전력용 콘덴서 내부 보호

정의

전력용 콘덴서 내부 보호는 뱅크 내부 소자의 고장을 검출해 뱅크를 분리하는 보호방식이다.

소자 하나가 망가지면 남은 소자에 전압이 더 걸려 연쇄 파괴로 번진다.

내부 보호는 이 초기 단계를 잡아내는 장치다. 보호 대상은 소자 단위의 미세한 변화다.

구조와 보호 흐름

뱅크는 단위 소자 다수로 이루어진다. 소자 퓨즈는 파괴된 소자만 격리한다.

중성점 검출기는 뱅크 중성점의 불평형 신호를 계전기에 전달한다.

계전기가 설정값과 비교해 판정하면 차단기가 뱅크를 개방한다.

개방 후에는 방전장치가 잔류전하를 낮춰 점검자의 감전 위험을 줄인다.

중성점 검출 원리

두 방식의 기본 원리는 같다. 정상일 때 0이던 중성점 값을 고장 시 불평형 값으로 검출한다.

NCS는 Y결선 중성점 사이의 전류를 변류기로, NVS는 중성점 간 전압을 계기용 변압기로 검출한다.

소자 하나가 단락되면 상 임피던스가 달라져 중성점에 불평형이 생기고, 설정값을 넘으면 동작한다.

차이는 검출 대상이 전류인지 전압인지에 있다. 검출 회로의 설치 위치와 설정값도 다르게 정한다.

계산 예제

가상의 600kvar, 3상 Y결선 뱅크를 가정한다. 정격전압은 6.6kV이다.

상전류는 Q를 √3 × V로 나눈 값이다. 계산하면 52.5A가 된다.

이 값은 실제 정정값이 아니라 공식과 단위 흐름을 익히기 위한 예제다.

비교와 한계

NCS와 NVS는 검출 대상과 변성기가 다르다. 답안에는 이를 먼저 구분해 쓴다.

NCS는 변류기 정격과 부담 선정이, NVS는 중성점 PT의 절연과 결선이 중요하다.

두 상 동시 고장이나 계통 전압 불평형은 중성점 신호를 흔들어 검출을 어렵게 한다.

퓨즈는 소자 단위 과전류 차단이고, 중성점 방식은 뱅크 내부 불평형을 검출한다.

핵심 정리

내부 보호는 뱅크 내부 소자 고장을 중성점 불평형으로 검출하는 방식이다.

NCS는 중성점 전류를, NVS는 중성점 전압을 검출한다. 둘 다 정상 시 0이 기준이다.

퓨즈와 중성점 방식은 역할이 다르다. 동시 고장은 검출 한계가 큰 쟁점이다.

온라인 감시는 정전용량 변화를 조기에 찾는 보조 수단이다.