보호계전기 정리와 기출문제

정답 ①

두 줄로 나란히 깔린 철로에서 한쪽 선로에만 문제가 생기면, 문제된 그 선로만 골라서 막아야 하죠. 전기 송전선도 마찬가지예요.

평행 2회선(나란히 놓인 두 개의 송전선로)에서 한쪽에 단락(합선, 전기가 지그재그로 흐르는 고장)이 나면, 고장 난 회선만 골라 차단해야 해요.

이럴 때 쓰는 것이 '선택 단락 계전기(고장 회선을 골라내는 보호장치)'입니다.

이런 문제가 나오면 → '평행 2회선 + 고장 회선 선택' = 선택 단락 계전기!

근거 : 정답 근거: 평행 2회선 송전선로에서 한쪽 회선에 단락 고장이 발생했을 때, 고장이 난 회선만 선택적으로 차단하기 위해 선택 단락 계전기(선택 계전기)를 사용한다.

정답 ④

전기밥솥이 너무 뜨거워지면 스스로 불을 꺼주듯이, 전동기도 열이 많아지면 끊어주는 장치가 필요합니다.

이 문제의 핵심 단어는 '온도 상승'입니다.

열동 계전기(열로 움직이는 스위치)는 바이메탈(열을 받면 휘어지는 금속판)이 전동기의 열을 느끼면 접점이 휘어서 회로를 끊어줍니다.

① 비율차동계전기 → 변압기 내부 고장 감지

② 부족전압계전기 → 전압이 낮아졌을 때 감지

③ 과전류계전기 → 전류가 순간적으로 너무 많을 때 감지

④ 열동 계전기 → 열(온도)을 직접 감지 ★

이런 문제가 나오면 → '온도=열'이 들어간 열동 계전기를 골라라.

근거 : 정답 근거: 열동 계전기(Thermal Relay, THR)는 전동기에 흐르는 과전류로 인한 발열을 감지해 온도 상승 시 회로를 차단, 전동기 소손을 방지하는 보호장치이다.

정답 ③

접지란 전기기계의 철부나 회로를 땅(대지)에 도선으로 연결하는 것입니다. 이때 전류는 접지 전극(땅에 묻는 금속봉·동판 등)을 거쳐 대지로 퍼져 나갑니다.

이 '접지 전극 ↔ 대지' 구간에서 전류 흐름을 방해하는 저항이 바로 접지저항입니다. 전극 자체의 저항, 전극과 흙이 맞닿는 부분의 접촉저항, 흙 자체의 저항률에 의한 저항이 합쳐진 값입니다.

보기에서 접촉저항은 접지저항을 이루는 '한 부분'일 뿐 전체를 부르는 이름이 아니고, 고유저항은 재료 고유의 저항률(Ω·m 단위)을 뜻하는 다른 개념입니다.

이런 문제가 나오면 → '전극과 대지 사이의 저항 = 접지저항'이라는 정의 문장을 그대로만 외우면 됩니다.

근거 : 핵심 공식: $R_g = \frac{\rho}{2\pi L}\ln\frac{4L}{d}$ (봉상 접지극 근사식).

정답 ④

가로수 가지가 순간적으로 전선에 닿아서 집 불이 깜빡였다가 다시 켜지는 경험, 해보셨죠? 이렇게 순간적인 사고(낙뢰, 나무 접촉 등)로 차단기(전기를 끊어주는 스위치)가 꺼졌을 때, 잠시 뒤 자동으로 다시 올려서(재투입해서) 정전 시간을 줄여주는 장치가 재폐로 계전기입니다.

문제에서 힌트가 되는 말:

'순간적인 사고', '신속히 계통에 재투입', '정전 시간 단축'

→ 이 세 가지 키워드가 보이면 무조건 재폐로 계전기입니다.

이런 문제가 나오면 → '재폐로 = 다시 닫는다(재투입)'로 이름 그대로 기억하면 됩니다.

근거 : 정답 근거: 재폐로 계전기(Reclosing Relay)는 낙뢰·수목접촉 등 순간적 사고로 차단기가 트립된 후, 일정 시간 뒤 자동으로 차단기를 재투입시켜 정전시간을 최소화하고 계통 안정도를 향상시키는 계전기이다.

