변전소 모선 구성 및 보호

모선이란

모선은 변압기, 발전기, 송전선 등 여러 회선을 공통으로 접속하는 도체다.

모선이 한 줄이면 그 줄이 끊길 때 변전소 전체가 정전된다.

그래서 모선은 나누거나 두 줄로 만들어 고장과 점검에 대비한다.

단일모선과 섹션 단일모선

단일모선은 모든 회선이 하나의 모선에 접속되는 가장 간단한 구성이다.

설비가 적고 비용이 낮지만 모선 고장이나 점검 시 전 회선이 정전된다.

섹션 단일모선은 모선을 섹션 차단기로 나눠 고장 구간만 분리한다.

섹션 차단기를 열면 고장 범위가 줄어든다.

이중모선 구성

이중모선은 주모선과 예비모선, 두 개의 모선을 둔 구성이다.

회선마다 두 모선에 연결할 수 있도록 단로기를 설치한다.

한 모선을 점검하거나 고장이 나도 다른 모선으로 회선을 옮겨 송전을 계속한다.

단로기는 전류를 끊지 못하므로 차단기가 먼저 열린 뒤에 조작한다.

이중모선은 신뢰도가 가장 높지만 차단기와 단로기 수가 늘어난다.

직접 풀어 보자.

세 방식 비교

세 방식은 신뢰도, 점검 편의, 건설비가 서로 반대로 움직인다.

단일모선은 건설비가 가장 낮지만 모선 점검 시 전 회선이 정지한다.

섹션 단일모선은 구간별 분리로 고장 범위를 줄인다.

이중모선은 두 모선을 번갈아 써서 가장 높은 연속성을 확보한다.

시험에서는 세 방식의 비교가 반복해서 출제된다.

비율차동 억제 조건

비율차동은 차동전류가 k와 통과전류의 곱보다 클 때만 동작한다.

예로 통과전류 1,000A, k = 0.3이면 기준값은 300A다.

차동전류 300A는 기준값과 같아 동작 조건이 성립하지 않는다.

외부 사고라면 억제 범위 안에 있어 오동작하지 않는다.

통과전류가 커질수록 억제 기준이 커진다.

정리

마지막으로 핵심을 정리한다.

모선 구성은 신뢰도와 경제성의 절충이다.

모선 보호는 외부 사고 시 통과전류로 억제하는 비율차동이 널리 쓰인다.

이중모선은 신뢰도가 높지만 건설비가 가장 높다.