동기탈조 보호(同期脫調保護, out of step protection)

 

동기탈조 보호(同期脫調保護, out of step protection)

 

동기탈조 보호는 송전선 보호 또는 동기기 보호에 적용된다. 송전계통에서 동기탈조가 발생하여 어느 선로의 양단 전압 위상차가 180도가 되면 계통의 전압, 전류는 전기적 중성점에서 3상 단락사고가 발생한 경우와 같게 되므로 그 점을 동작범위로 하는 송전선 보호계전기가 오동작할 수 있다. 따라서 동기탈조시에는 거리계전기에 의한 차단을 저지하는 방식을 채용하고 있으며, 우리 계통에서는 일반적으로 송전선 주보호와 Zone-1,2 차단을 저지시키고 최종 후비보호인 Zone-3의 차단은 허용한다.

 

동기탈조 검출방법은 계전기가 보는 임피던스 궤적이 동기탈조시에는 서서히 이동되지만 고장시에는 순간적으로 이동되는 것을 이용하고 있다. 고장시에는 OS 및 M에는 동시에 동작하여 차단되나, 탈조시에는 OS요소가 동작한 후 M요소가 동작할 때까지 약간의 시간이 소요되기 때문에(4～5 cycle) 그 사이에 Trip 회로는 개방된다. 한편 우리 345kV 송전선 보호에는 블라인더(Blinder)형의 계전기를 추가하여 회복 불가능한 동기탈조시에 차단지령을 내리는 방식도 함께 쓰고 있다.

 

동기기에서 보면, 부하상태로 기동되는 동기전동기의 경우 동기탈조보호가 반드시 필요하지만 동기발전기는 계자상실이 되지 않는 한 동기탈조의 가능성은 희박하며, 발전소간의 동기탈조는 송전선 보호에 포함된 탈조 보호장치로 검출이 가능하기 때문에 일반적으로 발전기에는 계자상실 계전기 이외에 별도의 동기탈조계전기는 생략되어 왔다.

 

그러나, 최근 전력계통의 대형화에 따라 선로 임피던스가 감소하는 반면 발전기의 임피던스는 증가하는 추세에 있어 동기찰조시 전기적 중성점이 발전기에 근접되는 경우가 나타나므로 동기발전기에 동기탈조보호를 적용하는 경우도 있으며 계전기의 특성은 블라인더형의 거리계전기가 주로 사용된다.