고전압 직류를 통해 전기를 멀리 보낸다.
일반적으로 HVDC 시스템은 가공 선로나 해저 케이블을 이용하여 전기를 전달한다.
HVDC 시스템은 투자 비용 적다는 것과, 케이블 길이의 한계가 없다는 것과, 전력 전송 손실이 적다는 장점으로 인해, 많이 활용되고 있다.
HVDC 시스템은 고전압 직류를 통해 전기를 전달하므로, 검증된 피뢰기의 사용이 필요하다. 그러나, HVDC 시스템이 변할 때 마다 피뢰기 검증이 다시 수행되어야 하고, HVDC 시스템의 설계 값이 피뢰기 검증에 반영되지 못하는 문제점이 있다. 특히, 실제 시스템 적용 시에는 각 섹션 별, 전압 변동 별로 피뢰기를 재설계해야 하는 번거로움이 존재한다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 피뢰기 검증의 편의성을 제공하고 피뢰기 검증의 번거로움을 제거하는 피뢰기 검증 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC) 시스템내의 피뢰기를 검증하는 피뢰기 검증 장치는 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 생성하는 절연 설계부; 상기 HVDC 시스템의 절연 모델 내의 피뢰기를 위하여 선택된 피뢰기 사양을 만족하는 피뢰기 모델을 생성하는 피뢰기 모델링부; 상기 HVDC 시스템의 절연 모델에서 상기 피뢰기 모델을 모의 시험하여 피뢰기 모의 시험 결과를 출력하는 모의 시험부; 피뢰기 특성 시험 결과를 획득하고, 피뢰기 특성 시험 결과와 피뢰기 모의 시험 결과를 비교하는 비교부; 및 상기 피뢰기 특성 시험 결과와 상기 피뢰기 모의 시험 결과의 비교에 기초하여 상기 피뢰기의 검증 결과를 출력하는 결과 출력부를 포함한다.
실시예에 따르면, 피뢰기 특성 모델링을 하여 HVDC 시스템의 설계값을 고려한 피뢰기 검증이 수행될 수 있다.
실시예에 따르면, 각 섹션 별, 전압 변동 별로 피뢰기의 재설계의 번거로움이 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC transmission) 시스템을 보여준다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모노폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템을 보여준다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템을 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머와 3상 밸브 브릿지의 결선을 보여준다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 절연 설계 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 절연 설계 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 피뢰기 검증 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 피뢰기 검증 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "파트", "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC transmission) 시스템을 보여준다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템(100)은 발전 파트(101), 송전 측 교류 파트(110), 송전 측 변전 파트(103), 직류 송전 파트(140), 수요 측 변전 파트(105), 수요 측 교류 파트(170), 수요 파트(180), 및 제어 파트(190)를 포함한다. 송전 측 변전 파트(103)는 송전 측 트랜스포머 파트(120), 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)를 포함한다. 수요 측 변전 파트(105)는 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150), 수요 측 트랜스포머 파트(160)를 포함한다.
발전 파트(101)는 3상의 교류 전력을 생성한다. 발전 파트(101)는 복수의 발전소를 포함할 수 있다.
송전 측 교류 파트(110)는 발전 파트(101)가 생성한 3상 교류 전력을 송전 측 트랜스포머 파트(120)와 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)를 포함하는 DC 변전소에 전달한다.
송전 측 트랜스포머 파트(120)는 송전 측 교류 파트(110)를 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130) 및 직류 송전 파트(140)로부터 격리한다(isolate).
송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)는 송전 측 트랜스포머 파트(120)의 출력에 해당하는 3상 교류 전력를 직류 전력으로 변환한다.
직류 송전 파트(140)는 송전 측의 직류 전력을 수요 측으로 전달한다.
수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)는 직류 송전 파트(140)에 의해 전달된 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환한다.
수요 측 트랜스포머 파트(160)는 수요 측 교류 파트(170)를 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)와 직류 송전 파트(140)로부터 격리한다.
