KR20050021668A - 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항분석시스템 - Google Patents

운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항분석시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20050021668A
KR20050021668A KR1020030058661A KR20030058661A KR20050021668A KR 20050021668 A KR20050021668 A KR 20050021668A KR 1020030058661 A KR1020030058661 A KR 1020030058661A KR 20030058661 A KR20030058661 A KR 20030058661A KR 20050021668 A KR20050021668 A KR 20050021668A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ground
current
resistance
voltage
substation
Prior art date
Application number
KR1020030058661A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100587918B1 (ko
Inventor
안용호
최종기
정길조
안정식
기현찬
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020030058661A priority Critical patent/KR100587918B1/ko
Publication of KR20050021668A publication Critical patent/KR20050021668A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100587918B1 publication Critical patent/KR100587918B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
    • G01R13/02—Arrangements for displaying electric variables or waveforms for displaying measured electric variables in digital form
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/252—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques using analogue/digital converters of the type with conversion of voltage or current into frequency and measuring of this frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16—Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
    • G01R27/18—Measuring resistance to earth, i.e. line to ground

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

본 발명은 운전 중인 상태의 변전소 접지계통의 접지성능 진단을 위하여 접지저항을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석 시스템은, 외부 간섭을 최소화하고 측정신뢰도를 확보하기 위하여 주파수 50Hz를 발생시키는 독립전원 발생장치, 입력전압 100V에 출력전압 0 - 130V로 가변할 수 있어 시험전류를 조절 가능한 전압조정장치, 절연변압기로서 정격용량 2kVA, 입력전압 100V와 출력전압 440V로 하여 시험전류를 최대로 할 수 있는 승압장치가 구성되는 시험전류 주입전원장치와; 전류 프로브와 전압 프로브를 사용하여 분류된 접지전류를 정확히 검출할 수 있는 전류 및 전압센서, 8채널, 16 비트 아날로그/디지털, 최대 1 MHz 샘플링으로 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 데이터 분석용 프로그램에서 처리 가능한 다채널 데이터취득장치, 출력된 각각의 데이터 신호를 노트북 PC에 탑재된 데이터 분석용 프로그램을 통하여 윈도우 화면상에서 분석한 결과를 실시간으로 출력할 수 있는 데이터 분석장치 및 출력장치가 구성되는 데이터취득 및 분석장치; 그리고 전류전극용 접지봉 및 전압전극용 접지봉이 구성되는 기타장치를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

