KR101143020B1 - Method of calculation for shunt reactor's capacity - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배전선로에 있어 케이블의 대지 충전전류를 보상하기 위한 분로리액터의 용량 산출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케이블 및 변압기의 특성에 따라 변화하는 분로리액터의 용량을 직관적으로 산출하기 위하여, 케이블의 특성곡선과 변압기의 포화곡선을 이용하여 분로리액터의 용량을 산출하는 분로리액터의 용량 산출 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of calculating a capacity of a shunting reactor for compensating a charging current of a cable in a distribution line, and more particularly, to a method of calculating a capacity of a shunting reactor that varies depending on characteristics of a cable and a transformer, The present invention relates to a method of calculating the capacity of a shunt reactor using a characteristic curve of a cable and a saturation curve of a transformer.
일반적으로, 철도의 역간 또는 고속도로의 긴 터널내의 부하와 같이 전원으로부터 상당히 떨어져 있는 부하에 대한 배전은 고압 배전용 단심 케이블을 대지에 직접 매설하거나 전선관에 넣고, 교류 22.9KV 또는 6.6kV와 같은 고압을 이용하여 먼 거리에 송전한다. 이때 지중에 매설되거나 전선관에 들어 있는 교류 배전용 케이블의 심선과 대지에 접지되어 있는 케이블의 차폐선 사이의 커패시턴스에 의하여 충전전류가 발생한다.In general, the distribution of loads to a considerable distance from the power source, such as between stations in railways or in long tunnels on highways, can be accomplished by laying a high-voltage power distribution single core cable directly on the ground or in a conduit and using a high voltage such as AC 22.9KV or 6.6kV To be transmitted over a long distance. At this time, the charge current is generated by the capacitance between the core wire of the AC power cable embedded in the earth or the cable inside the conduit and the shield line of the cable grounded to the earth.
상기 교류 배전용 케이블에 생성되는 커패시턴스는 교류 배전용 케이블을 구성하는 절연층의 두께와 도체의 단면적에 따라 달라지고 동시에 케이블의 길이에 비례하여 선형적으로 증가하기 때문에, 교류지중 배전용 케이블이 비교적 긴 경우에는 커패시턴스가 상당히 증가하게 되고 동시에 충전전류도 케이블의 길이에 따라 직선적으로 증가하게 된다.Since the capacitance generated in the AC distribution cable varies depending on the thickness of the insulation layer constituting the AC distribution cable and the cross-sectional area of the conductor and linearly increases in proportion to the length of the cable, In the long case, the capacitance increases considerably and at the same time, the charging current also increases linearly with the length of the cable.
또한 긴 케이블을 변압기로 충전할 때 변압기의 여자전류는 90o 늦은 지상전류(遲相電流, lagging current)가 되고(상전압을 기준벡터로 한다), 케이블의 충전전류는 기준벡터에서 90o 앞서는 진상전류(進相電流, leading current)가 되어 케이블의 충전시 케이블에 실제 흐르는 전류인 실충전전류는 케이블의 대지커패시턴스에 의하여 흐르는 충전전류에서 변압기의 여자전류를 뺀 값이다.In addition, the excitation current of the transformer when charging a long cable to the transformers are 90 o, and the late ground current (遲相電流, lagging current) (and the phase voltage as a reference vector), the charging current of the cable is 90 o precedes the reference vector The actual charge current, which is the actual current flowing through the cable when the cable is charged, is the value obtained by subtracting the exciting current of the transformer from the charging current flowing by the earth capacitance of the cable, which is the leading current.
또한 케이블 절연층의 두께나 단면적이 달라지거나 길이가 길어지는 경우 외에도 변압기의 용량이 달라서 변압기의 포화특성이 다른 변압기로 동일한 케이블을 충전하는 경우에도 변압기의 여자전류(勵磁電流, Excite current)가 달라지며, 이로 인해 실충전전류가 달라진다. 즉 실충전전류는 케이블의 대지커패시턴스에 의하여 흐르는 충전전류에서 변압기의 여자전류를 뺀 값이고, 변압기의 포화특성에 따라 여자전류가 달라지므로 실충전전류도 달라진다.In addition to the case where the cable insulation layer has a different thickness or cross-sectional area or a longer length, the excitation current of the transformer (excitation current) is also increased when the same cable is charged by a transformer having different saturation characteristics of the transformer This causes the actual charge current to vary. That is, the actual charging current is a value obtained by subtracting the exciting current of the transformer from the charging current flowing due to the ground capacitance of the cable, and the exciting current varies depending on the saturation characteristics of the transformer.
