가스절연개폐장치 종류 - gaseujeol-yeongaepyejangchi jonglyu

SF6 가스 절연 변전소(GIS)는 철제 용기에 모선, 차단기, 단로기 등을 넣고 SF6 가스를 충전하여 밀폐한 것입니다. 전력 수급이 점차 증가함에 따라 변전소 설비 또한 고전압화되는데 그에 따른 설치 장소 및 면적이 문제가 됩니다. 대도시나 도심지에는 용지를 구하기 힘들고 소음, 먼지들이 문제가 되며 해변가나 외진 곳은 염해나 인력 수급에 문제가 있습니다. 그래서 설치 면적 축소, 안전성, 신뢰성 부분에서 유리한 가스 절연 변전소가 점차 확대되고 있습니다. 

1. SF6 가스의 성질  

 1) 물리/화학적 성질

   ① 안전성이 우수한 불활성 기체 : 상온에서 무색, 무취, 무연, 무독 기체로 화학적으로 반응하지 않아 안정된 기체입니다.

   ② 공기에 비해 열적 강도가 큼

 2) 전기적 성질

   ① 소호 능력이 뛰어남 : 공기의 100배  

   ② 절연 내력이 공기의 2~3배

   ③ 가스 성질 때문에 소형화 가능 

2. GIS의 구성  

 1) 가스 차단기 (CB)

 2) 단로기 (DS)

 3) 접지 개폐기 (ES)

 4) 피뢰기 (LA)

 5) 계기용 변압기, 변류기 등

3. GIS의 장점과 단점

 1) 장점

   ① 설치 면적의 축소 (소형화) : 절연 내력이 우수한 SF6 가스로 인해 변전 설비 대비 10분 1로 축소가 가능합니다.  

   ② 안전성 : 모든 충전부를 탱크안에 내장하고 SF6 가스로 막을 수 있어 안전성이 높습니다.

   ③ 신뢰성 : 염해나 먼지 등에 의한 손실이 적고 영역간 구획이 분리되어 있어 내부 사고 시에도 확산을 방지할 수 있습니다.

   ④ 소음이 적고 친환경성 : 기기가 거의 다 밀폐되어 있어 소음이 적고 기름을 사용하지 않아 환경 조화를 기할 수 있습니다.

   ⑤ 공기 단축 : 공장 조립이 가능하여 설치 공사 기간이 단축됩니다.

   ⑥ 유지 보수 편리 : 기기가 밀폐되어 있어 열화나 마모가 적고 유지 보수 주기를 길게 가져갈 수 있습니다.

 2) 단점

   ① 내부 육안 점검이 불가능 : 기기가 밀폐식이기 때문에 내부를 들여다 볼수가 없어 육안 점검하기가 어렵습니다.

   ② SF6 가스의 압력, 함량 등에 관리 필요함

   ③ 고장 발생 시 조기 복구 불가능

   ④ SF6 가스가 오존층 파괴 물질

4. 가스 절연 변전소(GIS)의 활용

현재보다는 미래를 고려했을 때 전력 계통 신뢰도, 신뢰성 부분에 있어서 가스 절연 변전소(GIS)는 유리한 부분이 있습니다. 현재는 위치에서는 도심지, 해안 및 산악 지역에서 활용되며, 용도 측면에서는 고전압 대용량 기간 계통의 전력 설비에서 활용됩니다. 도심지에 설치할 경우에는 용지, 환경 문제로 지하나 옥내 설치가 진행됩니다. 해안 및 산악 지형에서는 염해와 습기 부분을 고려해주어야 하는데 GIS는 완전 밀폐식으로 절연하기 때문에 염해나 습기로부터 전력 설비를 보호 가능합니다. 또한 산악 지형의 화재 등과 같은 사고에도 안정성을 확보할 수 있기 때문에 유리합니다.

1. 개폐기의 정의

변전소에서 수용가로 전력의 효율적인 연계 및 배분을 수행하기 위해 전기회로를 구성, 변경 및 개폐하여 주는 장치

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2. 개폐기의 종류

1) 차단기

① 정상상태의 전류 투입, 통전, 차단 뿐만 아니라 단락고장과 같은 소정의 이상상태에 있어서 투입, 일정시간의 통전, 차단이 가능하도록 설계된 개폐장치를 말한다.

② VCB, ACB, ABB, GCB 등

ACB

2) 단로기 (DS)

① 정격전압이하에서 단지 충전된 전로를 개폐하여 회로의 변경, 구분이나 차단기 등의 점검 보수 시 전원으로 부터 분리를 확실하게 하기 위한 개폐장치를 말한다.

② 단로기는 차단기나 부하개폐기와 달리 부하전류를 개폐하는 능력이 필요치 않다. 단 소전류의 여자전류와 충전전류는 개폐할 수 있다.

출처 : 신우전기

3) 전력용퓨즈, COS

① 설비의 경제성을 위하여 차단기 대용으로 많이 사용하는데 퓨즈의 한류특성과 용단특성을 이용하여 전로의 단락보호를 한다.

② 한류형, 비한류형

4) AISS(자동고장구분개폐기)

22.9kV-Y, 1,000kVA이하 특별고압간이 수변전설비 용량에 대하여 수전용량이 300kVA를 초과하는 경우 인입개폐기로서 공급변전소의 CB 및 선로 Recloser와 협조하여 사고발생 시 정전을 최소화한다.

5) LBS (부하개폐기)

① 수전설비의 인입구 개폐기로 많이 사용되며 전력퓨즈의 용단시 결상사고를 방지하는 목적이 있다.

② 차단기와 같은 단락전류, 대전류의 차단능력은 없고, 부하전류의 차단을 할 수 있다.

출처 : 신우전기

6) GIS (가스절연개폐기)

금속용기내에 모선 및 개폐장치, 변성기, 피뢰기 등을 내장시키고 절연 및 소호특성이 우수한 SF6 가스로 충진, 밀폐하여 절연을 유지시키는 종합 개폐장치를 말한다.

출처 : 신우전기

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7) ES (접지개폐기)

① 전로를 점검, 보수하기 위하여 전로를 대지에 접지시키는 개폐기로 전로의 충전전류 또는 이상시 유입되는 고장전류를 안전하게 대지로 통전할 수 있는 충분한 용량을 갖추어야 한다

② 선로접지개폐기, 기기접지개폐기

출처 : 신우전기