Description

운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석시스템{GROUND RESISTOR ANALYSIS SYSTEM}
본 발명은 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운전 중인 상태의 변전소 접지계통의 접지성능 진단을 위하여 접지저항을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
보통 접지(earth, ground)란 대지에 전기적으로 단자를 접속하는 것이며, 이 전기적 단자 역할을 하는 것이 접지전극이다. 즉 전기관련 설비기기가 접지선과 접지전극을 통해 대지에 접지되어 전류가 접지전극을 통해 대지에 흘러 들어갈 때 쉽게 흐르느냐의 여부는 접지저항에 달려 있다. 어떤 원인으로 전기설비의 접지계통에 고장전류가 흐를 때 전위가 상승하게 된다. 이는 옴의 법칙(Ohm's Law)에 따라 고장전류와 접지계통의 전기저항의 곱으로 나타내는데, 전위상승을 최대한 억제하기 위해서는 접지저항이 낮도록 하는 접지가 필요하게 된다. 즉, 인체에 위험이 없는 전위상승의 상한 값은 접지저항에 관계되므로 감전방지에 가장 기본적인 것이다.
따라서, 변전소접지는 지락고장이나 뇌격에 의해 구내의 접지계통에 대전류가 흐를 때 발생하는 전압상승이나 보폭전압을 억제하기 위해 시공되며, 접지전극으로는 주로 메시(Mesh)를 사용하고 있으나 경우에 따라 보링전극(또는 막대모양 전극의 심타공법)을 병용하고 있으며, 상기 메시 접지의 역할은 낮은 접지저항을 얻는 것뿐만 아니라 구내 작업자의 보폭전압 경감에도 있으며 이를 위해서 메시 간격 및 매설깊이 등을 고려하여 시공하고 있다.
그러므로, 접지를 하는 목적은 지락고장시 변전소의 접지전위상승(Ground Potential Rise)과 접촉/보폭전압을 허용치이내로 억제하여 인체와 중요 기기를 보호함에 있음으로, 전력계통의 안정적 운전을 보장하려면 적절한 접지계통을 갖추는 것이 필요하도록 되어 있다. 또한, 가압되어 운전 중인 변전소의 경우에 접지성능은 지락고장 발생시, 변전소 접지계통 중 변전소 단독 접지망이 고장전류를 많이 흡수할수록 접지성능은 양호하다고 볼 수 있다. 따라서, 변전소 단독 접지계통에 대한 접지저항 값은 작으면 작을수록 좋다. 변전소 가압전, 즉 배전 접지계통 및 송전 접지계통이 변전소 접지망에 접속되기 전에 접지저항 측정은 종래의 전위강하법에 의한 방법으로 측정 가능하게 되었으나, 운전 중인 상태의 변전소 접지성능진단을 위하여 변전소 단독 접지망의 접지저항을 측정하는 것은 매우 곤란하였다.
운전 중인 변전소 접지계통은 변전소 접지망, 배전 접지계통 및 송전 접지계통에 병렬로 접속되어 있는 대규모 접지망(Grounding Network)을 형성하고 있으며, 이 경우 변전소 접지계통의 접지성능을 진단하기 위해서는 변전소 단독 접지망의 접지저항을 측정하여야 한다. 상기 대규모 접지망에서 배전 접지계통 및 송전 접지계통을 분리한 후 측정하여야 하나, 이는 가압되어 운전 중인 변전소의 경우 계통의 안정적 전력공급 및 안전을 위해 불가능하며, 반드시 휴전을 한 후 시행하여야 하는 어려운 문제점을 안고 있다. 현재, 운전 중인 변전소의 접지계통 진단은 변전소 접지망, 배전 접지계통 및 송전 접지계통에 병렬로 접속되어 있는 대규모 접지망에 대한 접지저항을 측정할 수밖에 없는 입장이나 현실적으로 어려운 상태이다. 따라서, 종래의 방법으로는 운전 중인 상태에서의 변전소 단독 접지망에 대한 접지저항 측정은 불가능하다.
종래의 전위강하법을 이용하여 변전소 접지저항을 측정하는 경우에는, 변전소 접지망이 배전선로 및 송전선로 접지계통과 연결되어 대규모 접지망을 형성하게 되면, 도 1에 도시된 바와 같이 대지에다 일정한 거리로 접지극과 보조전극을 각기 설치하게 된다. 그러나, 상기 접지극의 크기(a)를 알 수 없기 때문에 보조전극과 접지극간 거리(D)도 알 수 없게 되므로, 61.8%의 법칙에 의해 기준 전위점의 위치를 식별하는 것이 불가능해진다. 도면의 곡선에서 보조전극과 접지극간의 거리(D)가 무한대일 때 지표면 전위를 나타내고 있다. 따라서, 61.8%의 법칙은 x/D가 0.618인 위치에서 ΔV1 = ΔV(x)가 된다.
또한, IEEE Std. 81-1983[3] 또는 IEEE Std. 81.2-1991[4]에 따르면, 도 2 에 도시된 바와 같이 측정대상 접지극과 보조전극이 서로 간섭이 없는 영역이 나올 때까지 측정선의 길이를 접지극 대각길이의 6.5배 이상의 거리에 위치할 것을 권고하고 있는데, 변전소 접지망이 배전선로 및 송전선로 접지계통과 연결되어 대규모 접지망을 형성하고 있는 운전 중인 변전소의 경우 접지극의 크기를 알 수 없으므로 신뢰할만한 접지저항의 측정은 불가능하다. 여기서, 기준전극위치는 d의 6.5배 이상의 거리에 위치해야 한다(L〉6.5d). 도면부호 I 는 전류를 나타내고 있다.