상술한 바와 같이 무부하시 충전전류가 발생하므로 교류지중 배전용 케이블에 흐르는 진상전류에 의하여 변압기 단자 전압이 상승하고, 그 상승된 교류전압을 사용하는 전기기기 등의 부하는 과전압을 인가받게 되어 손상되거나 수명이 짧아지게 되는 등의 문제를 유발시키게 되고, 또한 무부하인 경우 또는 지나친 경부하인 경우에는 전원에 진상전류가 흐르게 되는 문제점이 있었다. As described above, since the charging current is generated when no load is applied, the voltage of the transformer terminal rises due to the phase current flowing through the cable in the AC underground. The load of the electric equipment or the like using the increased AC voltage is damaged due to the overvoltage And the life is shortened. In addition, when no load is applied or when the load is too small, there is a problem that a forward current flows to the power source.
이와 관련하여 매설된 교류지중 배전용 케이블이 송전하는 교류전류에 진상 전류가 흐르지 않도록 분로리액터를 설치하며, 분로리액터는 90o 지상전류를 계통에 흐르게 한다. 상기 분로리액터는 교류지중 배전용 케이블의 심선에 3상 Y결선으로 연결되며 그 중성점은 대지에 접속된다. 이러한 분로리액터는 교류지중 배전용 케이블의 대지커패시턴스와 전원 변압기의 여자전류의 차에 의하여 흐르는 실 케이블 충전전류를 상쇄하여 진상전류가 흐르지 않도록 하며, 이로 인해 변압기의 단자 전압을 정격 전압으로 안정된다.In this connection, a shunt reactor is installed so that no phase current flows in the alternating current that the buried AC underground power distribution cable transmits, and shunt reactor flows 90 o ground current in the system. The shunt reactor is connected to the core of the AC underground distribution cable by 3-phase Y connection, and its neutral point is connected to earth. These shunt reactors compensate for the actual cable charge current due to the difference between the earth capacitance of the AC underground distribution cable and the excitation current of the power transformer, so that no phase current flows, and the terminal voltage of the transformer is stabilized to the rated voltage.
이때 일반적으로 계산된 최대 용량의 분로리액터를 복수개로 나누어 그 각각을 적정한 위치에 설치한다. 또한 상기 분로리액터를 병렬로 접속하여 케이블에 흐르는 진상전류에 따라 이들 분로리액터를 개별적으로 개폐하여 분로리액터의 지상전류를 조절한다.At this time, the shunt reactors of the generally calculated maximum capacity are divided into a plurality of reactors, and each of them is installed at an appropriate position. Also, the shunt reactors are connected in parallel, and the ground current of the shunt reactor is controlled by individually opening and closing the shunt reactors according to the forward current flowing in the cable.
이러한 분로리액터의 설치시 케이블 및 변압기의 특성에 따라 발생되는 충전전류의 크기를 고려하여야 한다. 즉 케이블에 흐르는 교류 진상전류의 크기를 정확하게 제어하기 위하여 충전전류의 크기에 따라 분로리액터의 용량을 산출하여야 한다. The size of the charge current generated by the characteristics of the cable and the transformer should be taken into consideration when installing such shunt reactors. That is, in order to accurately control the magnitude of ac phase current flowing through the cable, the shunt reactor capacity should be calculated according to the magnitude of the charging current.
종래에는 분로리액터의 용량을 산출하기 위하여, 복잡한 수학식 및 처리알고리즘을 이용하였고, 이러한 복잡한 수학식 및 처리알고리즘을 사용함으로써, 정확한 분로리액터의 용량을 직관적으로 산출하지 못하는 문제점이 있었다.Conventionally, complicated mathematical expressions and processing algorithms have been used to calculate the capacity of shunt reactors, and the use of such complex mathematical expressions and processing algorithms has not been able to intuitively calculate the capacity of accurate shunt reactors.
