ESS의 전기적 위해요인 평가시험장치 구현에 관한 연구

유현상; 김지명; 최성문; 김윤호; 이진호; 노대석

doi:10.5762/KAIS.2024.25.1.618

주제분류

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저널정보

한국산학기술학회
한국산학기술학회 논문지 학술저널
한국산학기술학회논문지 제25권 제1호
2024.1 618 - 625 (8page)
DOI : 10.5762/KAIS.2024.25.1.618

저자정보

유현상 (한국기술교육대학교)
김지명 (한국기술교육대학교)
최성문 (한국기술교육대학교)
김윤호 (한국기술교육대학교)
이진호 (한국기술교육대학교)

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최근, 에너지저장장치(ESS)에서 화재사고가 빈번하게 발생하고 있어, 정부에서는 민관 합동 조사 위원회를 설치하여 ESS의 화재원인을 추정하여 다양한 대응방안을 제시하고 있는데, 이 가운데 전기적 위해요인에 대한 배터리 보호시스템이 미흡한 것으로 평가되어 적정한 보호기기들이 ESS에 적용되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 전기적 위해요인으로 부터 ESS를 보호하기 위한 지락검출장치(IMD), 서지보호장치(SPD), 순환전류 저감장치(NGR)의 동작 메커니즘을 제시하고, 각 보호기기의 유효성을 평가하기 위하여 지락검출 평가시험, 서지특성 평가시험, 순환전류저감 평가시험장치로 구성된 ESS의 전기적 위해요인 평가시험장치를 구현한다. 상기에서 제시한 메커니즘 및 시험장치를 바탕으로 각 전기적 위해요인별 평가시험장치의 운용특성을 분석한 결과, 지락사고 발생 시 IMD는 절연저항의 감소를 측정하여 단시간에 지락사고를 판단할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 적정용량의 SPD를 설치하는 경우 배터리로 유입되는 개폐서지를 저감시킬 수 있으며, NGR을 통해 ESS용 연계변압기의 접지 측으로 유입되는 순환전류도 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 전기적 위해요인에 대한 평가시험장치의 유효성을 검증할 수 있어, 본 논문의 유용성을 확인할 수 있다.

As fire accidents in ESS have been frequently occurred, Korea government has established private-public investigation committee to estimate the causes of the fire accidents and perform various countermeasures. Accordingly, the insufficient battery protection system has been evaluated as electrical hazards, and then appropriate protection devices have been adopted in ESS. Therefore, this paper presents the operation mechanisms of electrical protection devices such as IMD, SPD and NGR, and implements an evaluation test device for electrical hazards in ESS, which is composed of ground fault detection, surge reduction, unbalanced current reduction test device in order to assess the operation characteristics of the protection devices. From the test results based on the proposed operation mechanisms and test devices, it is confirmed that the IMD rapidly detects the ground fault by calculating the decrease of insulation resistance. And also, it is found that the SPD with proper capacity can reduce the switching surge at the side of battery, and NGR can decrease the unbalanced current flowing into grounding of grid-connected transformer in ESS. Therefore, it is clear that the proposed evaluation test device is useful tool to accurately assess the operation characteristics of the protection devices for electrical hazards in ESS.

#Evaluation Test Device #ESS #Insulation Monitoring Device #Surge Protection Device #Neutral Ground Resistor