전기안전관리_005_보호계전기 시험

1. 보호계전기 시험

1) 보호계전기 시험 의미 및 목적

(1) 의미

- 계전기의 정확성, 신속성, 선택성을 시험하여 설비 파손과 정전고장 범위를 최소화

- 고장 설비 복구를 용이하게 함

 

(2) 목적

- 전력계통에 설치된 계전기가 설정된 범위 내에 정상적으로 동작하는지 확인

- 계통 및 설비를 안전하게 보호

 

2) 보호계전기 확인사항

- 계전기명

- 설치장소

- 계전기 제작번호

- 제작회사명

- 제작년도

- 형식

- 정정탭

- 정정레버

- 시한특성곡선

- CT 또는 PT비율

- 결합차단기명

 

3) 보호계전기 종류

(1) 작동원리에 따른 종류

- 유도형 보호계전기 : 알루미늄 원판의 전자력을 이용하여 동작시키는 계전기

- 정지형 보호계전기 : 트렌지스터회로에 의해 입력 전기량의 크기와 위상을 비교하여 출력하는 계전기

- 디지털 보호계전기 : 입력값을 디지털로 변환하여 설정값과 비교 후 디지털 연산을 통해 동작여부를 판단하고 외부로 출력시키는 계전기

 

(2) 기능에 따른 종류

- 과전류 계전기 : OCR

- 지락과전류 계전기 : OCGR

- 부족전압 계전기 : UVR

- 과전압 계전기 :OVR

- 선택지락 계전기 : SGR

- 비율차동 계전기 : RDR

- 결상계전기 : POR

 

2. OCR과 OCGR의 동작시험

1) OCR(과전류 계전기) 의 동작 특성

- OCR에서 사용하는 동작특성은 일반적으로 반한시 또는 강반한시 동작특성계전기를 많이 사용

- 계전기 선정 및 정정 시 검토 자료로 활용

- 강반한시 동작특성 그래프는 반한시 동작특성 그래프에 비해 곡선의 기울기가 급함

- 이러한 기울기 특성을 이용하여 OCR간의 보호협조 등의 목적을 달성

2) 불평형 부하에 의한 지락계전기 오동작 현상

<예시> A상 200A, B상 300A, C상 400A의 부하전류가 흐를 경우, 173A의 불평형 전류가 흐름

- 이는 즉, CT배율이 100일 경우에는 CT 2차는 A상 2A, B상 3A, C상 4A, N상 즉 잔류회로에는 1.73A의 불평형 전류가 흐르게 됨

- 따라서, 잔류회로에 OCGR설치 시에는 불평형 부하전류에 의한 오동작의 가능성이 있음.

- 하지만 A, B, C, N, 4상 모두에 CT를 설치할 경우 잔류회로에는 불평형 부하전류가 흐르지 않음  (해석상 영상전류 검출원리가 ZCT와 동일하며 지락시에만 잔류회로측으로 전류가 흐르게 됨)

- 일부 ACB 제조사의 ㅇ경우 A, B, C, N, 4상 모두 CT를 설치하는 방식을 채택하고 있음. 

-3상4선식에서 중성선을 사용하지 않고 선간에만 부하가 연결되어 있는 경우 CT 2차 Y 잔류회로에는 불평형 부하전류가 흐르지 않음

- Y잔류회로에 OCGR 설치시, 불평형 부하로 인하여 오동작하지 않고 지락시에만 정상적으로 동작 (주로 22,900V 변압기 1차가 델타결선이거나 유도전동기의 경우가 해당)

 

3) 계전기 시험방법

※ 보호계전기 시험 시 안전을 위해 정전 후 시험

 

(1) 시험 전 CTT에서 CT측과 계전기 측의 회로를 분리

- CTT 플러그의 연결바를 제거

- CTT 아래 쪽 단자와 위쪽 단자 간 회로 분리

 

(2)  CT 2차 측과 계전기측의 판별

- 3상4선식 수배전반 CTT는 A, B, C, N  4P단자로 구성

- 계전기시험 전 CTT에서 CT 2차 측과 계전기측을 구분하기 위해 절연저항계를 활용

- CTT에서 절연저항 측정 시 CT 2차측은 중성점이 접지되어 있으므로  0 [MΩ]이 나옴

- 계전기측은 수 [MΩ] 이상의 높은 값이 측정

 

4) 계전기 시험 시 주의사항

- OCR을 시험하기 위하여 CTT에서 각 상에 전류를 인가할 경우, OCGR과 직렬이 되어 OCGR에도 동일한 전류가 흐름

- 그런데 OCGR은 OCR보다 낮은 전류에서 동작하므로 OCR 시험 시 내부 코일이 소손되거나 OCR보다 먼저 동작하여 차단기 연동시험 시 영향을 줄 수 있음

- 따라서 OCGR 소손 및 동작을 방지하기 위하여 전류입력단자  4번 5번을 단락시켜야 합니다.

