분로 리액터 (Shunt Reactor)의 공진

분로 리액터 (Shunt Reactor)의 공진

초고압 계통에서 긴 송전선로를 경부하나 무부하로 운전할 때 수전단의 전압이 송전단보다 상승하며 개폐과전압의 최대값(Em)도 커지게 됩니다. 개폐서지에 대하여 충전 전류를 상쇄하기 위하여 분로리액터를 선로 양단 또는 변압기 3차측에 설치합니다. 그러나, 765kV 초고압 송전선로에 분로리액터를 사용하면 여러 가지 예상치 못한 문제가 나타나는데, 그중 하나는 2회선 병렬선로에서 전류가 흐르지 않는 선로에 높은 전압을 발생시킨다는 것입니다.

이것은 선로의 정전기적인 결합과 분로리액터 사이의 공진현상에 따른 결과로서, 이러한 병렬공진 현상은 ’60년대 미국의 345kV 송전선로에서 보호계전기 시험 중 발견되어 현장 실측 및 기술계산 결과가 IEEE등에 보고되었습니다. 765kV 송전선로의 경우 우리나라를 제외하고는 1회선 수평배열 선로를 사용하므로 이와 같은 문제점은 없었습니다.

 

병렬공진 현상의 제거 방안

병렬공진 현상을 제거할 수 있는 조치 중 하나는 송전선로를 연가시키는 것입니다. 그러나 765kV 초고압 송전선로는 실질적인 연가가 불가능하여 연가하지 않습니다. 공진현상은 전류가 흐르지 않는 선로에서만 나타나므로 부하조건에 따른 영향은 없습니다. 3상 2회선 선로의 복잡한 정전기적 결합으로 인해 분로리액터의 용량을 가변시켜 공진점을 피하기는 불가능합니다.

 

전류가 흐르지 않는 선로의 공진

2회선 병렬 송전선로에서, 전류가 흐르지 않는 선로에 공진현상이 나타날 수 있습니다. 이것은 대지간 커패시턴스와 유도성 분로리액터 사이의 병렬공진으로, 전류가 흐르는 선로와 전류가 흐르지 않는 선로 사이의 정전결합에 의한 영향이 아주 큽니다. 전자기적 영향도 고려해야 합니다.

 

차단된 선로의 분로리액터에 의한 공진현상

 

위 그림은 차단된 선로의 분로리액터에 의한 공진현상을 보여줍니다. 이 현상은 특정 상황에서 고압 송전선로의 보호 장비에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.