수요 측 교류 파트(170)는 수요 측 트랜스포머 파트(160)의 출력에 해당하는 3상 교류 전력을 수요 파트(180)에 제공한다.
제어 파트(190)는 발전 파트(101), 송전 측 교류 파트(110), 송전 측 변전 파트(103), 직류 송전 파트(140), 수요 측 변전 파트(105), 수요 측 교류 파트(170), 수요 파트(180), 제어 파트(190), 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130), 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150) 중 적어도 하나를 제어한다. 특히, 제어 파트(190)는 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)와 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150) 내의 복수의 밸브의 턴온 및 턴오프의 타이밍을 제어할 수 있다. 이때, 밸브는 싸이리스터 또는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT)에 해당할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모노폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템을 보여준다.
특히, 도 2는 단일의 극의 직류 전력을 송전하는 시스템을 보여준다. 이하의 설명에서는 단일의 극은 양극(positive pole)임을 가정하여 설명하나 이에 한정될 필요는 없다.
송전 측 교류 파트(110)는 교류 송전 라인(111)과 교류 필터(113)를 포함한다.
교류 송전 라인(111)은 발전 파트(101)가 생성한 3상의 교류 전력을 송전 측 변전 파트(103)로 전달한다.
교류 필터(113)는 변전 파트(103)이 이용하는 주파수 성분 이외의 나머지 주파수 성분을 전달된 3상 교류 전력에서 제거한다.
송전 측 트랜스포머 파트(120)는 양극을 위하여 하나 이상의 트랜스포머(121)를 포함한다. 양극을 위하여 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)는 양극 직류 전력을 생성하는 교류-양극 직류 컨버터(131)를 포함하고, 이 교류-양극 직류 컨버터(131)는 하나 이상의 트랜스포머(121)에 각각 대응하는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(131a)를 포함한다.
하나의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
2개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
3개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 양극 직류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
직류 송전 파트(140)는 송전 측 양극 직류 필터(141), 양극 직류 송전 라인(143), 수요 측 양극 직류 필터(145)를 포함한다.
송전 측 양극 직류 필터(141)는 인덕터(L1)와 커패시터(C1)를 포함하며, 교류-양극 직류 컨버터(131)가 출력하는 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.
양극 직류 송전 라인(143)는 양극 직류 전력의 전송을 위한 하나의 DC 라인을 가지고, 전류의 귀환 통로로는 대지가 이용할 수 있다. 이 DC 라인 상에는 하나 이상의 스위치가 배치될 수 있다.
수요 측 양극 직류 필터(145)는 인덕터(L2)와 커패시터(C2)를 포함하며, 양극 직류 송전 라인(143)을 통해 전달된 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.
수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)는 양극 직류-교류 컨버터(151)를 포함하고, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)를 포함한다.
수요 측 트랜스포머 파트(160)는 양극을 위하여 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)에 각각 대응하는 하나 이상의 트랜스포머(161)를 포함한다.
하나의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
2개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
3개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 교류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
수요 측 교류 파트(170)는 교류 필터(171)와 교류 송전 라인(173)을 포함한다.
교류 필터(171)는 수요 파트(180)가 이용하는 주파수 성분(예컨데, 60Hz) 이외의 나머지 주파수 성분을, 수요 측 변전 파트(105)가 생성하는 교류 전력에서 제거한다.
교류 송전 라인(173)은 필터링된 교류 전력을 수요 파트(180)에 전달한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템을 보여준다.
특히, 도 3은 2개의 극의 직류 전력을 송전하는 시스템을 보여준다. 이하의 설명에서는 2개의 극은 양극(positive pole)과 음극(negative pole)임을 가정하여 설명하나 이에 한정될 필요는 없다.
송전 측 교류 파트(110)는 교류 송전 라인(111)과 교류 필터(113)를 포함한다.
교류 송전 라인(111)은 발전 파트(101)가 생성한 3상의 교류 전력을 송전 측 변전 파트(103)로 전달한다.
