KR102502391B1 - 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템은 전력을 입력 받아 승압 또는 강압하여 출력하는 제1 변압기와 상기 전력을 전달하는 송전라인과 상기 전력이 교류전력이면 직류전력으로 또는 상기 전력이 직류전력이면 교류전력으로 변환하는 변환부 및 상기 송전라인에 중성점을 생성하도록 결선되는 제2 변압기를 포함할 수 있다.

Description

변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템{High Voltage Direct Current System having Transformer}
본 발명은 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템{High Voltage Direct Current System having Transformer}에 관한 것으로, 특히 초고압 직류송전과 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter)에 연결되는 변압기에 관한 것이다.
초고압 직류 송전(HIGH VOLTAGE DIRECT CURRENT, HVDC)은 송전소가 발전소에서 생산되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환시켜서 송전한 후, 수전소에서 교류로 재변환시켜 전력을 공급하는 송전 방식을 말한다.
HVDC 시스템은 해저 케이블 송전, 대용량 장거리 송전, 교류 계통 간 연계 등에 적용된다. 또한, HVDC 시스템은 서로 다른 주파수 계통 연계 및 비동기(asynchronism) 연계를 가능하게 한다.
송전소는 교류 전력을 직류 전력으로 변환한다. 즉, 교류 전력을 해저 케이블 등을 이용하여 전송하는 상황은 매우 위험하기 때문에, 송전소는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 수전소로 전송한다.
모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi-Level Converter, MMC)는 다수의 서브 모듈(Sub-Module)을 이용하여 직류 전력을 교류 전력으로 변환하거나 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있는 장치이고, 각각의 서브 모듈을 충전, 방전, 바이패스 상태로 제어하여 동작할 수 있다.
모듈형 멀티레벨 컨버터에서는 다수의 서브 모듈을 제어하는 것이 전력 변환 동작에서 중요하고, 다수의 서브 모듈의 제어 동작이 출력 교류 전력의 형태 및 품질을 결정할 수 있고,
한편, 모듈형 멀티레벨 컨버터는 직류전력을 교류전력으로, 교류전력을 직류전력으로 변환하는 회로의 극이 접지 전위에 대해 상이한 크기를 갖는 전압을 가질 수 있다는 단점이 있다.
본 발명은 전압의 불균형을 제거할 수 있도록 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템은 전력을 입력 받아 승압 또는 강압하여 출력하는 제1 변압기; 상기 전력을 전달하는 송전라인; 상기 전력이 교류전력이면 직류전력으로 또는 상기 전력이 직류전력이면 교류전력으로 변환하는 변환부; 및 상기 송전라인에 중성점이 생성하도록 결선되는 제2 변압기를 포함할 수 있다.
상기 제1 변압기는 Y 결선인 1차측과 △결선인 2차측을 포함하며, 상기 1차측으로 상기 전력을 입력 받아 상기 승압 또는 강압하여 상기 2차측으로 출력할 수 있다.
상기 변환부는 상기 전력을 입력 받는 제1 연결점과 상기 전력을 변환하여 상기 출력하는 제2 연결점을 포함할 수 있다.
상기 송전라인은 상기 2차측과 상기 제1 연결점에 연결되며, 삼상 전력을 전달하고, U상, V상 및 W상을 갖는 삼상 라인일 수 있다.
상기 제2 변압기는 상기 U상, V상 및 W상에 각각 연결되는 R상, T상, S상을 더 포함할 수 있다.
상기 R상, T상, S상 각각은 제1 코일과 제2 코일을 포함하며, 상기 R상의 상기 제1 코일은 상기 T상 또는 상기 S상 의 상기 제2 코일 중 하나와 연결되며, 상기 T상의 제1 코일은 상기 R상와 중복되지 않게 상기 R상 또는 상기 S상의 상기 제2 코일중 하나와 연결되며, 상기 S상의 제1 코일은 상기 R상과 상기 S상과 중복되지 않게 상기 R상 또는 상기 T상의 상기 제2 코일중 하나와 연결될 수 있다.