 

5) OCR(과전류계전기)의 동작시험 준비

- 전원선 연결, 조작부와 계측부를 연결하고 접점입력리드선, OCR 리드선, EARTHSIDE 리드선을 연결 (시험기 종류별 결선 방식은 제조회사 메뉴얼을 참조)

- CTT의 설치위치와 계전기 접속을 위한 단자를 확인 (22.9kV 수전반의 CTT는 A, B, C상의 단자와 중성점인 N단자로 구성)

- CTT 상부 및 하부 측의 절연저항 측정 (절연 저항 값이 수[MΩ] 정도 측정되는 단자에 계전기가 접속, 절연저항 값이 0[MΩ] 측정되는 단자에는 CT가 접속)

- OCR 시험 전, OCGR의 전류입력단자 4번과 5번을 단락 (OCGR을 시험할 때는 접속해 두었던 전류입력단자를 다시 연결)

 

6) OCR(과전류계전기)의 최소동작전류 시험

- 계전기의 한시요소정정탭을 확인

- 조작부의 테스트레인지를 OCR로 설정

- A상의 과전류계전기를 시험할 경우 계전기 시험기의 전류출력 리드선을 CTT의 A상과 N상에 연결 (CTT A단자 : 라인리드선 (일반적으로 백색), CTT N단자 : 시험기의 공통리드선)

- 시험버튼 스위치를 ON 한 후 서서히 전류를 증가시킴

- 계전기 시험기의 출력전류를 서서히 증가시켜 유도형 계전기의 원판이 미세하게 움직이는 시점에서 최소동작전류값을 확인

 

7) OCR(과전류계전기)의 300% 한시특성 시험

-  A상의 과전류계전기를 시험할 경우 계전기 시험기의 전류출력 리드선을 CTT의 A상과 N상에 연결

- 계전기 시험기의 출력전류를 계전기 정정값의 300%까지 신속하게 증가시키고 계전기 시험기의 출력 스위치를 OFF시킴

- 계전기 시험기의 접점입력 리드선을 시험하는 계전기의 출력접점 1, 10번 단자에 연결

- 리셋버튼을 눌러 카운터 표시창의 숫자가 0이 되게 함

- 계전기 시험기의 출력 스위치를 ON시킴

- 유도형 계전기의 원판이 회전하여 접점이 붙으면 계전기 시험기의 전류공급이 자동으로 차단되고 카운터가 멈춤

- 카운터의 시간을 확인하여 계전기의 허용오차를 계산하고 기록

 

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3. UVR의 동작시험

1) 부족전압 계전기의 동작특성

- 한시동작특성 시험전압은 정정값의 80%로 시험

- 정정값이 80V일 경우 시험전압은 64V 

- UVR 시한레버가 10일 경우 동작시간은 20.5초

- 일반적으로 유도형 계전기는 7, 8번 단자에 전압을 입력

 

2) 전압동작형 계전기의 PTT에서 회로 분리

- PTT 플러그의 연결바를 제거하면 PTT 아래쪽 단자와 위쪽 단자간 회로가 분리

- 계전기 시험 전 PTT에서 PT 2차측과 계전기측을 구분하기 위하여 전단계 CTT처럼 절연저항계를 활용

- PTT에서 절연저항 측정시 PT 2차측은 중성점이 접지되어 있으므로 0[MΩ]이 나오고 계전기측은 수[MΩ]이상 높은 값이 나옴

 

3) 전압동작형 계전기시험 결선 주의사항

- PTT 에서 계전기 시험기 출력전압을 PT 2차측에 잘못 인가하면 역가압에 의한 고전압이 PT 1차측 에 발생하므로 주의

- 22,900V PT의 경우 제시된 자료와 같이 PT 2차 A상에 계전기 시험기에서 110V를 역가압할 경우 A상에 13,200V의 높은 전압이 인가되어 매우 위험

- 해결방법 : UVR, OVR 전압입력 단자의 PT2차 배선을 제거하고 계전기 시험기의 전압출력 리드선을 직접 계전기에 연결

 

4) UVR (부족전압계전기) 의 최대동작전압 시험 (계전기 탭전압 : 80V 인 경우)

