보호계전기*

제공

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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

목차(보호계전기)

보호계전기

1️⃣목적

  • 전기설비의 보호란 전력설비의 이상상태 발생 및 파급을 방지
  • 단락 지락사고가 거의 대부분이고 발생한 사고를 신속히 검출 제거함으로써 설비의 파괴와 사고의 파급을 최소한으로 줄이고 복구를 용이하게 하기위하여 각종보호계전 시스템을 적용

2️⃣기능

  • 계통의 사고에 대해여 보호대상물을 완전히 보호하고 각종 계기에 주는 손상을 최소화
  • 사고구간을 고속도로 선택 차단하여 파급을 최소화
  • 불필요한 정정시간을 방지하여 전력계통의 안정도를 향상

3️⃣기본기능과 구성

1)기본기능

  • 신뢰성(정확성)
    • 이상 시 정확히 검출하여 제거하며 오동작을 일으키지 않는다.
  • 선택성
    • 선택 차단및 복구로 정전구간을 최소화하는 기능을 가져야 한다
  • 신속성
    • 이상 시 신속히 동작하여 사고구간을 최소화 하는 기능을 말한다

2)기본구성

  • 검출부
    • 고장구간의 고장전류 및 전압을 검출하는 구성부로 CT, VT(PT), ZCT, GPT(GVT)등의 변성기류 등이 있다.
  • 판정부
    • 검출된 고장치의 동작 여부를 결정짓는 요소로 반발스프링 억제코일, 전압, 전류법 등이 이에 해당된다.
  • 동작부
    • 검출과 판정을 거쳐 작동 지시치에 도달할 경우 접점을 여닫는 구동을 하는 구조로서 가동코일, 가동철심, 유도원판 등이 있다.

4️⃣보호계전기의 전용과 사용기준

1)적용 시 고려사항

  • 대상설비의 위치
  • 대상설비의 종류
  • 대상설비의 계통에서 중요도
  • 대상설비의 계통적 상호 협조

2)적용의 원칙

  • 선택성 : 사고 범위의 국한과 공급의 확보
  • 신뢰성 : 보호의 중첩과 협조
  • 후비성 : 후비보호기능의 구비
  • 안정성 : 재폐로에 의한 계통 및 공급의 안정화

5️⃣보호계전기의 분류

1)동작구조(원리)별 분류

  • 가동 철심형
    • 플런지형, 힌지형, 발란스 빔형
  • 유도형
    • 유도원판형, 유도원통형, 유도원환형 등
    • 유도원판형은 토크 발생효율이 높아 방향계전기에 많이 사용
  • 가동코일형(특징)
    • 직류에만 동작하는 계전기
    • 동작값과 복귀값의 차이가 적다
    • 동작시간 정정변경이 용이하다
    • 토크 발생효율이 낮아 접점 압력변경이 작다
  • 정지형
    • 트랜지스터형, 전자빔형, 자기증폭형, 홀효과형이 있으며 트랜지스터형이 많이 사용
    • 스위칭이 고속
    • 고장전류에 의한 고조파의 영향, 서지에 대한 별도의 대책이 필요
    • 온도의 영향을 받기 쉽다.
    • 반한시성을 가진 계전기로는 사용 불가능하다.(조합하여 사용)
  • Digital형
    • 최근에는 고급 수변전설비에 적용되는 계전기로 동작속도가 빠르고 오작동이 없으나 비싼 결점이 있다

2)동작시한별 분류

  • 한시(순시=고속도)
    • 응동시간에 대하여 특히 고려하지 않는 경우로 정정된 최소 동작치 이상이 되면 즉시 동작한다
    • 일정입력(200%)에 0.2초 이내에 동작한다
  • 정한시
    • 입력크기와 관계없이 정해진 한시에 동작한다.
  • 반한시
    • 입력이 커질수록 짧은 한시에 동작하면, 계전기의 동작입력이 증가함에 따라 동작시간이 단축된다.
  • 반한시정한시
    • 계전기의 동작 입력이 커질수록 짧은 한시에 동작하나 입력이 어떤 범위를 넘어서면 한시에 동작한다.
  • 계단한시형
    • 계전기 조합형으로 입력전류가 일정한 범위마다 정한시 특성을 지니게 한다.

3)보호계전기의 종류

  • 과전류계전기(OCR 51)
    • 수전단에 가장 많이 채용하는 계전기로 CT에서 검출된 과전류에 의하여 동작하는 계전기
  • 과전압계전기(OVR 27)
    • 배전선로에서 이상전압이나 과전압 내습 시 PT에서 검출된 과전압에 의하여 동작하는 계전기
  • 부족전압계전기(UVR 21)
    • 배전선로에서 순간정전이나 단락사고 등에 의하여 전압강하 시 PT에서 이상 저전압을 검출하여 동작하는 계전기
  • 전력계전기(PR)
    • 무효전력, 연전력을 검출하여 동작하는 계전기
  • 접지계전기(GR)
    • 배전선로에서 접지고장에 대하여 보호동작을 하는 것을, 영상전압과 대지충전전류에 의하여 동작하는 계전기
  • 방향성 선택접지계전기(SGR)
    • 비접지 선로에서 OCR과 조합하여 지락에 의한 고장전류를 GPT와 ZCT등을 이용, 검출하여 한 방향으로만 (선로->대지)동작하도록 한 접지계전기
  • 비율차동계전기(Differental Relay 87)
    • 변압기나 조상기의 내부 고장 시 1차와 2차의 전류비 차이로 동작하는 계전기로 3,000[kVA] 이상의 대용량 변압기에 채용
https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/비율차동계전기.jpg

6️⃣정지형 계전기

1)기본구성 및 원리

  • 정지형 계전기는 반도체 소자, 저항기, 콘덴서 등을 사용한 전자회로로 구성되며
  • VT, CT의 2차전압, 전류를 입력의 위상차를 검출하여 판정, 동작하는 시스템

2)종류

  • 정류형 계전기
    • 정지형 단입력계전기
      • 전압이나 전류만의 입력으로 판정하며, 과전압, 부족전압계전기가 이에 해당한다
    • 정류형 복입력계전기
      • 전압이나 전류의 상호 연관으로 판정, 파정회로는 단입력계전기와 동일하다.
  • 위상검출형 계전기
    • 둘 또는 그 이상 되는 전기량의 위상차를 검출하여 작동 판정하며, 방향계전기 및 거리계전기에 적용

3)특성

  • 소비전력이 매우 작다
  • 스위칭이 고속이다
  • 소형 컴팩트화되어 랙에 설치가 가능하다
  • 진동, 충격에 강하여 내진설계에 적당하다
  • 고조파, 서지, 노이즈에 약하다
  • 온도의 영향을 많이 받는다

7️⃣디지털 계전기

1)기본구성 및 원리

  • 기본구성
    • 입력변환부
      • VT, CT로부터의 입력을 ±5~10[V]의 전압값으로 변환하는 설비
    • 필터 :
      • 높은 주파수 대역의 성분을 제거하거나 중첩 에러방지 역할을 한다
    • S/H :
      • 신호값을 일전 시간 간격으로 샘플링하고 A/D변환이 완료될때까지 데이터를 보존함
    • 다중화기 :
      • 신호값을 입력받아 이것을 시분할시켜 다른 장치로 보내주는 설비
    • A/D변환기 :
      • 전압, 전류의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 설비
    • 연산처리부, RAM, ROM 정전기억부
      • 연산처리부 : 마이크로프로세스 유닛으로 롬에 저장되어있는 보호계전기의 프로그램을 수행하는 설비
      • 롬 : 연산처리부에서 수행하여야 하는 보호계전 프로그램을 저장하는 설비
      • 램 : A/D변환기에 의한 전압, 전류의 데이터를 임시로 저장하는설비
      • 정정치 기억부 : 계전기 동작에 필요한 정정치를 기억하는 설비
  • 동작원리
    • 디지털 릴레이의 기본개념은 샘플링이며 CT에서 얻은 아날로그 전류를 일정 간격으로 디지털 신호로 변환함
    • 이들 디지털 변환값은 마이크로프로세스에 입력되어 연산처리를 수행함

2)종류

  • 연산형 계전기
    • 입력량을 주기적으로 샘플링하여 양자화된 디지털량으로 변환 후 프로그램에 의해 연산처리
  • 간이 구성 연산형
    • 연산형과 동일한 동작원리이고, 회로를 간소화시킨 계전기
  • 계수화
    • 입력량을 디지털화하여 계수처리
  • 스캐너형

3)특성

  • 소비전력이 작고 CT, PT의 부담도 줄일 수 있다
  • 소프트웨어에 따라 다양한 보호방식을 구성한다
  • 소형 컴팩트화하고, 신뢰성이 높다
  • 자기진단기능, 컴퓨터 연결기능 등이 있어 융통성이 크다
  • 고조파, 노이즈, 서지 등에 대한 대책을 강구해야 한다

8️⃣보호계전기 서지보호대책

1)개요

  • 전력계통 설비에서는 이상전압에 대하여 피뢰기의 보호 레벨을 기준으로 하는 절연협조방식이 확립되어 있으나
  • 저압 제어회로의 보호에는 피뢰기가 설치되어 있지 않아 불량 동작에 의한 신뢰성 저하뿐만아니라 부품 소손에 대한 적절한 대책을 세워야 함

2)서지의 발생원

  • 내부서지
    • 보호계전기의 개폐
      • 보호계전기의 개폐에 의한 서지로 이상동작발생 및 부품소손가능성이 있다
    • D-D컨버터의 스위칭 잡음 등
  • 외부서지
    • 뇌 서지
      • 외부 낙뢰에 의한 서지 침입에 의한 이상동작 발생
    • 사고전류 서지
      • 사고전류(단락, 지락 등)에 의한 이상동작 발생
    • 개폐 서지 등

