DCU를 이용한 고저항 1선 지락사고의 고장 구간 추정 기법에 대한 연구

Abstract

배전시스템은 고객과 직접적인 관계가 있다. 따라서 수용가의 전력 공급에 있어 안정성과 신뢰성이 중요하다. 그러나 배전계통은 주변 환경에 쉽게 노출되어 있기 때문에 고장 처리는 안정적인 운영에 있어 중요한 업무이다. 최근 배전계통에 분산전원이 연결됨에 따라 시스템이 변화되고 있고 이에 대응하고자 차세대 배전 운영 시스템(ADMS, Advanced Distribution Management System)이 도입되고 있다. 배전계통 운영자는 ADMS에서 제공되는 응용 프로그램을 사용하여 계통을 효율적으로 운영할 수 있다. 고장 처리와 관련된 프로그램은 Outage management와 고장 처리 프로세스(FDIR, Fault Detection, Isolation, and Recovery)가 있다. 이 중 최근 원격 제어 설비 설치가 증가함에 따라 FDIR의 중요성이 커지고 있는 추세이다. FDIR 기능을 향상시키기 위해서는 고장 구간 추정 기법의 정확도가 향상되어야 한다. 본 논문에서는 특히 고저항 1선 지락사고에 대해 고장 위치를 추정하는 새로운 기법을 제안한다. 먼저 ravelling wave, impedance, 고장 표시기(Fault Indicator), smart meter 기반 기법과 같은 기존 기법들을 분석하였다. 분석한 내용을 기반으로 고장 전/후의 선로 전류 변화를 이용하여 고장 구간을 추정하는 새로운 개념을 기술하였다. 하지만 실제 배전계통에서 모든 선로 전류를 모니터링하는 것은 불가능하기 때문에 데이터 집중 장치(DCU, Data Concentrator Unit)의 전압 데이터를 사용하여 선로 전류의 변화비를 근사하는 방식을 제시하였다. 마지막으로 DCU 데이터를 이용한 고장 구간 추정 방식을 제안하였다. 다양한 시뮬레이션 결과를 통해 기존 기법과 제안된 기법을 적용 및 비교하였으며 고장 구간을 정확하게 추정할 수 있음을 확인하였다.|The distribution system has a direct relationship with the customers. Therefore, the stability and reliability of the customer's power supply mainly depend on the operation of the distribution system. However, since the distribution system is easily exposed to the surrounding environment, fault handling is an important task for stable operation. Recently, as distributed power is connected to the distribution system, the system environment has changed, and ADMS was introduced to respond to this. The distribution system operator can operate the system efficiently by using the provided application program. There are outage management and FDIR(Fault Detection, Isolation, and Recovery) related to fault handling. Among them, the importance of FDIR increases as the installation of remote control facilities increases recently. In order to improve the FDIR function, the accuracy of the fault section estimation technique should be improved. In this paper, new method to estimate the fault location is proposed, especially for the high-impedance single line to ground fault. First, conventional methods, such as travelling wave, impedance, fault indicator, and smart meter based methods, are reviewed. Then, the characteristics of the high-impedance fault is analyzed. Based on the analysis, new concept to estimate the fault location by using the variation of the line current before and after the fault is described. Because it is impossible to monitor all line current in actual distribution systems, a method to approximate the variation of the line current by using the voltage data from data concentrate units (DCUs) is presented. Finally, the estimation method for fault location using the DCU data is proposed. It is verified that the fault location can be estimated accurately using the proposed method from various case studies.