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SUMMARY

CONTENTS

목차

제1장 연구개발과제의 개요 21

1. 연구개발 목적 및 필요성 21

가. 시간동기화 기능을 갖는 교류철도용 통합보호계전시스템 기술개발 21

나. 교류급전계통 보호시스템 개발 22

다. 게이트웨이 및 어플리케이션 개발 24

라. 사고모의 디지털 시뮬레이터 및 보호계전기 정정프로그램 개발 25

마. 급전계통 모델링·해석 및 보호계전 알고리즘 구현·검증 26

2. 연구개발 범위 27

가. 연구목표 및 주요연구내용 27

나. 정량적 성과목표 및 성과지표 30

제2장 국내외 기술 개발 현황 33

1. 국내외 기술수준 33

2. 국내외기술 및 산업동향 34

가. 보호반 및 보호계전기 기술 현황 34

나. 고장점표정 기술 현황 37

다. IEC-61850기반 소규모감시제어 기술 현황 39

라. 보호계전기-어플리케이션 적용 기술 현황 41

마. 실시간 원격감시용 Wi-Fi/4G 휴대폰 기기 어플리케이션 기술 현황 42

바. 보호계전기용 시뮬레이터 기술 현황 42

사. 보호계전기 정정프로그램 기술 현황 43

아. 급전계통 모델링·해석 및 보호계전 알고리즘 구현·검증 49

제3장 연구 수행 내용 및 성과 51

1. 연구개발결과 요약 51

2. 연구개발주요내용 54

가. 보호계전기 기술개발 54

나. 고장점표정장치 기술개발 121

다. IEC61850 기반 소규모 감시제어 시스템 개발 147

라. 게이트웨이 및 Wi-Fi/4G 어플리케이션 162

마. 통합보호계전기용 시뮬레이터 및 정정프로그램 172

바. 교류전기철도 급전해석(알고리즘 개발) 207

3. 연구개발 성과 259

가. 연구개발 제품과 기존제품과의 성능 비교 259

나. 연구개발품의 기술적·경제적 성과 260

제4장 목표달성도 및 관련분야 기여도 263

1. 목표달성도 263

가. 질적성과지표 263

나. 양적성과지표 265

2. 관련분야 기여도 267

제5장 연구개발성과의 활용계획 269

1. 연구성과의 활용방안 269

가. 현황 269

나. 실용화에 따른 기대효과 269

다. 실용화 요건 269

라. 장애요인 및 극복방안 270

마. 적용 대상 및 기관 : 교류전기철도 운영사(한국철도공사, SR社) 270

2. 연구성과에 따른 파급효과 271

가. 경제적 측면 271

나. 사회문화적 측면 271

다. 정부지원 필요성 271

3. 연구개발성과 홍보실적 272

가. 세계 최대 철도교통전시회 INNOTRANS 2016 272

나. APTA(American Public Transportation Association's) EXPO 272

다. 국토교통기술대전 2017 273

라. 국내외 시장진출을 위한 상호협력 세미나 273

마. 베트남 철도관계자 대상 연구성과물 관련 기술교류 274

바. 한국-베트남 철도협력 기업간담회 275

사. 상용화를 위한 성과공유제 최종보고회 275

제6장 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 277

제7장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 283

제8장 연구개발과제의 대표적 연구실적 285

제9장 참고문헌 287

제10장 기타자료 291

1. 실증시험 내부결과보고서 291

2. 보호시스템 실증시험 보고서 296

[뒷표지] 344

표 1. 국내 정정 프로그램 현황 49

표 2. 철도설계지침 및 편람(KR E-02090) 수전반 요구사항 55

표 3. 철도설계지침 및 편람(KR E-02090) 수전반 요구사항 58

표 4. 철도설계지침 및 편람(KR E-02090) 급전반 요구사항 61

표 5. 보호계전기(IED) 전체 하드웨어 구성 68

표 6. LN(logical node) 그룹 79

표 7. Logical node 설계 79

표 8. 비율차동계전 보호의 Class 80

표 9. Common logical node class 81

표 10. ACT class 83

표 11. 임피던스 보호(21) 동작치 성능 시험결과표(일부) 93

표 12. 과전류보호기능(50/51) 시험 결과표(일부) 94

표 13. 과전압보호기능(59) 동작치 시험 결과표 95

표 14. 과전압보호기능(59) 동작 시간 시험 결과표 95

표 15. 저전압보호기능(27) 동작치 특성 시험 결과표 96

표 16. 저전압보호기능(27) 동작 시간 시험 결과표 96

표 17. 열동과부하(49) 동작치 성능 시험 결과표 97

표 18. 열동과부하(49) 동작 시간 시험 결과표 97

표 19. 비율차동보호계전(87) 시험 기준 99

표 20. 동작치 시험결과(Slope 2) Winding 1-2(A, C : M), Knee Point : 5.0 A Slope 1 : 20%(일부) 100