교류 필터(113)는 변전 파트(103)이 이용하는 주파수 성분 이외의 나머지 주파수 성분을 전달된 3상 교류 전력에서 제거한다.
송전 측 트랜스포머 파트(120)는 양극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(121)를 포함하고, 음극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(122)를 포함한다. 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)는 양극 직류 전력을 생성하는 교류-양극 직류 컨버터(131)와 음극 직류 전력을 생성하는 교류-음극 직류 컨버터(132)를 포함하고, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 양극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(121)에 각각 대응하는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(131a)를 포함하고, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 음극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(122)에 각각 대응하는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(132a)를 포함한다.
양극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
양극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
양극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 양극 직류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
음극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(132a)가 이용되는 경우, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 6개의 펄스를 가지는 음극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(122)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
음극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(132a)가 이용되는 경우, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 12개의 펄스를 가지는 음극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(122)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(122)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
음극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(132a)가 이용되는 경우, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 18개의 펄스를 가지는 음극 직류 전력을 생성할 수 있다. 음극 직류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
직류 송전 파트(140)는 송전 측 양극 직류 필터(141), 송전 측 음극 직류 필터(142), 양극 직류 송전 라인(143), 음극 직류 송전 라인(144), 수요 측 양극 직류 필터(145), 수요 측 음극 직류 필터(146)를 포함한다.
송전 측 양극 직류 필터(141)는 인덕터(L1)와 커패시터(C1)를 포함하며, 교류-양극 직류 컨버터(131)가 출력하는 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.
송전 측 음극 직류 필터(142)는 인덕터(L3)와 커패시터(C3)를 포함하며, 교류-음극 직류 컨버터(132)가 출력하는 음극 직류 전력을 직류 필터링한다.
양극 직류 송전 라인(143)는 양극 직류 전력의 전송을 위한 하나의 DC 라인을 가지고, 전류의 귀환 통로로는 대지가 이용할 수 있다. 이 DC 라인 상에는 하나 이상의 스위치가 배치될 수 있다.
음극 직류 송전 라인(144)는 음극 직류 전력의 전송을 위한 하나의 DC 라인을 가지고, 전류의 귀환 통로로는 대지가 이용할 수 있다. 이 DC 라인 상에는 하나 이상의 스위치가 배치될 수 있다.
수요 측 양극 직류 필터(145)는 인덕터(L2)와 커패시터(C2)를 포함하며, 양극 직류 송전 라인(143)을 통해 전달된 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.
수요 측 음극 직류 필터(146)는 인덕터(L4)와 커패시터(C4)를 포함하며, 음극 직류 송전 라인(144)을 통해 전달된 음극 직류 전력을 직류 필터링한다.
수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)는 양극 직류-교류 컨버터(151)와 음극 직류-교류 컨버터(152)를 포함하고, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)를 포함하고, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(152a)를 포함한다.
수요 측 트랜스포머 파트(160)는 양극을 위하여 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)에 각각 대응하는 하나 이상의 트랜스포머(161)를 포함하고, 음극을 위하여 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(152a)에 각각 대응하는 하나 이상의 트랜스포머(162)를 포함한다.
양극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
양극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
양극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 교류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
음극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(152a)가 이용되는 경우, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 음극 직류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(162)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
음극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(152a)가 이용되는 경우, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 음극 직류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(162)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(162)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
음극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(152a)가 이용되는 경우, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 음극 직류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 교류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
수요 측 교류 파트(170)는 교류 필터(171)와 교류 송전 라인(173)을 포함한다.
교류 필터(171)는 수요 파트(180)가 이용하는 주파수 성분(예컨데, 60Hz) 이외의 나머지 주파수 성분을, 수요 측 변전 파트(105)가 생성하는 교류 전력에서 제거한다.
교류 송전 라인(173)은 필터링된 교류 전력을 수요 파트(180)에 전달한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머와 3상 밸브 브릿지의 결선을 보여준다.