정답 ②

송전선에 고장이 나면 계전기가 이를 감지해 차단기를 끊어야 하는데, 계전기마다 감지 방식이 다릅니다.

거리 계전기는 설치 지점의 전압 V와 전류 I를 재서 임피던스 Z=V/I를 계산합니다. 이 Z 값은 설치 장소부터 고장점까지의 선로 길이에 비례하므로, 임피던스가 작으면(고장이 가까우면) 동작합니다. 이름 그대로 거리를 재는 계전기입니다.

반면 방향단락 계전기는 고장전류의 '방향'을 판별하고, 과전압 계전기는 전압의 '크기'만 보므로 임피던스와는 무관합니다.

이런 문제가 나오면 → '거리 계전기=Z로 거리를 잰다'는 이름 뜻만 연결하면 바로 풀립니다.

근거 : 핵심 공식: $Z=\frac{V}{I} \propto$ 고장점까지 거리.

정답 ②

건전지를 리모컨에 넣을 때 +와 - 방향을 맞춰야 하죠? 그게 바로 직류(DC)의 극성(방향)입니다. 그런데 가정용 콘센트의 교류(AC)는 전기의 방향이 1초에 60번이나 앞뒤로 바뀌는 전원이에요.

방향이 계속 바뀌는 교류에는 +, -가 정해져 있지 않습니다.

그래서 '교류의 극성을 확인하라'는 말 자체가 성립하지 않아요.

나머지 선택지들은 모두 실제 시험 전 점검해야 할 유의사항입니다.

① 교류/직류 구분 확인, ③ 장비의 오차 확인, ④ 영점 정확성 확인은 전부 필요한 절차입니다.

이런 문제가 나오면 → '교류에는 극성이 없다'를 떠올리면 정답이 바로 보인다.

근거 : 정답 근거: 교류(AC)는 시간에 따라 극성이 계속 바뀌는 전원이므로 애초에 고정된 극성이 존재하지 않아, 시험회로 결선 시 '교류의 극성 확인'이라는 절차 자체가 의미가 없어 유의사항에 해당하지 않는다.

정답 ②

변압기 내부 고장은 대표적으로 권선 층간 단락(감긴 도선끼리 맞닿는 고장)으로, 겉에서 쉽게 드러나지 않습니다. 이걸 잡으려면 1차측과 2차측 전류를 비교합니다.

정상일 때는 두 전류(변압비로 환산한 값)가 같지만, 내부 고장이 나면 전류 일부가 새면서 두 전류에 '차'가 생깁니다. 이 차이를 감지해 동작하는 것이 차동 계전기입니다.

접지 계전기(③)는 지락 사고, 과전류 계전기(④)는 과부하·단락용 범용 보호이므로 '내부 고장 전용'이 아니고, 역상 계전기(①)는 상 불평형용이라 관련이 없습니다.

이런 문제가 나오면 → '내부 고장 = 차동 계전기' 공식처럼 바로 답을 고르세요.

근거 : 핵심 공식: 없음(보호계전기 용도 분류 암기).

정답 ①

반송 보호 계전 방식을 '양 끝의 친구끼리 무전기로 연락해서 문제를 빨리 잡는 방식'이라고 생각해봐시오.

송전선(전기를 실어 나르는 선)의 양쪽 끝에 있는 보호 장치들이 서로 반송파(무선 통신 같은 것)로 정보를 주고받아요.

그래서 이 방식은:

- 통신 설비가 따로 필요해서 장치가 오히려 복잡해요 → ①이 틀린 설명!

- 양쪽이 동시에 빠르게 차단할 수 있어요 (② 맞음)

- 어디가 고장 났는지 확실하게 찾아내요 (③ 맞음)

- 민감하게 동작시킬 수 있어요 (④ 맞음)

즉, '복잡한 대신 빠르고 정확하다'가 이 방식의 핵심이에요.

이런 문제가 나오면 → '반송 = 통신 설비 필요 = 장치 복잡'을 떠올려 간단하다는 보기를 찾으시오.

근거 : 핵심 공식: 반송 보호계전 방식 = 거리계전+반송통신 결합, 고속·선택차단 지향.