개념 한 쪽
보호계전기는 동작시간 특성으로 갈라 설명하고, 쓰임에 따라 약어로 구별한다. 문항은 정한시·반한시·순한시·복합형 특성 맞추기, 방향성 과전류계전기 약어 고르기, 탈조 검출 계전기 고르기 꼴이다.
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출제기준 단원 「보호계전기의 종류 및 동작원리」의 공개 문제 6개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 한시 특성 구분 | 4 | 정한시·반한시·반한시성 정한시 정의 맞추기와 거꾸로 된 설명 가려내기 |
| 계전기 종류·약어 | 1 | 방향+전류 크기 조건 계전기 약어(DOCR) 고르기 |
| 탈조 검출 계전기 | 1 | 동기 이탈 징후 검출·계통 분리용 계전기 고르기 |
가장 자주 묻는 것은 한시 특성 구분입니다.
동작시간 특성은 네 가지로 정리한다. 순한시(순시) 계전기는 설정된 최소동작전류 이상이면 지연 없이 곧바로 동작한다. 정한시 계전기는 정정값을 넘는 전류가 흐르면 전류 크기에 상관없이 정해진 시간 뒤에 움직인다. 반한시 계전기는 전류가 클수록 빨리, 작을수록 늦게 동작한다 — 동작시간이 전류 크기에 반비례하는 방향이라, "클수록 느리게"라고 쓴 보기는 거꾸로 된 설명으로 오답이다. 반한시성 정한시 계전기는 두 특성을 이어 붙인 것으로, 동작전류가 작은 동안은 전류가 커질수록 빨라지다가 일정 값 이상에서는 크기와 무관한 일정 시간에 동작한다 — 실무에서 널리 쓰는 복합 특성이다.
계통 보호에 쓰는 대표 약어로 방향성 과전류계전기 DOCR이 나온다. 정해진 방향으로 일정 크기 이상의 단락전류가 흐를 때 동작해 환상 계통이나 병행 선로에서 고장 방향을 가려 선택 차단한다. 거리계전기 ZR(고장점까지의 임피던스), 부족주파수계전기 UFR, 과전압계전기 OVR은 각기 다른량을 보는 계전기라 약어와 감시 대상을 짝지어 외운다.
계통 고장으로 일부의 위상각이 벌어져 동기를 잃으려 할 때 쓰는 것은 탈조보호계전기다. 탈조를 검출해 해당 계통을 분리·차단하며, 한시계전기·선택단락계전기·방향거리계전기는 이 목적과 다른 계전기로 오답 보기에 놓인다.
학습목표: 보호장치의 동작시간을 선택성·신뢰성을 해치지 않으면서 계통 안정도와 설비 손상 최소화에 맞게 정하는 기준을 설명할 수 있다.
보호 장치의 동작시간은 선택성 및 신뢰성을 저해하지 않는 범위 내에서 계통의 안정도 유지 및 설비손상을 최소화 할 수 있는 동작속도를 확보해야 한다.
NCS 학습모듈 1901030105 변전설비설계 · 4-1. 보호계전방식의 기본 파악
① 순한시: 최소동작전류 이상이면 즉시 동작. ② 정한시: 정정값 이상이면 전류 크기와 무관하게 일정 시간 후 동작. ③ 반한시: 전류가 클수록 빠르게 동작. ④ 반한시성 정한시: 낮은 전류에서는 반한시, 일정 값 이상에서는 정한시로 전환. ⑤ DOCR = 방향 + 일정 크기 이상 전류 조건 · 탈조 검출은 탈조보호계전기.
정정된 값 이상의 전류가 흘렀을 때 동작전류의 크기와 상관없이 항상 정해진 시간이 경과한 후에 동작하는 보호계전기는?
정답 ② · 정한시계전기는 정정값 이상의 전류가 흐르면 전류 크기에 관계없이 항상 일정한(정해진) 시간이 지난 후 동작한다. 순시계전기는 즉시 동작, 반한시계전기는 전류가 클수록 빨리 동작, 반한시성 정한시계전기는 두 특성을 결합한 것이다.
정한시계전기는 동작전류 크기와 무관하게 항상 일정한 시간 후 동작하는 '시간 고정' 계전기이다.
송전계통에서 발생한 고장 때문에 일부 계통의 위상각이 커져서 동기를 벗어나려고 할 경우 이것을 검출하고 계통을 분리하기 위해서 차단하지 않으면 안 될 경우에 사용되는 계전기는?
정답 ③ · 탈조보호계전기(step-out relay)는 계통 고장 등으로 인해 발전기나 계통 일부의 위상각이 급격히 벌어져 동기를 상실(탈조)하려 할 때 이를 검출하여 해당 계통을 신속히 분리·차단하는 계전기이다. 한시계전기는 일정 시간 지연 후 동작, 선택단락계전기는 단락 고장구간을 선택 차단, 방향거리계전기는 고장점까지의 임피던스와 방향으로 동작하는 계전기로 탈조 검출 목적과는 다르다.
탈조보호계전기는 위상각 증가로 인한 동기이탈(탈조)을 검출해 계통을 분리·차단한다.
어느 일정한 방향으로 일정한 크기 이상의 단락전류가 흘렀을 때 동작하는 보호계전기의 약어는?
정답 ④ · DOCR(Directional OverCurrent Relay, 방향성 과전류계전기)는 특정 방향으로 일정 크기 이상의 전류(주로 단락전류)가 흐를 때만 동작하는 계전기로, 환상(loop) 계통이나 병행 선로에서 고장 방향을 판별하여 선택 차단하는 데 사용된다. ZR(거리계전기), UFR(부족주파수계전기), OVR(과전압계전기)는 각각 다른 보호 목적을 가진 계전기이다.
DOCR은 방향성 과전류계전기(Directional OverCurrent Relay)로 정해진 방향의 일정 크기 이상 과전류에서만 동작한다.
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