배전 변전소 설계 회의에 참여해 본 적이 있다면 단락 분석이 단순한 엔지니어링 체크박스가 아니라 변전소를 안전하고 안정적으로 유지하며 모든 지역 그리드 코드를 준수하는 중추라는 것을 알고 계실 것입니다. 가장 일반적인 방법, 변전소에 적용하는 방법, 그리고 변전소를 사용하는 모든 사람에게 중요한 이유를 분석해 보겠습니다.배전 변전소설정.
먼저, 빠른 정의를 내리겠습니다. 단락 분석은 두 개 이상의 도체가 의도하지 않은 접촉(예: 상간 결함, 상간 결함 또는 3상 모두 단락)을 일으킬 때 흐르는 비정상적인 전류의 크기를 계산합니다. 이 전류는 일반 작동 전류보다 훨씬 높으므로 회로 차단기 및 변압기부터 모든 것을 지탱하는 구조물에 이르기까지 장비 사양에 직접적인 영향을 미칩니다. 구조에 관해 말하자면, 우리의변전소 철강 구조그리고전기적 구조라인은 결함 전류로 인한 기계적 힘을 처리하도록 구축되었으며 이는 모두 우리가 분석에서 가져온 단락 숫자에 뿌리를 두고 있습니다.
이제 방법 자체입니다. 그것들은 모든 것에 적합하지 않습니다. 각각은 변전소의 전압 수준, 크기, 작업해야 하는 데이터 양에 따라 사용 사례가 있습니다. 소형 저전압 배전 변전소에 사용되는 가장 기본적인 방법인 단위당(PU) 방법부터 시작해 보겠습니다. 이는 특히 모든 구성 요소에 대해 매우 상세한 임피던스 데이터가 없는 경우 빠른 계산을 위한 기본 기능입니다. 작동 방식은 다음과 같습니다. 실제 옴 또는 암페어를 사용하는 대신 모든 임피던스를 공통 단위당 베이스(일반적으로 100MVA 또는 변전소의 정격 MVA)로 변환하고 단순화된 임피던스 다이어그램을 사용하여 오류 전류를 해결합니다. 빠르고, 하급 엔지니어에게 전달하기 쉬우며, 고객이 처음 연락하여 어떤 종류의 차단기가 필요할지 대략적인 아이디어가 필요할 때와 같은 예비 설계 단계에 적합합니다. 그러나 여기에 문제가 있습니다. 다중 병렬 분기 또는 긴 송전선이 있는 대규모 고전압 변전소의 경우 단위당 방법의 정확도가 떨어집니다. 138kV 배전 변전소에서 작업하는 경우 이 방법에만 의존할 수는 없으며 더 정확한 방법이 필요합니다.
다음은 대부분의 중전압 및 고전압 변전소(34.5kV ~ 230kV)에 사용되는 대칭 구성 요소 방법입니다. 이것은 실제 작업에서 매우 흔히 발생하는 불균형 결함, 즉 세 단계 모두에 동시에 도달하지 않는 결함을 처리하기 때문에 훌륭합니다. 이 방법은 불균형 전류를 세 가지 "대칭 구성 요소" 세트(양수, 음수, 영 시퀀스)로 분할합니다. 각각에는 자체 임피던스 경로가 있으므로 간단한 단위별 방법으로는 정확하게 수행할 수 없는 위상-접지 오류, 라인-라인 오류 또는 이중 라인-접지 오류에서 전류가 어떻게 흐르는지 모델링할 수 있습니다. 저희 회사에서는 거의 모든 맞춤 제작에 Symmetrical Component Method를 사용하고 있습니다.변전소용 갠트리 구조그리고변전소 갠트리 구조갠트리는 부스바 연결에 매우 중요하며 구조적 무결성은 정확한 고장 전류 계산에 달려 있기 때문입니다. 제로 시퀀스 임피던스를 잘못 계산하면 결함이 발생한 동안 갠트리의 크기가 자기력에 비해 작아질 수 있으며 이는 큰 안전 위험입니다.
그런 다음 여러 피더, 변압기 및 태양열이나 배터리 저장 장치와 같은 분산 에너지 자원(DER)을 갖춘 대규모의 복잡한 배전 변전소에 대해 협상할 수 없는 컴퓨터 지원 분석 방법이 있습니다. 과거에는 엔지니어들이 계산자와 큰 종이 다이어그램을 사용하여 수동으로 단락 계산을 수행했지만 이제는 ETAP, PSCAD 또는 MATLAB과 같은 소프트웨어를 사용하여 변전소의 모든 단일 구성 요소와 더 넓은 그리드에 대한 연결을 모델링합니다. 이 방법은 실시간 데이터, 동적 부하 변화, 심지어 DER이 결함 전류에 기여하는 방식까지 처리할 수 있습니다(더 많은 그리드가 재생 가능 에너지를 추가함에 따라 이는 현재 큰 문제입니다). 예를 들어, 변전소의 부스바에 연결된 5MVA 태양광 어레이가 있는 경우 컴퓨터 모델은 해당 태양열이 결함 중에 추가 전류를 추가하는 방법을 보여줄 수 있으므로 이에 따라 차단기 등급과 구조 설계를 조정할 수 있습니다. 이는 또한 고객이 유틸리티에 대한 전체 규정 준수 보고서를 필요로 할 때 사용하는 방법이기도 합니다. 규제 기관은 일반적으로 지역 전송 그리드의 일부가 될 모든 변전소에 대해 컴퓨터로 생성된 단락 분석을 요구합니다.
