표제지
요약
ABSTRACT
목차
제1장 서론 12
1.1. 연구의 배경 및 필요성 12
1.1.1. 직류배전 사용의 확대 12
1.1.2. 직류 개폐서지 보호방법 현황 13
1.1.3. 직류 개폐서지에 의한 피해 사례 16
1.1.4. 연구의 필요성 18
1.2. 연구의 목적 및 내용 20
1.2.1. 연구의 목적 20
1.2.2. 연구 내용 20
제2장 관련 이론 22
2.1. R-L 직렬 회로 22
2.2. 직류회로의 차단특성 24
제3장 실험 27
3.1. 실험 장치의 구성 27
3.1.1. 과전류차단기(MCCB) 29
3.1.2. 릴레이(Relay) 29
3.1.3. 솔레노이드 코일 30
3.1.4. 시료 저항 31
3.2. 데이터 취득 장비 및 프로그램 32
3.3. 측정 장비 33
3.4. 실험 방법 35
3.4.1. 측정 방법 35
3.4.2. 아크에너지의 산출 방법 35
제4장 결과 고찰 37
4.1. 부하별 아크 에너지 및 아크 지속시간 37
4.1.1. L 부하의 차단 특성 37
4.1.2. R-L 부하에서 차단 특성 43
4.1.3. R 부하의 차단특성 45
4.2. 부하 및 전압의 크기에 따른 아크에너지 47
4.3. 차단 장치별 개극 시간과 아크 에너지 48
4.4. 아크에너지의 측정 결과 50
4.4.1. 부하별 아크에너지 50
4.4.2. L 부하의 아크에너지 52
4.4.3. R-L 부하에서의 아크 에너지 54
4.4.4. 개폐서지의 저감 방안 56
4.4.5. 차단기의 절점 수에 따른 특성 57
제5장 결론 61
References 63
표 1.1. VCB 트리거용 솔레노이드의 회로정수 17
표 1.2. VCS 조작용 솔레노이드의 회로정수 17
표 1.3. VCS 코일의 서지 및 아크에 의한 직·간접 고장 피해 사례 18
표 3.1. 실험에 사용한 코일의 인덕턴스와 내부 저항 값 31
표 3.2. Type 별 저항 값 31
표 3.3. 인덕턴스 테스터의 시방 34
표 3.4. DC 전압 테스터의 시방 34
표 3.5. DC 전류 테스터의 시방 34
표 4.1. L 부하에 대한 실험 결과 38
표 4.2. L-부하의 유형별 입력전압에 따른 개방서지전압, 전류와 아크전력의 파형 41
표 4.3. R-L 직렬부하 실험 결과 43
표 4.4. R-L부하의 유형별 입력전압에 따른 개방서지전압, 전류와 아크전력의 파형 44
표 4.5. R 부하의 실험 결과 45
표 4.6. R- 부하의 유형별 입력전압에 따른 개방서지전압, 전류와 아크전력의 파형 46
표 4.7. 차단 장치별 극간거리 및 개방시간의 측정 결과 50
표 4.8. SA 설치에 따른 아크에너지 및 전압의 변화 57
표 4.9. 절점별 입력전압에 따른 개방서지전압, 전류와 아크전력의 파형 59
표 4.10. 절점 수에 따른 아크에너지 및 차단시간 60
그림 1.1. 직류와 교류의 차단기 동작 시 파형 13
그림 1.2. 각종 코일 기기별 보호 방법 15
그림 1.3. VCS(Vacuum Contact Switch) 공급 전원의 SA 설치 사례 15
그림 1.4. Diode를 이용한 DC 배전 제어회로의 적용 16
그림 1.5. VCS의 내부회로와 리미트 스위치 및 그의 외형 19
그림 1.6. 솔레노이드 코일에 환류다이오드의 설치 및 접점을 IGBT로 구성한 PCB 19
그림 1.7. 배전 설비에서 활용중인 VCS 사진 19
그림 2.1. R-L 직렬회로 22
그림 2.2. R-L 직렬회로의 시정수에 따른 직류투입전류의 변화 23
그림 2.3. R-L 직류회로의 개방특성 24
그림 2.4. R-L 직렬회로에서 전류차단 25
그림 2.5. R-L 직류회로를 차단할 때의 직류 아크전압 및 전류의 변화 26
그림 3.1. 가변전압 DC 전원회로 27
그림 3.2. 부하 종류별 실험 회로 28
그림 3.3. 실험에 사용한 차단기 29
그림 3.4. 실험용 릴레이 29
그림 3.5. 실험용 솔레노이드코일의 사진 30
그림 3.6. DAQ card 입력채널 32
그림 3.7. DAQ card 실물 32
그림 3.8. 적용 프로그램 화면 및 코드 33
그림 3.9. 아크 발생시 전압, 전류 차트 및 아크에너지 36
그림 4.1. 차단기 개방시의 접점의 전압과 전류 39
그림 4.2. 차단기 off 후 접점의 전압과 전류 39
그림 4.3. 부하 1의 입력 전압별 파형 40
그림 4.4. L부하와 R부하의 개방서지 전압의 비교 46
그림 4.5. 저항부하에서 전압과 전류에 따른 아크에너지 및 아크시간 48
그림 4.6. 차단기 개극시 아크 진행과 종료 49
그림 4.7. 차단기별 극간 간극 49
그림 4.8. 부하 Type별 아크에너지 51
그림 4.9. 차단기별 아크에너지 51
그림 4.10. 전압 증가에 따른 부하별 아크에너지 53
그림 4.11. 전압 증가에 따른 부하별 아크 지속시간 54
그림 4.12. 전압 증가에 따른 R-L 부하에서의 아크에너지 55
그림 4.13. 전압 증가에 따른 R-L 부하에서의 아크 지속시간 55
그림 4.14. SA와 다이오드 특성 실험을 위한 회로 56
그림 4.15. MCCB 접점의 직렬 구성에 의한 사용전압 증대 방법 58
그림 4.16. 차단기 절점의 변화별 아크에너지와 차단시간 변화 60