상기 제2 변압기는 접지를 포함하며. 고조파 전류를 제거하기 위한 접지 변압기일 수 있다.
상기 제2 변압기는 내부에 복수개의 코일을 포함하며, 상기 복수개의 코일은 서로 중복되지 않게 지그재그 결선으로 연결될 수 있다.
본 발명은 중성점을 형성할 수 있어 전압의 불평형을 해소하여 효율적인 전력송전이 가능한 효과가 있다.
또한, 제2 변압기는 접지를 포함할 수 있어 고조파 전류를 제거하여 양호한 품질의 전력을 송전할 수 있어 가격적인 이점이 있다.
또한, 제2 변압기의 복수개의 인덕터를 통해 무효전력을 소비할 수 있어, 저비용으로 큰 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템(High Voltage Direct Current System having Transformer)의 송전 측을 설명하기 위한 도면일 수 있다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템(High Voltage Direct Current System having Transformer)의 수전 측을 설명하기 위한 도면일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템(High Voltage Direct Current System having Transformer)을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템의 송전측을 설명하기 위한 도면일 수 있으며, 도 2은 본 발명의 일 실시예로 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템 의 수전 측을 설명하기 위한 도면일 수 있고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템(High Voltage Direct Current System having Transformer)을 보여준다.
도 1내지 도 3을 참고하면, 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템은 전력을 입력 받아 승압 또는 강압하여 출력하는 제1 변압기(120)와 전력을 전달하는 송전라인과 전력이 교류전력이면 직류전력으로 또는 전력이 직류전력이면 교류전력으로 변환하는 변환부 및 송전라인(미도시)에 중성점을 생성하도록 결선되는 제2 변압기(125)를 포함할 수 있으며, 송전측의 변환부는 제1 변환부(130)일 수 있다.
변환부는 제1 변환부(130)와 제2 변환부(150)를 포함할 수 있다.
송전라인(미도시)은 교류를 송전하는 제1 송전라인(139), 직류를 송전하는 제2 송전라인(140)및 교류를 송전하는 제3 송전라인(141)을 포함할 수 있다.
송전측에서의 제1 변압기(120)는 입력되는 전력을 강압하여 제1 송전라인(141)을 통해 제1 변환부(130)로 전달 할 수 있으며, 제1 변환부(130)는 전달 받은 전력이 교류전력이면 스위칭을 통해 직류전력으로 변환할 수 있다. 바람직하게는 송전측에서 제1 변환부(130)로 입력되는 전력은 교류전력일 수 있다.
제1 변압기(120)는 Y 결선인 1차측과 △결선인 2차측을 포함하며, 1차측으로 전력을 입력 받아 승압 또는 강압하여 2차측으로 출력할 수 있다.
제 1 변환부(130)는 전력을 입력 받는 제1 연결점(a)과 전력을 변환하여 출력하는 제2 연결점(b)을 포함할 수 있다.
제1 송전라인(141)은 은 제1 변압기(120)의 2차측과 제1 변환부(130)의 제1 연결점(a)에 연결되며, 삼상 전력을 전달하는 3상의 라인을 갖을 수 있으며, 상기 3상의 라인은 송전라인 일 수 있다.
제2 변압기(125)는 삼상 라인에 각각 결선되어 역률을 보상하는 복수개의 코일(11 내지 16)을 포함할 수 있다.
제2 변압기(125)는 접지(3)를 포함하며. 고조파 전류를 제거하기 위한 접지 변압기일 수 있다.
제2 변압기(125)는 접지 변압기 또는 지그재그(Zig-zag)변압기 일 수 있으며, 접지(3)를 포함하며, 전압상승이 적어지는 효과와 고조파에 강한 효과가 있을 수 있다. 또한, 순환전류가 없는 이점이 있을 수 있다. 또한, 제2 변압기(125)는 내철형 3상 변압기 일 수 있다.
