전기적 보호 계전기-비율 차동 계전기 (전기기기)

 

 

변압기 보호

전기적 보호 계전기-비율 차동 계전기

 

비율 차동 계전기는 변압기나 발전기 등 중요한 전기 설비를 보호하기 위해 사용되는 전기적 보호 계전기입니다. 이 계전기는 전력 시스템의 특정 구역 내에서 발생하는 고장이나 이상 상태를 감지하고, 신속하게 해당 구역을 차단하여 손상을 최소화하고 안전성을 확보하는 역할을 합니다.

 

비율 차동 계전기란?

비율 차동 계전기는 변압기, 발전기, 모터, 또는 변전소 구역 등에서 정상 상태와 고장 상태를 구별하기 위해 차동 보호 원리를 사용합니다. 이 계전기는 보호 대상 구역의 각 끝점에서 측정한 전류의 차이를 계산하여, 그 차이가 설정된 한계 값을 초과할 때 동작합니다.

 

비율 차동 계전기 작동 원리

1. 차동 전류 계산: 보호 구역의 양쪽 끝에 설치된 전류 변압기(CT)를 통해 흐르는 전류를 측정합니다. 이 전류 변압기들은 보호 대상 구역 내에서 흐르는 전류의 크기를 모니터링합니다.
2. 차동 전류 및 기준 전류 계산: 각 CT에서 측정된 전류의 차동 전류를 계산합니다. 차동 전류는 양쪽 CT에서 측정된 전류의 차이입니다. 또한, 기준 전류는 양쪽 CT에서 측정된 전류의 평균 또는 합입니다.
3. 비율 계산: 차동 전류와 기준 전류의 비율을 계산합니다. 비율이 미리 설정된 한계 값을 초과하면 계전기가 동작합니다.
4. 동작 조건: 정상 상태에서는 보호 구역 내에서 유입 전류와 유출 전류가 동일하므로 차동 전류가 거의 0이 됩니다. 그러나 고장 상태에서는 이 값이 커지게 되어 계전기가 이를 감지하고 동작합니다.

 

비율 차동 계전기 구성 요소

• 전류 변압기(CT): 보호 구역의 양쪽 끝에 설치되어 전류를 측정합니다.
• 차동 계전기: CT로부터 측정된 전류를 입력받아 차동 전류와 기준 전류를 계산하고, 동작 여부를 결정합니다.

 

 

비율 차동 계전기 장점

• 높은 신뢰성: 고장 발생 시 정확하게 보호 구역 내의 문제를 감지하여 신속하게 차단합니다.
• 정밀한 보호: 정상적인 부하 변동이나 외부 고장으로 인한 불필요한 동작을 방지하고, 보호 대상 구역 내의 고장에만 동작합니다.
• 빠른 동작 속도: 고장을 신속하게 감지하여 전력 시스템의 안정성과 연속성을 유지합니다.

 

 

비율 차동 계전기 단점

• 복잡한 설치 및 설정: CT의 설치와 계전기의 설정이 복잡할 수 있으며, 정확한 설정이 필요합니다.
• 비용: 고성능 CT와 차동 계전기의 비용이 높을 수 있습니다.

 

비율 차동 계전기의 적용 예

• 변압기 보호: 변압기의 1차와 2차 권선 사이의 고장을 감지합니다.
• 발전기 보호: 발전기의 내부 고장 및 외부 고장을 감지합니다.
• 버스 보호: 변전소의 버스 바(Bus Bar) 내의 고장을 감지합니다.