전력용 콘덴서 보호방식

보호방식이란

전력용 콘덴서 보호방식은 사고를 검출해 고장 콘덴서를 신속히 분리하는 체계다.

콘덴서는 역률을 높이려고 널리 쓰이지만, 고장이 나면 화재와 계통 파급으로 이어진다.

그래서 사고를 빨리 검출해 고장 설비만 분리하는 보호방식이 필요하다.

회로 보호와 내부 소자 보호

보호는 사고 형태별 보호와 내부 소자 사고 보호로 나뉜다.

회로 보호는 뱅크 전체를 단락, 과전류, 과전압, 지락 사고로부터 지킨다.

내부 소자 보호는 소자 한 개가 단락될 때 그 소자만 격리한다.

두 방식은 서로 대체하지 않고 함께 적용해야 한다.

소자 퓨즈와 불평형 검출

소자 하나가 단락되면 나머지 소자에 전압이 더 걸려 과전압이 된다.

이 변화를 불평형 계전기가 검출해 경보 또는 차단 명령을 낸다.

소자 퓨즈는 고장 소자만 끊어 뱅크 전체 정지를 막는다.

남은 소자 전압은 n÷(n−k)배로 올라 연쇄 소손 위험이 커진다.

예를 들어 n=4, k=1이면 정격의 약 1.33배가 된다.

예제: 정격전류 계산

가상의 예로 6.6kV 계통에 300kvar 뱅크 1조를 설치한다고 하자.

정격전류는 Q를 √3 × V로 나눠 구한다. 결과는 약 26.2A다.

이 값을 출발점으로 과전류 계전기와 퓨즈의 정격을 정한다.

연속 과전류 허용치는 정격의 130%다. 이를 넘으면 시간 지연을 두고 뱅크를 분리한다.

흔한 실수와 채점 포인트

흔한 실수부터 짚는다. 퓨즈만으로 고압 콘덴서의 모든 사고를 막을 수는 없다.

과전압은 서지와 계통 전압 상승, 과전류는 고조파와 과부하가 원인이다.

소자 사고는 전류 변화보다 중성점 간 불평형 전압이나 전류로 나타난다.

정답은 2배다. 남은 소자 전압이 정격의 2배로 올라 과전압 위험이 커진다.

정리

정리하자. 전력용 콘덴서 보호는 사고 형태별 보호와 내부 소자 보호로 나뉜다.

뱅크는 사고를 검출하고, 소자 보호는 파손 소자를 격리한다.

과전류는 계전기와 차단기로, 과전압은 서지보호기로 억제한다.

검출, 차단, 격리 순서로 사고 확대를 막는 것이 핵심이다.