또한 종래에는 케이블에 전압을 전송하는 변압기에서 발생하는 여자전류를 고려하지 않고 케이블의 긍장에 따른 대지 커패시턴스만을 고려하여 충전전류를 계산하여 분로리액터의 용량을 산출함으로써, 분로리액터의 용량을 정확히 산출하지 못하는 문제점이 있었다.Also, conventionally, the capacity of the shunt reactor is accurately calculated by calculating the charging current by calculating the charging current only considering the earth capacitance according to the battery charge, without considering the exciting current generated in the transformer transmitting the voltage to the cable There was a problem.
본 발명이 해결하려는 과제는 케이블 및 변압기의 특성에 따라 변화하는 분로리액터의 용량을 직관적으로 산출하기 위한 분로리액터의 용량 산출 방법을 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a method of calculating the capacity of a shunt reactor to intuitively calculate the capacity of a shunt reactor that varies depending on the characteristics of a cable and a transformer.
또한 본 발명이 해결하려는 과제는 변압기의 포화특성에 따른 여자전류와 케이블의 단면적과 길이에 따라 변하는 충전전류를 고려하여 분로리액터의 용량을 정확하게 산출하기 위한 분로리액터의 용량 산출 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of calculating the capacity of a shunt reactor to accurately calculate a shunt reactor capacity in consideration of an excitation current according to a saturation characteristic of a transformer and a charging current varying according to a cross-sectional area and a length of the cable.
분로리액터의 용량 산출 방법은, 전력을 전송하는 케이블의 절연층 두께와 도체 단면적에 따른 대지커패시턴스를 산출하는 단계(S100); 상기 S100단계에서 산출된 대지커패시턴스를 기반으로 케이블의 단위충전전류(단위길이 당 충전전류)를 산출하는 단계(S200); 상기 S200단계에서 산출된 단위충전전류와 케이블의 긍장을 기반으로 케이블의 충전전류를 산출하는 단계(S300); 상기 300단계에서 산출한 케이블의 충전전류를 기반으로 전원 변압기 포화곡선상에서 여자전류를 산출하는 단계(S400); 상기 S300단계에서 산출한 충전전류와 상기 S400단계에서 산출한 여자전류를 기반으로 실충전전류를 산출하는 단계(S500); 및 상기 S500단계에서 산출된 케이블의 실충전전류를 기반으로 분로리액터의 용량을 산출하는 단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for calculating the capacity of a shunt reactor includes calculating a ground capacitance according to a thickness of an insulation layer of a cable through which electric power is transmitted and a conductor cross-sectional area (S100); Calculating a unit charge current (charge current per unit length) of the cable based on the ground capacitance calculated in the step S100 (S200); Calculating a charge current of the cable on the basis of the unit charge current and the positive charge of the cable calculated in step S200; Calculating an excitation current on the power transformer saturation curve based on the charging current of the cable calculated in operation 300; Calculating a real charge current based on the charge current calculated in step S300 and the excitation current calculated in step S400; And calculating the capacity of the shunt reactor based on the actual charge current of the cable calculated in the step S500 (S600).
또한 상기 S100단계는,In operation S100,
를 이용하여 대지커패시턴스를 산출하는 것이 바람직하다.It is preferable to calculate the ground capacitance.
또한 상기 S200단계는,In operation S200,
를 이용하여 케이블의 단위충전전류를 산출하는 것이 바람직하다.It is preferable to calculate the unit charge current of the cable.
또한 상기 S400단계는, 상기 충전전류에 대응하는 케이블 특성곡선의 위치를 추출하는 단계(S410); 및 상기 S410단계에서 추출된 위치에 대응하는 변압기 포화곡선의 위치에서 여자전류를 산출하는 단계(S420)를 포함하는 것이 바람직하다.In operation S400, a position of the cable characteristic curve corresponding to the charging current is extracted (S410). And calculating an exciting current at a position of a transformer saturation curve corresponding to the position extracted in step S410 (S420).
또한 상기 S500단계는, 충전전류와 여자전류를 차감하여 실충전전류를 산출하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the step S500 calculates the actual charge current by subtracting the charge current and the excitation current.
또한 상기 S600단계는,In operation S600,
를 이용하여 분로리액터의 용량을 산출하는 것이 바람직하다.It is preferable to calculate the capacity of the shunt reactor.