3)서지의 침입경로

  • 접지망의 전위상승에 의한 서지의 침입
    • 낙뢰 및 피뢰기의 방전전류가 접지계통에 침입하면 접지망의 국부적인 전위상승으로 서지가 침입
  • PT, CT를 통한 2차 회로에 침입
    • PT, CT1차 측에 뇌 및 사고전류에 의하여 계통의 서지가 PT, CT등의 전자이행으로 2차 회로에 서지가 침입
https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/서지의-침입경로.jpg
  • 코일단자회로에서 다른 회로에 침입
    • CB, DS의 조작코일, 계전기코일 등 코일단자에 생긴 서지가 계전기에 침입
  • 전자유도에 의한 저압케이블에 침입
    • DS, 개폐기 등의 재점호에 의한 진동전류가 흘러서 전자유도작용으로 저압케이블에 서지가 침입
  • 제어전원에서의 침입
    • D-D컨버터의 스위칭 잡음, 전원선의 R-L부하변동에 의한 전압강하등이 제어전원 회로에 서지가 침입

4)대책

  • PT, CT의 정전차폐
    • 다음 그림과 같이 PT, CT 1차와 2차 권선 간에 정전차폐판을 설치하여 대지로 접지하여 이상서지를 방지한다
https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/PT-CT의-정전차폐.jpg
  • 라인필터
    • 라인필터는 제어전원회로의 극 간 및 접지 간에 침입하는서지를 제거하기 위하여 제어전원선을 끊고 그 자리에 접속한다
https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/라인필터.jpg
  • 리미터
    • CT, PT 입력회로의 극 간에 침입하는 과대한 서지에서 접지회로를 보호하기 위하여 사용한다
https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/c_리미터-1024x883-1.jpg
  • 스파크 킬러
    • 보호계전기 코일에 인가한 전압을 개방할 때 계전기코일에 축전된 에너지가 방출하면서 높은 서지가 발생하는 것을 방지하기 위하여 코일과 병렬로 스파크 킬러를 접속하여 보호대책을 달성한다
https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/스파크-킬러.jpg
  • 배선의 분리
    • 전선 A나 전선 B의 거리는 크게하거나 전선 B를 대지에 가깝게 하여 CA를 적게 하고 CB를 크게하여 노이즈 이행을 저감시킨다
https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/배선의-분리.jpg
  • 접지회로의 강화
    • 접지모선의 길이 및 전선을 굵게 하여 임피던스를 낮게 한다

9️⃣아날로그 및 디지털 계전기 특성 비교

구분전자기계형정지형디지털정지형
입력전송아날로그 전송아날로그 전송아날로그 전송 및디지털 전송
입력전환권선에 의한 전자유도정류기에 의한 직류 변환리미터에 의한 방형파 변환아날로그에서 디지털로 변환
사용소자가동철심, 유도원판,유도환,유도원통트랜지스터, 다이오드 등마이크로프로세서 등
동작원리 및 검출기능전자력에 의한 기계적 응동기계적 구조적 특성의 제약TR의 증폭, 스위칭 작용을 이용해서 합력의 크기/위상판단 동작다요소 조합에 의거 다각형특성 실현 가능디지털 양을 정해진 프로그램에 의거 마이크로프로세서로 계산하여 크기 및 위상을 판단
내환경성잡음 영향이 적음진동에 약함소세력 신고회로 사용으로 디지털 경우와 동일한 대책 필요디지털 신호 오부호 발생 방지대책 필요
변성기 부담높음중간낮음
자동점검 및 상시기능없음없음있음
성능저속도, 단일기능고감도, 고속도고감도, 고속도, 다기능
신뢰성낮음높음높음
보수성정기 점검 필요점기 점검 필요자동 점검기능 있음정기 점검 필요
표준화곤란계전기 특성에 따라 하드웨어가 다름적용범위 확장성이 큼
장치규모대형중형소형

🔟보호계전기 정정

1)정의

  • 보호계전기가 보호할 구간에서 어떠한 이상 상태가 발생하였을 때 이에 적절히 동작하도록 조정장치(Tap, Lewer 등)에 의하여 동작 기준치를 정하는 것을 말한다
  • 조정장치로 정정된 동작기준치를 정정치라고 한다

2)정정의 원칙

  • 보호계전기 설정은 사고발생시에 사고원인을 신속히 제거하여 불피요한 차단을 방지를 위하여 계전기들 상호 간의 협조가필요함
  • 변성기나 차단기의 특성 또한 본래 동작해야 할 주보호계전기 혹은 차단기가 오동작 할 경우의 후비보호를 포함하여 검토
  • 사고지점별 단락 지락전류를 정확히 예측계산하여 설정

3)보호계전기별 정정치

(22.9[kV-Y]에서 유도형 계전기 동작시한 정정방법)

  • OCR, OCGR(5*):
    • 최소 동작 전류: 변압기 용량, 선로 임피던스, 부하 전류 등을 고려하여 결정합니다. 일반적으로 최대 부하 전류의 1.2 ~ 1.5배 정도로 설정합니다.
    • 동작 시간: 고장 종류에 따라 다르게 설정하며, 단락 사고에는 빠르게, 과부하에는 느리게 동작하도록 설정합니다.
https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/보호계전기별-정정치1.jpg
  • OVR, UVR(2*):
    • 동작 전압: 시스템의 정상 운전 전압을 기준으로 설정하며, 허용되는 전압 변동 범위를 고려하여 설정합니다.
  • OVGR:
    • 동작 전압: 지락 사고 시 발생할 수 있는 최대 지락 전압을 고려하여 설정합니다.
https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/보호계전기별-정정치2.jpg

4)보호설비별 보호계전기 정정

  • 수전회로 변압기 보호
단락 보호 정정*한시Tap : 수전계약 최대 전류의 150%에 정정
*한시Laver : 수전변압기 중 가장 큰 용량의 변압기 2차 3상 단락전류에 0.6초 이내에 동작하도록 선정
*순시Tap : 수전변압기 중 가장 큰 용량의 변압기 2차 3상 단락전류의 150~200%에 정정
지락 보호 정정*한시Tap : 수전계약전력의 30% 이라로서 평시부하 불평형전류의 1.5배 이상에 정전
*정한시Laver : 수전보호구간 최대 1선 지락 고장전류에서 0.2초 이하로 선정
*순시Tap : 후위계전기와 협조가 가능하고 최소치에 정정
부족전압 보호 정정*한시Tap : 정격전압의 70% 정도에 정정
*한시Laver : 정정치의 70% 전압에서 2.0초 정도로 조정
과전압 보호 정정*한시Tap : 정격전압의 130%에 정정
*한시Laver : 정정치의 150% 전압에서 2.0초 정도로 조정 수전회로용 보호계전기 정정
  • 수전변압기 2차 회로 정정
단락보호 정정*한시Tap : 변압기 2차 정격전류의 150%에 정정
*한시Laver : 변압기 2차 모선 3상 단락전류의 0.4~0.6초에 선정
*순시Tap : 분기Feeder사고에 불필요한 오동작을 하지 않도록 순시 제거
지락보호 정정*계통접지방식에 따라 다르며
*직접접지계통의 경우
*한시Tap : 변압기 2차 정격전류의 30%이하에 정정
*한시Lever : 수전보호구간 최대 1선지락 고장전류에서 0.2초 이하에 선정
*순시Tap : 분기 Feeder사고에 불필요한 오동작을 하지 않도록 순시 제거
*저항접지계통의 경우
*한시Tap : 동일계통에서 단계별로 최대 지락전류의 30%,20% 10% 5%
  • 콘덴서 보호계전기 정정
단락보호 정정*한시Tap : 콘덴서 정격전류의 120~130%에 정정
*한시Laver : 돌입전류에 동작하지 않는 최소치에 선정
*순시Tap : 콘덴서 투입 시 돌입전류에 오동작하지 않는 최소치에 정정
지락보호 정정계통접지방식에 따라 다르며 배전선 지락보호계전기 정정과 같으며, 말단부하이므로 오동작하지 않는 최소치에 정정
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

목차(보호계전기)

보호계전기

💯기출문제

○F50 계전기의 정정과 정정범위를 설명하시오

정정 범위에 영향을 미치는 요소

정정 범위는 다음과 같은 요소들에 의해 결정됩니다.

  • 계전기 종류: 전자식, 유전체, 전자기식 등 계전기 종류에 따라 특성이 다르므로 정정 범위도 달라집니다.
  • 보호 대상: 변압기, 모터, 발전기 등 보호 대상에 따라 필요한 보호 기능과 정정 범위가 달라집니다.
  • 시스템 구성: 시스템의 크기, 종류, 연결 방식 등에 따라 정정 범위가 달라집니다.
  • 고장 종류: 단락, 지락, 과부하 등 고장 종류에 따라 필요한 보호 기능과 정정 범위가 달라집니다.

정정 범위 설정 시 고려 사항

  • 선택성: 고장이 발생한 부분만 차단하고 정상 부분은 보호해야 합니다.
  • 감도: 고장을 빠르게 감지하여 시스템 손상을 최소화해야 합니다.
  • 안정성: 오동작을 방지하여 시스템의 안정적인 운전을 보장해야 합니다.
  • 경제성: 불필요한 투자를 방지하고 효율적인 시스템 운영을 위해 경제적인 측면도 고려해야 합니다.