이상과 같이 종래의 방법으로는 변전소 접지망 단독의 접지저항을 측정하기 위해서, 접지망과 연결된 모든 배전 접지계통 및 송전 접지계통을 분리하여야 하므로 현실적으로 거의 불가능하다. 따라서, 종래의 전위강하법을 이용하여 변전소 접지저항을 측정하는 경우, 변전소 접지망이 배전선로 및 송전선로 접지계통과 연결되어 대규모 접지망을 형성하게 되면 기준 전위점의 위치를 식별하는 것이 불가능해져, 측정대상 접지극과 보조전극이 서로 간섭이 없는 영역이 나올 때까지 측정선의 길이를 길게 하여야 하는데, 현장에서는 여건상 매우 곤란하도록 되어 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 가압되어 운전 중인 상태의 변전소 접지계통 중 변전소 단독 접지망에 대한 접지저항을 측정할 수 있도록 하고 변전소 접지계통의 접지전류 분류계수 측정이 가능함으로, 운전 중인 변전소의 접지계통에 시험전류를 주입 후 분류되는 전류는 순수한 시험전류 성분만 검출할 수 있어야 하고, 운전 중인 상태에서 나타나는 상용주파수 및 고조파 등의 노이즈에 대해 간섭을 없앨 수 있는 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 시험전류의 크기가 작으면 신뢰성이 떨어지므로 시험전류를 최대로 조정할 수 있어야 하고, 주변 환경에 간섭을 받지 않고 전원이 없는 곳에서도 측정 가능하도록 독립전원을 발생할 수 있어야 하며, 변전소 접지계통과 같은 대규모 접지극의 경우에는 기준전위, 즉 영전위점을 찾으려면 매우 멀리까지 측정선을 펼쳐야 하나, 이는 현장여건상 불가능하므로 측정선을 멀리 펼치지 않고도 접지전류 분류계수 및 전위강하법에 의한 측정결과를 종합적으로 분석하여 변전소 접지망 단독의 접지저항을 추정할 수 있는 알고리즘을 제공하고 인력운반이 가능한 휴대할 수 있는 중량 및 구조로써 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석 시스템인 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부 간섭을 최소화하고 측정신뢰도를 확보하기 위하여 주파수 50Hz를 발생시키는 독립전원 발생장치(1), 입력전압 100V에 출력전압 0 - 130V로 가변할 수 있어 시험전류를 조절 가능한 전압조정장치(2), 절연변압기로서 정격용량 2kVA, 입력전압 100V와 출력전압 440V로 하여 시험전류를 최대로 할 수 있는 승압장치(3), 전류 프로브와 전압 프로브를 사용하여 분류된 접지전류를 정확히 검출할 수 있는 전류 및 전압센서, 8채널, 16 비트 아날로그/디지털, 최대 1 MHz 샘플링으로 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 데이터 분석용 프로그램에서 처리 가능한 다채널 데이터취득장치(5), 출력된 각각의 데이터 신호를 노트북 PC에 탑재된 데이터 분석용 프로그램을 통하여 윈도우 화면상에서 분석한 결과를 실시간으로 출력할 수 있는 데이터 분석장치(6) 및 출력장치(7), 그리고 전류 및 전압전극용 접지봉(8, 9) 등으로 구성된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3a 는 본 발명의 실시예에 관한 접지전류 분류계수 측정 및 분석시스템을 도시해 놓은 구성도이고, 도 3b 는 도 3a 에 도시된 다채널 데이터 취득장치를 도시해 놓은 개념도이다. 본 발명의 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석 시스템의 구성요소는 도 3a 에 도시된 바와 같이 시험전류 주입용 전원장치(1 - 3), 데이터 취득 및 분석장치(4 - 7) 및, 기타 장치(8, 9)로 구성되고 있다.
상기 시험전류 주입용 전원장치는 독립전원 발생장치(1), 전압 조정장치(2)및, 승압장치(3)로 구성하고 있는 바, 상기 독립전원 발생장치(1)는 휴대할 수 있는 소형 경량의 구조로 용량 1.6 kVA, 출력전압100V 및 출력주파수 50Hz를 채용함으로서 상용주파수인 60Hz에 대한 간섭을 받지 않도록 한다. 상기 전압 조정장치(2)는 입력전압 100V, 출력전압 0 - 130V로 가변할 수 있는 구조로 하여 발전기 용량을 고려하여 시험전류를 조절 가능하도록 한다.상기 승압장치(3)는 용량 2kVA, 입력전압을 100V, 출력전압을 440V로 하여 시험전류를 최대로 할 수 있도록 하여 측정신뢰도를 향상시킬 수 있다. 상기 시험전류주입용 전원장치에서 독립전원 발생장치(1), 전압 조정장치(2)및, 승압장치(3)가 순차적으로 연결되어 있다.
상기 데이터 취득 및 분석장치는 전류 및 전압센서(4), 다채널 데이터 취득장치(5), 데이터 분석장치(6) 및 출력장치(7)로 구성되고 있는 바, 상기 승압장치에 연결되는 전류 및 전압센서(4)는 전류 프로브(CT)와 전압 프로브(PT)를 사용하여 분류된 접지전류를 정확히 검출할 수 있도록 하고, 전류 프로브는 클램프 타입과 플랙시블 타입을 조합 구성하여 측정개소의 형상에 따라 측정이 가능하도록 하며, 전압 프로브는 전위강하법을 이용한 전위강하곡선 측정시 전압측정이 가능하도록 한다.
상기 승압장치(3)와 전류 및 전압센서(4)는 변전소 접지그리드(SUBSTATION GROUND GRID)에 연결되고 있고, 이 변전소 접지그리드로는 각 전류센서를 통해 외부접지시스템(EXTERNAL GROUND SYSTEM)으로 연결되고 있다. 상기 다채널 데이터취득장치(5)는 8채널, 16 비트 아날로그/디지털, 최대 1 MHz 샘플링으로 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 데이터 분석용 프로그램에서 처리 가능하도록 하고, 해상도를 양호하게 하여 분석이 용이하도록 한다.