본 발명에 의하면, 케이블의 특성곡선과 변압기의 포화곡선을 이용하여 분로리액터의 용량을 직관적으로 산출할 수 있으므로, 기존의 복잡한 수학식 및 처리알고리즘을 사용하는 것보다 신속하고 간단하게 분로리액터의 용량을 산출할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the capacity of the shunt reactors can be intuitively calculated using the characteristic curve of the cable and the saturation curve of the transformer, the capacity of the shunt reactor can be calculated more quickly and simply than using the existing complex mathematical expression and processing algorithm Can be calculated.
또한 케이블의 충전전류에서 여자전류를 차감한 실충전전류를 기반으로 분로리액터의 용량을 산출하므로, 분로리액터의 용량을 더욱 정확하게 산출할 수 있는 장점이 있다.Further, since the capacity of the shunt reactor is calculated based on the actual charge current obtained by subtracting the excitation current from the charge current of the cable, there is an advantage that the capacity of the shunt reactor can be calculated more accurately.
도 1은 본 발명인 분로리액터의 용량 산출 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 2는 케이블의 특성 변화에 따른 실충전전류의 변화를 도시한 그래프.
도 3은 변압기의 특성 변화에 따른 실충전전류의 변화를 도시한 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart showing one embodiment of a method for calculating the capacity of a shunting reactor according to the present invention. FIG.
FIG. 2 is a graph showing a change in a real charge current according to a characteristic change of a cable. FIG.
3 is a graph showing a change in a room charge current according to a characteristic change of the transformer.
이하 분로리액터의 용량 산출 방법의 바람직한 일 실시예에 대하여 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, a preferred embodiment of the method for calculating the capacity of the shunt reactor will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명인 분로리액터의 용량 산출 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도로, 본 발명은, 전력을 전송하는 케이블의 절연층 두께와 도체 단면적에 따른 대지커패시턴스를 산출하는 단계(S100); 상기 S100단계에서 산출된 대지커패시턴스를 기반으로 케이블의 단위충전전류(단위길이 당 충전전류)를 산출하는 단계(S200); 상기 S200단계에서 산출된 단위충전전류와 케이블의 긍장을 기반으로 케이블의 충전전류를 산출하는 단계(S300); 상기 S300단계에서 산출한 케이블의 충전전류를 기반으로 전원 변압기 포화곡선상에서 여자전류를 산출하는 단계(S400); 상기 S300단계에서 산출한 충전전류와 상기 S400단계에서 산출한 여자전류를 기반으로 실충전전류를 산출하는 단계(S500); 및 상기 S500단계에서 산출된 케이블의 실충전전류를 기반으로 분로리액터의 용량을 산출하는 단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 한다.FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of a method for calculating a capacity of a shunt reactor according to the present invention. The present invention includes: calculating a ground capacitance according to an insulation layer thickness and a conductor cross-sectional area of a cable for transmitting electric power; Calculating a unit charge current (charge current per unit length) of the cable based on the ground capacitance calculated in the step S100 (S200); Calculating a charge current of the cable on the basis of the unit charge current and the positive charge of the cable calculated in step S200; Calculating an exciting current on a power transformer saturation curve based on the charging current of the cable calculated in step S300; Calculating a real charge current based on the charge current calculated in step S300 and the excitation current calculated in step S400; And calculating the capacity of the shunt reactor based on the actual charge current of the cable calculated in the step S500 (S600).
상기 S100단계는, 케이블의 굵기에 따라 대지커패시턴스가 달라지므로, 분로리액터의 용량을 더욱 정확하게 산출하기 위하여 케이블의 단면적에 따른 대지커패시턴스를 산출한다.In the step S100, the ground capacitance is varied according to the thickness of the cable. Therefore, in order to more accurately calculate the capacity of the shunt reactor, the ground capacitance according to the cross-sectional area of the cable is calculated.
를 이용하여 대지커패시턴스를 산출하는 것이 바람직하며, 상기 C는 대지커패시턴스, ε는 유전율, D는 케이블 절연체의 외경, d는 케이블의 도체외경과 반도전층의 두께를 포함한 반도전층 까지의 반경이다. 수학식 1을 이용하여 케이블의 단면적에 따른 대지커패시턴스를 산출함으로써, 분로리액터의 용량을 더욱 정확하게 산출할 수 있다.Where D is the outer diameter of the cable insulator and d is the radius up to the semiconductive layer including the conductor outer diameter of the cable and the thickness of the semiconductive layer. The capacitance of the shunt reactor can be calculated more accurately by calculating the ground capacitance according to the cross-sectional area of the cable using Equation (1).
