티스토리 뷰
전력계통의 여러 보호설비 중 대표적인 것은 당연 개폐기(Switch)와 차단기(Circuit Breaker)일 것입니다. 오늘은 이 개폐기와 차단기의 종류와 특성을 알아보도록 하겠습니다.
1. 전력계통에서의 개폐장치란 무엇인가?
- 개념 및 정의
개폐장치는 전력계통에서 전류를 제어하고 계통 보호를 위해 사용하는 장치입니다. 특정 구간의 전력을 차단하거나 연결하는 역할을 수행하며, 전력 계통의 유지보수, 고장 복구, 안전성 확보를 위해 필수적입니다.
- 주요 역할
1) 전력조류 제어
2) 시스템 고장 발생 시 보호 설비
3) 전력 설비의 효육적인 운영을 지원
2. 개폐기의 종류와 역할
단로기(DS, Disconnect Switch)
'무부하 상태'에서 회로를 분리하거나 연결하여 고장 시 계통에 부하 전류 또는 고장 전류를 차단하는 기능을 합니다.
부하개폐기(LBS, Load Break Switch)
단로기와 같이 회로를 분리하여 계통에서 사고의 확대를 방지하는 역할을 하지만 22.9kV의 특고압 회로에서 사용되며 단로기와 달리 '부하 상태'에서도 개폐가 가능하기 때문에 단로기보다 더욱 실용적입니다.
3. 차단기의 종류와 특징
차단기는 개폐기와 같은 역할을 하지만 개폐기와 달리 부하 상태에서 차단할 수 있고 재투입이 가능합니다.(LBS도 부하상태에서 개폐가 가능하지만 재투입이 불가능 하고 퓨즈를 새로 설치해야 하는 등의 조치를 취해야 합니다.)
차단기는 부하전류 차단 시 발행하는 아크를 소호하는 방식에 따라 여러 종류 나뉘어 집니다.
1) 진공차단기(VCB, Vaccum Circuit Breaker)
진공 상태에서 아크를 제거하며 소형화 및 경량화가 가능합니다. 고압의 계통에서 사용되는 고압차단기 입니다.
2) 공기차단기(ACB, Air Circuit Breaker)
공기를 이용해 아크를 제어하며 저압계통에서 사용되는 저압차단기 입니다.
3) 가스차단기(GCB, Gas Circuit Breaker)
SF6 가스를 활용하여 안정적으로 아크를 소호하는 고압차단기 입니다.
4. 개폐장치 선택 시 고려해야 할 요소
1) 설비 환경 분석
전력 계통의 규모, 사용 전압 및 전류 수준, 설치 장소의 환경 조건(온도, 습도 등)분석.
2) 안정성과 내구성
설비의 신뢰도, 유지보수 용이성 및 긴 수명을 보장할 수 있어야 함.
3) 경제성 및 효율성
초기 투자 비용과 운용 비용의 적절한 균형.
5. 미래의 개폐장치 기술
1) 스마트 그리드와의 연계
지능형 전력 제어를 위한 IoT(Internet of Things)기반 원격 감시 및 제어 기술을 도입
2) 친환경 기술
SF6 대체물질 활용. SF6는 무색, 무취, 무해한 가스이고 아크 소호능력이 우수하지만 탄소가 발생되는 단점이 있어 SF6를 대체할 아크소호물질을 활용하여 탄소중립을 이루기 위한 기술을 개발.
3) 디지털화 및 자동화
디지털 트윈 기술을 활용한 실시간 운영 시뮬레이션과 예측 기술 발전
오늘은 익숙하고도 헷갈리는 개폐기와 차단기의 종류와 특징을 알아보았습니다. 전기를 공부하는데 도움이 되었으면 하는 마음으로 글을 마치겠습니다.