제2 변압기(125)는 3개의 상을 포함하며, 3개의 상은 각각이 R상, T상, S상일 수 있으며, R상, T상, S상은 각각이 제1 코일(11, 13, 15)과 제2 코일(12, 14, 16)을 포함할 수 있다.
R상의 제1 코일(11)은 T상의 제2 코일(14)와 연결될 수 있으며, T상의 제1 코일(13)은 S상의 제2 코일(16)와 연결될 수 있으며, S상의 제1 코일(15)는 R상의 제2 코일(12)와 연결될 수 있다.
송전측의 R상, T상, S상의 제1 코일(11, 13, 15)들 각각은 제1 송전라인(139) 과 연결될 수 있다.
R상, T상, S상의 제2 코일(12, 14, 16)들 각각은 저항(5)의 일단과 연결될 수 있으며, 저항(5)의 타단은 접지(3)와 연결될 수 있다.
또한, 수전측에서는 제2 송전라인(140)으로부터 변환된 직류 전력을 입력 받아 교류 전력으로 변환하는 제2 변환부(150)와 수요 측 송전라인의 제 3송전라인(141)에 중성점이 생성하도록 결선되는 제4 변압기(155)를 포함할 수 있다.
제2 변환부(150)는 변환한 교류 전력을 승압 또는 강압하여 전력 수용부(180)로 출력할 수 있다.
제3 변압기(160)는 △결선인 1차측과 Y결선인 2차측을 포함할 수 있으며, 또는 Y 결선인 1차측과 △결선인 2차측을 포함할 수 있으며, 1차측으로 전력을 입력 받아 승압 또는 강압하여 2차측으로 출력할 수 있다.
제2 변환부(150)는 전력을 입력 받는 수요 측 변환 제2 연결점(b`)과 전력을 변환하여 출력하는 수요 측 변환 제1 연결점(a`)을 포함할 수 있다.
제3 송전라인(141)은 제3 변압기(160) 2차측과 제2 변환부(150)의 제1 연결점(a`)에 연결되며, 3상 전력을 전달하는 3상의 라인일 수 있다.
제4 변압기(155)는 3상의 라인에 각각 결선되어 역률을 보상하는 3개의 인덕터(40)를 포함할 수 있다.
제4 변압기(155)는 접지(3)를 포함하며. 고조파 전류를 제거하기 위한 접지 변압기일 수 있다.
제4 변압기(155)는 접지 변압기 또는 지그재그(Zig-zag)변압기 일 수 있으며, 접지(3)를 포함하며, 전압상승이 적은 효과와, 고조파에 강한 효과가 있을 수 있다. 또한, 순환전류가 없는 이점이 있을 수 있다. 또한, 제4 변압기(155)는 내철형 3상 변압기 일 수 있다.
제4 변압기(155)는 제2 변압기(125)와 동일한 변압기 일 수 있으며, 제4 변압기(155)는 3개의 상을 포함하며, 3개의 상은 각각이 R상, T상, S상일 수 있으며, R상, T상, S상은 각각이 제1 코일(11, 13, 15)과 제2 코일(12, 14, 16)을 포함할 수 있다.
R상의 제1 코일(11)은 T상의 제2 코일(14)와 연결될 수 있으며, T상의 제1 코일(13)은 T상의 제2 코일(16)와 연결될 수 있으며, S상의 제1 코일(15)는 R상의 제2 코일(12)와 연결될 수 있다.
수전측 R상, T상, S상은 각각이 제1 코일(11, 13, 15)은 제3 송전라인(141) 과 연결될 수 있다.
R상, T상, S상 각각의 제2 코일(12, 14, 16)의 일단은 저항(5)의 일단과 연결될 수 있으며, 저항(5)의 타단은 접지(3)와 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템(High Voltage Direct Current System having Transformer)은 전력 공급부(101), 송전 측 교류파트(110), 송전 측 변전파트(103), 수요 측 변전파트(105), 수요 측 교류파트(170), 전력 수요부(180), 송전라인 및 제어 파트(190)를 포함할 수 있다.
