변압기 보호 계전기
1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다
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2 쉬운 설명
변압기 보호 계전기는 변압기에 이상이 생겼을 때 이를 감지해서 차단기에 끊으라는 신호를 주는 장치이다. 무엇을 감시하느냐에 따라 비율차동 계전기, 과전류 계전기, 온도 계전기, 부흐홀츠 계전기, 충격 압력 계전기 등이 있다.
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변압기 보호에는 다음과 같은 계전기 등을 쓴다. 비율차동 계전기는 변압기 1차와 2차 전류의 차이로 내부 고장을 찾고, 과전류 계전기는 정해 둔 값보다 큰 전류가 흐르면 동작하며, 온도 계전기는 변압기가 과열되면 동작한다.
변압기가 정상이면 들어간 전류와 나온 전류는 변압비를 감안하면 같으므로 1차와 2차 전류의 차이가 거의 0 이고 계전기는 움직이지 않는다. 내부에서 상간 단락 같은 고장이 나면 이 차이가 커지고, 비율차동 계전기는 차이가 일정 비율을 넘을 때 동작하여 변압기를 회로에서 분리한다. 고조파·과여자 전류·과전압을 억제하는 장치가 아니라 고장을 찾아내는 보호 장치이다.
변압기 안에서 고장이 나면 절연유가 열로 분해되어 가스가 생기고 기름이 급히 움직인다. 부흐홀츠 계전기는 변압기 주탱크와 콘서베이터(기름 보조 탱크)를 잇는 관 도중에 설치되어, 가스가 모이거나 기름이 흐르면 부표가 움직여 접점이 닫히고 경보나 차단 신호를 낸다. 전기적 신호가 아니라 가스와 기름의 흐름으로 동작하는 기계식 계전기이다.
변압기 내부 고장을 검출하는 계전기로는 비율차동 계전기, 부흐홀츠 계전기, 충격 압력 계전기가 있다. 충격 압력 계전기는 내부 고장으로 기름의 압력이 갑자기 오르는 것을 감지한다. 반면 과전압 계전기는 계통 전압이 지나치게 높아졌을 때 동작할 뿐 변압기 내부 고장을 직접 검출하지 않는다.
임피던스 계전기는 전압과 전류의 비(임피던스)를 재서 고장 지점까지의 거리를 가늠하는 거리 계전기의 한 종류로, 주로 송전선로 보호에 쓰고 변압기 보호에는 쓰지 않는다. 변압기에는 온도·전류·전류 차이를 보는 계전기를 쓰고, 계전기 이름에 거리나 임피던스가 들어 있으면 선로 보호용으로 떠올리면 된다.
3 이 개념이 나온 기출문제
해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.
4 체크리스트 + 암기팁
- 「변압기 보호에 사용되지 않는 것」을 고르는 문제의 답은 임피던스 계전기이다. 전압과 전류의 비로 고장 거리를 가늠하는 거리 계전기의 한 종류이며 주로 송전선로 보호에 쓴다. 비율차동·과전류·온도 계전기는 변압기 보호용이다.
- 비율차동 계전기는 변압기 1차와 2차 전류의 차이가 일정 비율을 넘으면 동작해 상간 단락 같은 내부 고장을 보호한다. 정상일 때는 전류 차이가 거의 0 이어서 동작하지 않고, 고조파·과여자 전류·과전압을 억제하려고 쓰는 장치가 아니다.
- 「내부 고장 검출용이 아닌 것」은 과전압 계전기이다. 비율차동·부흐홀츠·충격 압력 계전기는 권선 단락, 기름 속 가스 발생, 압력 급상승 같은 내부 이상을 직접 감지하고, 과전압 계전기는 계통 과전압 보호용이다.
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- 부흐홀츠 계전기는 주탱크와 콘서베이터를 잇는 관에 설치하고 변압기 보호에 쓰는 기계식 계전기이다. 가스와 기름의 흐름으로 동작하므로 「전기적 신호로 동작한다」는 설명이 틀린 설명이다.
- 변압기 보호장치의 목적이 아닌 것은 「전압 불평형 개선」이다. 목적은 변압기 자체 사고의 최소화, 절연내력 저하 방지, 다른 부분으로의 사고 확산 방지이다.
- 내부 고장 보호용 계전기를 고르는 다른 문항에서는 「차동계전기」가 정답이다. 변압기로 들어가는 전류와 나가는 전류의 차이를 감지해 동작하며, 접지 계전기는 지락전류를, 역상 계전기는 상 순서가 뒤바뀐 것을 검출한다.