CT 철심 포화

CT 철심 포화란

CT 철심 포화는 1차 전류가 커지거나 직류분이 섞일 때 생기는 현상이다.

철심의 자속이 포화 영역에 들어가 2차 전류가 1차 전류에 비례하지 않게 된다.

계전기가 오동작하거나 동작하지 않을 수 있어 시험에서도 자주 출제된다.

포화가 일어나는 과정

고장이 나서 1차 전류가 정격의 수십 배로 증가한다.

2차 부담과 전류로 철심 자속이 늘고, 포화점을 넘으면 여자전류가 급증한다.

여자전류가 2차 전류에서 빠져 2차 전류가 줄고 파형이 평탄해진다.

2차 전압은 부담 임피던스에 의해 제한되며, 부담이 크면 포화가 빨라진다.

직류분이 섞이면 자속이 한쪽으로 치우쳐 반주기 안에서 더 빨리 포화한다.

예제: 과전류정수 검토

가상의 예로 정격 1차 전류 600A, 과전류정수 20인 CT를 검토한다.

과전류 한계 1차 전류는 정격 1차 전류에 과전류정수를 곱해 구한다.

이 값을 직접 구해 보자.

세 가지 포화 비교

앞 문제의 정답은 12,000A이다. 9,000A는 이 한계보다 작다.

이제 세 가지 포화 현상을 나누어 비교한다.

정상 범위 오차는 여자전류가 원인이며 2차 전류는 정현파를 유지한다.

과전류 포화는 2차 전류 상단이 평탄해지고, 직류분 포화는 한쪽이 찌그러진다.

흔한 실수는 포화를 전류가 커지면 2차 전류가 준다고 쓰는 것이다.

실제로는 권수비에 비례하지 않고 제한되며 파형이 찌그러진다.

정리

CT 선정은 최대 고장 전류와 부담을 함께 확인하는 것이 핵심이다.

포화 원인은 과전류, 직류분, 잔류자속 세 가지로 정리된다.

대책으로는 과전류정수 상향, 부담 저감, 디지털 보상 등이 있다.

잔류자속은 다음 고장의 포화를 앞당기므로 재폐로 협조에서도 검토한다.