변환부는 송전 측의 제1 변환부(130)와 수전 측의 제2 변환부(150)를 포함할 수 있다.
송전 측 변전파트(103)는 제1 변압기(120), 제2 변압기(125), 제1 변환부(130)를 포함한다.
수요 측 변전파트(105)는 제2 변환부(150), 제4 변압기(155), 제3 변압기(160)를 포함한다.
전력 공급부(101)는 3상의 교류 전력을 생성할 수 있으며, 복수의 발전소를 포함할 수 있다.
전력 공급부(101)는 제1 송전라인(139)을 통해 3상의 교류 전력을 제1 변환부(130)로 출력할 수 있다.
즉, 제1 송전라인(139)은 전력 공급부(101)에서 생성되는 교류 전력을 송전하는 라인일 수 있으며, 제2 송전라인(140)은 교류 전력이 직류 전력으로 변환되면, 변환된 직류 전력을 송전하기 위한 라인일 수 있다. 또한, 제 3 송전 라인(141)은 직류 전력이 교류 전력으로 변환되면, 변환된 교류 전력을 전력 수요부(180)로 송전하기 위한 라인일 수 있다.
전력 수요부(180)는 전력을 공급 받는 수용가 또는 부하 일 수 있다.
송전 측 교류파트(110)는 전력 공급부(101)가 생성한 3상 교류 전력을 제1 변압기(120)와 제1 변환부(130)로 전달한다.
송전 측 교류파트(110)는 송전 측 교류필터(113)을 포함할 수 있다.
제1 변압기(120)는 송전 측 교류파트(110)를 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130) 및 송전라인(140)으로부터 격리한다(isolate).
제1 변압기(120)는 제1 송전라인(139)을 통해 공급받는 교류전력을 승압 또는 강압하여 출력할 수 있다.
제2 변압기(125)는 제1 송전라인(139)에 중성점을 생성하도록 결선될 수 있다.
제1 변환부(130)는 제1 변압기(120)의 출력에 해당하는 3상 교류전력을 직류전력으로 변환한다.
제2 변환부(150)는 제2 송전라인(140)에서 출력되는 3상 직류전력을 교류전력으로 변환한다.
제3 변압기(160)는 제2 변환부(150)을 통해 공급받는 직류전력을 승압 또는 강압하여 출력할 수 있다.
제4 변압기(155)는 제3 송전라인(141)에 중성점을 생성하도록 결선될 수 있으며, 제 4변압기(155)는 제2 변압기(125)와 동일한 변압기 일 수 있다.
제1 송전라인(139)은 전력 공급부(101)에서 출력되는 교류전력을 제1 변환부(130)로 전달할 수 있으며, 제1 송전라인(139)은 3상 송전라인일 수 있다.
제2 송전라인(140)은 제1 변환부(130)에서 출력되는 직류전력을 제2 변환부(150)로 전달할 수 있으며, 제2 송전라인(140)은 직류를 송전하기 위한 송전라인일 수 있다.
제3 송전라인(141)은 제2 변환부(150) 에서 출력되는 교류전력을 전력 수요부(180)로 전달할 수 있으며, 제3 송전라인(141)은 3상 송전라인일 수 있다.
제2 변환부(150)는 제2 송전라인(140)에 의해 전달된 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환한다.
제3 변압기(160)는 수요 측 교류파트(170)를 제3 변압기(150)와 제2 송전라인(140)으로부터 격리한다.
수요 측 교류파트(170)는 제3 변압기(160)의 출력에 해당하는 3상 교류 전력을 전력 수요부(101)에 제공한다.
수요 측 교류파트(170)는 수요 측 교류 필터(171)을 포함할 수 있다.