표 21. 전력품질 측정기(Dewetron-571) 설정 값 104

표 22. 상행(고사리 SP → 동백산 S/S 방면)-2016.01.27. 106

표 23. 하행(동백산 S/S → 고사리 SP 방면)-2016.01.27. 106

표 24. 분석 가능 파일 구분 117

표 25. 트립 유형 분석 117

표 26. 안산 변전소 Scott 결선 변압기의 위상차 118

표 27. 신청주(＝옥천) 변전소 Scott 결선 변압기의 위상차 118

표 28. 신청주 변전소의 비율차동계전기 정정 120

표 29. 교류전철 급전계통의 고장점표정장치의 방식 123

표 30. 2015년도 고장점 표정 오차거리 조사 124

표 31. Synchrophasor 응용 기술 128

표 32. 급전회로에 적용한 보호계전기 174

표 33. 시뮬레이터 하드웨어 목록 175

표 34. 메인 화면 주요 버튼의 명칭과 기능 178

표 35. 설정-전압, 전류 채널 설정 화면의 주요 기능 179

표 36. 설정-전압, 전류 채널 설명화면의 주요 기능 180

표 37. 설정-캘리브레이션 화면의 주요 기능 181

표 38. 설정-고조파 설정 화면의 주요 기능 182

표 39. 설정-입력 파형 설정 화면의 주요 기능 183

표 40. 설정-파형 생성기 화면의 주요 기능 184

표 41. 전류 증폭기 시험결과 189

표 42. 전압 증폭기 시험결과 189

표 43. 보호계전기 제품별 보호요소 및 기능 비교 190

표 44. 수전반 보호계전기 정정기준 191

표 45. 변압기반 보호계전기 정정기준 192

표 46. 급전반 보호계전기 정정기준 192

표 47. 보호계전기 정정 절차 193

표 48. 전기철도 변전소의 전원 임피던스 208

표 49. 154[kV] 수전반에 대한 수계산 고장 전류 크기 209

표 50. 스코트 변압기의 권선수 211

표 51. 스코트 변압기의 파라미터 212

표 52. 스코트 변압기반에 대한 수계산 고장 전류 크기 212

표 53. 단권변압기에 대한 수계산 고장 전류 크기 215

표 54. 각 도체들의 규격 217

표 55. 계산된 각 도체의 자기 임피던스 218

표 56. 계산된 각 도체 간 상호 임피던스 218

표 57. 각 도체군들의 등가화된 임피던스 220

표 58. 모델 계통의 파라미터 225

표 59. 시뮬레이션 조건 227

표 60. 시뮬레이션 조건 239

표 61. 고장 거리에 따른 분기별 전류(Case 1, Zt ＝ 1[Ω])(이미지참조) 239

표 62. 고장 거리에 따른 분기별 전류(Case 1, Zt ＝ 2[Ω])(이미지참조) 240

표 63. 고장 거리에 따른 분기별 전류(Case 1, Zt ＝ 3[Ω])(이미지참조) 240

표 64. 고장 거리에 따른 분기별 전류(Case 1, Zt ＝ 4[Ω])(이미지참조) 240

표 65. 고장 거리에 따른 분기별 전류(Case 1, Zt ＝ 5[Ω])(이미지참조) 241

표 66. 고장 거리에 따른 분기별 전류(Case 2, Zr ＝ 1[Ω])(이미지참조) 241

표 67. 고장 거리에 따른 분기별 전류(Case 2, Zr ＝ 2[Ω])(이미지참조) 241

표 68. 고장 거리에 따른 분기별 전류(Case 2, Zr ＝ 3[Ω])(이미지참조) 242

표 69. 고장 거리에 따른 분기별 전류(Case 2, Zr ＝ 4[Ω])(이미지참조) 242

표 70. 고장 거리에 따른 분기별 전류(Case 2, Zr ＝ 5[Ω])(이미지참조) 242

표 71. 각 급전계통에서의 단락 임피던스 계산 결과 243

표 72. 분리 급전계통에 대한 시뮬레이션 조건 253

표 73. 병렬 급전계통에 대한 시뮬레이션 조건 254

표 74. 병렬 급전계통에 대한 추가 시뮬레이션 조건 255

표 75. 급전선-레일 단락 고장에 대한 시뮬레이션 조건 257

그림 1. 철도전력공급 관련 유지보수 및 교체분야 全세계 시장 성장률(지역별)-2011~2016년 기준 24

그림 2. 변전소의 보호반(해외 ICE 계전기 적용) 34

그림 3. 수전반 해외 보호계전기 사양 35

