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보호계전기는 전력계통에서 이상 상황이 발생했을 때 이를 감지하여 장애를 차단하거나 경고를 보냄으로써 전력 설비와 시스템을 보호하는 핵심 장치입니다. 주요 보호계전기의 특징과 동작 원리를 심층적으로 알아보겠습니다.
1. 과전류 계전기(OCR, Over Current Relay)
- 계전기 번호 : 50(순시형), 51(반한시형)
- 특징 : 과도한 전류가 흐를 때 시스템과 장비를 보호하기 위해 동작합니다. 전류가 일정 수준을 초과하면 순시형 또는 반한시형 회로로 차단 신호를 보냅니다.
- 동작 원리: CT를 통해 실시간 전류 감시 - 설정된 임계치를 초과하면 계전기가 작동, 차단기 트립
2. 지락관전류 계전기(OCGR, Over Current Ground Relay)
- 계전기 번호 : 51G
- 특징 : 접지 고장을 탐지하여 전력 설비가 지락 사고로 인해 손상되는 것을 방지합니다.
- 동작 원리 : CT를 사용하여 접지 고장을 발생시키는 누설전류 감지 - 지락 전류가 설정된 기준을 초과하면 경고 또는 트립
3. 저전압 계전기(UVR, Under Voltage Relay)
- 계전기 번호 : 27
- 특징 : 전압이 허용 전압 이하가 될 경우 전력 계통의 안정성을 유지하기 위해 동작
- 동작 원리 : PT를 통해 실시간으로 전압 감시 - 설정된 전압 이하로 떨어질 경우 계전기 동작 또는 차단기나 경보장치 활성화
4. 비율차동계전기(Differential Relay)
- 계전기 번호 : 87
- 특징 : 변압기 내부 고장을 검출하기 위해 입력 전류와 출력 전류의 위상 차이를 감지
- 동작 원리 : 보호 대상의 양단에 CT를 설치하여 전류 측정 - 입력 전류와 출력 전류를 비교하여 위상 차이가 일정 기준 이상일 때 고장으로 판단하여 동작
5. 부흐홀쯔계전기(Buchholz Relay)
- 계전기 번호 : N/A
- 특징 : 유입식 변압기의 내부 고장을 조기에 감지하여 변압기의 손상을 방지
- 동작 원리 : 콘서베이터와 본체 사이에 설치하여 가스 발생 및 절연유 흐름 이상을 감지 - 내부 아크나 과열로 인해 발생한 가스가 부흐홀쯔계전기에 축적되면 스위치가 동작하여 경고신호를 보냄 - 상황에 따라 트립 신호로 변압기를 정지
결론
보호계전기는 전력 설비의 안전성과 신뢰성을 보장하는 데 필수적인 역할을 합니다. 각 계전기의 동작 원리와 특징을 정확히 이해함으로써 전력계통의 안정성을 높일 수 있습니다. 이번 글을 통해 보호계전기를 한층 더 깊이 이해할 수 있기를 바랍니다.