제어 파트(190)는 전력 공급부(101), 송전 측 교류파트(110), 송전 측 변전파트(103), 수요 측 변전파트(105), 수요 측 교류파트(170), 전력 수요부(101), 제1 변환부(130), 제2 변환부(150) 중 적어도 하나를 제어한다.
특히, 제어 파트(190)는 제1 변환부(130)와 제2 변환부(150) 내의 복수의 밸브의 턴온 및 턴오프의 타이밍을 제어할 수 있다. 이때, 밸브는 싸이리스터 또는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolartransistor, IGBT)에 해당할 수 있으며, 제어 파트(190)는 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 일 수 있다.
변환부는 제1 변환부(130)와 제2 변환부(150)일 수 있으며, 또는, 변환부는 제1 변환부(130)와 제2 변환부(150)를 포함할 수 있다.
변환부와 송전라인(미도시) 의 연결을 상세히 설명하면, 변환부는 3상 모듈형 멀티레벨 컨버터일 수 있으며, 변환부는 복수의 밸브를 포함할 수 있으며, 복수의 밸브는 싸이리스터 또는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolartransistor, IGBT)에 해당할 수 있다.
서브 모듈(210)은 복수개의 스위치, 복수개의 밸브 또는 복수개의 다이오드, 커패시터를 포함할 수 있으며, 이러한 서브 모듈(210)의 형태는 하프 브릿지(half-bridge) 형태 또는 풀 브릿지(full-bridge) 형태가 있을 수 있다.
변환부는 일반적으로 6개의 암(Arm)으로 구성될 수 있으며, A, B, C인 3상 각각에 대해 양극과 음극으로 구성되어 6개의 암(Arm)으로 구성될 수 있다.
이에 따라, 변환부는 A상 양극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제1 암(221), A상 음극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제2 암(222), B상 양극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제3 암(223), B상 음극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제4 암(224), C상 양극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제5 암(225), C상 음극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제6암(226)으로 구성될 수 있다.
제1 암(221) 내지 제6 암(226)은 모두 동일한 서브 모듈(210)을 포함할 수 있다.
하나의 상(Phase)에 대한 복수의 서브 모듈(210)은 레그(Leg)를 구성할 수 있다.
이에 따라, 변환부(130)는 A상에 대한 복수의 서브 모듈(210)을 포함하는 A상 레그(227)와, B상에 대한 복수의 서브 모듈(210)을 포함하는 B상 레그(228), C상에 대한 복수의 서브 모듈(210)을 포함하는 C상 레그(229)로 구성될 수 있다.
제1 암(221) 내지 제 6암(226)은 각각 A, B, C상 레그(227, 228, 229)에 포함된다.
구체적으로, A상 레그(227)는 A상의 양극 암인 제1 암(221)과 음극 암인 제2 암(222)이 포함되며, B상 레그(228)는 B상의 양극 암인 제3 암(223)과 음극 암인 제4 암(224)가 포함된다.
C상 레그(229)는 C상의 양극 암인 제5 암(225)과 음극 암인 제6 암(226)이 포함된다.
제1 송전라인(139)은 제1 변환부(130)의 제1 연결부(a)와 연결될 수 있으며, 제1 연결부(a)는 제1 연결점(i), 제2 연결점(j) 및 제3 연결점(k)를 포함할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 제1 송전라인(139)는 3상 송전라인이며, U상, V상, W상을 갖을 수 있으며, 제1 송전라인(139)의 U상, V상, W상은 A상 레그(227), B상 레그(228), C상 레그(229)에 각각 연결될 수 있고, A상 레그(227), B상 레그(228), C상 레그(229)는 각각이 병렬 연결될 수 있다.
제2 송전라인(140)은 제1 암(221)의 일단과 제2 암(222)의 일단에 연결되며, 제1 암(221)의 타단과 제2 암(222)의 타단이 연결될 수 있으며, 제1 암(221)과 제2 암(222)이 연결되는 연결 라인에 제1 연결점(i)이 형성될 수 있다.
