비율차동계전기 정정

비율차동계전기란

비율차동계전기는 변압기 내부고장을 빠르고 민감하게 검출하는 대표 보호계전기다.

차전류가 억제전류에 대해 일정 비율을 넘으면 동작하는 것이 핵심이다.

이 장에서는 원리, 부정합 비율, 탭 정정 순서를 차례로 본다.

동작 원리

보호구간에 들어간 전류와 나간 전류의 차를 차전류, 즉 동작전류라고 한다.

외부 고장처럼 통과전류가 클 때는 억제력이 커져 오동작이 막힌다.

동작 비율은 차전류를 억제전류로 나눈 값에 100을 곱해 구한다.

최소동작전류는 전류 탭의 30%에서 동작하도록 설정한다.

구성요소와 결선 보정

구성요소는 차동요소, 억제코일, 고조파 억제, 순시트립으로 나뉜다.

차전류는 동작력으로, 통과전류에 따른 억제력은 동작 문턱을 높인다.

Y-Δ 변압기는 1차와 2차 전류 사이에 30도 위상차가 생긴다.

그래서 CT 결선을 반대로 해 위상차를 보상해야 한다.

부정합 비율 산정

부정합 비율은 탭 절환 오차, CT 오차, 여유를 더해 구한다.

문항 조건은 탭 절환 ±10%, CT 오차 5%, 여유 5%다.

따라서 세 값을 더해 부정합 비율을 구한다.

비율 탭은 이 값을 기준으로 정하고, 보조 CT로 두 측 전류를 맞춘다.

정답은 20%다. 세 값을 모두 더한 결과다.

탭 정정 절차

탭 정정은 다섯 단계로 진행하며, 정격전류 계산부터 시작한다.

CT 결선으로 위상차를 보상한 뒤 부정합 전류를 합산한다.

합산한 값으로 비율 탭을 정하고, 계산 전류에 가장 가까운 표준 탭을 고른다.

마지막으로 최소동작전류와 특성곡선을 확인한다.

여자돌입은 기본파의 15~20% 이상인 제2고조파로 억제한다.

흔한 실수

가장 흔한 실수는 Y-Δ 변압기의 위상차 보정을 빠뜨리는 것이다.

이 경우 정상 상태에서도 차전류가 생겨 계전기가 오동작한다.

탭 절환 오차를 빼고 정정하면 부정합 비율이 맞지 않는다.

보조 CT는 주 CT 2차 전류를 계전기 정격 근처로 맞추는 변환비로 선정한다.

정리

앞 문제의 정답은 Y-Δ 위상차 30도다. 부정합 비율 20%도 함께 기억한다.

정리하면 비율차동계전기는 차전류와 억제전류의 비율로 동작한다.

정정은 부정합 비율, 보조 CT, 탭 선정 순서로 계산한다.

여자돌입과 CT 포화에 의한 오동작도 함께 검토한다.