D-dot 센서 기반 전자식 변압기의 설계 및 제작

Abstract

본 논문에서는 전력 계통의 기존 계기용 변압기(PT) 및 용량성 분압기(CPD)를 대체하기 위한 비접촉식 전압검출 방법과 D-dot 센서 기반의 고정도 전자식 변압기(EVT)를 제안하였다. 시제작 EVT는 정격 72.5 kV급 상 도체 외부의 에폭시 절연물 내에 D-dot 센서를 내장하고, 센서의 출력 파형을 원신호로 복원하기 위한 능동성 적분기로 구성하였다. EVT의 분압비 및 위상편차에 대한 정확도는 IEC 60044-7에 따라 평가하였으며, 멀티심(Multisim)으로 주파수 대역을 분석하였다. 정격 전압 66 kV/√3의 80% ~ 120%에서 분압비 최대 오차는 0.2% 이내, 위상편차 2 ㎲ 이내였다. 시제작 EVT는 IEC 60044-7의 정확도 등급 0.2급에 만족하였으며, 주파수대역은 4 Hz ~ 20 kHz(-0.1 dB)로 모든 전압 고조파에 대해서 0.2%의 정확도로 측정할 수 있었다. 본 연구에서 시제작한 전자식 변압기는 스마트 그리드 및 변전소 디지털화에 높은 정확도, 안정성 및 소형화 요구에 충분히 대응이 가능하여 광범위한 활용을 기대한다.