상기 데이터 분석장치(6) 및 출력장치(7)는 다채널 데이터 취득장치(5)에서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환 처리하여 출력된 각각의 데이터 신호를 노트북 PC에 탑재된 데이터 분석용 프로그램을 통하여 윈도우 화면상에서 분석한 결과를 실시간으로 출력할 수 있도록 하여 사용자의 편의를 제공한다.
기타 장치로는 상기 전류 및 전압센서(4)에 연결되는 전압전극용 접지봉(8) 및 전류전극용 접지봉(9) 등으로 구성된다. 다수의 전류센서와 전류 및 전압센서(4)가 아날로그/디지털변환기로서 다채널 데이터취득장치(5)에 각기 연결되고 있다.
상기 다채널 데이터취득장치(5)는 도 3b 에 도시된 바와 같이 각기 BNC(Bayonet Neil Concelman)를 입력하는 다채널(CH#1 - CH#8)에서 각 버퍼(11, 12)를 통해 차동증폭기(13)에 입력되었다가 각 안티어라이스 필터(ANTI-ALIAS FILTER : 14)와 합산기(15)를 통해 버퍼(16)로 공급되고 있다. 또한, 상기 CH#1의 버퍼(11, 12)로부터는 아날로그트리거(20)에 연결되는 한편 상기 버퍼(16)는 1MHz 16 비트 아날로그/디지털변환기(17)에 연결되게 된다.
이 아날로그/디지털변환기(17)에 연결된 100MHz 타임베이스(18)는 디지털신호프로세서(19), 아날로그트리거(20) 및 콘트롤 및 타이밍부(22)에 각기 연결되고 있다. 상기 아날로그트리거(20)가 연결된 콘트롤 및 타이밍부(22)는 메모리인 EEPROM(23)과 고속EPP인터페이스(24)가 각기 연결되는 한편, 상기 디지털신호 인터페이스(19)를 통한 FIFO(First In First Out)데이터버퍼(21)는 상기 고속EPP인터페이스(24)에 연결된다. 상기 고속EPP인터페이스(24)는 예컨데 노트북 PC로써 휴대용 컴퓨터(25)와 상호 연결되고 있다.
이상과 같이 구성되는 본 발명은 운전 중인 변전소 즉, 준공 이후에 배전 접지계통 및 송전 접지계통을 분리하지 않고도 변전소 접지망 단독의 접지저항을 측정할 수 있고, 가압되어 운전 중인 변전소에 시험전류를 주입할 경우 상용주파수인 60Hz 및 고조파에 대한 간섭을 없애고 측정신뢰도를 높이기 위하여 독립전원에 의한 주파수 50Hz의 시험전류를 주입함으로서 간섭에 의한 에러를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 접지전류 분류계수와 전위강하법의 측정을 모두 수행하여, 각각의 측정결과를 종합적으로 분석하여 접지망 단독의 접지저항을 추정할 수 있는 알고리즘은 영전위점을 찾기 위하여 매우 멀리까지 측정선을 펼쳐야 하는 문제점을 해결할 수 있고, 상기 전압조정장치 및 승압장치를 조합 적용하여 시험전류를 최대로 조정할 수 있으므로 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 휴대할 수 있는 구조로 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.
접지망 단독의 접지저항을 추정할 수 있는 분석 알고리즘은 도 4 에 도시된 전위강하곡선 해석모델에서 V(x)는 x점의 지표면전위, Va는 전극a의 전위, R(x)는 x점의 겉보기저항, 그리고 Rg를 접지극의 접지저항 참값이라고 가정하면, 하기의 식 (1) - (3)에 의해 식 (4)인 m(x)을 유도할 수 있다. 여기서 Zexternal은 외부임피턴스를 나타낸다.
(1)
(2)
(3)
(4)
따라서, 전위강하법에 의해 측정된 겉보기저항에 m(x)값을 곱하면, x에 상관없이 접지극의 접지저항 참값인 Rg 값이 환산되는 곡선을 얻을 수 있다.
도 5a 는 접지저항 추정 알고리즘 개념도이고, 도 5b 는 접지전류 및 분류계수측정의 출력화면이며, 도 5c 는 전위강하법의 수행개념도이고, 도 5d 는 전위강하곡선의 출력화면이며, 도 5e 는 보정계수를 적용한 저항곡선의 출력화면이다. 따라서, 도 5b, 도5d 및 도 5e 는 접지저항 추정 알고리즘에 의한 접지저항 분석 출력화면을 휴대용 컴퓨터에 디스플레이된 것으로, 이것으로부터 영전위점을 찾기 위하여 매우 멀리까지 측정선을 펼쳐야 하는 문제점을 해결할 수 있다.
도 5a 에 도시된 접지저항 추정알고리즘은 휴대용 컴퓨터에서 접지망 분류계수를 측정하게 되는 바, 즉 상기 접지망 분류계수 Sf 은 (I-I D -I T )/I 로 구할 수 있게 된다. 여기서, I 는 접지계통으로 주입하는 시험전류(주파수 50Hz)이고, I D 는 배전 중성선으로 분류되어 검출되는 전류(주파수 50Hz)이며, I T 는 송전선로 가공지선으로 분류되어 검출되는 전류(주파수 50Hz)이다.
이어 휴대용 컴퓨터로부터 전위강하법을 수행하여 전위 강하곡선을 측정할 수 있다. 이때 측정결과 및 접지망의 정보를 입력한다. 그리고, 전압강하(FOP(Fall of Potential))곡선 ×보정계수가 구해진다. 따라서, 도 5e 에 도시된 바와 같이 저항곡선을 분석하고, 접지망 단독 접지저항을 산정할 수 있다(평평한 부분 참값).
즉, 상기 접지저항 추정 알고리즘에 의한 접지저항 분석수행방법에 있어, 전위강하곡선의 분석은 접지전류와 전위강하법 측정이 끝난 후, 측정결과를 토대로 전위강하법 측정곡선(전위강하곡선)의 분석을 수행하면, 접지망 단독의 접지저항을 추정할 수 있다.
