AC Black-Box 아크 모델의 DC 차단기 모델링 적용성 평가

Abstract

차단기의 차단 능력을 평가하기 위해 고장전류 차단시 발생하는 전기 아크의 거동을 분석할 수 있는 많은 계산 기법이 고안되어 왔다. 이 중 Black-box 아크 모델은 아크와 회로간 상호 작용을 모의할 수 있는 유용한 기법으로 알려져 있다. 과거 연구 결과에 따르면 Black-box 모델은 주로 SF6 및 기중 차단기의 AC 아크 특성을 분석하는 데 많이 사용되어 왔으며 철도 시스템 및 DC 마이크로 그리드에서 널리 사용되는 DC 차단기에 대한 Black-box 모델의 적용 사례는 없었다. 따라서, 본 논문에서는 DC 아크에 대한 기존 AC 아크 해석에 적용되던 AC Black-box 모델의 적용 가능성을 검증하였다. Cassie 및 Schwarz 모델을 Parametric sweep 기법을 사용하여 사고시 DC 아크 전류 및 전압 파형의 경향성을 고려하여 분석하였으며, 시뮬레이션 결과를 통해 DC 아크 분석을 위한 AC Black-box 모델의 취약성 및 적합성을 판단하였고 어떤 모델이 DC 아크 분석에 더 적합한 지 비교하였다.