관형 모선의 리액턴스와 기본 전기 연결 방식에서의 파생을 계산하는 공식

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 3223(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

고전압 송전 시스템에 위치한 변전소의 전기 스위칭 작동은 변전소 또는 시스템의 주 배선 작동 모드를 변경합니다. 큰 변경은 단시간에 주 배선의 개폐 장치에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이 문제에 대한 정량적 연구는 관형 버스바의 리액턴스를 계산하는 공식이 거의 없는 경우 주 배선의 등가 회로 설정을 기반으로 해야 합니다. 본 논문에서는 전자기장 이론을 바탕으로 관형 도체 외부와 내부의 자기 유도 및 자속 결합을 암페어 루프 정리(Ampere Loop Theorem)로부터 얻은 다음, 3상 병렬 배열을 갖는 관형 버스바의 리액턴스를 대략적으로 계산하는 공식을 제시합니다. 파생됩니다. 예를 들어 계산하는 과정과 결과를 보면 그 공식이 간단하고 편리하며 신속하게 적용되어 실제 전기공학에 유용하게 활용될 수 있음을 알 수 있다.

먼저 부스바의 리액턴스 계산의 필요성에 대해 논의합니다.

고전압 가공선이나 케이블 전송선은 대부분 유연한 도체로 구성되며, 해당 매개변수와 등가 회로는 전력 시스템 분석 및 계산에 성숙하게 채택되었습니다1,2,3,4. 주 배선은 발전소 및 변전소의 모선 연결 배열입니다. 부스바는 대부분 경도체(예: 관형 부스바 등)로 구성되는 전력계통의 핵심체인으로, 전기에너지를 수집 및 배분하는 중요한 역할을 합니다. 부스바는 전송선보다 훨씬 짧으며 수직 방향으로 연결됩니다. 전력 시스템에서 분석 및 계산을 수행할 때 주 배선은 전력 분배에 대한 버스바의 저항 및 리액턴스의 영향 등을 고려하지 않고 전압 노드로 모델링됩니다.

주 배선은 전력 시스템의 신뢰성과 유연성에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 작동 모드의 변경과 개폐 장치의 장비 유지 관리는 개폐 장치의 상태(예: 스위치 또는 단로기가 켜져 있거나 꺼진 상태)를 변경함으로써 필연적으로 이루어지며, 이를 개폐 작동이라고 합니다. 스위칭 작동 과정은 전력 시스템의 각 전기 구성요소에 의해 형성된 회로 연결과 그에 따라 전압, 전류, 전력 등과 같은 작동 매개변수를 변경합니다. 발전소 및 변전소에서 간단한 형태의 주 배선(예: 단일 버스 배선 등) 또는 복잡한 형태의 주 배선이 몇 단계로 스위칭 작동을 수행하는 경우, 전력 시스템의 정상적인 정상 상태 작동에 대한 위의 작동 매개변수 변경의 영향은 무시될 수 있습니다.

그러나 버스바를 사용한 높은 신뢰성과 유연성의 주 배선 형태(예: 이중 버스 배선 등)는 복잡하며 스위칭 동작의 순서 및 단계에 대해 실행 가능한 단일 방식만 있는 것은 아닙니다. 이중 버스 배선 형태의 전환 부스바를 예로 들면, 작동 중인 부스바의 유지 관리와 같이 동일한 초기 작동 모드로 동일한 종류의 전환 작동을 수행하더라도 메이크 비포를 구현하는 방식은 적어도 두 가지가 있습니다. - 모선 섹션 단로기의 차단 작동5,6: 하나는 해당 베이에서 작동 중인 모선에 연결된 단로기를 차단하기 전에 모든 베이의 예비 모선에 연결된 단로기를 만드는 것입니다. 다른 하나는 한 베이에서 다른 베이로 하나씩 연결하는 메이크 비포 브레이크(make-before-break) 즉, 첫 번째 베이의 예비 부스바에 연결된 단로기를 만든 후 같은 베이에서 작동 중인 부스바에 연결된 단로기를 차단한 후 만들고 침입하는 것입니다. 두 번째 베이, 세 번째 베이 등. 서로 다른 작동 순서는 주 배선의 서로 다른 회로 연결을 형성합니다. 여기서 부스바, 스위치기어, 들어오고 나가는 라인의 세그먼트를 통해 흐르는 전류가 일시적으로 과전류로 증가하여 필연적으로 위에 언급된 장비의 예상 서비스 수명에 대한 영향. 이는 주 배선에서 단기적인 과전류 현상의 발생을 방지하고 스위칭 작동의 자동화되고 지능적인 개발을 위한 이론적 기반을 구축하여 다양한 시퀀스의 영향을 분석하고 연구합니다.