도 5d 는 전위강하곡선 분석프로그램의 화면 구성을 보인 것인 바, 먼저 전위강하법 측정결과, 즉 전압전극의 위치와 그 위치에서 실측된 겉보기 저항값들을 입력한다. 입력이 끝나면 "FOP 곡선그리기" 버튼을 눌러서 측정값을 확인한 후 접지전류 분류율의 데이터를 입력한다. 접지망 면적을 입력하고, 접지망의 대략적인 중심으로부터 전위강하법 측정을 시작한 위치(변전소 외곽)까지의 거리를 입력한다.
전위강하법 측정선의 총 길이, 즉 접지망 외곽으로부터 원거리 전류귀환전극까지의 거리를 입력하고, 마지막으로 접지망 분류계수를 입력한다. 상기 접지망 분류계수는 접지전류 측정에서 주입한 총 전류 중 접지망으로 빠져나가는 전류이다. 모든 데이터의 입력이 끝나면 도 5e 의 "저항곡선 그리기" 버튼을 눌러서 각 측정위치별 보정계수를 곱하는 작업을 수행한다. 이상적인 조건이라면 모든 위치에서 같은 값이 계산되지만, 실제 운전 중인 변전소 접지망 인근과 원거리 전류귀환전극 부근에서는 이러한 조건이 성립되기 어렵다.
그러나, 접지망과 전류귀환전극 사이에 어느 부분에서는 반드시 평평한 부분이 나타난다. 즉, 도 5e 에 도시된 바와 같이 평평한 부분이 나타나는 이 구간에서의 겉보기 저항값이 접지망 단독의 접지저항 참값으로 볼 수 있다.
여기서, 참값이라고 판단할 수 있는 도 5e의 평평한 부분을 나타나게 하는 보정계수를 적용한 알고리즘의 원리는 도 4의 전위강하곡선 해석모델에서 거리 x에서의 겉보기저항 R(x)가 반구전극의 접지저항 Rg와 같아지는 x는 도 1 에 도시된 61.8%의 법칙 개념도와 같이 전극간 거리 D의 61.8% 지점이 된다. 즉, x/D가 0.618인 x가 인공적으로 영전위점이 만들어지는 위치가 된다는 것이다.
그러나, 이러한 61.8%의 법칙은 시험전류의 100%가 접지극으로 주입된다는 가정을 전제로 한 것이므로, 측정대상 접지극이 배전 접지계통 및 송전 접지계통 등 외부 접지계통과 연결되어 있으면 적용이 불가능하며, 전류분류효과에 의해 거리 x에 따른 겉보기저항곡선 자체가 낮아지기 때문에 측정대상 접지극의 접지저항과 같아지는 위치 자체가 없어진다.
따라서, 시험전류 중 측정대상 접지망인 변전소 접지망으로 분류되는 전류비를 분류계수 b라는 변수를 추가로 고려된 접지극의 접지저항 Rg와 거리 x의 겉보기 저항R(x)의 비 m(x)의 수식을 유도하여, 이 값을 거리 x에서 겉보기저항에 곱함으로서 거리 x에 상관없이 접지극의 접지저항 Rg가 환산되는 곡선, 즉 도 5e의 평평한 부분이 나타나는 곡선을 얻을 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석 시스템은, 종래의 방법으로는 변전소 접지망 단독의 접지저항을 측정하기 위하여 접지망과 연결된 모든 배전 접지계통 및 송전 접지계통을 분리하여야 하는 등 현실적으로 거의 불가능한 작업을 운전 중인 변전소, 즉 준공 이후에 배전 접지계통 및 송전 접지계통을 분리하지 않고도 변전소 접지망 단독의 접지저항을 측정할 수 있다.
본 발명은 가압되어 운전 중인 변전소에 시험전류를 주입할 경우 상용주파수인 60Hz 및 고조파에 대한 간섭을 없애고 측정신뢰도를 높이기 위하여 독립전원에 의한 주파수 50Hz의 시험전류를 주입함으로서 간섭에 의한 에러를 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 접지전류 분류계수와 전위강하법의 측정을 모두 수행하여, 각각의 측정결과를 종합적으로 분석하여 접지망 단독의 접지저항을 추정할 수 있는 알고리즘은 영전위점을 찾기 위하여 매우 멀리까지 측정선을 펼쳐야 하는 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명은 전압조정장치 및 승압장치를 조합 적용하여 시험전류를 최대로 조정할 수 있으므로 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 휴대할 수 있는 구조로 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.
본 발명은 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석시스템에 대한 기술사상을 예시도면에 의거하여 설명했지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 이 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1 은 전위강하법의 기본 이론인 61.8%의 법칙의 개념도,
도 2 는 기준전극 위치 개념도(IEEE Std. 81-1983[3] 또는 IEEE Std 81.2-1991[4] 권고사항),
도 3a 는 본 발명의 실시예에 관한 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석시스템을 도시해 놓은 구성도,
도 3b 는 도 3a 에 도시된 다채널 데이터 취득장치를 도시해 놓은 개념도,
도 4 는 전위강하곡선 해석모델,
도 5a 는 접지저항 추정 알고리즘의 개념도,
도 5b 는 접지전류 및 분류계수 Sf 측정을 나타내는 출력 화면,
도 5c는 전위강하법을 수행하는 개념도,
도 5d는 전위강하곡선을 나타내는 출력 화면,
도 5e는 보정계수를 적용한 저항곡선을 나타내는 출력 화면이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
1 : 독립전원 발생장치 2 : 전압조정장치
3 : 승압장치 4 : 전류 및 전압센서
5 : 다채널 데이터 취득장치 6 : 데이터 분석장치
7 : 출력장치 8 : 전압전극용 접지봉
9 : 전류전극용 접지봉

