송전선로 보호장치 등의 종류(PITR 디지털 계통보호장치 등)

송전선로 보호장치 등의 종류(PITR 디지털 계통보호장치 등)

 

 

 

1. PITR 디지털 계통보호장치 (Protection Intergrated Transmitter Receiver)

DS1급 데이터 다중화 장치로서 전용회선 또는 디지털 마이크로웨이브 회선을 전송로로 이용하여 DS0급의 접속 형태에 따라 24개의 64kbps 데이터를 다중/역다중화하여, 이들 채널들을 해당된 Time Slot에 재구성하는 기능 및 DS1급 Frame으로 구성하여 4개의 DS1 Trunk와 Interface 할 수 있다.

< Fig01. PITR >

 

운용방식은 점대점, 링형으로 운용할 수 있으며, 그 밖에도 Tree구조 및 Star형 등으로도 구성할 수 있다. 본 system은 MASTER, SLAVE MODE로 운용할 수 있고 신호 다중화 및 DS1(1.544 Mbps)신호 접속기술, 64kbps 채널 분배, 시스템 클럭 동기장치 주요 기능감시등의 하드웨어적인 구성 및 설계의 기술을 가지며, 선로 성능, 채널관리 및 하드웨어를 제어할 수 있는 소프트웨어적인 기술을 포함함으로서 사용자로 하여금 system을 사용하는데 있어서 편의를 제공하고 있다.

 

모든 외부 인터페이스들은 EMI / RFI 및 Surge에 대한 ANCI / IEEE 규격을 만족하며, 고집적화된 Unit로 설계되어 기존 Pannel에 쉽게 설치되어, 간편하고 경제적인 통신 시스템을 설치 운용할 수 있으며 다양한 통신 요구들에 대한 인터페이스 Unit들은 Shelf상의 12개의 독립적인 Unit Slot중에 하나씩 삽입하도록 되어있다.

장치특성으로는 PC를 통한 유지보수 기능을 갖으며, 경보 발생 및 시점을 저장하고 마이크로 프로세서가 내장된 주 장치부는 모든 채널 Time Slot을 지정하고 신속하고, 용이하게 고장에 대한 자체 진단을 한다. 위의 장치들은 고집적된 전용 IC회로로 구성되어 저전력 및 고신뢰성으로 설계되었다.

 

 

2. OPGW 광섬유 복합 가공지선 (Composite Overhead Ground Wire with Optical Fiber)

전자계의 영향에 따른 전력유도가 거의 없어 전력회사의 통신에 적합한 방식이며, 고속, 대용량, 장거리 통신에 적합한 방식이다.

OPGW는 OP유니트(Optical Fiber Unit)의 구조에 따라 스폰지(Sponge)형과 스페이서(Grooved AL.Spacer)형,루즈튜브(Loose Tube)형으로 구분되며, 공칭 단면적은 154kV의 경우 기존 가공지선에 따라 아연도강연선 55㎟인 경우에는 70㎟, ACSR 97㎟인 경우에는 100㎟, 345kV 송전선로의 경우 120㎟, 765kV 송전선로의 경우에는 200㎟로 만들어 지고, 코어수는 6c, 10c, 12c, 24c, 48c 등으로 나누어지며, 다중모드(Multimode)와 단일모드(Singlemode)가 있으나 다중모드는 손실이 많아 현재는 단일모드만 사용되고 있다.

현재 우리회사에서 사용하고 있는 OPGW는 송전선로의 가공지선 역할을 하는 AS와이어(Aluminium Claded Still Wire : 알루미늄 피복강선)가 외층을 형성하며, 그 중심에 OP Unit가 위치하는 구조로 되어있으며 OPGW의 외층을 형성하며 가공지선 역할을 하는 ACSR와이어는 강선위에 알루미늄으로 완전히 피복한 형태로서 양 금속간 결합층은 떨어지지 않도록 되어 있으며 표면은 매끈하고 흠, 녹, 균열, 기타 실용상 해로운 결함이 없고 1조장에는 접속점이 없어야 한다. 또한 알루미늄 튜브 위에 AS와이어를 동심으로 배열하여 일정한 연정을 주어 꼬아진 형태이다.

154kV용 OPGW에는 [Fig02]와 같은 원형(Round Type) 구조뿐 이었으나 ’93년부터는 345kV용에 기존과같은 Round형일 경우에는 154kV용과 같으나 LG전선에서 생산되는 스무스바디(Smooth Body)형일 경우에는 AS와이어의 모양이 달라지며 1997년부터 건설되는 765kV용 OPGW는 외층을 형성하는 AS와이어가 이중으로 구성된다.

(a)765㎸용 OPGW (b) 345㎸용 Smooth Body형

< Fig02. OPGW >

 

[ 기계적 특성 ]

○ 기존 가공지선과 유사하도록 설계되어 철탑의 변형 및 보강을 요하지 않는다.