그림 4. 변압기반 해외 보호계전기 사양 36

그림 5. 급전반 해외 보호계전기 37

그림 6. 전류비 방식 기본 이론 37

그림 7. 단권변압기 흡상전류비 방식 38

그림 8. 흡상전류비 방식 고장점표정장치 구성현황 38

그림 9. 리액턴스 방식 39

그림 10. 거리에 따른 리액턴스와 재폐로시(reclose) 리액턴스 39

그림 11. Siemens 시스템 구성도 39

그림 12. Siemens(社)의 SICAM PAS HMI 40

그림 13. DNP3.0기반의 변전소 자동화를 위한 감시제어시스템 40

그림 14. IEC61850 기반 154kV M.Tr 산청 변전소 감시제어시스템 41

그림 15. 보호계전기-Gateway 통신구성도 41

그림 16. 어플리케이션 주요 메뉴화면 42

그림 17. 국내외 보호계전기 디지털 시뮬레이터 42

그림 18. Siemens 7ST61/63 보호계전기 43

그림 19. 지멘스 계전기(7ST61) 동작영역 44

그림 20. DIGSI®4 프로그램 44

그림 21. ICE 계전기(PDZI-N) 동작영역 45

그림 22. 3고조파 억제 계수 46

그림 23. ICE 계전기(PDZI-N) 정정프로그램 46

그림 24. 미쓰비시 거리계전기 동작영역 47

그림 25. 국내 보호계전기 정정프로그램 48

그림 26. ICE(社) 수전반 보호계전기(NPID800, 좌), (NPU800, 우) 보호 사양 56

그림 27. Siemens(社) 수전반 보호계전기(7SJ62모델) 보호 사양 56

그림 28. IEEE Std C37.91의 주요 내용 57

그림 29. 비율차동계전 방식(좌) 및 변압기돌입전류 메커니즘(우) 그림 57

그림 30. Siemens(社) 비율차동계전기(7UT6모델) 알고리즘 59

그림 31. ICE(社) 비율차동계전기(NPDT모델) 알고리즘 59

그림 32. 다양한 임피던스 계전 보호방식(IEEE C37.113) 60

그림 33. Siemens(社)7ST63(왼쪽), 7ST61(오른쪽) 61

그림 34. ICE(社) PDZIN(좌), ABB(社) RE0517(우) 61

그림 35. Siemens(社),ICE(社),ABB(社) 계전기의 급전보호 알고리즘 방식 62

그림 36. 비율차동 알고리즘 구현 65

그림 37. 오미크론 주입 시험시 타입별 결선 방식 66

그림 38. 임피던스 계전 알고리즘 설계 66

그림 39. 임피던스 계전 알고리즘 구현[원문불량;p.47] 67

그림 40. 임피던스 계전 알고리즘 블록도 67

그림 41. MPU(Main Processing Unit) Module 68

그림 42. DSP(Digital Signal Processing) Module 68

그림 43. HMI(Human-Machine Interface) Module 69

그림 44. DI, DO Module 69

그림 45. 보호계전기 상세 구성도 69

그림 46. H/W 모듈 제작 70

그림 47. 급전반 보호계전기, 변압기반 보호계전기 외관 도면 70

그림 48. 수전반 변압기 외관 도면 71

그림 49. 급전반/변압기반 보호계전기(좌), 수전반 보호계전기(우) 제작 71

그림 50. 메인 화면 72

그림 51. 고장이력 화면 72

그림 52. 아날로그 값(전압/전류) 계측화면 72

그림 53. 고장 파형 화면 72

그림 54. 운용 S/W 실행 화면 73

그림 55. 로그인 및 초기화면 73

그림 56. 보호계전기와 PC와의 연결의 위한 포트설정 및 연결 74

그림 57. 정정(공통)설정 화면 74

그림 58. 시스템 이력 화면 75

그림 59. 고장이력 확인 화면 75

그림 60. 고장 파형 요약 및 고장 데이터 화면 76

그림 61. 고장 파형 화면 76

그림 62. 고장 파형의 페이져도 및 데이터 재생 기능 화면 77

그림 63. 고장파형에 대한 고조파 분석 화면 77

그림 64. PLC 수정 화면 78

그림 65. PLC 편집의 그래픽 모드 화면 78

그림 66. 기능별 프로토콜의 개요 82

그림 67. MMS 스레드 개요도 84

그림 68. MMS 메시지 송수신 함수 개요도 84