●F51 아날로그 계전기와 디지털 계전기의 특성을 비교 설명하시오

아날로그 계전기

  • 정의: 아날로그 신호를 직접 처리하여 동작하는 계전기입니다. 전기적인 양을 직접 측정하여 설정된 값과 비교하여 동작 여부를 판단합니다.
  • 특징:
    • 단순한 구조: 회로 구성이 간단하여 구조가 단순하고, 작동 원리가 직관적입니다.
    • 저렴한 비용: 디지털 계전기에 비해 제작 비용이 저렴합니다.
    • 내구성: 외부 환경 변화에 강하고, 오랜 기간 사용이 가능합니다.
  • 단점:
    • 정확도: 디지털 계전기에 비해 정확도가 떨어지고, 오차가 발생할 수 있습니다.
    • 제한된 기능: 다양한 기능 구현이 어렵고, 유연성이 떨어집니다.
    • 유지보수: 정기적인 교정이 필요하며, 고장 발생 시 수리가 어려울 수 있습니다.

디지털 계전기

  • 정의: 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 마이크로프로세서를 이용하여 처리하는 계전기입니다.
  • 특징:
    • 높은 정확도: 디지털 신호 처리를 통해 높은 정확도를 확보할 수 있습니다.
    • 다양한 기능: 다양한 보호 기능을 구현할 수 있으며, 유연성이 높습니다.
    • 자기진단 기능: 고장 진단 기능을 통해 계전기의 상태를 모니터링할 수 있습니다.
    • 통신 기능: 통신 기능을 통해 원격 감시 및 제어가 가능합니다.
  • 단점:
    • 고가: 아날로그 계전기에 비해 제작 비용이 비쌉니다.
    • 복잡한 구조: 마이크로프로세서를 사용하기 때문에 구조가 복잡합니다.
    • 외부 환경에 민감: 전자기파 등 외부 환경에 민감할 수 있습니다.

아날로그 계전기와 디지털 계전기의 비교표

항목아날로그 계전기디지털 계전기
구조단순복잡
정확도낮음높음
기능제한적다양
유연성낮음높음
비용저렴고가
내구성높음상대적으로 낮음
유지보수쉬움복잡

○F52 보호계전기를 용도별로 구분하고 5가지 이내로 약술하시오

과전류계전기, 과전압계전기, 부족전압계전기, 전력계전기, 접지계전기, 방향성 선택접지계전기, 비율차동계전기

○F53 보호계전기의 신뢰도 향상방법에 대하여 간단히 요약하여 기술하시오

1. 설계 및 제작 단계

  • 고품질 부품 사용: 내구성이 높고 안정적인 성능을 가진 부품을 사용하여 계전기의 수명을 연장하고 고장률을 낮춥니다.
  • 엄격한 품질 관리: 제작 과정에서 꼼꼼한 품질 검사를 실시하여 불량품 발생을 최소화합니다.
  • 여유 설계: 정격 용량보다 높은 여유를 가지고 설계하여 예상치 못한 과부하나 환경 변화에도 안정적으로 작동할 수 있도록 합니다.
  • 최신 기술 적용: 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리 기술 등 최신 기술을 적용하여 계전기의 성능을 향상시키고 새로운 기능을 추가합니다.

2. 설치 및 시운전 단계

  • 정확한 설치: 제조사의 설치 매뉴얼을 철저히 준수하여 계전기를 정확하게 설치하고, 접지 및 배선을 완벽하게 처리합니다.
  • 철저한 시운전: 설치 후 다양한 시험을 통해 계전기가 정상적으로 동작하는지 확인하고, 설정 값을 최적화합니다.
  • 환경 고려: 습도, 온도, 진동 등 주변 환경 조건을 고려하여 계전기를 설치하고, 필요한 경우 환경 보호 장치를 설치합니다.

3. 운전 및 유지보수 단계

  • 정기적인 점검: 계전기의 상태를 주기적으로 점검하고, 이상 징후를 조기에 발견하여 조치합니다.
  • 소프트웨어 업데이트: 제조사에서 제공하는 최신 소프트웨어로 업데이트하여 기능 개선 및 버그 수정을 수행합니다.
  • 예방 정비: 계전기의 수명을 연장하기 위해 정기적인 예방 정비를 실시합니다.
  • 교육: 운전원에게 계전기의 작동 원리와 유지보수 방법에 대한 교육을 실시하여 운전 숙련도를 높입니다.

4. 시스템적인 접근

  • 다중화: 동일한 기능을 하는 계전기를 여러 개 설치하여 하나의 계전기 고장 시에도 시스템이 안정적으로 운전될 수 있도록 합니다.
  • 자동 감시: 계전기의 상태를 실시간으로 감시하고, 이상 발생 시 즉시 알람을 발송하여 신속한 조치를 취할 수 있도록 합니다.
  • 보호 계통의 최적화: 보호 계통 전체를 종합적으로 분석하여 보호 협조를 최적화하고, 오동작 가능성을 줄입니다.

5. 기타

  • 표준화: 보호계전기의 설계, 제작, 설치, 운전 등에 대한 표준을 마련하여 일관성을 확보하고 오류를 줄입니다.
  • 신뢰성 평가: 계전기의 신뢰성을 정량적으로 평가하기 위한 다양한 방법을 개발하고 활용합니다.

●F54 보호계전기설비의 보호계전 시스템의 개요, 최근동향, 보호방식 등에 대하여 설명하시오

보호계전 시스템이란?

전력 시스템은 우리 생활에 필수적인 에너지를 공급하는 시스템입니다. 하지만 다양한 원인으로 인해 단락, 지락, 과전류, 과전압 등의 고장이 발생할 수 있으며, 이러한 고장은 시스템의 손상을 야기하고 심각한 경우에는 대규모 정전으로 이어질 수 있습니다.

보호계전 시스템은 이러한 고장을 빠르고 정확하게 감지하여 고장 구간을 분리하고, 시스템의 나머지 부분을 보호하는 역할을 수행하는 시스템입니다. 마치 인체의 면역 시스템이 외부 침입자를 감지하고 방어하는 것과 같다고 할 수 있습니다.

보호계전 시스템의 구성 요소

  • 계기용 변성기 (CT, PT): 고전압, 대전류를 안전하게 측정할 수 있도록 낮은 값으로 변환하는 장치입니다.
  • 보호계전기: CT, PT에서 받은 신호를 분석하여 고장 발생 여부를 판단하고, 설정된 조건에 따라 차단기에 트립 신호를 보내는 장치입니다.
  • 차단기: 보호계전기의 신호를 받아 고장 구간을 빠르게 차단하는 장치입니다.

최근 보호계전 시스템의 동향

  • 디지털화: 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 전환되어 정확도와 신뢰성이 향상되었으며, 다양한 기능을 구현할 수 있게 되었습니다.
  • 지능화: 인공지능, 머신러닝 기술을 활용하여 고장 예측, 자가 진단 기능이 강화되었으며, 시스템의 운영 효율성을 높이고 있습니다.
  • 통합화: 다양한 보호 기능을 하나의 장치에 통합하여 시스템 구성을 간소화하고 유지보수를 용이하게 하였습니다.
  • 통신 기능 강화: 통신망을 통해 원격 감시, 제어가 가능해지고, 다양한 정보를 수집하여 분석할 수 있게 되었습니다.

보호계전 시스템의 보호 방식

  • 과전류 보호: 전류가 설정값을 초과할 때 동작하여 과부하, 단락 사고를 보호합니다.
  • 지락 보호: 전류가 대지로 흘러 들어갈 때 동작하여 지락 사고를 보호합니다.
  • 과전압 보호: 전압이 설정값을 초과할 때 동작하여 과전압 사고를 보호합니다.
  • 부족전압 보호: 전압이 설정값 이하로 떨어질 때 동작하여 부족전압 사고를 보호합니다.
  • 거리 보호: 고장점까지의 거리를 측정하여 고장 발생 위치를 파악하고 선택적인 보호를 수행합니다.
  • 방향성 보호: 고장 전류의 방향을 감지하여 고장이 발생한 방향으로만 동작합니다.
  • 차동 보호: 보호 대상 기기의 입출력 전류를 비교하여 내부 고장을 감지합니다.

●F55 디지털 보호계전기의 구성에 대해서 기본구성을 도해하고, 구성요소를 차레대로 나열하고 설명하시오

디지털 보호계전기의 기본 구성 및 도해

http://www.avensys.co.kr/463565164853560-4837254840442285120444592-4459245733.html

구성 요소:

  1. 입력단:
    • 변성기(CT, PT): 외부에서 들어오는 전류와 전압을 안전하고 효율적으로 측정하여 계전기로 보내는 역할을 합니다.
    • A/D 변환기: 아날로그 신호(전류, 전압)를 디지털 신호로 변환하는 역할을 합니다.
    • 필터: 노이즈를 제거하고, 원하는 주파수 대역의 신호만 추출하는 역할을 합니다.
  2. 중앙처리장치 (CPU):
    • 마이크로프로세서: 디지털 신호를 처리하고, 보호 알고리즘을 수행하여 고장 유무를 판단합니다.
    • 메모리: 프로그램, 데이터, 설정값 등을 저장하는 공간입니다.
  3. 출력단:
    • D/A 변환기: 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 외부 장치에 전달합니다.
    • 릴레이: 차단기 동작 신호, 경보 신호 등을 출력하는 역할을 합니다.
    • 통신 인터페이스: 다른 장치와 통신하기 위한 인터페이스입니다.

각 구성 요소의 역할 설명

  • 입력단: 외부에서 들어오는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 CPU에서 처리할 수 있도록 합니다.
  • 중앙처리장치 (CPU):
    • 보호 알고리즘 수행: 과전류, 지락, 과전압 등 다양한 고장 종류에 대한 보호 알고리즘을 수행하여 고장 발생 여부를 판단합니다.
    • 자기 진단: 계전기 자체의 상태를 감시하고, 이상 발생 시 경보를 발생시킵니다.
    • 통신: 다른 장치와 통신하여 정보를 교환하고, 원격 감시 및 제어를 수행합니다.
    • 설정값 저장: 사용자가 설정한 보호 설정값을 저장하고, 필요에 따라 변경할 수 있습니다.
  • 출력단:
    • 차단기 동작 신호: 고장 발생 시 차단기에 트립 신호를 보내 고장 구간을 분리합니다.
    • 경보 신호: 고장 발생 시 경보 신호를 발생시켜 운전원에게 알립니다.
    • 통신 신호: 다른 장치와 통신하여 정보를 교환합니다.

