거리계전기 분류효과

거리계전기의 정의

거리계전기는 계전기 설치점에서 측정한 임피던스로 고장점까지의 거리를 판단하는 계전기다.

임피던스는 전압과 전류의 비 Z = V/I 이며, 선로 길이에 비례한다.

정식으로는 측정 임피던스가 정정 임피던스 이하일 때 동작하는 계전기로 정의한다.

동작 원리

계전기는 설치점에서 고장점까지의 선로 임피던스를 측정한다.

선로 임피던스는 길이에 비례하므로 고장점이 가까우면 측정 임피던스가 작아진다.

측정 임피던스를 정정 임피던스 영역과 비교해 안이면 동작하고 밖이면 복귀한다.

분류효과

다단자 계통에서는 고장전류가 여러 경로로 나뉘어 흐른다.

이를 분류효과라 하며, 계전기가 보는 임피던스가 실제 고장 거리와 달라진다.

A단에서 본 겉보기 임피던스는 X1 + (I_B/I_A)·X2 로 표현된다.

계산 예제

가상의 예로 X1 = 10 Ω, X2 = 6 Ω, I_A = 1000 A, I_B = 500 A 인 경우를 본다.

전류비 I_B/I_A 는 0.5 이므로 X2 항은 0.5 × 6 = 3 Ω 이 된다.

따라서 Z_A = 13 Ω 이다. 실제 고장 거리 10 Ω 보다 크게 보인다.

언더리치와 오버리치

언더리치는 자기 구간 고장을 놓치고, 오버리치는 외부 고장에 동작하는 현상이다.

두 현상은 분류효과에서 비롯되므로 정정 때 함께 고려한다.

정정 여유를 키워 언더리치를 막으면 오버리치 위험이 커진다.

시험에서는 정정 여유를 늘릴 때 외부 고장 오동작 위험을 함께 쓰는 것이 핵심이다.

정리

거리계전기는 임피던스로 고장 거리를 판단하는 보호 계전기다.

분류효과는 고장전류가 나뉘어 겉보기 임피던스가 달라지는 현상이다.

이를 식으로 나타내면 X1 + (I_B/I_A)·X2 가 된다.

언더리치와 오버리치의 절충으로 정정 여유를 정한다.