특히, 도 4는 양극을 위한 2개의 트랜스포머(121)와 양극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(131a)의 결선을 보여준다. 음극을 위한 2개의 트랜스포머(122)와 음극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(132a)의 결선, 양극을 위한 2개의 트랜스포머(161)와 양극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(151a)의 결선, 음극을 위한 2개의 트랜스포머(162)와 음극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(152a)의 결선, 양극을 위한 1개의 트랜스포머(121)와 양극을 위한 1개의 3상 밸브 브릿지(131a), 양극을 위한 1개의 트랜스포머(161)와 양극을 위한 1개의 3상 밸브 브릿지(151a)의 결선 등은 도 4의 실시예로부터 용이하게 도출할 수 있으므로, 그 도면과 설명은 생략한다.
도 4에서, Y-Y 형상의 결선을 가지는 트랜스포머(121)를 상측 트랜스포머, Y-Δ 형상의 결선을 가지는 트랜스포머(121)를 하측 트랜스포머, 상측 트랜스포머에 연결되는 3상 밸브 브릿지(131a)를 상측 3상 밸브 브릿지, 하측 트랜스포머에 연결되는 3상 밸브 브릿지(131a)를 하측 3상 밸브 브릿지라고 부르도록 한다.
상측 3상 밸브 브릿지와 하측 3상 밸브 브릿지는 직류 전력을 출력하는 2개의 출력단인 제1 출력단(OUT1)과 제2 출력단(OUT2)을 가진다.
상측 3상 밸브 브릿지는 6개의 밸브(D1-D6)를 포함하고, 하측 3상 밸브 브릿지는 6개의 밸브(D7-D12)를 포함한다.
밸브(D1)는 제1 출력단(OUT1)에 연결되는 캐소드와 상측 트랜스포머의 2차측 코일의 제1 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D2)는 밸브(D5)의 애노드에 연결되는 캐소드와 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D3)는 제1 출력단(OUT1)에 연결되는 캐소드와 상측 트랜스포머의 2차측 코일의 제2 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D4)는 밸브(D1)의 애노드에 연결되는 캐소드와 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D5)는 제1 출력단(OUT1)에 연결되는 캐소드와 상측 트랜스포머의 2차측 코일의 제3 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D6)는 밸브(D3)의 애노드에 연결되는 캐소드를 가진다.
밸브(D7)는 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 캐소드와 하측 트랜스포머의 2차측 코일의 제1 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D8)는 밸브(D11)의 애노드에 연결되는 캐소드와 제2 출력단(OUT2)에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D9)는 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 캐소드와 하측 트랜스포머의 2차측 코일의 제2 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D10)는 밸브(D7)의 애노드에 연결되는 캐소드와 제2 출력단(OUT2)에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D11)는 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 캐소드와 하측 트랜스포머의 2차측 코일의 제3 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D12)는 밸브(D9)의 애노드에 연결되는 캐소드와 제2 출력단(OUT2)에 연결되는 애노드를 가진다.
다음은 도 5와 도 6을 참조하여 HVDC 시스템의 절연 설계 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 절연 설계 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 절연 설계 장치(300)는 시스템 분석부(310), 제1 절연 모델링부(320), 절연 레벨 산정부(330), 제2 절연 모델링부(340), 요구 내전압 산정부(350), 기준 내전압 산정부(360), 정격 절연 레벨 산정부(370), 제3 절연 모델링부(380), 및 절연 검증부(390)를 포함한다.
시스템 분석부(310)는 HVDC 시스템(100)을 분석하여(S101) HVDC 시스템(100)의 과전압 및 정격 전압을 산출한다.
제1 절연 모델링부(320)는 산출된 과전압 및 산출된 정격 전압에 기초하여 HVDC 시스템(100)을 모델링하여, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델을 생성한다.
절연 레벨 산정부(330)는 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행하여(S104) HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 기능 수행에 적합한 절연 협조 내전압을 결정한다.