디지털 보호계전기의 장점

  • 높은 정확도: 아날로그 방식에 비해 정확도가 높아 오동작 가능성을 줄일 수 있습니다.
  • 다양한 기능: 다양한 보호 기능을 하나의 장치에 구현할 수 있습니다.
  • 유연성: 소프트웨어 업데이트를 통해 기능을 추가하거나 변경할 수 있습니다.
  • 자기 진단 기능: 계전기 자체의 상태를 감시하여 고장을 예방할 수 있습니다.
  • 통신 기능: 다른 장치와 통신하여 시스템 운영 효율성을 높일 수 있습니다.

●F56 그림과 같은 수변전단선결선도에 50/51과 50/52의 보호계전기 정정치를 구하시오 ❯58

한전측은 무시한다
역률은 0.9이다
한시 OCR의 탭 : 4,5,6,7,8,10,12[A]
순시OCR의 탭 : 20~80[A]

예시: OCR 정정치 결정

  • 변압기 용량: 1000kVA
  • 부하 전류: 500A
  • 선로 임피던스: 0.1Ω
  • 최대 단락 전류: 계산 결과 10,000A

위 조건에서 OCR의 최소 동작 전류는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

  • 최대 부하 전류의 1.2배: 500A x 1.2 = 600A
  • 최대 단락 전류의 50%: 10,000A x 0.5 = 5,000A

위 계산 결과를 바탕으로 OCR의 최소 동작 전류를 600A ~ 5,000A 사이에서 적절한 값으로 설정합니다.

○F57 과전류계전기의 정한시와 반한시 특성에 대하여 설명하시오

정한시 특성

  • 정의: 과전류가 발생하면 일정한 시간이 지난 후 동작하는 특성입니다. 즉, 과전류의 크기와 관계없이 설정된 시간 후에 동작
  • 장점:
    • 과부하 보호에 적합합니다. 과부하가 발생하면 전류가 서서히 증가하므로, 정한시 특성을 통해 차단기를 천천히 동작시켜 시스템에 무리가 가지 않도록 할 수 있음
  • 단점:
    • 단락 사고와 같은 급격한 과전류에는 빠르게 대응하지 못함

반한시 특성

  • 정의: 과전류의 크기에 따라 동작 시간이 달라지는 특성입니다. 과전류가 클수록 빠르게 동작하고, 과전류가 작을수록 천천히 동작합니다.
  • 장점:
    • 단락 사고와 같은 급격한 과전류에 빠르게 대응할 수 있습니다.
    • 과부하와 단락 사고를 모두 보호할 수 있습니다.
  • 단점:
    • 설정값 조정이 복잡하고, 오동작 가능성이 있습니다.

정한시와 반한시의 비교

특징정한시반한시
동작 시간일정과전류 크기에 비례
주요 용도과부하 보호과부하 및 단락 사고 보호
장점과부하 보호에 적합빠른 단락 사고 보호, 다목적
단점단락 사고에 느림설정값 조정 복잡, 오동작 가능성

정한시-반한시 특성 곡선

![정한시-반한시 특성 곡선]( )

위 그림과 같이 실제 과전류 계전기는 정한시와 반한시 특성을 모두 가지는 경우가 많습니다. 과전류가 작을 때는 반한시 특성을 나타내어 과부하를 보호하고, 과전류가 클 때는 정한시 특성을 나타내어 단락 사고를 보호합니다.

●F58 수용가 수전설비의 보호계전기(OCR,OCGR,OVGR,OVR,UVR)정정 시 고려사항과 정정치에 대하여 설명하시오

  • OCR (Over Current Relay): 과전류 계전기로, 과전류가 발생할 때 동작하여 시스템을 보호합니다.
  • OCGR (Over Current Ground Relay): 지락 과전류 계전기로, 지락 사고 발생 시 동작하여 시스템을 보호합니다.
  • OVGR (Over Voltage Ground Relay): 지락 과전압 계전기로, 지락 사고 발생 시 과전압을 감지하여 동작합니다.
  • OVR (Over Voltage Relay): 과전압 계전기로, 상간 또는 상대지간 과전압 발생 시 동작합니다.
  • UVR (Under Voltage Relay): 저전압 계전기로, 전압이 설정값 이하로 떨어질 때 동작합니다.

정정 시 고려사항

  • 설비의 종류 및 용량: 변압기 용량, 선로 임피던스, 부하 특성 등 설비의 특성을 고려하여 정정해야 합니다.
  • 고장 종류 및 크기: 단락, 지락 등 고장 종류와 예상되는 고장 전류 값을 고려하여 정정해야 합니다.
  • 보호 협조: 다른 보호 계전기와의 협조를 고려하여 오동작이나 미동작이 발생하지 않도록 해야 합니다.
  • 선택성: 고장 발생 시 고장 구간만 선택적으로 차단하여 건전한 부분의 운전을 지속할 수 있도록 해야 합니다.
  • 안전율: 불확실성을 고려하여 적절한 안전율을 적용해야 합니다.
  • 법규 및 규정: 관련 법규 및 규정을 준수하여야 합니다.

정정치 결정

  • OCR, OCGR:
    • 최소 동작 전류: 변압기 용량, 선로 임피던스, 부하 전류 등을 고려하여 결정합니다. 일반적으로 최대 부하 전류의 1.2 ~ 1.5배 정도로 설정합니다.
    • 동작 시간: 고장 종류에 따라 다르게 설정하며, 단락 사고에는 빠르게, 과부하에는 느리게 동작하도록 설정합니다.
  • OVR, UVR:
    • 동작 전압: 시스템의 정상 운전 전압을 기준으로 설정하며, 허용되는 전압 변동 범위를 고려하여 설정합니다.
  • OVGR:
    • 동작 전압: 지락 사고 시 발생할 수 있는 최대 지락 전압을 고려하여 설정합니다.

예시: OCR 정정치 결정

  • 변압기 용량: 1000kVA
  • 부하 전류: 500A
  • 선로 임피던스: 0.1Ω
  • 최대 단락 전류: 계산 결과 10,000A

위 조건에서 OCR의 최소 동작 전류는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

  • 최대 부하 전류의 1.2배: 500A x 1.2 = 600A
  • 최대 단락 전류의 50%: 10,000A x 0.5 = 5,000A

위 계산 결과를 바탕으로 OCR의 최소 동작 전류를 600A ~ 5,000A 사이에서 적절한 값으로 설정합니다.

주의사항

  • 정확한 데이터 확보: 계산에 사용되는 데이터(변압기 용량, 임피던스 등)가 정확해야 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
  • 고장 종류별 고려: 단락, 지락 등 고장 종류에 따라 보호 계전기의 설정값이 달라질 수 있습니다.
  • 보호 협조: 다른 보호 계전기와의 협조를 고려하여 설정값을 결정해야 합니다.
  • 안전율: 설정값에 적절한 안전율을 적용하여 불확실성을 고려해야 합니다.

●F59 최근 마이크로 프로세서의 발전으로 디지털 계전기가 널리보급되고 있다. 디지털 계전기의 설치환경 및 노이즈의 영향및 대책을 설명하시오.

디지털 계전기 설치 환경

  • 전자파 차폐: 디지털 계전기는 전자파에 민감하므로, 금속 케이스 등을 사용하여 전자파 차폐를 해야 합니다. 특히 고주파 노이즈에 취약하므로, 고주파 노이즈원으로부터 멀리 설치하는 것이 좋습니다.
  • 접지: 계전기와 접지 사이의 저항을 최소화하여 노이즈를 효과적으로 접지시켜야 합니다.
  • 온도 및 습도: 계전기의 정상 작동을 위해 적절한 온도와 습도를 유지해야 합니다.
  • 진동: 진동은 계전기의 내부 회로에 영향을 줄 수 있으므로, 진동이 적은 곳에 설치해야 합니다.
  • 먼지: 먼지는 접촉 불량이나 단락을 유발할 수 있으므로, 깨끗한 환경을 유지해야 합니다.

노이즈의 영향

  • 측정 오류: 노이즈는 측정 신호에 혼입되어 측정 오류를 발생시킬 수 있습니다.
  • 오동작: 노이즈가 특정 임계값을 넘어설 경우, 계전기가 오동작할 수 있습니다.
  • 데이터 손상: 통신 과정에서 노이즈에 의해 데이터가 손상될 수 있습니다.

노이즈 대책

  • 차폐 케이블 사용: 차폐 케이블을 사용하여 노이즈 유입을 방지합니다.
  • 필터링: 노이즈 필터를 사용하여 특정 주파수 대역의 노이즈를 제거합니다.
  • 접지: 계전기와 접지 사이의 저항을 최소화하여 노이즈를 효과적으로 접지시킵니다.
  • 광통신: 노이즈에 강한 광통신 방식을 사용하여 통신 신뢰성을 높입니다.
  • 전원 안정화: 전원 공급 장치를 사용하여 안정적인 전원을 공급합니다.
  • 소프트웨어 필터링: 디지털 신호 처리 기술을 이용하여 소프트웨어적으로 노이즈를 제거합니다.
  • 노이즈원과의 이격: 노이즈원으로부터 멀리 설치하여 노이즈의 영향을 최소화합니다.
  • 정기적인 점검: 계전기의 상태를 정기적으로 점검하여 노이즈에 의한 문제를 조기에 발견하고 해결합니다.