예를 들어, ε이 2.5, D가 24.5, d가 10.5 인 경우에 수학식 1에 의하면 대지커패시턴스는 0.1639μF/㎞이다.
For example, when ε is 2.5, D is 24.5, and d is 10.5, the earth capacitance is 0.1639 μF / km according to equation (1).
상기 S200단계는, 케이블의 대지커패시턴스에 의해 발생하는 케이블의 단위충전전류(케이블의 단위길이 당 충전전류)를 산출한다.The step S200 calculates a unit charge current (charge current per unit length of the cable) of the cable caused by the ground capacitance of the cable.
를 이용하여 케이블의 단위충전전류를 산출하는 것이 바람직하며, 상기 Ic는 단위충전전류(A/㎞), f는 주파수(Hz), C는 대지캐패시턴스(F/m), V는 케이블의 선간전압(KV)이다. 또한 주파수가 60Hz인 경우에는 2πf를 377로 계산한다.Using it is preferable to calculate the unit of the charging current of the cable, the I c is the unit charge current (A / ㎞), f is a frequency (Hz), C is a ground capacitance (F / m), V is a line of the cable Voltage (KV). If the frequency is 60 Hz, 2πf is calculated as 377.
예를 들어, 대지커패시턴스가 0.1639μF/㎞, 선간전압이 22.9KV인 경우에 수학식 2에 의하면 단위충전전류(Ic)는 0.8169A/㎞이다.
For example, when the ground capacitance is 0.1639 μF / km and the line voltage is 22.9 KV, the unit charge current I c is 0.8169 A / km according to Equation (2).
상기 S300단계는, S200단계에서 산출된 단위충전전류와 케이블의 긍장(亘長)을 기반으로 케이블의 충전전류를 산출한다. 즉 케이블의 긍장에 비례하여 충전전류가 달라지므로, 긍장을 기반으로 충전전류관계식을 도출한다. 예를 들어, 케이블의 긍장이 L(㎞)이고 단위충전전류가 Ic(A/㎞)인 경우에 케이블의 충전전류는 I=Ic×L 으로 계산되며, 케이블의 긍장이 20㎞이고 단위충전전류(Ic)가 0.8169A/㎞이면 충전전류는 16.338A 이다.
In step S300, the charge current of the cable is calculated on the basis of the unit charge current calculated in step S200 and the length of the cable. In other words, since the charge current varies in proportion to the positive value of the cable, the charge current relationship is derived based on the positive charge. For example, if the cable length is L (km) and the unit charge current is I c (A / km), the charge current of the cable is calculated as I = I c × L, When the charging current (I c ) is 0.8169 A / km, the charging current is 16.338A.
상기 S400단계는, 상기 충전전류에 대응하는 케이블 특성곡선의 위치를 추출하는 단계(S410); 및 상기 S410단계에서 추출된 위치에 대응하는 변압기 포화곡선의 위치에서 여자전류를 산출하는 단계(S420)를 포함하는 것이 바람직하다. 이때 케이블의 전류특성에 따른 특성곡선과 변압기의 특성에 따른 포화곡선을 기반으로 여자전류를 산출한다.The step S400 may include extracting a position of a cable characteristic curve corresponding to the charging current (S410); And calculating an exciting current at a position of a transformer saturation curve corresponding to the position extracted in step S410 (S420). At this time, the excitation current is calculated based on the characteristic curve according to the current characteristic of the cable and the saturation curve according to the characteristics of the transformer.
도 2는 케이블의 특성 변화에 따른 실충전전류의 변화를 도시한 그래프로, X축은 전류값을 나타내고 Y축은 전압값을 나타낸다. 케이블의 특성곡선이 (b)인 경우에 S300단계에서 산출한 충전전류에 대응하는 케이블 특성곡선(b)의 위치(A)를 추출하고, 케이블 특성곡선(b)의 위치(A)에서 수평으로 대응하는 변압기 포화곡선의 위치(B)를 추출한다. 상기 변압기 포화곡선의 위치에 해당하는 전류값이 여자전류이다. 즉 변압기 포화곡선의 위치에 수직으로 대응하는 전류값이 여자전류(Ie)이다.FIG. 2 is a graph showing a change in a real charge current according to a change in characteristics of a cable, wherein an X-axis represents a current value and a Y-axis represents a voltage value. When the characteristic curve of the cable is (b), the position A of the cable characteristic curve b corresponding to the charging current calculated in the step S300 is extracted, and the position A of the cable characteristic curve b is extracted horizontally (B) of the corresponding transformer saturation curve. The current value corresponding to the position of the transformer saturation curve is the exciting current. That is, the current value corresponding vertically to the position of the transformer saturation curve is the exciting current (I e ).
