개폐기(D)
수변전설비 개폐기 종류
부하개폐기(LBS).
자동고장구분개폐기(ASS)
전자접촉기(MC)
파워퓨즈(PF)
차단기 원리
차단기(CB)
차단기 투입방식과 트립방식
TRV
GCV 특징과 SF6가스의 향후 대책
직류차단기
CTTS와 ATS
최신 차단기의 기술 동향
목차(차단기CB)
차단기(CB)
❓차단기
- 통상적인 전류를 개폐하여 기기를 점검 및 보수하고 이상상태 발생 시 신속히 회로를 차단
- 사고지점으로부터 계통을 분리하여 전기기기 및 전선류를 보호하기 위하여 설치
1️⃣차단기의 정격
1)정격전압[kV]
- 차단기의 정격전압이란 규정된 조건을 만족하는 개폐동작을 할 수 있는 사용회로의 상한을 말하며 선간전압(실효치)
- 정격전압=공칭전압×(1.2/1.1)
- 즉, 22.9[kV]차단기의 정격전압은 25[kV]
- 사용회로전압보다 큰 정격전압의 차단기를 선정해도 차단기 자체에는 아무런 지장이 없지만, 경제적으로나 외형적으로 이로운점이 없어 정격전압의 것을 선정
2)정격전류[kA]
- 정격전압, 정격주파수에서 차단기에 온도 상승을 초과하지 않고 연속적으로 흘릴 수 있는 전류의 한도
- 보통은 기동 전류나 전압강하의 영향, 기타 안정도를 고려해서 최대 부하전류의 1.2배정도로 하고, 장차 부하증가 예상되는 경우에는 1.5배 정도의 정격전류를 갖는 차단기를 채용
- 차단기는 최대 부하전류 또는 배전선의 전류용량 이상의 정격전류를 선정
3)정격차단전류[kA]
- 정격 및 규정된 표준동작 책무와 동작상태에서 차단할 수 있는 차단전류의 한도
- 정격차단전류는 차단전류의 교류분 실효치를 나타내나 직류분을 포함해서 차단전류의 한도를 나타내는 경우에는 정격비대칭 전류
- 12.5kA, 20kA, 25kA, 31.5kA, 40kA, 50kA, 63kA
- 정격조건: 정격전압, 정격 주파수, 규정된 과도회복전압, 정격차단시간 등의 조건
- 교류분(실효치)으로 표시하고 비대칭전류를 대칭전류가 1.19배로 하고 있으나, 일반적으로 1.25배로 보고 있어 필요한 대칭차단전류를 구할뿐 일반적으로 문제가 없고 계산으로 구하는 단락전류를 선정
- 차단기의 차단 순간에 각 극에 흐르는 전류를 차단전류라 하고, 발호 순간의 대칭단락전류로 나타낸다
\[ 정격차단전류=\frac{X}{\sqrt{2}}\]
\[ 정격비대칭차단전류=\sqrt{(\frac{X}{\sqrt{2}})^2+Y^2} \]
- 초고압 회로의 고속차단 시나 발전기 단자에 가까운 회로 등에서 비교적 단시간 차단하는 경우는 직류분을 무시할수 없으나, 고압회로의 차단기는 직류분의 영향은 거의 없다고 생각해도 됨
4)정격차단용량[MVA]
- 차단기의 정격차단용량은 3상 교류인 경우 차단기의 정격차단전류와 정격전압과의 곱에√3을 곱한것
- Ps=√3 Vn Is[MVA]
- 차단기용량은 전력계통의 규모가 커질수록 커지기 때문에 경제적인 차단기를 사용하려면 정격차단전류를 감소시켜야함
\[ 차단용량[MVA]=\sqrt3\times정격전압[kV]\times 정격차단전류[kA] \]
5)정격투입전류[kA]
- 정격조건하에서 규정된 동작책무와 동작상태에 따라 투입할 수 있는 투입전류의 한도
- 투입전류의 맨 처음 주파수의 순간치를 최대치로 표시
정격투입전류는 정격차단전류의 약 2.5배 - 실제로 고장(단락)난 회로를 개폐할 경우 단락전류가 흘러 단락전류에 의한 전자반발력으로 차단기가 완전히 투입되어도 차단기의 차단동작이 방해를 받아 차단불능이 되는 경우가 있다.