추가적인 고려 사항

  • EMC (Electromagnetic Compatibility): 전자파 적합성을 고려하여 설계된 계전기를 선택하는 것이 좋습니다.
  • IEC 61850: 국제 표준 IEC 61850을 준수하는 계전기를 사용하면 상호 운용성을 높일 수 있습니다.
  • 보호 계층: 물리적 보호, 기능적 보호, 사이버 보안 등 다양한 보호 계층을 고려하여 시스템을 구축해야 합니다.

○F60 디지털 보호계전기의 특성

디지털 보호계전기의 주요 특징

  • 높은 정확도: 아날로그 신호 처리 과정에서 발생할 수 있는 오차를 최소화하여 정확한 보호 기능을 제공합니다.
  • 다양한 기능: 소프트웨어 업데이트를 통해 다양한 보호 기능을 추가하거나 변경할 수 있어 유연성이 뛰어납니다.
  • 빠른 응답 속도: 마이크로프로세서를 이용하여 빠르게 고장을 감지하고 차단 신호를 발생시킬 수 있습니다.
  • 자체 진단 기능: 계전기의 상태를 스스로 진단하여 고장 발생 시 신속하게 알려줍니다.
  • 통신 기능: 다른 장치와 통신하여 원격 감시, 제어가 가능하며, 시스템 운영 효율성을 높일 수 있습니다.
  • 고급 보호 기능: 고속 퓨즈 특성 시뮬레이션, 차동 보호, 거리 보호 등 다양한 고급 보호 기능을 제공합니다.
  • 데이터 기록 및 분석: 고장 발생 시 데이터를 기록하고 분석하여 고장 원인을 파악하고 시스템 개선에 활용할 수 있습니다.
  • 소형화 및 경량화: 부품 소형화로 인해 설치 공간을 줄이고, 설치 및 유지보수가 용이합니다.

디지털 보호계전기의 구조

디지털 보호계전기는 크게 입력단, 중앙처리장치, 출력단으로 구성됩니다.

  • 입력단: 외부에서 들어오는 아날로그 신호(전류, 전압)를 디지털 신호로 변환합니다.
  • 중앙처리장치: 변환된 디지털 신호를 이용하여 보호 알고리즘을 수행하고, 고장 발생 여부를 판단합니다.
  • 출력단: 고장 발생 시 차단기 동작 신호, 경보 신호 등을 출력합니다.

디지털 보호계전기의 장점

  • 높은 신뢰성: 다양한 자가 진단 기능을 통해 고장 발생 가능성을 줄이고, 시스템의 안정성을 향상시킵니다.
  • 유지보수 편의성: 소프트웨어 업데이트를 통해 현장에서 기능을 변경하거나 추가할 수 있어 유지보수가 용이합니다.
  • 확장성: 다양한 통신 프로토콜을 지원하여 다른 시스템과의 연동이 용이합니다.
  • 환경 친화적: 소형화 및 경량화로 인해 자원 낭비를 줄이고, 설치 공간을 최소화할 수 있습니다.

디지털 보호계전기의 단점

  • 높은 초기 투자 비용: 아날로그 계전기에 비해 초기 투자 비용이 높습니다.
  • 전문 인력 필요: 복잡한 기능을 설정하고 관리하기 위해 전문 인력이 필요합니다.
  • 사이버 공격 위험: 네트워크에 연결되어 있어 사이버 공격에 취약할 수 있습니다.

●F61 유도형 지락방향계전기의 시험방식

유도형 지락 방향계전기는 전력 시스템에서 지락 사고가 발생했을 때 고장 발생 방향을 판단하여 차단기를 동작시키는 중요한 보호 장치입니다. 이러한 계전기를 정확하게 시험하는 것은 시스템의 안정적인 운전을 위해 필수적입니다.

유도형 지락 방향계전기 시험의 목적

  • 정상 동작 확인: 계전기가 설정된 조건에서 정상적으로 동작하는지 확인합니다.
  • 오동작 방지: 불필요한 동작을 방지하여 시스템의 안정성을 확보합니다.
  • 보호 협조 확인: 다른 보호 계전기와의 협조 관계를 확인하여 시스템 전체의 보호 기능을 검증합니다.

시험 방법

유도형 지락 방향계전기 시험은 크게 정지 시험동작 시험으로 나눌 수 있습니다.

1. 정지 시험

  • 목적: 계전기가 비고장 상태에서 동작하지 않는 것을 확인합니다.
  • 방법:
    • 정상 운전 조건: 정상적인 전압과 전류를 인가하여 계전기가 동작하지 않는 것을 확인합니다.
    • 외란 조건: 고조파, 노이즈 등 외란을 인가하여 계전기가 오동작하지 않는 것을 확인합니다.

2. 동작 시험

  • 목적: 계전기가 고장 조건에서 정상적으로 동작하는 것을 확인합니다.
  • 방법:
    • 지락 사고 시뮬레이션: 지락 사고를 시뮬레이션하여 계전기가 정확한 방향으로 동작하는지 확인합니다.
    • 시험 전원: 시험 전원을 이용하여 지락 전류와 전압을 인가합니다.
    • 시험 회로: 시험 회로를 구성하여 계전기의 입력단에 시험 전원을 연결합니다.
    • 동작 시간 측정: 계전기의 동작 시간을 측정하여 설정값과 비교합니다.

시험 시 주의 사항

  • 안전: 시험 전에 안전 수칙을 준수하고, 절연 장갑 등 보호구를 착용해야 합니다.
  • 정확성: 시험 장비를 정확하게 교정하고, 시험 회로를 정확하게 구성해야 합니다.
  • 기록: 시험 결과를 상세하게 기록하여 추후 분석에 활용해야 합니다.
  • 표준: 관련 표준(예: IEC 60255-26)을 준수하여 시험을 진행해야 합니다.

시험 장비

  • 시험 전원: 지락 전류와 전압을 인가하기 위한 시험 전원
  • 전압계, 전류계: 전압과 전류를 측정하기 위한 계측기
  • 시간 측정기: 계전기의 동작 시간을 측정하기 위한 계측기
  • 시험 회로: 시험 전원과 계전기를 연결하기 위한 회로

결론

유도형 지락 방향계전기 시험은 시스템의 안정성을 확보하기 위해 매우 중요한 작업입니다. 정확하고 체계적인 시험을 통해 계전기의 성능을 확인하고, 필요한 경우 설정값을 조정하여 시스템을 최적화할 수 있습니다.

주의: 유도형 지락 방향계전기 시험은 전문적인 지식과 경험이 필요한 작업입니다. 시험을 수행하기 전에 관련 규정과 매뉴얼을 충분히 숙지하고, 필요한 경우 전문가의 도움을 받는 것이 좋습니다.

○F62 보호계전기의 기억작용에 대하여 설명하시오

보호계전기의 기억작용에 대한 설명

보호계전기의 기억작용이란?

보호계전기의 기억작용이란, 계전기의 입력 신호가 급격하게 변화할 때, 변화하기 전의 신호 값을 일정 시간 동안 기억하는 기능을 말합니다. 마치 사진기가 찰나의 순간을 기록하듯이, 보호계전기는 고장 발생 직전의 시스템 상태를 기억하여 보다 정확한 고장 분석에 활용합니다.

왜 기억작용이 필요할까요?

  • 고장 분석: 고장 발생 직전의 시스템 상태를 기억하여 고장 원인을 정확하게 분석하고, 재발 방지 대책을 수립하는 데 도움을 줍니다.
  • 거리 보호 계전기: 특히 거리 보호 계전기에서 중요하게 사용되는데, 고장점까지의 거리를 정확하게 계산하기 위해서는 고장 발생 직전의 전압과 전류 값이 필요합니다.
  • 시스템 안정도 향상: 고장 발생 시 빠르고 정확한 보호 동작을 통해 시스템의 안정도를 향상시킬 수 있습니다.

기억작용의 원리

기억작용은 일반적으로 아래와 같은 방법으로 구현됩니다.

  • 샘플링: 일정한 시간 간격으로 입력 신호를 샘플링하여 디지털 값으로 변환합니다.
  • 저장: 샘플링된 데이터를 메모리에 저장합니다.
  • 호출: 필요한 경우 저장된 데이터를 호출하여 사용합니다.

기억작용의 종류

  • 단기 기억: 최근의 데이터만 저장하며, 메모리 용량이 적습니다.
  • 장기 기억: 과거의 데이터까지 저장하며, 메모리 용량이 큽니다.

기억작용의 활용 예시

  • 고속 사고 기록 장치(FRR): 고장 발생 시 고속으로 데이터를 기록하여 상세한 고장 분석에 활용합니다.
  • 순시 값 기록: 고장 발생 직전의 순시 값을 기록하여 고장 분석에 활용합니다.
  • 파형 기록: 고장 발생 시 전압, 전류 파형을 기록하여 고장 분석에 활용합니다.

결론

보호계전기의 기억작용은 고장 분석, 시스템 안정도 향상 등 다양한 분야에서 활용되는 중요한 기능입니다. 특히 디지털 보호계전기의 발전과 함께 더욱 정교하고 다양한 기억 기능이 구현되고 있습니다.

핵심 정리:

  • 보호계전기의 기억작용은 고장 발생 직전의 시스템 상태를 기억하는 기능입니다.
  • 고장 분석, 거리 보호 계산 등에 활용됩니다.
  • 샘플링, 저장, 호출 등의 과정을 통해 구현됩니다.
  • 단기 기억과 장기 기억으로 나눌 수 있습니다.
  • 고속 사고 기록 장치, 순시 값 기록, 파형 기록 등 다양한 형태로 활용됩니다.