케이블의 특성곡선이 (a)인 경우에 S300단계에서 산출한 충전전류에 대응하는 케이블 특성곡선(a)의 위치를 추출하고, 케이블 특성곡선(a)의 위치에서 수평으로 대응하는 변압기 포화곡선의 위치를 추출한다. 상기 변압기 포화 곡선의 위치에 해당하는 전류값이 여자전류이다. 즉 변압기 포화곡선의 위치에 수직으로 대응하는 전류값이 여자전류(Ie)이다.If the characteristic curve of the cable is (a), the position of the cable characteristic curve (a) corresponding to the charging current calculated in step S300 is extracted, and the position of the corresponding transformer saturation curve horizontally at the position of the cable characteristic curve Extract the location. The current value corresponding to the position of the transformer saturation curve is the exciting current. That is, the current value corresponding vertically to the position of the transformer saturation curve is the exciting current (I e ).
도 3은 변압기의 특성 변화에 따른 실충전전류의 변화를 도시한 그래프로, 변압기의 포화특성이 (b)인 경우에, 먼저 S300단계에서 산출한 충전전류에 대응하는 케이블 특성곡선의 위치(A)를 추출하고, 케이블 특성곡선의 위치에서 수평으로 대응하는 변압기 포화곡선(b)의 위치(B)를 추출한다. 상기 변압기 포화곡선(b)의 위치에 해당하는 전류값이 여자전류이다. 즉 변압기 포화곡선(b)의 위치에 수직으로 대응하는 전류값이 여자전류(Ie)이다.FIG. 3 is a graph showing the change of the actual charge current according to the characteristic change of the transformer. In the case where the saturation characteristic of the transformer is (b), the position A of the cable characteristic curve corresponding to the charge current calculated in step S300 And extracts the position B of the corresponding transformer saturation curve b horizontally at the position of the cable characteristic curve. And the current value corresponding to the position of the transformer saturation curve (b) is the exciting current. That is, the current value corresponding vertically to the position of the transformer saturation curve b is the exciting current I e .
변압기의 포화특성인 (a)인 경우에, 먼저 S300단계에서 산출한 충전전류에 대응하는 케이블 특성곡선의 위치를 추출하고, 케이블 특성곡선의 위치에서 수평으로 대응하는 변압기 포화곡선(a)의 위치를 추출한다. 상기 변압기 포화곡선(a)의 위치에 해당하는 전류값이 여자전류이다. 즉 변압기 포화곡선(b)의 위치에 수직으로 대응하는 전류값이 여자전류(Ie)이다.
In the case of (a) saturation characteristic of the transformer, the position of the cable characteristic curve corresponding to the charging current calculated in step S300 is first extracted, and the position of the corresponding transformer saturation curve a horizontally at the position of the cable characteristic curve . And the current value corresponding to the position of the transformer saturation curve (a) is the exciting current. That is, the current value corresponding vertically to the position of the transformer saturation curve b is the exciting current I e .
상기 S500단계는, S300단계에서 산출한 충전전류와 S400단계에서 산출된 여자전류를 기반으로 실충전전류를 산출한다. 케이블에 흐르는 실충전전류를 정확하게 산출하기 위하여, 대지커패시턴스에 의해 발생하는 충전전류와 변압기의 특성에 의해 발생하는 여자전류를 모두 고려하여야 하며, 충전전류와 여자전류의 차이를 실충전전류(Ir)로 산출한다.In step S500, a real charge current is calculated based on the charge current calculated in step S300 and the excitation current calculated in step S400. In order to accurately calculate the actual charge current flowing through the cable, both the charge current caused by the earth capacitance and the excitation current generated by the characteristics of the transformer should be considered. The difference between the charge current and the excitation current is called the real charge current I r ).