제2 송전라인(140)은 제3 암(223)의 일단과 제4 암(224)의 일단에 연결되며, 제3 암(223)의 타단과 제4 암(224)의 타단이 연결될 수 있으며, 제3 암(223)과 제4 암(224)이 연결되는 연결 라인에 제2 연결점(j)이 형성될 수 있다.
제2 송전라인(140)은 제5 암(225)의 일단과 제6 암(226)의 일단에 연결되며, 제5 암(225)의 타단과 제6 암(226)의 타단이 연결될 수 있으며, 제5 암(225)과 제6 암(226이 연결되는 연결 라인에 제3 연결점(k)이 형성될 수 있다.
3상 송전라인인 제1 송전라인(139)는 U상, V상, W상 각각은 제1 연결점(i), 제2 연결점(j), 제3 연결점(k)에 각각 연결될 수 있다.
변환부의 제1 변환부(130)는 교류전력을 직류전력으로 변환하는 컨버터 일 수 있고, 변환부의 제2 변환부(150)는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 컨버터 일 수 있고, 제1 변환부(130)와 제2 변환부(150)는 같은 컨버터 일 수 있다.
제2 변환부(150)는 제2 송전라인(140)과 연결될 수 있으며, 제3 송전라인(141)과 제2 변환부(150)의 연결은 상기의 제1 송전라인(139)과 제2 변환부(150)의 연결과 동일 할 수 있다.
제2 변압기(125)는 지그재그 결선 방식이 적용된 변압기 일 수 있으며, 계통에서 중성점을 구할 수 없을 때 계통 또는 계통과 연결된 송전라인에서 중성점을 구할 수 있다. 또한, 제2 변압기(125)는 3상 4선식 계통에서는 중성선의 영상분 고조파 전류를 제거할 수 있다.
제2 변압기(125)는 제1 송전라인(139)의 U상, V상, W상에 각각 연결될 수 있으며, 제2 변압기(125)는 접지 변압기 일 수 있다.
제1 송전라인(139)과 제3 송전라인(141)은 역률을 개선하기 위한 인덕터인 복수개의 라인 인덕터(40)를 포함할 수 있으며, 복수개의 라인 인덕터(40)는 U상, V상, W상에 각각 연결될 수 있다.
제2 변압기(125)는 3개의 상을 포함하며, 3개의 상은 각각이 R상, T상, S상일 수 있으며, R상, T상, S상은 각각이 제1 코일(11, 13, 15)과 제2 코일(12, 14, 16)을 포함할 수 있다.
예를 들어, R상의 제1 코일(11)의 일단은 제1 송전라인(139)의 U상과 연결될 수 있으며, R상의 제1 코일(11)의 타단은 T상의 제2 코일(14)의 일단과 연결될 수 있다.
T상의 제1 코일(13)의 일단은 제1 송전라인(139)의 V상과 연결될 수 있으며, T상의 제1 코일(13)의 타단은 S상의 제2 코일(16)의 일단과 연결될 수 있다.
S상의 제1 코일(15)의 일단은 제1 송전라인(139)의 W상과 연결될 수 있으며, S상의 제1 코일(15)의 타단은 R상의 제2 코일(12)의 일단과 연결될 수 있다.
R상, T상, S상의 제2 코일(12, 14, 16) 각각의 타단은 저항(5)의 일단과 연결될 수 있으며, 저항(5)의 타단은 접지(3)와 연결될 수 있다.
즉, R상, T상, S상 각각은 제1 코일(11, 13, 15)과 제2 코일(12, 14, 16)을 포함하며, R상의 제1 코일(11, 13, 15)은 T상 또는 S상 의 제2 코일(12, 14, 16) 중 하나와 연결될 수 있다.
T상의 제1 코일(11, 13, 15)은 R상와 중복되지 않게 R상 또는 S상의 제2 코일(12, 14, 16)중 하나와 연결될 수 있다.