●F63 디지털 계전기의 노이즈 침입도와 노이즈 보호대책에 대해여 설명하시오

디지털 계전기는 고정밀도의 계산과 빠른 응답 속도를 바탕으로 전력 시스템의 안정적인 운전에 기여합니다. 하지만 민감한 전자 회로로 구성되어 있어 외부 노이즈에 취약하다는 단점이 있습니다. 이러한 노이즈는 계측 오류, 오동작, 심지어 시스템 고장까지 유발할 수 있으므로, 노이즈 침입도를 최소화하고 안정적인 운전을 위한 노이즈 보호 대책이 필수적입니다.

디지털 계전기의 노이즈 침입 경로

  • 전원선: 전원 공급 과정에서 발생하는 스파크, 고주파 노이즈 등이 계전기로 유입될 수 있습니다.
  • 신호선: 센서, 변압기 등에서 발생하는 노이즈가 신호선을 통해 계전기로 전달될 수 있습니다.
  • 통신선: 통신망을 통해 외부에서 노이즈가 유입될 수 있습니다.
  • 접지: 불량한 접지로 인해 노이즈가 계전기로 유입될 수 있습니다.

노이즈의 종류 및 영향

  • 전도성 노이즈: 전선을 통해 전달되는 노이즈로, 주로 전력선, 신호선을 통해 유입됩니다.
  • 방사성 노이즈: 공기를 통해 전파되는 노이즈로, 주변의 전자 기기에서 발생하는 전자파 등이 원인입니다.
  • 노이즈의 영향: 측정 오류, 오동작, 데이터 손상, 시스템 불안정 등을 유발할 수 있습니다.

노이즈 보호 대책

  • 차폐:
    • 케이블 차폐: 신호선, 전원선에 차폐 케이블을 사용하여 외부 노이즈 유입을 차단합니다.
    • 금속 케이스: 계전기를 금속 케이스로 감싸 전자파 차폐를 강화합니다.
  • 필터링:
    • 노이즈 필터: 전원선, 신호선에 노이즈 필터를 설치하여 특정 주파수 대역의 노이즈를 제거합니다.
  • 접지:
    • 안정된 접지: 계전기와 시스템 접지를 확실하게 하여 노이즈를 지면으로 방출합니다.
    • 등전위 접지: 시스템 내의 모든 금속 부분을 등전위로 연결하여 접지 임피던스를 낮춥니다.
  • 절연:
    • 절연 변압기: 전원선과 신호선 사이에 절연 변압기를 설치하여 노이즈 전파를 차단합니다.
  • 통신:
    • 광통신: 노이즈에 강한 광통신 방식을 사용하여 통신 신뢰성을 높입니다.
  • 소프트웨어:
    • 노이즈 필터링 알고리즘: 소프트웨어적으로 노이즈를 제거하는 알고리즘을 적용합니다.
  • 설치 환경:
    • 노이즈원과의 이격: 노이즈원으로부터 멀리 설치하여 노이즈의 영향을 최소화합니다.
  • 정기적인 점검:
    • 계통 점검: 정기적인 계통 점검을 통해 노이즈 발생 원인을 파악하고 해결합니다.

추가적인 고려 사항

  • EMC (Electromagnetic Compatibility): 전자파 적합성을 고려하여 설계된 계전기를 선택하는 것이 좋습니다.
  • IEC 61850: 국제 표준 IEC 61850을 준수하는 계전기를 사용하면 상호 운용성을 높일 수 있습니다.
  • 보호 계층: 물리적 보호, 기능적 보호, 사이버 보안 등 다양한 보호 계층을 고려하여 시스템을 구축해야 합니다.

○F64 대형건물에서 고압 전동기를 포함한 6.6[kV] 구내 배전계통에 적용한 유도원판형 전류계기의 한시탭 상호간의 협조시간 간격을 제시하고, 이간격을 유지하기 위한 시간 협조항목을 설명하시오

한시탭 상호간의 협조시간 간격

한시탭 상호간의 협조시간 간격이란, 고장 발생 시 각 유도원판형 전류계기가 동작하는 시간 간의 차이를 의미합니다. 이 간격은 다음과 같은 요소들을 고려하여 결정됩니다.

  • 계통 구성: 배전선의 길이, 임피던스, 부하 분포 등 계통 구성에 따라 고장 전류의 크기와 분포가 달라지므로, 이에 맞춰 협조시간 간격을 설정해야 합니다.
  • 보호 대상: 보호 대상 기기의 중요도와 고장 종류에 따라 요구되는 협조시간 간격이 달라집니다. 예를 들어, 중요한 전동기는 빠르게 보호해야 하므로 협조시간 간격을 짧게 설정할 수 있습니다.
  • 계기 특성: 유도원판형 전류계기의 종류, 정확도, 시간 오차 등 계기 특성에 따라 협조시간 간격이 영향을 받습니다.
  • 보호 계통: 다른 보호 계전기와의 연동 관계를 고려하여 협조시간 간격을 설정해야 합니다.

일반적으로 한시탭 상호간의 협조시간 간격은 0.5초 ~ 2초 정도로 설정되지만, 위에서 언급한 요소들을 종합적으로 고려하여 적절한 값을 결정해야 합니다.

시간 협조항목

시간 협조를 위해 고려해야 할 항목은 다음과 같습니다.

  • 한시탭 설정값: 각 유도원판형 전류계기의 한시탭 설정값을 조정하여 동작 시간을 조절합니다.
  • 시간 오차: 계기의 시간 오차를 고려하여 협조시간 간격을 설정해야 합니다.
  • 온도 영향: 온도 변화에 따른 계기의 동작 시간 변화를 고려해야 합니다.
  • 부하 변동: 부하 변동에 따른 고장 전류 변화를 고려하여 협조시간 간격을 설정해야 합니다.
  • 계통 임피던스 변화: 계통 임피던스 변화에 따른 고장 전류 변화를 고려해야 합니다.

시간 협조를 위한 방법

  • 계산: 계통 데이터를 기반으로 계산을 통해 협조시간 간격을 결정합니다.
  • 시뮬레이션: 전력 시스템 해석 프로그램을 이용하여 다양한 고장 상황을 모사하고, 계기의 동작 시간을 확인합니다.
  • 현장 시험: 실제 계통에서 시험을 수행하여 협조시간 간격을 확인하고 조정합니다.

●F65 대형건물의 구내배전용6.6[kV]모선에 6.6[kV]전동기와 6.6[kV]/380[V]변압기가연결되어있다 6.6[kV]전동기 부하용과전류계전기(50/51)와 6.6[kV]/380[V]변압기의 고압측에 설치된 과전류계전기(50/51)를 정정하는 방법을 각각 설명하시오.

서론

대형 건물의 6.6[kV] 모선에 연결된 전동기와 변압기의 과전류계전기(50/51) 정정은 안정적인 전력 공급과 설비 보호를 위해 매우 중요한 작업입니다. 과전류 계전기는 과전류가 발생했을 때 차단기를 동작시켜 설비 손상을 방지하는 역할을 합니다. 따라서 정확한 정정을 통해 계전기가 필요한 순간에 신속하게 동작하고, 불필요한 동작은 최소화해야 합니다.

6.6[kV] 전동기 부하용 과전류계전기(50/51) 정정

1. 정정 목표:

  • 전동기 과부하 보호: 전동기가 정격 전류를 초과하여 운전될 때 계전기가 동작하여 전동기를 보호합니다.
  • 단락사고 보호: 전동기에서 단락사고가 발생했을 때 계전기가 신속하게 동작하여 사고 확산을 방지합니다.

2. 정정 고려 사항:

  • 전동기 정격 전류: 전동기의 정격 전류는 계전기의 설정값을 결정하는 가장 중요한 요소입니다.
  • 전동기 기동 전류: 전동기 기동 시에는 정격 전류의 수배에 달하는 큰 전류가 흐르므로, 계전기가 오동작하지 않도록 시간 지연 특성을 고려해야 합니다.
  • 배선 용량: 전동기에 연결된 배선의 용량도 계전기 설정에 영향을 미칩니다.

3. 정정 방법:

  • 계전기 특성 파악: 사용하는 계전기의 특성(동작 시간, 설정 범위 등)을 정확히 파악합니다.
  • 전동기 제원 확인: 전동기의 정격 전류, 기동 전류, 보호 등급 등을 확인합니다.
  • 배선 용량 확인: 전동기에 연결된 배선의 허용 전류를 확인합니다.
  • 계산: 전동기 정격 전류에 대한 계전기 설정값을 계산하고, 필요에 따라 시간 지연 특성을 설정합니다.
  • 현장 시험: 계전기 설정값을 적용하고, 현장에서 시험을 통해 계전기가 정상적으로 동작하는지 확인합니다.

6.6[kV]/380[V] 변압기 고압측 과전류계전기(50/51) 정정

1. 정정 목표:

  • 변압기 과부하 보호: 변압기가 정격 전류를 초과하여 운전될 때 계전기가 동작하여 변압기를 보호합니다.
  • 단락사고 보호: 변압기에서 단락사고가 발생했을 때 계전기가 신속하게 동작하여 사고 확산을 방지합니다.

2. 정정 고려 사항:

  • 변압기 정격 전류: 변압기의 정격 전류는 계전기의 설정값을 결정하는 가장 중요한 요소입니다.
  • 변압기 임피던스: 변압기의 임피던스는 단락사고 전류에 영향을 미치므로, 계전기 설정에 고려해야 합니다.
  • 배선 용량: 변압기에 연결된 배선의 용량도 계전기 설정에 영향을 미칩니다.