즉 S300단계에서 산출한 충전전류와 상기 충전전류에 대응하는 위치의 케이블 특성곡선과 수평으로 대응하는 변압기 포화곡선에서의 여자전류를 추출하고, 상기 충전전류와 상기 여자전류를 차감하여 실충전전류(Ir)를 산출한다.That is, the charge current calculated in step S300 and the cable characteristic curve at the position corresponding to the charge current are extracted from the transformer saturation curve corresponding horizontally, and the excitation current is subtracted from the excitation current, I r ).
도 2에 의하면, 케이블 특성곡선이 (a)인 경우에 실충전전류곡선은 (a)로 나타낼 수 있고, 케이블 특성곡선이 (b)인 경우에 실충전전류곡선을 (b)로 나타낼 수 있다. 이때 케이블 특성곡선이 (b)인 경우에는 케이블 특성곡선(b) 상의 A점이 S410단계에서 추출된 위치이고, 변압기 포화곡선상의 B점이 S420단계에 의하여 산출된 여자전류(Ie)의 값이고, 실충전전류곡선(b) 상의 C점이 S500단계에 의하여 산출된 실충전전류의 값이다.2, the actual charge current curve can be represented by (a) when the cable characteristic curve is (a), and the actual charge current curve can be represented by (b) when the cable characteristic curve is (b) . In this case, when the cable characteristic curve is (b), the point A on the cable characteristic curve (b) is the position extracted in step S410, the point B on the transformer saturation curve is the value of the excitation current I e calculated in step S420, The point C on the actual charge current curve (b) is the value of the actual charge current calculated in step S500.
도 3에 의하면, 변압기 포화곡선이 (a)인 경우에 실충전전류곡선은 (a)로 나타낼 수 있고, 변압기 포화곡선이 (b)인 경우에 실충전전류곡선은 (b)로 나타낼 수 있다. 이때 변압기 포화곡선이 (b)인 경우에 케이블 특성곡선 상의 A점이 S410단계에서 추출된 위치이고, 변압기 포화곡선(B) 상의 B점이 S420단계에 의하여 산출된 여자전류(Ie)의 값이고, 실충전전류곡선(b) 상의 C점이 S500단계에 의하여 산출된 실충전전류의 값이다.3, the actual charge current curve can be represented by (a) when the transformer saturation curve is (a), and the actual charge current curve can be represented by (b) when the transformer saturation curve is (b) . At this time, when the transformer saturation curve is (b), the point A on the cable characteristic curve is the position extracted in step S410, the point B on the transformer saturation curve B is the value of the excitation current I e calculated in step S420, The point C on the actual charge current curve (b) is the value of the actual charge current calculated in step S500.
예를 들어, 충전전류가 4.0845A(단위충전전류는 0.8169A/㎞, 긍장은 5㎞)이고, 변압기의 여자전류가 1.5A인 경우에, 실충전전류는 2.5845A이다.For example, if the charging current is 4.0845 A (unit charging current is 0.8169 A / km, the maximum is 5 km) and the exciting current of the transformer is 1.5 A, the room charging current is 2.5845 A.
이때 변압기의 특성에 따른 여자전류를 고려하므로 실충전전류를 더욱 정확하게 산출할 수 있고, 케이블의 특성곡선과 변압기의 포화곡선을 기반으로 실충전전류를 산출하므로 직관적으로 실충전전류를 산출할 수 있다.
Since the exciting current according to the characteristics of the transformer is considered, the actual charging current can be calculated more accurately, and the actual charging current can be intuitively calculated based on the characteristic curve of the cable and the saturation curve of the transformer. .
상기 S600단계는, S500단계에서 산출된 실충전전류를 기반으로 분로리엑터의 용량을 산출하며,In operation S600, the capacity of the shunt reactor is calculated based on the actual charge current calculated in operation S500.
를 이용하여 3상 분로리액터의 용량을 산출하는 것이 바람직하다. 이때 상기 Q는 분로리액터의 용량, V는 케이블의 선간 전압, Ir은 실충전전류이다.It is preferable to calculate the capacity of the three-phase shunt reactor. Where Q is the shunt reactor capacity, V is the line voltage of the cable, and I r is the actual charge current.