제2 절연 모델링부(340)는 HVDC 시스템(100)의 실제 운전 상태와 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 상태의 차이를 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델에 적용하여(S106), HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델을 수정하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 생성한다.
요구 내전압 산정부(350)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 요구 내전압을 산정한다.
기준 내전압 산정부(360)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 요구 내전압으로부터 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 기준 내전압을 산정한다.
정격 절연 레벨 산정부(370)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 기준 내전압을 만족하는 정격 절연 레벨을 산정한다.
제3 절연 모델링부(380)는 HVDC 시스템(100)의 구분된 섹션에서의 임피던스 변화에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 수정하여 수정된 절연 모델을 생성한다.
절연 검증부(390)는 HVDC 시스템(100)의 수정된 절연 모델이 요구 내전압을 만족하는지를 검증한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 절연 설계 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
시스템 분석부(310)는 HVDC 시스템(100)을 분석하여(S101) 과전압 및 정격 전압을 산출한다(S102). 시스템 분석부(310)는 분류된 스트레스 전압, 산정된 과전압 보호 레벨, 및 절연 특성 중 적어도 하나에 기초하여 HVDC 시스템(100)을 분석하여 과전압 및 정격 전압을 산출할 수도 있다.
제1 절연 모델링부(320)는 산출된 과전압 및 산출된 정격 전압에 기초하여 HVDC 시스템(100)을 모델링하여, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델을 생성한다(S103).
절연 레벨 산정부(330)는 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행하여(S104) HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 기능 수행에 적합한 절연 협조 내전압을 결정한다(S105). 이때, 절연 레벨 산정부(330)는 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 절연 특성, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 기능, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델 상의 데이터의 통계적 분포, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 입력 데이터의 부정확성, HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 구성 요소의 결합에 영향을 주는 요인 중 적어도 하나에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행하여 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 기능 수행에 적합한 절연 협조 내전압을 결정할 수 있다.
제2 절연 모델링부(340)는 HVDC 시스템(100)의 실제 운전 상태와 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 상태의 차이를 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델에 적용하여(S106), HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델을 수정하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 생성한다(S107). 제2 절연 모델링부(340)는 HVDC 시스템(100)의 실제 운전 상태와 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 상태의 차이 및 절연 협조 내전압에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델을 수정하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 생성할 수 있다. 이때, HVDC 시스템(100)의 실제 운전 상태와 HVDC 시스템(100)의 절연 기본 모델의 상태의 차이는 HVDC 시스템(100)의 환경 요소의 차이, HVDC 시스템(100)의 구성 요소의 시험의 차이, HVDC 시스템(100)의 제품 특성의 편차, HVDC 시스템(100)의 설치 상태의 차이, HVDC 시스템(100)의 운전 수명의 차이, HVDC 시스템(100)의 안전을 위해 고려되어야 할 안전 팩터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. HVDC 시스템(100)의 절연 모델은 환경 요소 및 오염도를 고려한 절연 모델에 해당할 수 있다.
요구 내전압 산정부(350)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 요구 내전압을 산정한다(S109).
기준 내전압 산정부(360)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 요구 내전압으로부터 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 기준 내전압을 산정한다(S111). 기준 내전압 산정부(360)는 시험 상태, 시험 변환 요소, 전압 범위 중 적어도 하나에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 요구 내전압으로부터 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 기준 내전압을 산정할 수 있다.
정격 절연 레벨 산정부(370)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델의 기준 내전압을 만족하는 정격 절연 레벨을 산정한다(S113). 이때, 정격 절연 레벨은 HVDC 시스템(100)의 하나 이상의 위치의 전압값 및 거리값을 포함할 수 있다.
