Thermal Analysis of Power Apparatus Considering Resistance on Temperature Variation

온도변화에 따른 저항값을 고려한 전력기기의 열해석

최근 초고압 전력기기에 대한 많은 연구가 활발히 진행되고 있음에도 불구하고 통전용량에 크게 영향을 미치는 열해석에 대한 연구가 많이 부족한 실정이다. 본 논문에서는 초고압전력기기인 GIS(Gas Insulated Switchgear)의 모선에 대한 열해석을 다루었다. 해석방법은 유한요소법을 이용하여 온도상승을 예측하였다. 유한요소법은 3각형 등의 임의의 형상을 요소로서 채용할 수 있으므로 3상 모선과 같이 복잡한 형상도 표현할 수 있다. 열전달계수는 형상, 유동조건, 유체의 종류를 고려한 상관식을 이용하여 해석적으로 정확히 계산하였다. 열해석에 있어 자계해석을 통한 도체 및 탱크의 손실값 산정이 선행되어야 하는데, 이 손실값이 온도상승의 원인이 되므로 정확히 계산하여야 한다. 손실의 원인이 되는 도체 및 탱크의 저항은 온도가 상승함에 따라 비선형으로 변화하는데, 이것을 고려하여 반복적으로 계산함으로서 해석의 정확성을 높이고자 하였다. 실제 모델에 대한 온도상승 실험치와 본 논문에서 제시한 방법으로 해석한 계산치와의 비교를 통해 타당성을 입증하였다.