Claims (6)

  1. 외부 간섭을 최소화하고 측정신뢰도를 확보하기 위하여 주파수 50Hz를 발생시키는 독립전원 발생장치, 입력전압 100V에 출력전압 0 - 130V로 가변할 수 있어 시험전류를 조절 가능한 전압조정장치, 절연변압기로서 정격용량 2kVA, 입력전압 100V와 출력전압 440V로 하여 시험전류를 최대로 할 수 있는 승압장치가 구성되는 시험전류 주입전원장치와;
    전류 프로브와 전압 프로브를 사용하여 분류된 접지전류를 정확히 검출할 수 있는 전류 및 전압센서, 8채널, 16 비트 아날로그/디지털, 최대 1 MHz 샘플링으로 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 데이터 분석용 프로그램에서 처리 가능한 다채널 데이터취득장치, 출력된 각각의 데이터 신호를 노트북 PC에 탑재된 데이터 분석용 프로그램을 통하여 윈도우 화면상에서 분석한 결과를 실시간으로 출력할 수 있는 데이터 분석장치 및 출력장치가 구성되는 데이터취득 및 분석장치; 그리고
    전류전극용 접지봉 및 전압전극용 접지봉이 구성되는 기타장치를 포함한 것을 특징으로 하는 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터분석장치는 접지전류와 전위강하법의 측정을 모두 수행하고, 각각의 측정결과를 종합적으로 분석하여 접지망 단독의 접지저항을 추정할 수 있는 것을 특징으로 하는 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석시스템.
  3. 다채널 데이터취득장치는, 각기 BNC를 입력하는 다채널(CH#1 - CH#8)에서 각 버퍼(11, 12)를 통해 차동증폭기(13)에 입력되었다가 각 안티어라이스 필터(14)와 합산기(15)를 통해 버퍼(16)로 공급되고, 상기 CH#1의 버퍼(11, 12)로부터는 아날로그트리거(20)에 연결되는 한편 상기 버퍼(16)는 1MHz 16 비트 아날로그/디지털변환기(17)에 연결되며;
    이 아날로그/디지털변환기(17)에 연결된 100MHz 타임베이스(18)는 디지털신호프로세서(19), 아날로그트리거(20) 및 콘트롤 및 타이밍부(22)에 각기 연결되고, 상기 아날로그트리거(20)가 연결된 콘트롤 및 타이밍부(22)는 메모리인 EEPROM(23)과 고속EPP인터페이스(24)가 각기 연결되며, 상기 디지털신호 인터페이스(19)를 통한 FIFO데이터버퍼(21)는 상기 고속EPP인터페이스(24)에 연결되어 휴대용 컴퓨터(25)와 상호 연결된 것을 특징으로 하는 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 휴대용 컴퓨터에서 접지저항 추정은 접지망 분류계수를 측정하게 되고, 전위강하법을 수행하여 전위 강하곡선을 측정하게 되며, 측정결과 및 접지망의 정보를 입력하여 전압강하곡선 × 보정계수를 구하고, 저항곡선을 분석하고 접지망 단독 접지저항을 산정하여 평평한 부분 참값을 얻는 것을 특징으로 하는 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 접지망 분류계수 S f 은 (I-I D -I T ) / I 로 구할 수 있는 것.
    여기서, I 는 접지계통으로 주입하는 시험전류(주파수 50Hz)이고, I D 는 배전 중성선으로 분류되어 검출되는 전류(주파수 50Hz)이며, I T 는 송전선로 가공지선으로 분류되어 검출되는 전류(주파수 50Hz)이다.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 평평한 부분을 나타내는 곡선은 시험전류 중 측정대상 접지망인 변전소 접지망으로 분류되는 전류비를 분류계수 b라는 변수를 추가로 고려된 접지극의 접지저항 Rg와 거리 x의 겉보기 저항R(x)의 비 을 유도하여, 이 값을 거리 x에서 겉보기저항에 곱함으로서 거리 x에 상관없이 접지극의 접지저항 Rg가 환산되는 곡선인 것을 특징으로 하는 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항 분석시스템.
KR1020030058661A 2003-08-25 2003-08-25 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항분석시스템 KR100587918B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030058661A KR100587918B1 (ko) 2003-08-25 2003-08-25 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항분석시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030058661A KR100587918B1 (ko) 2003-08-25 2003-08-25 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항분석시스템

