전류제한 메커니즘을 적용한 HVDC 차단기의 성능 개선 방안에 대한 연구

Abstract

최근, HVDC 차단기에 대한 시제품 개발은 국내외적으로 활발히 진행 중인 것으로 알려져 있다. 그러나 DC 사고 시 발생하는 막대한 고장전류에 대한 최적 솔루션이 아직 정립되지 못하고 있어 난항을 겪고 있으며, 인위적인 전류 제한이 필요한 DC 차단 토폴로지에 대한 연구도 지속적으로 요구되고 있는 상황이다. 상기한 부분에 대한 대안으로써, DC 전류 차단 토폴로지 개발과 함께 고장전류 제한 기술을 접목시키는 것이 요구된다. 본 논문에서는, HVDC 차단기 토폴로지 중 하나인 공진 방식과 하이브리드 방식에 대해 저항형 초전도 한류기를 적용하였을 때, DC 차단 특성을 비교, 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 고장전류의 최대치, 차단 시간, 차단기의 에너지 스트레스가 초전도 한류기 적용을 통해 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 공진형 타입은 하이브리드 타입에 비해 초전도 한류기 적용에 따른, 차단 능력의 향상률과 에너지 분산의 감소율이 절대적으로 큰 것으로 나타나, 괄목할만한 성능 개선이 이루어짐을 확인하였다.