개념 한 쪽
보호계전방식은 고장을 감지해 차단기를 동작시키는 계전기의 동작 조건과 설치 위치를 함께 이해하는 영역으로 본다. 계전기의 이름과 정정값, 동작 특성, 설치 위치를 서로 연결해 판단한다.
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출제기준 단원 「보호계전방식의 구성 및 특성 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 과전류 계전기 탭값의 의미 | 1 | 탭값이 가리키는 최소 동작전류를 가린다 |
| 보호계전기 요구 특성 판별 | 1 | 요구 특성에 맞지 않는 설명을 가린다 |
| 부족전압 계전기 동작 조건 | 1 | 전압 저하 시 동작하는 계전기를 가린다 |
보호계전기는 전압과 전류 같은 전기량의 변화를 감지해 회로를 차단하거나 경보를 울리는 장치로 이해한다. 보호계전기에 요구되는 특성은 신뢰성, 고속성, 선택성, 감도로 정리한다. 소비전력이 적고 내구성이 있는 것은 신뢰성에 해당한다. 고장 구간만 골라 차단하는 선택차단과 후비보호 능력도 필요한 특성으로 본다. 고장이 계속되면 기기 손상과 정전 피해가 커지므로 느린 동작은 요구 특성에서 제외한다.
과전류 계전기(OCR)의 탭값은 계전기가 동작을 시작하는 최소 동작전류, 즉 픽업 전류를 뜻한다. 탭은 CT 2차측 전류값으로 설정하고, 동작시한은 시한레버로 따로 정한다. 순시 계전기는 정해진 전류 이상이 흐르면 즉시 동작한다. 한시 계전기는 전류 크기와 관계없이 정해진 시간이 지나면 동작한다. 반한시 계전기는 전류가 클수록 빨리 동작하고 작을수록 늦게 동작한다. 정한시 계전기는 정정 전류 이상이면 전류 크기와 무관하게 일정 시간 후에 동작한다.
부족전압 계전기는 전압이 정정값 이하로 떨어질 때 동작하고 단락 고장 검출에도 사용한다. 과전압 계전기는 전압이 정정값보다 높아질 때 동작하므로 부족전압 계전기와 방향이 반대라고 구분한다. 부흐홀츠 계전기는 변압기 내부 사고로 생기는 가스와 유류 흐름을 감지하는 기계적 보호계전기로 본다. 부흐홀츠 계전기는 주탱크와 컨서베이터를 연결하는 파이프의 관중에 설치한다. 비율차동계전기는 기기 입·출측 CT의 2차 전류를 비교해 발전기나 변압기의 내부 고장을 검출한다.
전력선 반송보호계전방식은 위상 비교, 방향 비교, 고속도 거리계전기와의 조합으로 정리한다. 영상전류 비교방식은 조작용 도체선을 이용하는 도체보호 계전방식이므로 전력선 반송보호계전방식에 포함하지 않는다. 계전기 문제는 이름에 들어 있는 감시 대상과 동작 방향을 먼저 읽고 적용처를 함께 판단한다.
과전류 계전기의 탭값을 동작시한이나 최대 부하전류로 바꾸어 설명하면 틀린다. 탭값은 계전기가 동작을 시작하는 최소 동작전류로 보고, 동작시한은 시한레버로 정한다고 구분한다. 보호계전기의 요구 특성에서 느린 동작을 옳은 특성으로 고르면 틀린다. 부족전압 계전기는 전압이 정정값 이하로 떨어질 때 동작하고 단락 고장 검출에도 사용한다고 판단한다. 부흐홀츠 계전기의 설치 위치를 컨서베이터 내부나 부싱으로 고르면 틀린다. 부흐홀츠 계전기는 주탱크와 컨서베이터를 연결하는 파이프의 관중에 설치한다고 본다. 전력선 반송보호계전방식에 영상전류 비교방식을 넣으면 틀린다. 영상전류 비교방식은 조작용 도체선을 이용하는 별개 방식으로 구분한다.
보호계전기의 필요한 특성으로 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 문제는 보호계전기가 갖추어야 할 특성들 가운데 옳지 않은 것을 찾는 것이다. 보호계전기는 고장 시 신속하고 정확하게 결선을 차단해야 하므로 신뢰성·고속동작·선택성·감도가 요구된다.
보호계전기는 고속·확실 동작이 요구되므로 '느린 동작'은 옳지 않은 특성이다.
전압이 정정값 이하로 되었을 때 동작하는 것으로서 단락고장검출 등에 사용되는 계전기는?
정답 ② · 문제는 전압이 정정값 이하로 떨어졌을 때 동작하는 계전기를 묻고 있다. 전압 저하를 탐지해 단락 등 전원 이상을 검출하는 계전기는 부족전압 계전기(Undervoltage Relay)로, 이 조건에서 동작하므로 정답이다.
전압이 정정값 이하로 떨어지면 동작하는 것은 부족전압 계전기(UVR)로 단락 검출에 쓰인다.
발전기나 변압기의 내부 고장검출에 주로 사용되는 계전기는?
정답 ③ · 문제는 발전기나 변압기 내부 고장을 검출하는 데 적합한 계전기를 묻는다. 내부 권선 단락 같은 내부 고장은 기기 양단의 2차 전류를 비교해 차전류가 발생할 때만 동작하는 비율차동계전기로 검출한다.
발전기·변압기의 내부 고장(권선 단락) 검출 전용은 비율차동계전기이다.
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