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20-2003-0027235U Division KR200341061Y1 (ko) 2003-08-25 2003-08-25 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항분석시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050021668A true KR20050021668A (ko) 2005-03-07
KR100587918B1 KR100587918B1 (ko) 2006-06-14

Family

ID=37229862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030058661A KR100587918B1 (ko) 2003-08-25 2003-08-25 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항분석시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100587918B1 (ko)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100657855B1 (ko) * 2005-12-15 2006-12-21 벽산엔지니어링주식회사 변전소 접지선 망의 부식 및 단절 지점 파악 방법
KR100734821B1 (ko) * 2005-10-31 2007-07-03 한국전력공사 운전 중인 송전계통에서 송전철탑의 접지저항 측정방법
KR100824059B1 (ko) * 2006-09-14 2008-04-24 김세호 접지저항 경년변화 측정시스템
KR100987873B1 (ko) * 2008-11-24 2010-10-13 한빛이디에스(주) 대지전위 분석을 통한 접지망(1) 진단방법
KR101056535B1 (ko) * 2009-05-27 2011-08-12 한국 전기안전공사 저압배선계통의 접지 시뮬레이션 회로 및 장치
KR101066566B1 (ko) * 2009-05-27 2011-09-21 한국 전기안전공사 전해 수조를 이용한 전위상승해석 시스템
WO2012015107A1 (ko) * 2010-07-28 2012-02-02 한국전력공사 운전 중인 배전선로의 중성선 합성접지저항 측정방법 및 장치
CN102590652A (zh) * 2012-01-10 2012-07-18 山东电力研究院 基于电气信息的设备性能评价系统及方法
CN102879688A (zh) * 2012-10-12 2013-01-16 宁波市鄞州供电局 一种接地网试验系统
CN104730401A (zh) * 2015-04-10 2015-06-24 中国电力科学研究院 基于双缓冲模式的任意长度录波文件波形回放实现方法
CN113884815A (zh) * 2021-10-25 2022-01-04 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种测试高压电缆线路单端接地系统最大运行感应电压的装置及方法
KR102593291B1 (ko) * 2023-04-04 2023-10-24 에스엠인스트루먼트 주식회사 접지전극의 대지전위를 이용한 활선 상태에서의 접지저항 측정 시스템 및 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100968046B1 (ko) 2008-09-30 2010-07-07 한국전력공사 가공 지선이 연결된 송전 선로에서 송전 철탑 접지 저항 측정 방법
KR101447676B1 (ko) 2012-09-13 2014-10-06 한국전력공사 기설 전력선의 지지물 접지저항 측정방법 및 장치

