변압기의 보호방식

변압기의 보호방식

주전변압기는 자가용 수전설비의 가장 중요한 전기기기이며 그 고장은 부하에 대한 전력 공급의 정지로 조업이 중단되어 경제적 손실이 커진다.

또한 변압기의 고장은 수리기간이 타 설비에 비해 각별히 길다는 점에서 조업 중단의 손실이 커진다

따라서 변압기의 다른 설비에 문제 발생시 변압기에 영향을 줄일수 있도록 보호방식이 설계되어야 한다

변압기의 외부 보호방식

1)파워퓨즈(PF)

• 전료나 변압기 등을 단락전류로부터 보호하기 위하여 사용한다

2)피뢰기(LA)

• 뇌 또는 개폐 등으로 인하여 변압기를 과전압으로부터 보호하기 위하여 사용한다

3)보호계전기

• 과부하 및 지락의 이상 시 변압기를 보호하기 위하여 사용된다.

4)서지흡수기(SA)

• VCB개폐 시 개폐 서지에 대하여 변압기를 보호하기 위하여 사용된다

변압기의 내부보호방식

1)전기적인 보호방식

• 비율차동계전기
  • 차동보호
    -변압기 1차 측과 2차 측에 변류기를 차동 접속하고 그 차동회로에 과전류계전기를 삽입한 것이다
    -부하전류나 외부계통사고에 대해 오동작할 수 있다
  • 비율차동보호
    -차동보호방식을 개선한것으로 동작코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 동작력이 억제코일을 통과하는 전류에 의한 억제력의 몇[%] 정도인가에 따라CB가 동작함
    -동작비율은 변압기 보호용으로 25~50[%]이상으로함
    -통과하는 전류에 대한 차동전류의 비율

• 변압기의 과전류 보호 중 대용량 변압기 단락보호는 비율차동계전기로 동작하지만 5,000[MVA]이하의 소형변압기 단락보호에는 순시요소부 과전류계전기가 적용된다
  • 한시요소탭
    변압기 정격전류의 150[%]이상을 목표로 하나 인접보호구간과 협조상 최대량의 것으로 한다
  • 순시요소탭
    변압기 2차측 단락전류의 1차측에서 값의 1.5배 또는 정격 1차전류의 10배중 큰 값으로 한다

• 비율차동계전방식의 문제점(여자돌입전류와 대책)
  • 원인
    정상 시에 여자전류는 모두 작아 계전기의 오동작은 없으나 무부하, 무여자 상태인 변압기에 전압을 인가했을 때는 변압기 철심의 자속이 순간적으로 변화하여 큰 여자 전류가 흘러 그값에 따라 계전기가 오동작할 수 있다.
  • 오동작 방지대책
  • 감도저하방식
    -돌입전류가 감쇄를 수 초간 계전기의 동작감도를 낮추어 오동작을 방지
    -간단하고 경제적이며 30[MVA] 이하의 변합기에 채용
  • 고조파억제방식
    차동회로에 설치한 고조파 통과필터와 직렬로 접속한 고조파 억제코드에 의한 억제력이 가해지고 동작코일에는 기본파 통과필터를 통해서 차동회로가 기본파전류가 흘러서 동작한다
  • 비대칭저지법
    -여자돌입전류의 가장 큰 특징은 파형이 반파 정류파형에 가까울 정도로 비대칭이다
    -차동동작계전기 Ry₁은 정부 각반파의 전류를 비교하여 그 차이가 어느정도 이상 그면 동작하여 차단기 트립회로를 개방시킨다
    – 사고 시에는 과전류계전기 Ry₁, Ry₂ 가 동시에 동작하여 Ry₁이 동작해도 차단기의 트립회로가 유지되도록 한다

2)기계적인 보호방식

• 보호계전기(유속검출)
  • OLTC유격실에 결합이 발생하는 동안 그 결과가 결함이 생긴 부분으로부터 전달되어 변압기와 탭 절환기를 보호한다
  • 콘서베이트의 절연유가 절환기 위부분에 있는 절연유의 이동에 의해 동작하는데 정격부하 혹은 허용 과부하 상태에서의 탭 절환기 동작 시에는 동작하지 않는다.
• 부흐홀츠 계전기(가스 및 유속검출)
  • 변압기 본체와 콘서베이터를 잇는 연락관에 결합하여 변압기 내부의 국부적인 절연열화에 따라 가스가 발생하면 그 압력으로 동작한다
• 충격압력 계전기(압력검출)
  • 유입 변압기 내부 아크에 의해 가스압력이 갑자기 상승하는 것을 감지하기 위해 설치하는 장치
  • 용기 내에 압력감지 벨로스, 마이크로 스위치, 등압기 등으로 구성되며 변압기 상부 가스공간에 취부한다
• 방출안전장치(내부 이상압력 방출)
  • 변압기 커버에 취부되며 변압기 외함 내에 이상압력 발생을 막아 주는 장치, 즉 일정 압력 초과 시 방압막이 동작하여 변압기의 폭발을 막아 준다
  • 방출안전장치의 구조는 여러 번 동작에도 손상되지 않고 충분히 견디도록 강하게 만들어져 있고 동작부분은 방압막, 압축스프링, 개스킷 및 보호덮개로 구성되어 있다.
    

★제어및 보호방식결정(수변전회로보호방식)
수전회로 보호방식
저압회로 보호방식
저압회로 단락보호
저압차단기 보호협조
저압회로 지락보호방식

보호계전기
변압기 보호방식
DCR오동작 방지대책
비율차동계전기 비율탭 정정
복합계전기
GPT적용시 CLR의 목적