- 따라서 이와 같은 사태가 되지 않도록 규정된것인데 이 차단기가 투입할수 있는 단락전류(파고치)의 한도를 나타낸 것
- 정격차단전류가 결정되면 이 값도 자동으로 결정
6)정격단시간전류[kA]
- 전류를 1~3초간 통전하여 차단기의 모든 부분의 열적, 기계적인 내력에 이상이 없는 전류의 한도를 말한다.
- 그 차단기의 정격차단전류와 같은 수치(실효치)를 표준으로 한다. 정격단시간전류의 최대파고치는 그 정격의 2.6배로 한다
7)정격차단시간[C/s]
- 정격차단전류를 정격조건하에서, 규정된 동작책무와 동작상태에 따라 차단하는 경우의 차단시간의 한도
- 즉, 차단기가 트립지령을 받고부터(보호계전기의 접점이 닫혀지고부터)트립장치가 동작하여 전류차단을 완료할 때까지의 시간
- 정격 차단시간은 정격주파수를 기준으로 한 사이클수로 표시
- 즉, 부하차단을 시작하여 접점이 열리며서 아크가 확 일어났다가 완전 소호되어 아크가 zero로 되어 절연을 완전 회복한 상태 → 3cycle, 5cycle, 8cycle
8)무부하 투입시간
- 무부하에서 차단기의 투입코일이 동작하여 기계적으로 Latch가 걸려 투입동작이 완료 된 상태
9)개극시간
- 차단기의 트립코일이 동작하여 주회로접점이 기계적인 정해진 만큼 완전히 OPEN된 상태
2️⃣정격투입 조작전압
- 차단기의 전기투입 조작장치가 설계되는 투입조작전압을 말하며 투입조작중에 있는 최대 전류시의 단자전압을 표시
- 전압으로는 직류 125[V], 교류단상110[V], 220[V] (또는 3상 220[V], 380[V])를 표준으로 한다
- 차단기의 전기투입 조작방식은 그의 정격투입 조작전압의 85% 이상 110%이하의 투입 조작전압으로 정격투입전류를 지장 없이 투입할 수 있어야 한다
3️⃣동작책무
- 차단기는 전력계통에서 사용될 경우 투입-차단-투입(C-O-C)과 같은 동작이 되풀이 되므로 차단기의 용량도 이들의 일련의 동작책무에 맞는 성능의 한도로서 표현되고 있으며, 이들의 값은 별도로 표준규격에서 정하고 있다.
- O-15초-CO
- 주로 저압차단기의 최대 단락시험의 동작책무로 사용되며, 한번차단후 15초 후 재투입 및 차단시험을 수행할 수 있는 능력을 확인하는 동작책무임
- CO-3분-CO-3분-CO
- 주로 저압차단기의 사용 단락시험에 적용되며 고압차단기에도 역시 적용될수있는 재폐로용 차단기의 동작책무임
- CO-15초-CO
- 일반 고압차단기에 적용되는 동작책무임
- CO-0.3초-CO -3분-CO
- 고속 재폐로용 고압차단기에 주로 적용되는 동작책무임
4️⃣정격과도회복전압(Rated TRV)
- 차단기가 사고전류를 차단할 때 인가될 수 있는 과도회복전압(TRV)의 한도
- 과도회복이란 Arc전압이 었던 것이 전원전압되려고 일으키는 과도진동현상 및 그 전압
5️⃣과도회복전압
(TRV: Transient Recovery Voltage)
차단기가 사고전류를 차단될 때 차단기 양극간의 전압이 전원전압으로 회복하는 과정에서 발생되는 과도적인 진동전압
6️⃣차단기의 종류
7️⃣최근차단기의 기술동향
- 높은 안정성의 추구
- 높은 신뢰성의 추구
- 사용 용이성, 생력화
- 경제성
- 환경성
- 예방보전기능붙이 차단기
- 전송기능붙이 차단기 등
개폐기(D)
수변전설비 개폐기 종류
부하개폐기(LBS).
