보호계전기 오동작 방지

보호계전기의 역할

보호계전기는 전력계통의 이상을 감시하다가 고장 구간만 차단기에 끊으라고 명령한다.

정상 상태에서 잘못 동작하면 정상 회로가 끊겨 막대한 정전과 재해가 생긴다.

그래서 오동작 방지 조건은 실무 설계와 정정에서 늘 확인되는 핵심 과제다.

구성과 신호 흐름

신호는 CT·PT 입력에서 시작해 필터, 판정부, 시한 로직을 거쳐 차단기로 간다.

판정부는 측정값을 정정값과 비교한다. 이 판정을 바로 출력하지는 않는다.

지연 시간과 상호 확인을 거쳐야 최종 트립이 나간다. 이것이 오동작 방지의 기본 구조다.

입력 필터는 노이즈와 서지를 억제하고, 시한 로직은 순간 오판을 막는다.

정정과 계산 예제

정정은 최소 고장전류와 최대 부하전류 사이에서 정한다. 감으로 정하면 근거가 없다.

동작 전류는 최소 고장전류를 여유 계수와 변류비로 나눠 구한다.

다음은 IDMT 특성 예제다. 설정 전류 400 A, 고장 전류 800 A, TMS 0.2로 둔다.

고장 전류가 설정 전류의 2배이므로 승수는 2이고, 분모는 약 0.0139가 된다.

계산하면 동작 시간은 약 2초다. 짧은 과도 전류에는 즉시 트립하지 않는 시한이다.

헷갈리는 개념

시험에 자주 나오는 것은 감도와 신뢰도의 구분이다. 표로 함께 비교해 둔다.

감도는 작은 동작량에 반응하는 능력이고, 신뢰도는 필요할 때만 정확히 동작하는 능력이다.

동작이 너무 빠르면 과도 고장에도 불필요하게 동작한다. 선택성과 함께 서술한다.

흔한 실수는 정정 오류만 쓰고 배선·접지·노이즈·CT 포화를 빠뜨리는 것이다.

노이즈와 디지털 계전기

디지털화로 생긴 새 쟁점은 전자기 노이즈에 의한 오동작이다.

노이즈는 방사, 전도, 정전·전자 유도 결합 경로로 계전기 입력과 DC 전원에 들어온다.

그 결과 제어기기 오동작, 측정 정밀도 저하, 절연 파괴가 생길 수 있다.

그래서 EMI 필터, 차폐·접지, 서지내성 시험을 함께 확인한다.

정리

오동작 방지는 정정, 노이즈 대책, 시험·점검의 세 축으로 정리된다.

정정은 고장전류 계산을 근거로 하고, 협조를 거쳐 선택성을 확보한다.

노이즈 대책과 정기 시험을 더해야 정확한 동작, 즉 신뢰도를 확보한다.

결론은 신뢰도가 정정·설치·점검의 합이라는 것이다.