An Operation Characteristics of Leakage and Unbalanced Current in 400V LVDC Distribution System

최근, 신재생에너지 전원의 수용성을 향상시킬 수 있는 DC 배전계통에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만, 기존의 AC 배전계통과 달리 DC 배전계통은 계통연계 및 전기설비 기술기준과 안전운용 절차 등이 미흡하여, DC 배전망의 전기적 위해요인에 대한 연구가 요구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 LVDC 배전계통의 전기적 위해요인으로 평가되고 있는 누설전류와 순환전류에 대한 발생 메커니즘을 제시하고, 전력계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 400V LVDC 배전계통의 IGBT 스위칭과 절연성능 열화에 의한 누설전류와 불평형 부하에 의한 순환전류의 모델링을 수행한다. 상기에서 제시한 모델링을 바탕으로 LVDC 배전계통의 누설전류와 순환전류의 특성을 평가한 결과, IGBT 스위칭에 의한 누설전류는 높은 기생 커패시턴스와 스위치 주파수에 의해 크게 증가하여 인체 및 설비에 악영향을 줄 수 있으며, 절연성능 열화에 의한 누설전류는 절연저항의 저하에 따라 화재 및 인체 감전에 악영향을 줄 수 있다. 또한, 불평형 부하에 의한 순환전류는 부하 불평형률과 접지저항에 따라 누설전류에 비해 크게 발생하여, LVDC 배전계통에 악영향을 줄 가능성이 증가함을 알 수 있다.