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100734821B1 (ko) * 2005-10-31 2007-07-03 한국전력공사 운전 중인 송전계통에서 송전철탑의 접지저항 측정방법
KR100657855B1 (ko) * 2005-12-15 2006-12-21 벽산엔지니어링주식회사 변전소 접지선 망의 부식 및 단절 지점 파악 방법
KR100824059B1 (ko) * 2006-09-14 2008-04-24 김세호 접지저항 경년변화 측정시스템
KR100987873B1 (ko) * 2008-11-24 2010-10-13 한빛이디에스(주) 대지전위 분석을 통한 접지망(1) 진단방법
KR101056535B1 (ko) * 2009-05-27 2011-08-12 한국 전기안전공사 저압배선계통의 접지 시뮬레이션 회로 및 장치
KR101066566B1 (ko) * 2009-05-27 2011-09-21 한국 전기안전공사 전해 수조를 이용한 전위상승해석 시스템
WO2012015107A1 (ko) * 2010-07-28 2012-02-02 한국전력공사 운전 중인 배전선로의 중성선 합성접지저항 측정방법 및 장치
CN102590652A (zh) * 2012-01-10 2012-07-18 山东电力研究院 基于电气信息的设备性能评价系统及方法
CN102879688A (zh) * 2012-10-12 2013-01-16 宁波市鄞州供电局 一种接地网试验系统
CN104730401A (zh) * 2015-04-10 2015-06-24 中国电力科学研究院 基于双缓冲模式的任意长度录波文件波形回放实现方法
CN113884815A (zh) * 2021-10-25 2022-01-04 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种测试高压电缆线路单端接地系统最大运行感应电压的装置及方法
CN113884815B (zh) * 2021-10-25 2024-04-16 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种测试高压电缆线路单端接地系统最大运行感应电压的方法
KR102593291B1 (ko) * 2023-04-04 2023-10-24 에스엠인스트루먼트 주식회사 접지전극의 대지전위를 이용한 활선 상태에서의 접지저항 측정 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100587918B1 (ko) 2006-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100587918B1 (ko) 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항분석시스템
CN108152596B (zh) 一种电力杆塔接地电阻测量仪及电阻测量方法
CN109814005A (zh) 一种电缆绝缘缺陷识别及定位方法以及系统
CN107064648B (zh) 基于泄露电缆的风机塔架避雷引线阻值的探测装置及方法
CN103913679B (zh) 高压开关柜局部放电在线监测系统
CN206671472U (zh) 高压电缆局部放电检测装置
EP2406643B1 (en) Time domain electromagnetic interference monitoring method and system
CN108646144A (zh) 一种高压单芯电缆短路故障离线测距方法、装置及系统
CN101661059A (zh) 用户端非线性负载的谐波电压发射水平的定量分析方法及装置
CN104931793B (zh) 一种变电站接地网接地阻抗获取方法
CN109580722A (zh) 一种基于交流导纳法的接地网腐蚀监测方法和装置
JP7155260B2 (ja) 非接触型電圧変換器
KR101641515B1 (ko) Hfct가 내장된 진단 장치를 적용한 배전반
KR100725857B1 (ko) 접지선 전류를 이용한 접지저항 측정 장치
CN108008196A (zh) 一种通信电缆屏蔽层远端接地电阻测量装置及方法
KR102358522B1 (ko) 마이크로컨트롤러 유니트를 이용한 저항성 누설전류 분석 및 감시장치
CN205958652U (zh) 一种接地电阻检测仪
CN108761184B (zh) 一种基于雷电冲击的铁塔电位分布及阻抗特性测试方法
CN110456176A (zh) 一种高海拔地区高压输电线路无线电干扰水平的计算方法
US9664710B2 (en) Sensory assembly system and method
KR200341061Y1 (ko) 운전중인 변전소 접지전류 분류계수 측정 및 접지저항분석시스템
KR101123539B1 (ko) 접지임피던스의 고정도 측정장치
KR20090123478A (ko) 애자 점검기 및 애자 점검 시스템
JP7172282B2 (ja) コモンモード電圧測定装置およびコモンモード電圧測定方法
KR20120008822A (ko) 접지 파라미터 측정 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130603

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140602

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150601

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160601

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170601

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180530

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190529

Year of fee payment: 14