자동고장구분개폐기(ASS)
전자접촉기(MC)
파워퓨즈(PF)
차단기 원리
차단기(CB)
차단기 투입방식과 트립방식
TRV
GCV 특징과 SF6가스의 향후 대책
직류차단기
CTTS와 ATS
최신 차단기의 기술 동향
목차(차단기CB)
차단기(CB)
💯기출문제
○F12.전력차단기에서 다음의 용어 정의를 설명하시오
정격전압
정격전류
정격차단전류
정격차단시간
●F13차단기 용어의 뜻을 설명하시오
정격전류
정격차단시간
정격단시간전류
정격개극시간
정격투입조작전압
○F14전력용 차단기의 정격전압, 정격전류, 정격차단전류, 전격차단시간에 대하여 설명하시오
○F23전력용 차단기의 트립프리에 대하여 설명하시오
모범답안(트립프리)
트립프리는 전력용 차단기가 어떠한 상황에서도 안전하게 트립될수 있도록 하는기능
안정성확보
고장 발생 시 차단기가 신속하게 개방되지 않으면 전기 설비의 손상, 화재 등 심각한 사고로 이어질 수 있음. 트립프리 기능은 이러한 위험을 최소화하고 시스템의 안정성을 확보하는데 필수적
신뢰성 향상
차단기의 동작 신뢰도를 높여 시스템의 안정석인 운전을 보장
유지보수 편의성
트립트리 기능을 통해 차단기의 점검 및 유지보수 작업을 안전하게 수행
종류
- 기계적 트립프리
- 전기적 트립프리
- 공기적 트립프리
트립프리의 작동원리
- 기계적 트립프리의경우 투입레버와 트립레버가 별도의 기계적 연결을 가지고 있으며, 고장발생시 트립레버가 우선적으로 작동하여 차단기를 개방시킴
- 전기적트립프리의 경우 투입코일과 트립고일이 별도로 설치되어 있으며, 조당 신호가 감지되면 트립 코일에 전류가 흘러 차단기를 개방시킴
●F24고압선로에서 많이 사용되는 VCB를 적용할 때 고려사항과 적용기준을 현재의 기술 발전에 근거하여 설명하시오
VCB적용시 고려사항
차단용량
절연내력
차단속도
수명
환경조건
유지보수
가격
모범답안(저압직류차단기)
구성요소
- 접점
전류가 흐르는 경우를 개폐하는 부분으로, 동작 코일과 기계적으로 연결 - 동작코일
과전류 등의 이상 상황이 발생하면 코일에 전류가 흘러 접점을 개폐시키는 열할 - 아크소호장치
접점이 개쳬푕 때 발생하는 아크를 빠르게 소멸시켜 접점의 손상을 방지하고 차단시간을 단축시키는 장치 - 트립코일
외부 신호에 의해 수동으로 차단기를 개폐시키는 코일 - 보조스위치
차단기의 상태를 표시하거나 다른 보호 장치와 연동하기 위한 스위치
동작원리
- 정상상태
차단기의 접점이 닫혀 있어 전류가 자유롭게 흐름 - 과전류 발생
회로에 과전류가 흐르면 동작코일에 전류가 유도되어 코일이 작동 - 접점 개폐
동작 코일의 작용으로 접점이 분리되면서 회로가 차단 - 아크소호
접점분리 시 발생하는 아크는 아크소호장치에 의해 빠르게 소멸 - 차단완료
아크가 완전히 소멸되면 접점이 안정적으로 열인상태를 유지
차단기의 종류
- 공기차단기
- 유입차단기
- 진공차단기
- 반도체차단기
저압직류차단기의 특징
- 직류 전원 시스템에 적합
- 빠른 차단 속도
- 높은 신뢰도
- 다양한 종류
개폐기(D)
수변전설비 개폐기 종류
부하개폐기(LBS).
자동고장구분개폐기(ASS)
전자접촉기(MC)
파워퓨즈(PF)
차단기 원리
차단기(CB)
차단기 투입방식과 트립방식
TRV
GCV 특징과 SF6가스의 향후 대책
직류차단기
CTTS와 ATS
최신 차단기의 기술 동향
목차(차단기CB)
차단기(CB)
🌐0929B24
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