그림 69. GOOSE publish 스레드 85

그림 70. GOOSE subscribe 스레드 85

그림 71. RAM 활동 및 신뢰성 분석 절차도 86

그림 72. 분석 결과 Report(별첨) 87

그림 73. 유효범위 내 test points A, B, C, D, E의 위치 88

그림 74. 임피던스 주입 ramp 방식 88

그림 75. MHO characteristic showing nine test points 89

그림 76. MHO characteristic showing test ramps 89

그림 77. outside and inside accuracy limits for MHO characteristic 89

그림 78. 사변형 특성에서 10개의 test points 90

그림 79. 사변형 특성에서 test ramps 90

그림 80. 사변형 특성에서의 정확도 제한(accuracy limits) 91

그림 81. 사변형/다각형 특성의 accuracy limits 91

그림 82. Mho 특성에서의 정확도 제한(accuracy limits) 91

그림 83. 기본 특성 정확도에 대한 시험 절차 92

그림 84. 타입별 결선 방식(Separate, Differential) 98

그림 85. 보호계전기 성능 공인인증시험 101

그림 86. 내환경 및 기능 시험 성적서 101

그림 87. 내환경 및 기능 시험 성적서 102

그림 88. IEC61850 공인인증 시험 102

그림 89. IEC61850 통신적합성 시험 인증서 103

그림 90. 전력품질 측정기(Dewet ron-571) 설치 103

그림 91. 급전반 1호 동해방면 CT, PT 단자대 연결 104

그림 92. 고장점 표정반 고사리방면 AT 중성선 연결 104

그림 93. 실시간 열차 위치 측정 104

그림 94. 전력 데이터 측정 포인트 105

그림 95. 전력품질 측정기(Dewetron-571)의 데이터 측정 화면 105

그림 96. 데이터 분석(DEWESoft 7.1) 화면 및 차량운행 시간대의 데이터 106

그림 97. 측정 시간대의 급전 전압 trend 107

그림 98. 운행 데이터 중 최소 임피던스값 추출 107

그림 99. 상행 열차가 도계역에서 태백역으로 이동간의 위치 측정 108

그림 100. 열차 전류에 따른 전류비 분석 108

그림 101. 무부하 급전반 전압의 고조파 함유율 109

그림 102. 무부하 급전반 전류의 고조파 함유율 109

그림 103. 최대부하시 급전반 전압의 고조파함유율 109

그림 104. 최대부하시 급전반 전류의 고조파함유율 109

그림 105. 전압·전류 THD Trend 109

그림 106. OMICRON을 이용한 전류 주입 시험 세트 구성 111

그림 107. 전력품질 측정기를 이용한 전압 및 전류 데이터 수집 113

그림 108. 전력품질 측정기로 수집한 변압기 가압시 발생한 돌입전류 데이터 114

그림 109. 기능 시험 설비 및 구성 114

그림 110. 계전기에 돌입전류 인가시 시험결과 1회차 115

그림 111. 계전기에 돌입전류 인가시 시험결과 7회차 116

그림 112. 평택 변전소 트립 파형(파일명 : pyeong1T150923.DAT) 118

그림 113. 김천 변전소 트립 파형(파일명 : kimcheon1T051214_150.DAT) 119

그림 114. 신청주 변전소 트립 파형(파일명 : 신청주mtr1160111 .DAT) 119

그림 115. 신청주 변전소 T상 전류의 고조파 함유율 120

그림 116. 신청주 변전소 트립 파형(파일명 : 신청주mtr2171102.DAT) 120

그림 117. 안산 변전소 트립 파형(파일명 : ansan2T161027.DAT) 121

그림 118. 데이터 시간비동기로 인한 오차발생 설명 그림 122

그림 119. 전류비 방식 기본 이론 124

그림 120. 단권변압기 흡상전류비 방식 125

그림 121. 흡상전류비 방식 고장점표정장치 구성 125

그림 122. 분리급전시스템에서의 전차선로 보호 절차 125

