전력용 콘덴서 내부소자 보호

내부소자 보호의 정의

전력용 콘덴서 내부소자 보호는 고장 난 소자만 신속히 분리하는 보호방식이다.

콘덴서 한 대에는 소자 수십 개가 직병렬로 들어 있어 소자 단위 보호가 필요하다.

핵심 용어는 소자 퓨즈, 불평형 보호, 방전장치, 자기치유다.

고장 확대 과정

소자 하나가 절연파괴되면 단락 경로가 생기고 남은 소자에 전압이 더 걸린다.

그 결과 다른 소자가 연쇄로 파괴되고, 용기 팽창과 파열, 화재로 이어질 수 있다.

그래서 고장 초기에 소자를 분리하는 것이 핵심이다. 직렬 소자 수가 줄수록 남은 소자 전압은 커진다.

계산 예제: 군 용량 불평형

뱅크 한 군의 병렬 소자 수가 6개인 경우를 가정한다.

소자 1개가 단락되면 고장 군의 용량은 6C0에서 5C0으로 줄어든다.

정상 군과 비교한 용량 차는 약 16.7%다. 이 차이로 중성점에 불평형이 나타난다.

보호방식 비교

내부퓨즈는 소자 단위로 고장 소자를 즉시 격리하는 데 강점이 있다.

불평형 보호는 계전기로 고장 누적 상태를 판단하는 데 강점이 있다.

따라서 두 방식은 대체 관계가 아니라 상호 보완 관계로 함께 적용된다.

시험 함정과 직접 풀기

시험에서 가장 많이 틀리는 것은 자기치유를 보호방식으로 착각하는 것이다.

내부퓨즈와 외부 과전류 보호는 소자 단위와 뱅크 단위로 구분해 쓴다.

퓨즈 용단 후 이상전압과 재투입 문제, 고조파 과전류도 빠뜨리면 감점이 된다.

정리와 정답

정답은 해당하지 않는다. 자기치유는 파괴 후 절연이 회복되는 현상이다.

내부퓨즈는 고장 소자를 분리하고, 외부 보호는 뱅크 단위를 지킨다.

퓨즈는 용단 후 교체가 필요하므로 점검 주기를 함께 관리한다.