비율차동계전기

정의와 목적

비율차동계전기는 변압기 내부고장을 보호하는 주 보호 계전기다.

보호구간에 들어가는 전류와 나오는 전류의 차전류를 비교한다.

차전류가 억제전류에 대한 일정 비율을 넘으면 트립 신호를 보낸다.

억제코일과 동작코일

비율차동계전기는 두 개의 코일로 동작 여부를 정한다.

억제코일은 통과전류로 억제력을 만들고, 동작코일은 차전류로 동작력을 만든다.

동작력이 억제력보다 크면 계전기가 동작한다.

외부 고장에서는 통과전류가 커져 억제력도 함께 커지므로 동작하지 않는다.

동작비율과 계산 예제

동작비율은 차전류를 유출전류로 나눈 백분율이다.

변압기 정격 30MVA, 66kV이면 1차 정격 전류는 약 262.4A다.

1차 CT를 500/5A로 두면 2차 환산 전류는 약 2.62A다.

이 값이 보상 탭을 정하는 기준이 된다.

오동작 방지 기법

오동작을 막는 대표 기법은 세 가지다.

고조파 억제는 여자돌입의 제2고조파를 검출해 동작을 억제한다.

감도 저하법은 투입 직후 약 0.2초 동안 감도를 낮춘다.

Δ-Y 변압기는 CT 결선을 변압기 결선과 반대로 해야 한다.

동작 판정 절차

동작 판정은 다섯 단계로 진행된다.

먼저 CT 2차 전류를 측정하고 결선 위상을 맞춘다. 이어서 보상 탭으로 권수비와 CT 비 차이를 보정한다.

차전류와 억제전류로 동작비율을 구한 뒤, 고조파가 기준 이상이면 동작을 억제한다.

동작비율이 특성곡선 안쪽에 있으면 트립 신호를 보낸다.

핵심 정리

핵심을 네 줄로 정리한다.

비율차동은 차전류와 억제전류의 비율로 동작하며, 억제코일은 통과전류로 억제력을 만든다.

동작비율은 차전류 × 100 ÷ 유출전류로 구한다.

여자돌입은 제2고조파 억제와 투입 후 약 0.2초 감도 저하로 막는다.

직접 풀기

마지막으로 직접 풀어 보자.

1차 정격 전류 262.4A를 CT 500/5A로 환산해 보자.