예를 들어, V가 22.9KV이고, Ir가 2.5845A인 경우에 분로리액터의 용량(Q)은 102.51KVAR이다.For example, if V is 22.9 KV and I r is 2.5845 A, the shunt reactor capacity (Q) is 102.51 KVAR.
상술한 바와 같이, 케이블의 여러 가지 표준단면적의 대지커패시턴스와 표준 변압기 포화특성을 대입하여 이들을 조합하면 직관적으로 분로리액터의 용량을 산출할 수 있다.
As described above, the capacitance of shunt reactors can be calculated intuitively by substituting the ground capacitance and the standard transformer saturation characteristics of various standard cross-sectional areas of the cable and combining them.
이상, 본 발명의 일 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 일 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 분로리액터의 용량 산출 방법을 구현할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary,
Claims (6)
상기 S100단계에서 산출된 대지커패시턴스를 기반으로 케이블의 단위충전전류(단위길이 당 충전전류)를 산출하는 단계(S200);
상기 S200단계에서 산출된 단위충전전류와 케이블의 긍장을 기반으로 케이블의 충전전류를 산출하는 단계(S300);
상기 S300단계에서 산출한 케이블의 충전전류를 기반으로 전원 변압기 포화곡선상에서 여자전류를 산출하는 단계(S400);
상기 S300단계에서 산출한 충전전류와 상기 S400단계에서 산출한 여자전류를 기반으로 실충전전류를 산출하는 단계(S500); 및
상기 S500단계에서 산출된 케이블의 실충전전류를 기반으로 분로리액터의 용량을 산출하는 단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분로리액터의 용량 산출 방법.Calculating a ground capacitance according to an insulation layer thickness and a conductor cross-sectional area of a cable that transmits power (S100);
Calculating a unit charge current (charge current per unit length) of the cable based on the ground capacitance calculated in the step S100 (S200);
Calculating a charge current of the cable on the basis of the unit charge current and the positive charge of the cable calculated in step S200;
Calculating an exciting current on a power transformer saturation curve based on the charging current of the cable calculated in step S300;
Calculating a real charge current based on the charge current calculated in step S300 and the excitation current calculated in step S400; And
And calculating a capacity of the shunt reactor based on the actual charge current of the cable calculated in step S500 (S600).
를 이용하여 대지커패시턴스를 산출하는 것을 특징으로 하는 분로리액터의 용량 산출 방법.
상기 C는 대지커패시턴스(F/m), ε는 유전율, D는 케이블 절연체의 외경, d는 케이블의 도체외경과 반도전층 두께의 합이다.The method of claim 1,
To calculate the capacitance of the shunt reactor.
C is the earth capacitance (F / m),? Is the dielectric constant, D is the outer diameter of the cable insulator, and d is the sum of the outer diameter of the cable and the thickness of the semiconductive layer.
를 이용하여 케이블의 단위충전전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 분로리액터의 용량 산출 방법.
상기 Ic는 단위충전전류(A/㎞), f는 주파수(Hz), C는 대지커패시턴스(F/m), V는 케이블의 선간전압(KV)이다.2. The method of claim 1,
To calculate a unit charge current of the cable by using the calculated unit charge current.
Wherein c I is the unit charge current (A / ㎞), f is a frequency (Hz), C is a ground capacitance (F / m), V is the line voltage (KV) of the cable.
상기 충전전류에 대응하는 케이블 특성곡선의 위치를 추출하는 단계(S410); 및
상기 S410단계에서 추출된 위치에 대응하는 변압기 포화곡선의 위치에서 여자전류를 산출하는 단계(S420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분로리액터의 용량 산출 방법.The method of claim 1,
Extracting a position of a cable characteristic curve corresponding to the charging current (S410); And
And calculating an excitation current at a position of a transformer saturation curve corresponding to the position extracted in the step S410 (S420).
충전전류와 여자전류를 차감하여 실충전전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 분로리액터의 용량 산출 방법.The method of claim 1,
And the actual charge current is calculated by subtracting the charge current and the excitation current.
를 이용하여 분로리액터의 용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 분로리액터의 용량 산출 방법.
상기 Q는 분로리액터의 용량(kVAR), V는 케이블의 선간 전압(KV), Ir은 실충전전류(A)이다.The method of claim 1,
To calculate the capacity of the shunt reactor.
Q is the shunt reactor capacity (kVAR), V is the cable line voltage (KV), and I r is the actual charge current (A).
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