3. 정정 방법:

  • 계전기 특성 파악: 사용하는 계전기의 특성(동작 시간, 설정 범위 등)을 정확히 파악합니다.
  • 변압기 제원 확인: 변압기의 정격 전류, 임피던스, 보호 등급 등을 확인합니다.
  • 배선 용량 확인: 변압기에 연결된 배선의 허용 전류를 확인합니다.
  • 계산: 변압기 정격 전류에 대한 계전기 설정값을 계산하고, 필요에 따라 시간 지연 특성을 설정합니다.
  • 현장 시험: 계전기 설정값을 적용하고, 현장에서 시험을 통해 계전기가 정상적으로 동작하는지 확인합니다.

결론

과전류계전기 정정은 전력 시스템의 안정적인 운전을 위해 매우 중요한 작업입니다. 정확한 계산과 현장 시험을 통해 계전기를 적절하게 설정해야 합니다. 만약 전문 지식이 부족한 경우, 전문가의 도움을 받는 것이 좋습니다.

주의: 위 설명은 일반적인 과전류계전기 정정 방법이며, 실제 현장에서는 다양한 변수를 고려하여 정정해야 합니다.

추가적으로 고려해야 할 사항:

  • 조정 전압: 계전기의 조정 전압을 확인하고, 계통 전압과 일치하도록 설정해야 합니다.
  • CT 비: 전류 변성기(CT) 비를 확인하고, 계전기 설정에 반영해야 합니다.
  • 계전기 배치: 계전기가 설치된 위치와 연결 회로를 확인해야 합니다.
  • 보호 계통: 계전기가 다른 보호 계통과 연동되는 경우, 상호 간섭을 최소화해야 합니다.
  • 규정: 관련 규정(예: KEC, IEC)을 준수하여 계전기를 설정해야 합니다.

○F66 보호계전기의 동작상태(정동작, 오동작, 정부종작, 오부동작)

보호계전기는 전력 시스템에서 발생하는 고장을 감지하고 차단기를 동작시켜 시스템을 보호하는 중요한 장치입니다. 이러한 보호계전기의 동작 상태는 크게 네 가지로 분류할 수 있습니다.

1. 정동작 (Correct Operation)

  • 정의: 보호계전기가 고장이 발생했을 때 정상적으로 동작하여 차단기를 트립시키는 경우입니다.
  • 예시: 단락사고가 발생했을 때 과전류 계전기가 동작하여 해당 회로를 차단하는 경우

2. 오동작 (Maloperation)

  • 정의: 고장이 발생하지 않았는데도 불구하고 보호계전기가 오동작하여 차단기를 트립시키는 경우입니다.
  • 예시: 정상적인 부하 변동에도 불구하고 과부하 계전기가 동작하여 전원이 차단되는 경우

3. 정부동작 (Correct Non-operation)

  • 정의: 고장이 발생하지 않았을 때 보호계전기가 동작하지 않는 경우입니다.
  • 예시: 정상적인 부하 변동 시 과전류 계전기가 동작하지 않는 경우

4. 오부동작 (Incorrect Non-operation)

  • 정의: 고장이 발생했는데도 불구하고 보호계전기가 동작하지 않아 사고가 확대되는 경우입니다.
  • 예시: 단락사고가 발생했는데 과전류 계전기가 동작하지 않아 시스템 손상이 확대되는 경우

각 동작 상태에 따른 영향

동작 상태영향
정동작시스템 보호, 사고 확대 방지
오동작불필요한 정전, 생산성 저하
정부동작정상적인 시스템 운전
오부동작시스템 손상, 인명 피해 가능성

○F67 보호계전기 동작시간 특성

보호계전기는 전력 시스템에서 발생하는 고장을 감지하고 차단기를 동작시켜 시스템을 보호하는 중요한 장치입니다. 이때 보호계전기가 얼마나 빠르게 동작하는지는 고장의 확산을 막고 시스템 손상을 최소화하는 데 매우 중요한 요소입니다. 이를 동작시간 특성이라고 합니다.

동작시간 특성의 종류

보호계전기의 동작시간 특성은 크게 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

  • 순시 (Instantaneous): 고장 전류가 설정값을 초과하는 순간 즉시 동작합니다. 단락사고와 같이 매우 빠른 시간 내에 차단해야 하는 경우에 주로 사용됩니다.
  • 정한시 (Definite Time): 고장 전류가 설정값을 초과하면 일정 시간이 경과한 후 동작합니다. 모터 기동 시 발생하는 큰 전류에 의한 오동작을 방지하기 위해 사용됩니다.
  • 반한시 (Inverse Time): 고장 전류의 크기에 따라 동작 시간이 달라지는 특성을 가집니다. 고장 전류가 클수록 빠르게 동작하고, 작을수록 느리게 동작합니다. 대부분의 과전류 계전기가 이러한 특성을 가지고 있습니다.

동작시간 특성 곡선

각 동작시간 특성은 그래프로 나타낼 수 있습니다. 가로축은 고장 전류, 세로축은 동작 시간을 나타내며, 각 특성에 따라 곡선의 형태가 달라집니다.

  • 순시 특성: 수평선에 가까운 직선 형태를 나타냅니다.
  • 정한시 특성: 수직선에 가까운 직선 형태를 나타냅니다.
  • 반한시 특성: 곡선 형태를 나타내며, 고장 전류가 커질수록 곡선이 급격히 왼쪽으로 이동합니다.

[이미지: 보호계전기 동작시간 특성 곡선]

동작시간 특성 선정 시 고려 사항

  • 보호 대상: 보호 대상 기기의 종류와 중요도에 따라 적절한 동작시간을 선정해야 합니다.
  • 고장 종류: 단락사고, 과부하 등 고장 종류에 따라 요구되는 동작 시간이 다릅니다.
  • 계통 조건: 계통의 용량, 임피던스 등 계통 조건에 따라 동작 시간이 영향을 받습니다.
  • 선택성: 다른 보호 계전기와의 선택성을 고려하여 동작 시간을 설정해야 합니다.

○F68 직접접지 계통의 수전반 보호계전기에서 OCR및 OCGR의 한시탭 정정방법, 동작시간 정정방법, 순시탭 정정방법에 대하여 설명하시오

OCR (과전류 계전기) 정정

OCR은 과전류가 발생했을 때 차단기를 동작시켜 시스템을 보호하는 역할을 합니다.

한시탭 정정

  • 목적: 과부하 또는 경미한 단락사고 발생 시 일정 시간 후에 차단기를 동작시켜 시스템의 안정적인 운전을 유지합니다.
  • 방법: 계전기의 한시탭을 조정하여 동작 시간을 설정합니다. 일반적으로 과부하 전류에 대한 동작 시간을 설정합니다.
  • 고려 사항:
    • 과부하 전류의 크기와 지속 시간
    • 차단기의 동작 시간
    • 시스템의 안정도

동작시간 정정

  • 목적: 한시탭 정정과 동일하게 과부하 또는 경미한 단락사고 발생 시 동작 시간을 설정합니다.
  • 방법: 계전기의 특성 곡선을 이용하여 동작 시간을 정확하게 설정합니다.
  • 고려 사항:
    • 계전기의 특성 곡선
    • 시스템의 임피던스
    • 변압기의 변성비

순시탭 정정

  • 목적: 대규모 단락사고 발생 시 즉시 차단기를 동작시켜 시스템 손상을 최소화합니다.
  • 방법: 계전기의 순시탭을 조정하여 동작 전류를 설정합니다.
  • 고려 사항:
    • 단락 전류의 크기
    • 선택성 확보
    • 배선용 차단기와의 협조

OCGR (지락 과전류 계전기) 정정

OCGR은 지락 사고가 발생했을 때 차단기를 동작시켜 시스템을 보호합니다.

한시탭 정정

  • 목적: 경미한 지락 사고 발생 시 일정 시간 후에 차단기를 동작시켜 시스템의 안정적인 운전을 유지합니다.
  • 방법: OCR의 한시탭 정정과 동일한 방법으로 진행합니다.
  • 고려 사항:
    • 지락 전류의 크기와 지속 시간
    • 접지 저항
    • 시스템의 안정도

동작시간 정정

  • 목적: OCR의 동작시간 정정과 동일하게 지락 사고 발생 시 동작 시간을 설정합니다.
  • 방법: OCR의 동작시간 정정과 동일한 방법으로 진행합니다.
  • 고려 사항:
    • 계전기의 특성 곡선
    • 시스템의 임피던스
    • 변압기의 변성비

순시탭 정정

  • 목적: 대규모 지락 사고 발생 시 즉시 차단기를 동작시켜 시스템 손상을 최소화합니다.
  • 방법: OCR의 순시탭 정정과 동일한 방법으로 진행합니다.
  • 고려 사항:
    • 지락 전류의 크기
    • 선택성 확보
    • 배선용 차단기와의 협조

정정 시 고려 사항

  • 시스템의 특성: 시스템의 종류, 크기, 구성 등을 고려해야 합니다.
  • 부하 조건: 부하 변동, 고조파 등을 고려해야 합니다.
  • 보호 대상: 보호해야 할 설비의 중요도와 특성을 고려해야 합니다.
  • 선택성: 다른 보호 계전기와의 선택성을 확보해야 합니다.
  • 배선용 차단기와의 협조: 배선용 차단기와의 동작 협조를 고려해야 합니다.

○F69 변압기용 보호계전기 정정시 사용하는 통과고장 보호 곡선을 설명하시오

통과고장 보호 곡선이란?

변압기용 보호계전기에서 사용되는 통과고장 보호 곡선은 변압기 내부에서 발생하는 단락 고장 시 계전기가 얼마나 빠르게 동작해야 하는지를 나타내는 곡선입니다. 이 곡선은 변압기의 종류, 용량, 연결 방식 등에 따라 다르게 설정되며, 변압기를 안전하게 보호하기 위해 매우 중요한 역할을 합니다.