그림 123. 흡상전류비 방식 고장점표정 절차 126

그림 124. 리액턴스 방식 126

그림 125. 고속선 병렬급전시스템에서의 전차선로 보호 절차 127

그림 126. 거리에 따른 리액턴스와 재폐로시(reclose) 리액턴스 127

그림 127. 국제규격 IEEE Std C37.118.1 표준 127

그림 128. 시각 동기화 H/W 블럭도 130

그림 129. 시각 동기 신호를 이용한 동기 신호 130

그림 130. 시각동기 FPGA 회로 설계도면 131

그림 131. 시각동기 FPGA와 DSP Interface 블럭도 131

그림 132. DSP에 탑재된 시각동기 FPGA 모듈 사진 131

그림 133. GPS 수신기와 연동한 시각동기 모듈 자체 시험 132

그림 134. 시각동김 모듈 시험 결과 132

그림 135. 상하행선 AF, TF 전류비방식 알고리즘 전류측정 위치 133

그림 136. SP 타이 미결선의 경우, 전류비방식 알고리즘 전류측정 위치 133

그림 137. 단선 계통에서의 전류비방식 알고리즘 전류측정 위치 133

그림 138. 보호계전기와 고장점 표정장치 구성을 통한 알고리즘 134

그림 139. 보호계전기와 고장점 표정장치 연동 알고리즘 134

그림 140. 2차 보간법을 이용한 리액턴스 방식 고장점표정 기술 135

그림 141. 고장점 표정반 시스템 구성도 136

그림 142. 흡상전류비방식으로 적용할 경우, 통신 구성 136

그림 143. 고장점표정장치 외형도면 136

그림 144. 고장점 표정장치 사진 137

그림 145. 고장점 표정장치 HMI 메인화면 137

그림 146. 고장점 표정장치 고장점표정 정보 화면 138

그림 147. KCTL에서의 내환경 시험 139

그림 148. KERI 시험성적서 139

그림 149. 동백산 변전소 보호반 및 고장점 표정장치(Master) 도면 140

그림 150. 심포리 SSP, 고리사 SP의 고장점 표정장치(Slave) 도면 140

그림 151. 고장점 표정장치 설치 사진 141

그림 152. 건물 외부 벽면 GPS 수신 안테나 설치 141

그림 153. 고장점 표정장치 TEST MODE 측정 데이터 142

그림 154. 7월 24일 12:00~18:00 사이의 전류비 데이터 142

그림 155. 7월 25일 09:00~18:00 사이의 전류비 데이터 142

그림 156. 7월 24일 차량 운행 정보 143

그림 157. 7월 25일 차량 운행 정보 143

그림 158. 고사리 SP 위치 143

그림 159. 24일 8536 차량 데이터 144

그림 160. 25일 8566 차량 데이터 144

그림 161. 이동거리에 따른 전류비 특성 145

그림 162. 쯔다 방식의 전류비 특성 145

그림 163. 무부하 전류 보정 후 인텍 고장점 표정장치 전류비 특성 146

그림 164. 무부하 전류 보정 후 쯔다 고장점 표정장치 전류비 특성 146

그림 165. 현재 운영 중인 전류비 데이터와 시험 데이터의 비교 그래프 147

그림 166. 기존 변전소의 구조 147

그림 167. 기존 변전소 내의 다양한 통신 프로토콜 148

그림 168. IEC 61850 기반의 변전소 자동화 시스템 149

그림 169. 데이터베이스 편집기 화면 152

그림 170. 감시제어 메인 화면 152

그림 171. 원격으로 장치 제어(상태변경) 화면 153

그림 172. 상태정보 실시간 감시화면 153

그림 173. 메뉴 도구 화면 154

그림 174. 운용자 제어 명령 기능 화면 154

그림 175. Open/Close 명령을 수행 화면 155

그림 176. 사용자 제어 선택 화면 155

그림 177. 운용자 제어 제한 기능 화면(1) 155

그림 178. 사용자 제어 선택 화면(2) 156

그림 179. 그래픽 편집기에서 상태 색상 변경 화면 156

그림 180. 차단기/단로기/선로 색상 변경 화면 156

그림 181. Host Sever 시스템 구성도 157

그림 182. Core 시스템 구성도 158

그림 183. IEC61850 통신 시스템 구성도 158