S상의 제1 코일(11, 13, 15)은 R상과 S상과 중복되지 않게 R상 또는 T상의 제2 코일(12, 14, 16)중 하나와 연결될 수 있다.
제2 변압기(125)는 접지(3)를 포함하며. 고조파 전류를 제거하기 위한 접지 변압기일 수 있다.
제2 변압기(125)는 내부에 복수개의 코일(11 내지 16)을 포함하며, 복수개의 코일(11 내지 16)은 서로 중복되지 않게 지그재그 결선으로 연결될 수 있다.
송전라인(미도시) 은 교류를 송전하는 제1 송전라인(139), 직류를 송전하는 제2 송전라인(140)및 교류를 송전하는 제3 송전라인(141)을 포함할 수 있다.
송전 측 송전라인(미도시) 은 교류를 송전하는 제1 송전라인(139)일 수 있으며, 제1 변환부(130)와 제2 변환부(150)는 직류를 송전하는 제2 송전라인(140)으로 연결될 수 있고, 수요 측 송전라인은 교류를 송전하는 제3 송전라인(141)일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기와 같이 기재된 실시예들은 설명된 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
3; 접지, 5; 저항,
101; 전력 공급부, 103; 송전 측 변전파트,
140; 제2 송전라인, 105; 수요 측 변전파트,
110; 송전 측 교류파트, 113; 송전 측 교류필터,
120; 제1 변압기, 125; 제2 변압기,
130; 제1 변환부, 150; 제2 변환부,
155; 제4 변압기, 160; 제3 변압기,
170; 수요 측 변전파트, 171; 수요 측 교류필터,
180; 전력 수용부, 190; 제어 파트,
210; 서브 모듈, 221; 제1 암,
222; 제2 암, 223; 제3 암,
224; 제4 암, 225; 제5 암,
226; 제6 암, 227; A상 레그,
228; B상 레그, 229; C상 레그,

Claims (8)

  1. 전력을 입력 받아 승압 또는 강압하여 출력하는 제1 변압기;
    상기 전력을 전달하는 송전라인;
    상기 전력이 교류전력이면 직류전력으로 또는 상기 전력이 직류전력이면 교류전력으로 변환하는 변환부; 및
    상기 송전라인에 중성점이 생성하도록 결선되는 제2 변압기를 포함하고,
    상기 제2 변압기는
    상기 제1 변압기로부터 전달받은 전력을 변환하여 상기 변환부에 전달하고, 복수개의 코일 및 고조파 전류를 제거하기 위한 접지를 포함하며, 상기 복수개의 코일은 서로 중복되지 않게 지그재그 결선으로 연결되는
    변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 변압기는
    Y 결선인 1차측과 △결선인 2차측을 포함하며,
    상기 1차측으로 상기 전력을 입력 받아 상기 승압 또는 강압하여 상기 2차측으로 출력하는
    변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 변환부는
    상기 전력을 입력 받는 제1 연결점과 상기 전력을 변환하여 상기 출력하는 제2 연결점을 포함하는
    변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 송전라인은
    상기 2차측과 상기 제1 연결점에 연결되며, 삼상 전력을 전달하고, U상, V상 및 W상을 갖는 삼상 라인인
    변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 변압기는
    상기 U상, V상 및 W상에 각각 연결되는 R상, T상, S상을 더 포함하는
    변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 R상, T상, S상 각각은
    제1 코일과 제2 코일을 포함하며, 상기 R상의 상기 제1 코일은 상기 T상 또는 상기 S상 의 상기 제2 코일 중 하나와 연결되며,
    상기 T상의 제1 코일은 상기 R상와 중복되지 않게 상기 R상 또는 상기 S상의 상기 제2 코일중 하나와 연결되며,
    상기 S상의 제1 코일은 상기 R상과 상기 S상과 중복되지 않게 상기 R상 또는 상기 T상의 상기 제2 코일중 하나와 연결되는
    변압기를 갖는 초고압 직류송전 시스템.

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