제3 절연 모델링부(380)는 HVDC 시스템(100)의 구분된 섹션에서의 임피던스 변화에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 수정하여 수정된 절연 모델을 생성한다(S115). 이때, 구분된 섹션은 송전 측 교류 파트(110), 송전 측 변전 파트(103), 직류 송전 파트(140), 수요 측 변전 파트(105), 수요 측 교류 파트(170), 송전 측 트랜스포머 파트(120), 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130), 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150), 수요 측 트랜스포머 파트(160) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
절연 검증부(390)는 HVDC 시스템(100)의 수정된 절연 모델이 요구 내전압을 만족하는지를 검증한다(S117).
다음은 도 7과 도 8을 참조하여 HVDC 시스템의 피뢰기 검증 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 피뢰기 검증 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
피뢰기 검증 장치(500)는 절연 설계부(510), 피뢰기 모델링부(520), 모의 시험부(530), 비교부(540), 및 결과 출력부(550)를 포함한다.
절연 설계부(510)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 생성한다.
피뢰기 모델링부(520)는 선택된 피뢰기 사양을 만족하는 피뢰기 모델을 생성한다.
모의 시험부(530)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델에서 피뢰기 모델을 모의 시험하여 피뢰기 모의 시험 결과를 출력한다.
비교부(540)는 피뢰기 특성 시험 결과와 피뢰기 모의 시험 결과를 비교하여 피뢰기 특성 시험 결과가 피뢰기 모의 시험 결과를 허용 범위 내에서 만족하는지를 검토한다.
결과 출력부(550)는 피뢰기의 검증 결과를 출력한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 피뢰기 검증 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
절연 설계부(510)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 생성한다(S301). 절연 설계부(510)는 도 5의 구성 요소를 포함할 수도 있으며, 도 6에서 보여지는 바와 같이 절연 모델을 생성할 수도 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 절연 설계부(510)는 스트레스 전압 분류, 과전압 보호 레벨 산정, 절연 특성, 통계 분포, 환경 요소, 운전수명, 안전 요소, 절연 협조 내전압, 기준 내전압, 정격 절연 레벨 중 적어도 하나에 기초하여 HVDC 시스템(100)의 절연 모델을 생성할 수 있다.
피뢰기 모델링부(520)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델 내의 피뢰기의 사양의 선택을 위한 사용자 정보를 획득한다(S303).
피뢰기 모델링부(520)는 선택된 피뢰기 사양을 만족하는 피뢰기 모델을 생성한다(S305). 피뢰기 모델링부(520)는 낙뢰 임펄스(lightning impulse), 스위칭 임펄스(Switching Impulse), 패스트 프론트 웨이브 임펄스(Fast Front wave Impulse), 슬로우 프론트 웨이브 임펄스(Slow Front wave Impulse), 임시 과전압(Temporary Over Voltage)과 같은 하나 이상의 피뢰기 특성에 기초하여, 선택된 피뢰기 사양을 만족하는 피뢰기 모델을 생성할 수 있다.
모의 시험부(530)는 HVDC 시스템(100)의 절연 모델에서 피뢰기 모델을 모의 시험하여 피뢰기 모의 시험 결과를 출력한다(S307).
비교부(540)는 피뢰기 특성 시험 결과를 획득한다(S309). 이때, 피뢰기 특성 시험 결과는 절연 저항, 누설 전류, 동작 개시 전압, 낙뢰 제한 전압, 장시간 충격 전류, 부분 방전, 낙뢰 내전압, 대전류 동작과 같은 하나 이상의 피뢰기 특성의 시험 결과를 포함할 수 있다.
비교부(540)는 피뢰기 특성 시험 결과와 피뢰기 모의 시험 결과를 비교하여 피뢰기 특성 시험 결과가 피뢰기 모의 시험 결과를 허용 범위 내에서 만족하는지를 검토한다(S311).