- 계전기 7번, 8번 PT 2차 배선을 분리하고 시험기의 전압출력리드선을 부족전압계전기의 7번과 8번단자에 연결

- 계전기 시험기의 출력전압을 계전기 정격전압 110V에 맞추고 원판이 완전히 복귀했는지 확인

- 계전기 시험기의 출력전압을 서서히 감소시켜 유도형 계쩐기의 원판이 미세하게 움직이는 시점에서 최대동작전압값을 확인

 

5) UVR (부족전압계전기)의 한시특성 시험 원리

- 전압조정기 B에서 110V의 전압을 인가하고 원판이 완전히 복귀할 때까지 기다림

- 정정값의 80%인 64V로 조정된 전압조정기 A로 절체

- 계전기 동작확인 접점이 붙으면 카운터가 멈춤

 

6) UVR (부족전압계전기)의 한시특성 시험 방법 ( 계전기 탭전압 : 80V 인 경우)

- 계전기 시험기의 전압출력리드선을 부족전압계전기 7번과 8번단자에 연결

- 시험기의 전압조정기로 B회로의 출력전압은 110V 로 , A회로의 출력전압은 64V 로 맞춤

- 시험기 출력을 B회로측으로 절체하여 UVR에 110V를 인가하고 원판이 완전히 복귀하였는지 확인

- 접점입력리드선을 시험하는 계쩐기의 출력접점 1번과 10번 단자에 연결

- 리셋버튼을 눌러 카운터 표시창의 숫자가 0이 되게 함

- 계전기의 출력스위치를 ON

- 출력이 A회로 측으로 절체되어 UVR에 64V가 인가

- 유도형 계전기의 원판이 회전하여 접점이 붙으면 계전기 시험기의 전압공급이 자동으로 차단되고 카운터가 멈춤

- 카운터의 시간을 확인하여 계쩐기의 허용오차를 계산하고 기록

 

7) UVR (부족전압계쩐기)과 차단기 연동시험

- 계전기 시험기의 접점입력 리드선을 차단기 주접점 한상 1, 2차에 연결

- 차단기를 투입

- 리셋버튼을 눌러 카운터 표시창의 숫자가 0이 되게 함

- 계전기 시험기의 출력스위치를 ON 

- 출력이 A회로 측으로 절체되어  UVR에 64V가 인가

- 유도형 계전기의 원판이 회전하여 접점이 붙으면 차단기가 트립되고 카운터가 멈춤

 

4. OVR의 동작시험

1) OVR(과전압계전기)의 동작특성

- 한시동작특성 시험전압은 정정값의 130%로 시험하는데, 정정값이 130V일 경우 시험전압은 169V가 됨

- OVR  시한레버가 10일 경우 동작시간은 18.3초

 

2) OVR (과전압계전기)의 최소동작전압 시험 방법

- 계전기 7번, 8번 PT 2차 배선을 분리하고 계전기 시험기의 전압출력리드선을 과전압계전기의 7번과 8번 단자에 연결

- 계전기 시험기의 출력전압을 서서히 증가시켜 유도형계전기의 원판이 미세하게 움직이는 시점에서 최소동작전압값을 확인

 

3) OVR (과전압계전기)의 한시특성 시험 (계전기 탭전압 : 130V 인 경우)

- 계전기 시험기의 전압출력리드선을 과전압계전기 7번과 8번 단자에 연결

- 시험전압을 계전기 탭전압의 130%인 169볼트에 맞춤

- 접점입력 리드선을 시험하는 계전기의 춮력접점 1번과 10번 단자에 연결

- 리셋버튼을 눌러 카운터 표시창의 숫자가 0이 되게 함

- 계전기의 출력스위치를 ON

- 유도형 계전기의 원판이 회전하여 접점이 붙으면 계전기 시험기의 전압공급이 자동으로 차단되고 카운터가 멈춤

- 카운터의 시간을 확인하여 계전기의 허용오차를 계산하고 기록

 

4) OVR (과전압계전기)과 차단기 연동시험

- 계전기 시험기의 접점입력리드선을 차단기 주접점 한 상 1, 2차에 연결

- 차단기를 투입

- 리셋버튼을 눌러 카운터 표시창의 숫자가 0이 되게 함

- 계전기 시험기의 출력스위치를 ON

- 유도형 계전기의 원판이 회전하여 접점이 붙으면 차단기가 트립되고 카운터가 멈춤

 

 

전기안전관리_004_변압기의 점검

전기안전관리_003_특고압 전기설비의 점검

 

전기안전관리_006_발전기의 점검