잠깐, 저전압 배전 변전소(예: 120/240V 상업용 또는 주거용 급전 변전소)에 주로 사용되는 순간 분석 방법도 있습니다. 이는 전류가 최대 순시 값까지 급증하는 단락의 첫 번째 밀리초에 중점을 둡니다. 이는 장비 손상을 방지할 수 있을 만큼 빠르게 작동하는 보호 계전기를 설정하는 데 사용됩니다. 예를 들어 식료품점 배전 변전소의 회로 차단기는 단락이 있는 경우 0.01초 내에 작동해야 하므로 즉각적인 분석을 통해 해당 계전기를 교정하는 방법을 정확하게 알려줍니다. 대칭 구성 요소 방법보다 간단하지만 저전압 균형 오류 시나리오에서만 작동합니다.
이제 이러한 방법이 변전소 공급업체로서의 업무와 교차하는 지점에 대해 이야기해 보겠습니다. 고객이 모호한 설계를 가지고 우리에게 와서 "배전 변전소가 필요해요"라고 말하고 단락 분석이 주문의 거의 모든 부분을 결정한다는 사실을 깨닫지 못하는 경우가 얼마나 많은지 알 수 없습니다. 우리가 만드는 갠트리? 스팬, 강철 두께, 기초 크기? 이 모든 것은 분석에서 얻은 고장 전류 값을 기반으로 합니다. 강철 구조물, 부스바, 심지어 절연체 유형까지 모든 것이 이러한 계산과 연관되어 있습니다. 예를 들어, 작년에 우리는 25kA 사고 전류를 가진 도시 소유 배전 변전소 프로젝트를 진행했기 때문에 15kA 사고 전류를 가진 프로젝트보다 갠트리에 더 두꺼운 강철을 사양해야 했습니다. 해당 고전압 사이트에 대해 잘못된 단락 방법(예: 기본 단위별 방법)을 사용했다면 더 낮은 결함 전류를 추측하고 크기가 작은 구조를 주문했을 것이며 전체 프로젝트가 검사에 실패했을 것입니다.
주목해야 할 또 다른 사항: 모든 방법에는 장단점이 있으며 어느 방법도 다른 방법보다 "더 나은" 것은 없습니다. 모든 것은 응용 프로그램에 관한 것입니다. 단위당 방법은 빠른 추정에는 적합하지만 최종 설계에는 적합하지 않습니다. 대칭 구성 요소 방법은 불균형 결함에 적합하지만 소프트웨어가 없는 경우 몇 가지 손 계산이 필요합니다. 컴퓨터 지원 분석은 매우 정확하지만 변압기가 하나만 있는 작은 시골 배전 변전소의 경우 과잉일 수 있습니다. 공급업체로서 우리는 고객이 변전소의 사양에 따라 올바른 방법을 선택할 수 있도록 지원하여 고객이 잘못된 접근 방식에 시간이나 돈을 낭비하지 않도록 합니다.
잠깐, 새로운 엔지니어들이 저지르는 흔한 실수, 즉 0 시퀀스 임피던스 계산을 건너뛰는 것에 대해서도 살펴보겠습니다. 이는 접지로 흐르는 전류를 다루는 대칭 구성요소 방법의 일부이며, 접지 결함이 변전소의 강철 구조물에 많은 기계적 힘을 가하기 때문에 갠트리 구조에 매우 중요합니다. 몇 년 전, 단순화된 분석을 사용하고 제로 시퀀스 임피던스를 고려하는 것을 잊어버린 고객이 있었는데, 테스트 오류 후 갠트리 빔 중 하나에 미세한 균열이 생겼습니다. 우리는 구조를 개조해야 했고 이로 인해 수천 달러의 비용이 들었고 출시가 지연되었습니다. 이것이 바로 우리가 버스바 또는 접지 연결을 처리하는 구조를 설계할 때 항상 완전한 대칭 구성요소 방법(정순순뿐만 아니라) 사용을 강조하는 이유입니다.
이제 그리드 운영자, 엔지니어, 시설 관리자 등 배전 변전소 프로젝트를 진행하는 경우 먼저 단락 분석을 완료해야 합니다. 전문 공급업체로서배전 변전소장비, 갠트리, 강철 구조물 등 당사는 귀하의 필요에 맞는 방법을 안내하고 분석으로 인해 발생하는 모든 결함 전류를 처리할 수 있는 하드웨어를 구축할 수 있는 전문 지식을 보유하고 있습니다. 다음 변전소 계획을 시작할 준비가 되었거나 게임에 참여했던 사람이 단락 번호를 실행하고 싶다면 당사 팀에 연락하여 프로젝트에 대해 이야기하세요. 잘못된 분석 방법을 선택함으로써 발생하는 비용이 많이 드는 실수를 방지하고 변전소가 안전하고 신뢰할 수 있으며 내구성이 뛰어난지 확인하도록 도와드리겠습니다.