결과 출력부(550)는 피뢰기 특성 시험 결과와 피뢰기 모의 시험 결과의 비교에 기초하여 피뢰기의 검증 결과를 출력한다(S313). 피뢰기 특성 시험 결과가 피뢰기 모의 시험 결과를 허용 범위 내에서 만족하면, 결과 출력부(550)는 긍정적인 결과를 출력할 수 있다. 피뢰기 특성 시험 결과가 피뢰기 모의 시험 결과를 허용 범위 내에서 만족하지 않으면, 결과 출력부(550)는 부정적인 결과를 출력할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기와 같이 기재된 실시예들은 설명된 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC) 시스템내의 피뢰기를 검증하는 피뢰기 검증 장치에 있어서,
    상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 생성하는 절연 설계부;
    상기 HVDC 시스템의 절연 모델 내의 피뢰기를 위하여 선택된 피뢰기 사양을 만족하는 피뢰기 모델을 생성하는 피뢰기 모델링부;
    상기 HVDC 시스템의 절연 모델에서 상기 피뢰기 모델을 모의 시험하여 피뢰기 모의 시험 결과를 출력하는 모의 시험부;
    피뢰기 특성 시험 결과를 획득하고, 피뢰기 특성 시험 결과와 피뢰기 모의 시험 결과를 비교하는 비교부; 및
    상기 피뢰기 특성 시험 결과와 상기 피뢰기 모의 시험 결과의 비교에 기초하여 상기 피뢰기의 검증 결과를 출력하는 결과 출력부를 포함하는
    피뢰기 검증 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피뢰기 모델링부는 낙뢰 임펄스(lightning impulse), 스위칭 임펄스(Switching Impulse), 패스트 프론트 웨이브 임펄스(Fast Front wave Impulse), 슬로우 프론트 웨이브 임펄스(Slow Front wave Impulse) 및 임시 과전압(Temporary Over Voltage) 중 적어도 어느 하나에 기초하여, 상기 선택된 피뢰기 사양을 만족하는 피뢰기 모델을 생성하는
    피뢰기 검증 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피뢰기 특성 시험 결과는 절연 저항, 누설 전류, 동작 개시 전압, 낙뢰 제한 전압, 장시간 충격 전류, 부분 방전, 낙뢰 내전압 및 대전류 동작 중 어느 하나 이상의 시험 결과를 포함하는
    피뢰기 검증 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연 설계부는
    상기 HVDC 시스템의 과전압과 정격 전압에 기초하여, 상기 HVDC 시스템을 모델링하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델을 생성하는 제1 절연 모델링부와,
    상기 절연 기본 모델의 절연 산정을 수행하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 기능을 수행할 수 있도록 하는 절연 협조 내전압을 결정하는 절연 레벨 산정부와,
    상기 절연 협조 내전압에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델을 수정하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 생성하는 제2 절연 모델링부를 포함하는
    피뢰기 검증 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연 설계부는
    상기 HVDC 시스템의 절연 모델의 기준 내전압을 만족하는 정격 절연 레벨을 산정하는 정격 절연 레벨 산정부와,
    상기 HVDC 시스템의 구분된 섹션에서의 임피던스 변화에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 수정하여 수정된 절연 모델을 생성하는 제3 절연 모델링부와,
    상기 HVDC 시스템의 수정된 절연 모델이 요구 내전압을 만족하는지를 검증하는 절연 검증부를 더 포함하는
    피뢰기 검증 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 HVDC 시스템의 구분된 섹션은
    상기 HVDC 시스템의 송전 측 교류 파트, 송전 측 변전 파트, 직류 송전 파트, 수요 측 변전 파트, 수요 측 교류 파트, 송전 측 트랜스포머 파트, 송전 측 교류-직류 컨버터 파트, 수요 측 직류-교류 컨버터 파트 및 수요 측 트랜스포머 파트 중 적어도 어느 하나를 포함하는
    피뢰기 검증 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    제2 절연 모델링부는 상기 HVDC 시스템의 실제 운전 상태와 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델의 상태의 차이 및 절연 협조 내전압에 기초하여 상기 HVDC 시스템의 절연 기본 모델을 수정하여 상기 HVDC 시스템의 절연 모델을 생성하는
    피뢰기 검증 장치.