그림 184. IBM x3650 M5 Server 159

그림 185. 61850 Switch Hub 159

그림 186. 소규모 감시제어시스템 시제품 구성 160

그림 187. 소규모감시제어장치 설치 사진 160

그림 188. 원격 감시 제어 시스템 연계용 Gateway 의 네트워크 구성 163

그림 189. 원격 감시 제어 시스템 연계용 Gateway의 System flow 164

그림 190. 원격 감시 제어 시스템 연계용 Gateway의 System flow 165

그림 191. 디자인 컨셉의 전환 166

그림 192. 마이크로소프트 미국 웹사이트-솔리드 배경에 타이포 위주의 플랫 디자인을 적용한 반응형 웹사이트 167

그림 193. 디지털 시뮬레이터 구성도 175

그림 194. NI cDAQ Module Set 175

그림 195. 전류 증폭기 시뮬레이션 회로도 176

그림 196. 전류증폭기 시뮬레이션 결과 176

그림 197. 증폭기 전면부 176

그림 198. 증폭기 내부 SMPS 176

그림 199. 증폭기 회로 177

그림 200. 제작된 디지털 시뮬레이터 177

그림 201. 계전기 시뮬레이터 프로그램 메인 화면 178

그림 202. 설정-전압, 전류 채널 설정 화면의 주요 기능 179

그림 203. 설정-전압, 전류 채널 설정 180

그림 204. 설정-캘리브레이션 181

그림 205. 캘리브레이션 입력 대화 상자 182

그림 206. 설정-고조파 설정 182

그림 207. 설정-고조파 데이터 불러오기 183

그림 208. 설정-입력 파형 설정 183

그림 209. 설정-파형 생성기 184

그림 210. TDMS file Subjects 185

그림 211. TDMS File Data(Analog Output) 186

그림 212. NI MAX 초기 구동 화면 186

그림 213. NI MAX 하드웨어 연결 상태 표시 부분 187

그림 214. 바탕화면 및 시작메뉴 아이콘 187

그림 215. 전압 증폭기 출력파형 188

그림 216. 전류증폭기 출력파형 188

그림 217. Comtrade 파형 출력(전압) 190

그림 218. Comtrade 파형 출력(전류) 190

그림 219. 거리계전요소 보호영역의 각 제품별 특성 191

그림 220. 과전류 계전 요소의 동작 특성 191

그림 221. 보호계전기 정정프로그램 메인 창 194

그림 222. 정정기준입력 창의 계전기 정정지침 194

그림 223. 환경변수 입력-수전 195

그림 224. 환경변수 입력-송전선로 195

그림 225. 환경변수 입력-변압기 195

그림 226. 환경변수 입력-전차선로 196

그림 227. 환경변수 입력-차량 196

그림 228. CT선정 197

그림 229. 수전반 저전압 계전기 198

그림 230. 수전반 지락 과전압 계전기 198

그림 231. 수전반 과전류 계전기 199

그림 232. Delay Type 종류 199

그림 233. 수전반 지락 과전류 계전기 200

그림 234. 변압기반 변압기 1차보호(50/51) 계전기 200

그림 235. 변압기반 변압기 1차보호(50N/51N) 계전기 201

그림 236. 변압기반 변압기 2차보호(27) 전압계전기 201

그림 237. 변압기반-변압기 2차보호(50/51) 계전기 202

그림 238. 변압기반 비율차동계전기 202

그림 239. 변압기반 비율차동계전기(Siemens) 203

그림 240. 급전반 M상 거리계전기(평행사변형) 203

그림 241. 급전반 M상 거리계전기(부채꼴형) 203

그림 242. 급전반 T상 거리계전기(평행사변형) 204

그림 243. 급전반 T상 거리계전기(부채꼴형) 204

그림 244. 154kV 과전류 계전기 보호곡선의 예시 205

그림 245. 보호계전기 정정결과표 양식 205

그림 246. 보호계전기 정정 지침 양식 206

그림 247. 보호계전기 상수 양식 206

그림 248. 154[kV] 수전반과 고장 모의 지점 209

그림 249. 154[kV] 수전반에 대한 PSCAD 고장 전류 파형 210