○ 기존 가공지선 설치공법과 유사하다.

○ 동일규격일 경우 ACSR보다 가벼워 이도조정이 용이하다.

 

[ 전기적 특성 ]

전선의 허용전류 및 허용온도가 기존 가공지선(아연도강연선)보다 적으며 수명이 길다.

 

[ 온도 특성 ]

코팅 재질이 내열재로 되어 손실변동이 별로 없으며, 평상시 －30℃～ ＋100℃에서 손실 변동이 ±0.2 ㏈/㎞ 이내 이어야 하며 사고시 300℃에서 손실 변동이 ±0.3 ㏈/㎞ 이내 이어야 한다.

 

 

3. 접지고장검출장치 (G.T.D ground trip device)

다중접지 배전선로의 보호장치로 주상에 설치운전되는 Recloser의 내부부속품으로, Recloser의 직렬Trip Coil이 보호범위내의 지락사고를 검출하기 어려운 경우에 이 장치를 별도로 설치하여 Recloser의 동작검출감도를 향상시킨다. 이 장치는 Recloser에 부속된 변류기의 영상회로로부터 고장전류를 받아 동작되며, 동작치는 일반적으로 직렬Trip Coil동작 전류의 반이다. 또한 이 장치의 동작회수는 직렬Trip Coil의 조정동작회수와 동일하나 동작한시특성(T C특성)은 상이하다.

 

 

4. 반송계전단국장치 (搬送繼電端局 裝置,carrier set)

송전선 보호방식으로 사용되는 반송보호계전방식에서는 보호구간내의 고장시에 고속도로 양단을 동시에 차단하는데, 이러한 고속도의 양단동시차단은 양단자간에 상호정보를 송.수신할 수 있는 보조통신설비의 도움으로 수행될 수 있다. 전력선 반송 보호계전방식에서 사용되는 중요보조통신설비로는 Carrier Set, Coupling Filter, coaxial Cable, Wave Trap등이 있는데, 이들중 보호배전반과의 신호를 직접 송.수신하는 장치가carrier set이다.

 

Carrier Set는 일반적으로 통신실에 설치되며, 신호의 발진, 증폭, 여과, 검출, 접점형성, 외부장치로의 송수신등 역할을 한다. Carrier Set의 보조통신계통도의 예를 들면 [Fig03]과 같다.

< Fig03. 보조통신설비계통도 >

 

 

5. 고주파색류선륜(高周波索流線輪 ,wave trap, line trap, blocking coil)

전력선 반송계전방식에 사용되는 보조통신설비의 한 구성요소로서 송전선로의 양단 인출측에 설치되는 옥외장치이다. (그림 2 참조) 이 장치는 병렬공진회로특성을 갖는 Reactance형 Impedance로서, 60Hz의 상용주파수에 대해서는 무시할 정도의 Impedance로서 작용하고, 해당선로의 반송신호주파수에 대해서는 높은 Impedance(약 350～1800Ω 정도)로 작용하여 반송주파수의 손실을 막고 효과적인 신호 송수신을 시킨다. 이 장치는 각각 고유의 연속정격전류 및 사용주파수가 정해져 있으므로, 사용시에는 이에 대한 주의가 요망된다.

 

 

6. 결합여파기(結合廬波器, CF;coupling filter,＊line tuner)

전력선 반송계전방식에 사용되는 보조통신설비의 한 구성요소로서, CCPD의 결합축전기와 직열로 연결되어 송전선로와 Coaxial Cable사이를 연결하는 [Fig04]장치이다.

이 장치의 내부에는 Turning Coil, Capacitor 및 변압기가 내장되어 송전선로와 Coaxial Cable 사이를 적은 주파수 손실로 Impedance결합을 시킨다. 또 이 장치 내부에는 접지스위치가 취부되어 결합여파기 회로에 이상이 발생시 스위치로 접지후 점검토록 되어 있다. 단일주파수용 C.F의 내부결선도를 표시하면 [Fig04]과 같다.

< Fig04. 결합여파기 >

 

 

7. 동축 케이블 (coaxial cable, 高周波 同軸 cable)

전력선 반송계전방식에 사용되는 보조통신설비의 한 구성요소로서 옥외에 설치된 결합여파기와 옥내의 Carrier Set사이를 연결해주는 Cable이다. 이 Cable은 고주파 손실이 적은 동축Cable이며, 고유 Impedance는 50 , 75 의 두가지 종류로, 연결장치 Impedance에 따라[Fig05]선택사용한다. 반송장치용 Coaxial Cable은 일반적으로 Carrier Set로 연결되는 한쪽단의 차폐층만 접지하여 전력계통의 1선지락사고시 차폐층을 보호한다. 반송장치용 Coaxial Cable의 단면도를 예를 들면 [Fig05]와 같다.

< Fig05. 동축케이블의 구조 >