개념 한 쪽
전기공사산업기사 동작원리 등 — 보호기기 구조와 원리
보호기기는 전류와 전압의 이상을 감지해 사고 구간을 빠르게 분리한다. 전동기와 변압기도 권선의 위상차, 접속 전환, 손실의 성격에 따라 동작 원리가 달라진다. 이 카드는 보호기기와 기기 동작 원리를 구분해 정리한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
뜻
비율 차동 계전기는 보호 구역으로 들어가는 전류와 나가는 전류를 비교해 차전류가 커지면 내부 사고로 판단한다. 발전기나 변압기 권선의 층간 단락은 외부 전류 변화가 작아 과전류 계전기만으로 잡기 어렵고, 차전류를 이용하는 비율 차동 계전기가 고감도로 검출한다.
단상 유도전동기는 주권선과 보조권선 전류의 위상차가 클수록 기동토크가 커진다. 저항 분상형은 위상차를 약 30°로 작게 만들어 기동토크가 정격의 125% 안팎에 그치고, 반발기동형과 반발유도형은 300~500%, 콘덴서분상형은 250~350%의 기동토크를 낸다.
권선형 유도전동기의 게르게스법은 원심력 개폐기로 회전자 권선의 접속을 바꾸어 회전 속도를 조절한다. 접속이 바뀌면 회전자 회로의 임피던스와 슬립이 달라져 약 1:2의 두 단 속도를 얻는다.
변압기 손실은 철손과 동손으로 나뉜다. 철손 Pi는 부하와 거의 무관한 일정손이고, 동손은 부하전류의 제곱에 비례하는 가변손이다. 부하가 전부하의 1/m 수준일 때 전손실은 Pi+(1/m)²Pc로 나타난다.
보호기기와 기기의 동작 원리를 함께 볼 때는 보호 대상, 감지량, 손실의 성격을 먼저 구분한다. 내부 사고는 차동 원리, 기동토크는 위상차, 속도 제어는 회전자 접속 전환, 변압기 손실은 철손과 동손의 분리로 정리한다.
예제
변압기의 철손이 Pi이고 전부하 동손이 Pc일 때 부하를 전부하의 1/m만큼 걸면 전손실은 Pi+(1/m)²Pc가 된다. 절반 부하인 m=2이면 전손실은 Pi+Pc/4이다. 단상 유도전동기의 기동토크는 반발기동형·반발유도형이 300~500%, 콘덴서분상형이 250~350%, 저항 분상형이 약 125% 순서로 작아진다. 권선형 유도전동기에서 원심력 개폐기로 회전자 권선을 직렬·병렬 전환하면 약 1:2 속도 제어가 가능하다.
자주 묻는 물음
- 비율 차동 계전기가 권선 내부 사고를 검출하는 원리를 정리한다.
- 보호 구역의 유입 전류와 유출 전류를 비교해 차전류가 정해진 비율보다 커지면 내부 사고로 판단한다. 층간 단락도 차전류가 생기므로 비율 차동 계전기로 검출한다.
- 단상 유도전동기 기동토크가 가장 작은 방식을 확인한다.
- 저항 분상형은 보조권선의 저항 성분으로 위상차를 약 30°만 만들기 때문에 기동토크가 정격의 125% 안팎으로 가장 작다. 반발기동형과 반발유도형은 300~500%, 콘덴서분상형은 250~350%의 기동토크를 낸다.
- 변압기 1/m 부하에서 전손실을 계산하는 법을 정리한다.
- 철손 Pi는 부하와 거의 무관하게 유지되고, 동손은 부하전류의 제곱에 비례하므로 전부하 동손 Pc가 (1/m)²배로 줄어든다. 따라서 전손실은 Pi+(1/m)²Pc가 된다.
전기공사산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.