통과고장 보호 곡선의 필요성

  • 변압기 보호: 변압기 내부 단락은 심각한 손상을 초래할 수 있으므로, 빠르게 감지하고 차단해야 합니다.
  • 선택성 확보: 변압기의 다른 부분이나 인접한 설비에 영향을 미치지 않고 고장 부분만을 선택적으로 차단해야 합니다.
  • 시스템 안정도 유지: 고장 발생 시 시스템의 안정도를 유지하고, 다른 설비로의 고장 확산을 방지해야 합니다.

통과고장 보호 곡선의 종류

통과고장 보호 곡선은 크게 다음과 같은 종류로 나눌 수 있습니다.

  • 시간-전류 곡선: 가장 일반적인 형태로, 고장 전류의 크기에 따라 동작 시간이 달라지는 것을 나타냅니다.
  • 임피던스 곡선: 고장 임피던스에 따라 동작하는 방식으로, 변압기의 종류에 따라 적용됩니다.
  • Mho 곡선: 고장 임피던스의 크기와 위상각을 모두 고려하는 방식으로, 선택성을 높이기 위해 사용됩니다.

통과고장 보호 곡선 설정 시 고려 사항

  • 변압기의 종류와 용량: 변압기의 종류, 용량, 연결 방식에 따라 적절한 곡선을 선택해야 합니다.
  • 고장 종류: 내부 단락, 외부 단락 등 고장 종류에 따라 다른 곡선이 필요합니다.
  • 시스템 조건: 시스템의 임피던스, 전압, 주파수 등을 고려해야 합니다.
  • 선택성: 인접한 보호 계전기와의 선택성을 확보해야 합니다.
  • 배선용 차단기와의 협조: 배선용 차단기와의 동작 협조를 고려해야 합니다.

통과고장 보호 곡선 설정 방법

  • 계산: 변압기의 등가 회로를 이용하여 고장 전류를 계산하고, 이를 바탕으로 곡선을 설정합니다.
  • 시뮬레이션: 전력 시스템 해석 프로그램을 이용하여 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과를 바탕으로 곡선을 조정합니다.
  • 현장 시험: 현장에서 실제 고장 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과를 바탕으로 곡선을 최종 조정합니다.

●F70 3상 유도전동기 공급 선로에서 CT(100/5)의 2차 측에 50/51 계전기가 연결되어 있다. 50/51 계전기의 정정치와 시간탭 설정방법을 그림으로 설명하시오

50/51 계전기 개요

50/51 계전기는 과전류 보호를 위한 대표적인 계전기입니다. 50은 순시 동작을, 51은 한시 동작을 의미하며, 전동기의 과부하 및 단락 사고를 보호하기 위해 사용됩니다.

정정치 설정

  • 순시 동작(50): 단락 사고 발생 시 즉시 동작하여 전동기를 보호합니다. 일반적으로 기동 전류의 175~200% 정도로 설정합니다.
  • 한시 동작(51): 과부하 발생 시 일정 시간 후에 동작하여 전동기를 보호합니다. 일반적으로 정격 전류의 115% 정도로 설정하며, 동작 시간은 전동기의 가속 시간을 고려하여 설정합니다.

시간탭 설정

시간탭은 한시 동작의 동작 시간을 조절하는 기능입니다. 전동기의 종류, 용량, 가속 시간 등을 고려하여 적절한 시간탭을 설정해야 합니다.

그림으로 설명

그림 설명:

  • 정격 전류: 전동기의 정격 전류를 기준으로 계산합니다.
  • 기동 전류: 전동기 기동 시 흐르는 전류를 기준으로 순시 동작 값을 설정합니다.
  • 한시 동작: 정격 전류의 115% 정도로 설정하고, 시간탭을 조절하여 동작 시간을 맞춥니다.
  • 시간탭: 전동기의 가속 시간을 고려하여 설정합니다. 일반적으로 기동 전류가 흐르는 동안에는 동작하지 않도록 설정합니다.

설정 시 고려 사항

  • 전동기의 종류: 유도 전동기, 동기 전동기 등 전동기의 종류에 따라 적절한 설정 값이 달라집니다.
  • 용량: 전동기의 용량에 따라 정격 전류와 기동 전류가 달라지므로, 이를 고려하여 설정해야 합니다.
  • 가속 시간: 전동기의 가속 시간에 따라 한시 동작 시간을 설정해야 합니다.
  • 시스템 임피던스: 시스템의 임피던스에 따라 단락 전류가 달라지므로, 이를 고려하여 순시 동작 값을 설정해야 합니다.
  • 선택성: 다른 보호 계전기와의 선택성을 확보해야 합니다.

추가 설명

  • Cold Locked Rotor: 전동기가 정지된 상태에서 단락이 발생한 경우를 의미하며, 이 경우 최대 단락 전류가 흐릅니다.
  • Hot Locked Rotor: 전동기가 운전 중에 단락이 발생한 경우를 의미하며, Cold Locked Rotor보다 단락 전류가 작습니다.
  • 시간탭 곡선: 계전기의 시간탭 곡선을 참고하여 적절한 시간탭을 선택해야 합니다.

●F71 디지털 보호계전기의 특성, 기본구성 및 주요 기능에 대하여 설명하시오

디지털 보호계전기란?

아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 마이크로프로세서를 이용하여 복잡한 보호 기능을 수행하는 계전기를 말합니다. 기존의 전자기형 계전기에 비해 정확도, 신뢰성, 유연성이 뛰어나 현대 전력 시스템에서 널리 사용되고 있습니다.

디지털 보호계전기의 특징

  • 고도의 보호 기능: 다양한 고장 종류에 대한 정확하고 빠른 감시 및 보호 기능을 제공합니다.
  • 높은 정확도: 아날로그 신호 처리의 오차를 최소화하여 정확한 보호 동작을 보장합니다.
  • 유연성: 소프트웨어를 통해 기능을 변경하거나 추가할 수 있어 시스템 변화에 유연하게 대응할 수 있습니다.
  • 자기진단 기능: 계전기 자체의 상태를 감시하여 고장을 사전에 예방할 수 있습니다.
  • 통신 기능: 다른 시스템과의 통신을 통해 정보를 교환하고 원격 감시 및 제어가 가능합니다.
  • 소형화: 하드웨어의 소형화로 설치 공간을 절약하고, 다양한 기능을 통합할 수 있습니다.

디지털 보호계전기의 기본 구성

  • 입력부: 센서로부터 전압, 전류 등의 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환합니다.
  • 연산 처리부: 디지털 신호를 이용하여 다양한 보호 알고리즘을 수행합니다.
  • 출력부: 보호 동작 신호, 통신 신호 등을 출력합니다.
  • 인터페이스: 사용자와의 상호 작용을 위한 인터페이스를 제공합니다.

디지털 보호계전기의 주요 기능

  • 과전류 보호: 과전류, 지락, 단락 등의 과전류 사고를 감지하여 보호합니다.
  • 지락 보호: 지락 사고를 감지하여 보호합니다.
  • 전압/주파수 보호: 전압이나 주파수의 이상을 감지하여 보호합니다.
  • 동기/비동기 보호: 발전기, 전동기 등의 동기/비동기 상태를 감시하고 보호합니다.
  • 변압기 보호: 변압기의 과열, 과부하, 내부 고장 등을 감지하여 보호합니다.
  • 계통 보호: 전력 시스템의 안정도를 유지하기 위한 다양한 보호 기능을 제공합니다.
  • 자기진단 기능: 계전기 자체의 고장을 감지하고 경보합니다.
  • 통신 기능: 다른 시스템과의 통신을 통해 정보를 교환하고 원격 감시 및 제어가 가능합니다.

디지털 보호계전기의 장점

  • 높은 신뢰성: 아날로그 계전기에 비해 오동작 가능성이 낮습니다.
  • 유연성: 소프트웨어 업데이트를 통해 기능을 추가하거나 변경할 수 있습니다.
  • 다양한 기능: 다양한 보호 기능을 하나의 계전기에서 구현할 수 있습니다.
  • 자동화: 자동화된 진단 및 보호 기능을 제공합니다.

디지털 보호계전기의 단점

  • 복잡성: 아날로그 계전기에 비해 구조가 복잡하여 유지보수가 어려울 수 있습니다.
  • 비용: 초기 도입 비용이 높습니다.
  • 사이버 공격 위험: 네트워크에 연결되어 사이버 공격에 취약할 수 있습니다.
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

목차(보호계전기)

보호계전기

🌐V0930M24

변압기 보호

주요 계전기 종류 및 번호

번호계전기 종류설명
50과전류 계전기전류가 설정값을 초과하면 동작하는 계전기로, 가장 일반적인 보호 계전기입니다.
51한시 과전류 계전기과전류가 발생했을 때 일정 시간 후에 동작하는 계전기로, 과부하 보호에 주로 사용됩니다.
52방향성 과전류 계전기전류의 방향을 감지하여 특정 방향의 과전류에 대해서만 동작하는 계전기입니다.
59지락 과전류 계전기지락 사고 발생 시 동작하는 계전기입니다.
87차동 계전기변압기, 발전기 등의 내부 단락을 감지하는 계전기입니다.
21부족전압 계전기전압이 설정값 이하로 떨어졌을 때 동작하는 계전기입니다.
27과전압 계전기전압이 설정값을 초과했을 때 동작하는 계전기입니다.
37부족전류 계전기전류가 설정값 이하로 떨어졌을 때 동작하는 계전기입니다. 일반적으로 보호 목적보다는 제어 목적으로 사용됩니다.
67방향성 과전류 계전기52 계전기와 유사하지만, 더 복잡한 논리로 동작합니다.

계전기의 선택과 설정


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