사고파급

사고파급이란

사고파급은 한 설비의 고장이 연쇄적으로 번져 계통 일부 또는 전체로 확대되는 현상이다.

쉬운 말로 하면 도미노와 같다. 한 설비가 끊기면 그 부하가 옆 설비로 넘어간다.

옆 설비도 용량을 넘으면 연쇄적으로 끊겨, 처음보다 훨씬 큰 범위가 정전된다.

고장 규모별 구분

고장 규모는 단일, 이중, 다중 고장으로 나눈다.

단일 고장은 장시간 공급지장이 없어야 하고, 이중 고장은 고장파급이 확대되지 않아야 한다.

다중 고장은 광역정전 우려가 있을 때 운영 측면에서 검토한다.

고장파급방지장치는 고장 후 발전기 탈락이나 부하 차단으로 파급을 끊는다.

파급 원리

사고파급의 원리는 네 단계로 진행된다.

발전기나 송전선로가 탈락하면 발전량과 부하의 균형이 깨진다. 주파수와 전압이 함께 떨어진다.

용량이 부족한 인접 선로로 조류가 우회해 추가 과부하가 생긴다.

보호계전기가 이 선로를 차단하면 전달 경로가 줄어 파급이 가속된다.

결국 계통은 분할되거나 정전에 이른다.

주파수 저하 계산

가상의 예로 주파수 저하 판정을 계산한다. 정격 주파수는 60Hz다.

최대 용량 발전기 1기 고장 후 주파수가 59.7Hz까지 떨어졌다고 하자. 저하량은 0.3Hz다.

제4조 기준으로 1기 고장 시 최저 59.7Hz 이상, 1분 내 59.8Hz 회복이 요구된다.

0.3Hz 저하는 60Hz 기준 0.5% 이내라 일반적인 1기 고장 수준으로 타당하다.

사고파급 유형

사고파급은 원인과 파급 경로에 따라 여러 유형으로 나뉜다.

발전기 탈락형은 주파수 저하가 빠르게 진행돼, 주파수 기준과 차단 응답 시간이 핵심이다.

송전선 연쇄 과부하형은 조류가 몰린 선로를 순차적으로 탈락시킨다.

전압붕괴형은 무효전력 부족에서 시작해 연쇄 부하 탈락으로 이어진다.

직접 풀기

발전기 2기가 동시에 탈락한 경우의 주파수 기준을 직접 풀어 보자.

발전기 2기 고장 또는 고장파급방지장치 동작 시의 기준을 떠올려 본다.

정리

앞의 문제 정답은 59.2Hz 이상이다. 발전기 2기 고장 기준이다.

사고파급은 고장 용량 손실이 연쇄 탈락으로 이어지는 현상이다.

단일 고장은 장시간 공급지장을, 이중 고장은 고장파급 확대를 막는다.

발전기 1기 고장은 59.7Hz 이상, 2기 고장은 59.2Hz 이상을 유지해야 한다.

전압 붕괴는 무효전력 부족이 시작점이므로 조상설비 확충이 대책이다.