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JP2015097147A JP2015219237A (ja) 2014-05-13 2015-05-12 高電圧直流送電システムの避雷器検証装置及び方法
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107918705A (zh) * 2017-11-14 2018-04-17 山东电力工程咨询院有限公司 一种架空线路避雷器安装必要性的计算方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9419539B2 (en) * 2014-08-25 2016-08-16 General Electric Company Systems and methods for enhanced operation and protection of power converters
CN106249072B (zh) * 2016-07-12 2019-12-27 南方电网科学研究院有限责任公司 高压交流输电设备的瞬态冲击性能检测系统
CN106226619A (zh) * 2016-07-12 2016-12-14 南方电网科学研究院有限责任公司 换流站设备的瞬态冲击性能检测系统
CN106646307A (zh) * 2016-10-14 2017-05-10 国家电网公司 一种避雷器计数器的校验装置
CN107834491B (zh) * 2017-11-08 2019-11-01 南方电网科学研究院有限责任公司 一种换流站a型避雷器的配置方法
CN109115435A (zh) * 2018-06-14 2019-01-01 中国电力科学研究院有限公司 特高压交流开关型可控避雷器分体结构及其抗震校核方法
CN109473960B (zh) * 2018-11-28 2019-09-13 华中科技大学 一种高压直流避雷器参数设计方法
CN111812458B (zh) * 2020-05-21 2021-11-16 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 直流转换开关避雷器暂时过电压极限耐受特性试验方法
CN111722065B (zh) * 2020-05-21 2021-08-31 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种直流转换开关避雷器电阻片极限能量耐受试验方法
CN113792495B (zh) * 2021-11-15 2022-04-01 广东电网有限责任公司揭阳供电局 一种基于在线监测数据的避雷器运行状态识别方法、装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988027B1 (ko) 2010-04-12 2010-10-18 주식회사 원방하이테크 피뢰기 열화 진단 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07333273A (ja) * 1994-06-14 1995-12-22 Meidensha Corp 避雷器模擬方法および避雷器模擬装置
JPH08285909A (ja) * 1995-04-19 1996-11-01 Meidensha Corp 避雷器の非線形インダクタンスモデル作成方法
JP3213685B2 (ja) * 1995-09-14 2001-10-02 三菱電機株式会社 避雷器の漏れ電流監視装置
EP2110677B1 (en) * 2008-04-14 2011-08-24 ABB Research Ltd. Determining degraded insulating ability in insulation provided between two objects of an inductively operating element
CN201489065U (zh) * 2009-09-03 2010-05-26 湖州电力局 避雷器在线检测装置
CN101694939B (zh) * 2009-10-16 2011-06-29 南方电网技术研究中心 高压直流输电系统换流站绝缘配合设计方法
CN102185307A (zh) * 2011-04-08 2011-09-14 中国电力科学研究院 模块化多电平变流器柔性直流输电系统的绝缘配置方法
JP5775399B2 (ja) * 2011-09-02 2015-09-09 中部電力株式会社 耐雷設備のダメージ評価方法、耐雷設備のダメージ評価装置、変圧器のダメージ評価方法、変圧器のダメージ評価装置
CN102539963B (zh) * 2011-12-21 2014-04-23 南阳金冠电气有限公司 一种谐波电压下避雷器等效持续运行电压选取方法
CN103050955B (zh) * 2012-12-07 2015-03-25 国网智能电网研究院 一种模块化多电平电压源换流阀的过电压保护方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988027B1 (ko) 2010-04-12 2010-10-18 주식회사 원방하이테크 피뢰기 열화 진단 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107918705A (zh) * 2017-11-14 2018-04-17 山东电力工程咨询院有限公司 一种架空线路避雷器安装必要性的计算方法
CN107918705B (zh) * 2017-11-14 2020-09-18 山东电力工程咨询院有限公司 一种架空线路避雷器安装必要性的计算方法

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