태양광 발전시스템 [2]

1. 변압기

(1) 정의

일반적으로 높은 배전계통의 전압을 사용 전압인 저압으로 낮추기 위해서 사용되지만, 태양광에서는 인버터의 출력전압을 배전이나 송전계통 전압으로 승압하는 용도로 사용된다.

 

(2) 종류

- 절연방식, 사용소재 등에 따라 다음과 같이 분류된다.

 

가. 유입변압기

- 절연, 냉각을 위해 절연유를 사용한다.

- 온도차에 의한 대류방식인 유입자냉식

- 물을 활용하는 유입수랭식

- 공기를 활용하는 유입풍냉식

- 이중 유입변압기가 가격이 저렴하고 널리 사용.

 

나. 건식변압기

- 불연성으로 건축물 내에서 큐비클형태로 사용된다.

- H종 절연이 사용된다.

 

다. 몰드변압기

- 에폭시 수지로 몰딩 하여 난연성, 자기 소화성, 절연성능이 우수하고 경년변화가 적다.

- 서지에 약해 서지 흡수기를 반드시 설치한다.

 

라. 가스절연 변압기

- 절연성능이 우수한 SF6가스를 봉입하여 절연한다.

 

마. 아몰퍼스 변압기

- 규소강판을 사용하지 않고 비정질 금속을 철심 소재로 사용하여 무부하손실이 적다.

 

(3) 결선방식

가. 단상 2 선식

- 110V, 220V 등 소규모 전원이 필요할 때 사용된다.

 

나. 단상 3 선식

- 지금은 사용하지 않는다.

 

다. 3상 3 선식

- 1차 측과 2차 측을 델타결선하고 출력전압은 3상 단일전압이다.

- 특정부하에 시설물의 주계통전압과 다른 전압을 공급 시 사용된다.

 

라. 3상 4 선식

- 1차 측은 델타결선하고, 2차 측은 Y결선하여 출력전압은 상전압과 선간전압, 2종의 전압을 사용할 수 있어 거의 이 방식을 사용한다.

 

2. 배전반

(1) 형태

- 전력계통과 각종 기기 상태를 조작하고 감시하기 위해 여러 장치를 하나의 철재 함 속에 수납한 형태를 갖는다.

- 회로 전압에 따라 특별고압반, 고압반, 저압반으로 구분한다.

 

(2) 구성

- 회로 개폐장치 : 차단기, 개폐기, 단로기 등.

- 계통 상태 감시 기기 : 전압계, 전류계, 역률계 등.

- 보호기기 : 계전기, 변류기, 계기용 변압기 등.

 

가. 차단기

- 사고발생 시 계통과 분리시켜 사고 파급 방지.

- 유입차단기 : 절연유를 이용하여 아크 소호.

- 기중차단기 : 자연공기를 이용하여 아크 소호.

- 공기차단기 : 압축공기를 이용하여 아크 소호.  

- 자기차단기 : 아크와 직각으로 자계를 가해 소호.

- 가스차단기 : SF6 가스를 이용하여 아크 소호.

- 진공차단기 : 진공을 이용하여 아크 소호.

 

나. 개폐기

- 부하전류 계폐에 이용.

- 컷아웃 스위치

- 자동고장구분 개폐기

- 기중 부하 개폐기

 

다. 단로기

- 차단기나 개폐기로 이미 차단한 상태에서 안전을 위해 단로 하거나 회로 변경 시 사용된다.

 

라. 계전기

- 회로 상태 감시하는 변성기

- 변류기 설정값에 따라 차단기 동작.

- 과전류 계전기 : 회로 단락, 과부하로 인한 과전류로부터 기기 보호

- 과전압 계전기 : 전압과 부하 시 기기 보호.

- 부족전압 계전기 : 전압 부족시 기기 보호.

- 지락 계전기 : 회로 지락사고 시 기기 보호.

 

마. 기타 기기

- 각종 계기

- 변류기

- 계기용 변압기

- 피뢰기

- 전력용 퓨즈

- 전력용 콘덴서

- 서어지 방지기 등.

 

3. 분전반

(1) 특징

- 배선용 차단기 : 과전류 차단

- 계기류 : 전류계, 전압계

 

4. 뇌서지 대책

(1) 피뢰방식

- 돌침방식 : 시설물의 상단에 뾰족한 형태의 피뢰침을 설치하여 뇌격 흡수.

- 수평도체방식 : 구조물 상부에 수평으로 도체 가설하여 인하도선과 접지전극을 통하여 뇌전류 대지로 방류한다.

- 케이지 방식 : 피보호물을 메쉬형태 도체로 둘러싸는 방식.

 

(2) 보호범위

- 보호각도법 : 피뢰침의 높이에 따라 보호각이 작아지고 작으면 좋다.

- 회전구체법 : 뇌격거리 R을 반지름으로 하는 구체를 이용해 보호범위 적용.

- 메쉬법 : 피보호물을 메쉬형태의 도체 내부에 두어 낙뢰로부터 보호하는 방식.