향상 가능성을 확인하였다.
마지막으로 VSC-HVDC 시스템에 적용하여 해석하였다. 그 결과, 평균 4.6×10-3[kA/msec]
로 고장전류를 저감시켜 차단동작을 완료하였다. 사고유형별로 비교한 결과, AC 선로 측에서 사고를 모의할 경우 AC선로는 자체적으로 회복을 하지만 DC 선로는 자체적으로 회복이 불가하며 반드시 차단기술이 커패시터의 방전 전에 시작해야만 다소 시간이 지연되더라도 정상 동작으로 회복함을 확인하였다. VSC-HVDC 시스 템에 한류형 초전도 DC 차단기가 결합된 경우에는 초전도체의 한류동작으로 인해 커패시터는 방전을 시작하고 평균 0.19[sec] 이내에 중단되므로 정류회로의 미구성 으로 고장파급의 가능성을 감소시킬 수 있는 가능성을 확인하였다.
단, 한류형 초전도 DC 차단기의 단독 특성을 분석했을 때와 같은 용량으로 설계하여 적용하였으나 차단동작 및 고장전류 감소율이 작게 나타났다. 이는 VSC-HVDC 시스템 경우 양방향 전력전송이 가능하므로 다수의 선로정수 및 제어 컨트롤러가 존재하므로 한류형 초전도 DC 차단기를 설계할 때 반드시 시스템 측면을 고려해서 보호기기를 설계 해야 함을 의미한다. 그러나 한류 및 차단동작의 추세는 유사하게 나타남에 따라 추후 시스템 측면을 고려해 재설계할 경우 높은 동작 신뢰도를 확보할 수 있다고 판단된다.
한류형 초전도 DC 차단기를 단독으로 한류 및 차단특성을 분석하고 DC를 기반으 로 한 계통연계형, VSC-HVDC 시스템에 적용하여 해석한 결과, 고장전류제한 및 최대 크기 제한으로 인해 차단시간이 단축되고 차단실패 가능성 또한 감소됨을 확인 하였다. 차단시간이나 고장전류 감소율은 다소 차이가 발생하였으나 이는 앞에서 언 급된 부분을 고려하여 심화된 연구를 통해 보완할 수 있을 것으로 사료된다.
Ⅳ. 실험 및 결과 고찰
A. 실험순서도
앞에서 설명한 ‘Ⅱ, Ⅲ장’에서는 PSCAD/EMTDC 계통해석 프로그램을 이용해 한류형 초전도 DC 차단기의 한류 및 차단특성과 계통에 적용되었을 경우 우수한 동작 성능 및 계통의 안정도 향상 가능성을 확인하였다. 이에 본 장에서는 한류형 초전도 DC 차단기 동작 신뢰도를 확보하기 위해 설계 및 제작한 후 자체 DC 전력 시험 설비를 구축하여 실험을 진행하였다.
한류형 초전도 DC 차단기는 판매되고 있는 상용 DC 차단기 중 실험실 내 구 축된 DC 전력시험설비에서 실험이 가능한 용량의 차단기를 초전도선재와 결합 하여 제작하였다. 한류형 초전도 DC 차단기에서 초전도체의 역할은 DC 차단기 의 동작지연 시간동안 전류 및 전력을 온전히 부담함으로써 DC 차단기에 가해 지는 전력을 분담하는 역할을 한다. 이에 HVDC 및 MVDC, LVDC 계통 적용을 고려했을 때, 초전도체와 결합될 DC 차단기는 현 시점 기준 판매되고 있는 DC 차단기일 것으로 예측되어 상용 DC 차단기를 선정하여 실험을 진행하였다. 시뮬 레이션을 통해 입증한 바와 같이 초전도체가 고장전류의 최대 크기를 제한하여 DC 차단기에 인가되는 전력을 부담함에 따라 고장전류 감소율을 기준으로 차단 동작시간 단축여부를 중점적으로 분석하여 한류형 초전도 DC 차단기술의 우수 성 및 신뢰도를 확인하고자 한다.