그림 250. 스코트 변압기의 구조(3상 일괄 결선) 211

그림 251. 스코트 변압기반 고장 모의 지점 212

그림 252. 스코트 변압기반에 대한 PSCAD 고장 전류 파형 213

그림 253. 단권변압기의 결선 213

그림 254. 단권변압기 임피던스 검증을 위한 고장 모의 지점 214

그림 255. 단권변압기반에 대한 PSCAD 고장 전류 파형 215

그림 256. 표준 장주도 216

그림 257. 전차선로 도체군의 임피던스 도출 과정 216

그림 258. 등전위 도체 사이의 미소 전압, 전류 219

그림 259. 도체군의 임피던스 등가화 과정을 반영한 MATLAB 코드 223

그림 260. PSCAD를 이용한 전차선로 모델링 223

그림 261. 분리 급전계통 단선도 224

그림 262. PSCAD를 통하여 모델링된 분리 급전계통 225

그림 263. 병렬 급전계통 단선도 226

그림 264. PSCAD를 통하여 모델링된 병렬 급전계통 226

그림 265. Case 1에 대한 시뮬레이션 결과 227

그림 266. Case 2에 대한 시뮬레이션 결과 228

그림 267. Case 3에 대한 시뮬레이션 결과 229

그림 268. Case 4에 대한 시뮬레이션 결과 230

그림 269. Case 5에 대한 시뮬레이션 결과 230

그림 270. Case 6에 대한 시뮬레이션 결과 231

그림 271. Case 1에 해당하는 AT 1, 2차 측 전압 및 전류 232

그림 272. Case 2에 해당하는 AT 1, 2차 측 전압 및 전류 233

그림 273. Case 3에 해당하는 AT 1, 2차 측 전압 및 전류 234

그림 274. Case 4에 해당하는 AT 1, 2차 측 전압 및 전류 235

그림 275. Case 5에 해당하는 AT 1, 2차 측 전압 및 전류 236

그림 276. Case 6에 해당하는 AT 1, 2차 측 전압 및 전류 237

그림 277. 단선 AT 급전계통 회로도 238

그림 278. 비접지 AT 급전계통의 고장 전류 흐름 238

그림 279. 접지된 AT 급전계통의 고장 전류 흐름 239

그림 280. 시간에 따른 DEWETR0N 장비 측정 데이터의 실효치 파형 244

그림 281. A구간 내 전차 부하 이동에 따른 변전소 전류 파형(순시값) 244

그림 282. A구간 내 전차 부하 이동에 따른 변전소 전류 파형(실효값) 245

그림 283. B구간 내 전차 부하 이동에 따른 변전소 전류 파형(순시값) 245

그림 284. B구간 내 전차 부하 이동에 따른 변전소 전류 파형(실효값) 246

그림 285. C구간 내 전차 부하 이동에 따른 변전소 전류 파형(순시값) 246

그림 286. C구간 내 전차 부하 이동에 따른 변전소 전류 파형(실효값) 246

그림 287. ICE 거리계전기의 보호 특성 248

그림 288. SIEMENS 거리계전기의 보호 특성 248

그림 289. Mitsubish 거리계전기의 특성 249

그림 290. SIEMENS 사 7ST6의 combined 차단 특성과 polygonal 차단 특성 250

그림 291. PSCAD/EMTDC로 구현된 forward 방향의 거리계전 알고리즘 모듈 250

그림 292. PSCAD/EMTDC를 이용한 단선 AT급전계통 모델 및 거리계전 알고리즘 구현 251

그림 293. 거리계전기에 의한 복선 계통(분리 급전계통) 보호 251

그림 294. 급전 구분소 보호용 거리계전 알고리즘 보호 범위 및 정정 요소 252

그림 295. PSCAD/EMTDC를 이용한 분리 급전계통 모델 및 거리계전 알고리즘 구현 253

그림 296. PSCAD/EMTDC를 이용한 병렬 급전계통 모델링 254

그림 297. 변전소-병렬 구분소 구간 고장 시 급전 구분소 측 전류 파형 254

그림 298. 변전소-병렬 구분소 구간 고장 시 변전소 측 전류 파형 255

그림 299. 병렬 구분소-급전 구분소 구간 고장 시 변전소 측 전류 파형 255

그림 300. 각 case에 대한 고장점 표정 모듈 출력 신호 258