전기기능사 보호계전기의 구조 및 원리 — ZCT·비율차동·거리 판별

ZCT는 3상 전류를 더해 이상 유무를 확인하는 변류기이다. 정상 상태에서는 3상 전류의 합이 0이므로 신호가 나오지 않는다. 지락 사고가 생기면 영상 전류가 흘러 합이 0이 아니게 되고, ZCT가 이를 검출해 접지 계전기에 알리면 차단기가 동작한다. MOF는 전기 요금 계량용, CT는 부하 전류 측정용, PT는 전압 측정용이므로 ZCT와 역할이 다르다.

비율차동계전기는 변압기의 고압측과 저압측에 설치한 CT의 전류를 비교한다. 정상일 때는 두 전류가 맞아 차이가 거의 없지만, 내부 고장이 생기면 차전류가 커진다. 이때 불평형 차전류가 평형 전류의 일정 비율 이상이 되면 동작한다. 억제 코일을 두어 외부 사고나 CT 오차로 인한 오동작을 막는다.

거리계전기는 전압과 전류를 함께 입력받아 그 비 V/I, 즉 임피던스를 계산한다. 고장점이 가까울수록 임피던스가 작아지므로, 비가 일정값 이하로 떨어질 때 동작한다. 전류 크기만 보는 과전류계전기나 지락만 보는 지락계전기와 달리 전압과 전류의 비를 함께 사용한다.

보호계전기가 정확히 동작하려면 외부 잡음을 막아야 한다. 제어 케이블을 차폐하고 차폐선을 접지하며, 습도를 일정하게 유지한다. 접지저항은 가능한 작게 해야 하며, 크게 하면 접지 전위가 흔들려 오동작의 원인이 된다.

자동제어 도면의 기구 번호는 기기 이름과 짝을 이룬다. 52는 교류차단기, 49는 회전기 온도계전기, 89는 단로기, 33은 위치 스위치이다. 계전기 고유번호 37은 부족전류계전기이고, 접미 A는 교류를 뜻하므로 37A는 교류 부족전류계전기이다.

계전기의 영문 약호는 동작 대상과 방향을 줄인 것이다. 일정 값 이상의 전압에서 동작하는 계전기는 과전압계전기이고 약호는 OVR이다. 계전기 고유번호에서 52는 교류차단기, 49는 회전기 온도계전기, 89는 단로기, 33은 위치 스위치이고, 37은 부족전류계전기로서 뒤에 A를 붙이면 교류용을 뜻한다.

보호계전기가 정확히 동작하려면 접지저항을 가능한 한 작게 유지해야 하고, 접지저항이 크면 오동작할 수 있다. 선택 단락 계전기는 병행 2회선 이상의 다회선에서 고장이 난 회선만 골라 차단한다. 22.9kV 3상 4선 다중접지 배전선로에서 수전하는 설비의 피뢰기 정격전압은 18kV가 기준이다.