보호(保護)

  

 계통보호통합지원시스템 (i-PAS, Integrated Protection Assistance System)

보호설비현황, 정정이력, 보호설비 동작현황, 자동 통계산출, 임피던스 계산 등 계통보호업무 전반에 대한 업무지원시스템이다.

 

 배선 (Wiring)

배선은 배전반내에 수납한 주회로기기, 보호계전기, 계기등의 전기적 접속을 구성하기 위한 전선의 접속 및 지지를 하는 것을 말한다. 배선 중 단선, 접촉불량, 혼촉 및 절연불량 등이 생기면 배전반으로서의 기능이 완전 마비되어 전력공급에 막대한 차질이 발생되므로 배선에는 세심한 배려를 해야 한다. 배전반 내 제어회로의 배선방식은 Duct배선방식, 속배선방식 및 클리트 배선방식이 있다.

Duct배선은 다수의 전선을 사각형의 Duct내에 수납하고 개폐 가능한 뚜껑을 덮어 배선하는 방식으로 배선정리가 용이하고 배선의 보호가 가능하며 미관이 양호하므로 널리 사용된다. 속배선은 다수의 전선을 다발로 묶어 고정시키는 배선방식으로 좁은 장소에 다수의 배선을 행하는 경우에 적합하다. 그러나 배선을 고정시키는 고정대가 필요하며 배선표면이 노출되므로 배선정리에 시간이 걸린다.

Cleat배선은 다수의 전선을 일렬로 나란히 하여 Cleat로 지지하는 방식으로 도면없이 배선을 찾는 경우에 편리하다

 

 단선결선도 (Single Line Diagram)

단선결선도는 각종 전기접속도의 기본이 되는 것으로서 변전소에 있어서의 기기와 계통과의 전기적 접속관계를 단선으로 나타내고 기타 감시를 위한 계기, 계전기의 접속 및 종류등을 표시한 도면인데 계통의 전반적인 접속상태를 일목요연하게 알 수 있으므로 전기설비 계획시 최초에 작성하게 된다. 단선결선도는 그 자체가 도면화 된 사양서인데 각 기기를 symbol 또는 약호로 표시하고 그 정격, 형식, 사양 등을 병기하며 기기의 발주시 사양서에 첨부한다.

 

 3선결선도

3선결선도는 단선결선도가 접속선을 단선으로 표시한데 반하여 3선으로 표시한 것으로 복선 결선도 라고도 한다. 3선결선도는 단선결선도에 표현된 기기의 주회로 접속, 계기용 변성기, 계기, 계전기 등의 접속을 구체적으로 3선화 한 것이기 때문에 극성, 위상관계, 상변화, 접지장소 또 시험용 단자, 휴즈의 접속장소등을 구체적으로 알 수 있는 이점이 있다.

 

 시퀀스 다이아그램 (Sequence Diagram)

전개접속도는 배전반 제어장치 및 이에 관련되는 기기, 기구의 제어, 보호동작을 그 동작순서에 따라 기능을 중심으로 도시한 것으로 기기 자체의 성능과 함께 전기계통 의 종합기능을 좌우하는 중요한 도면이다.

전개접속도는 단순히 동작의 순서를 주체로 표시하는 방식과 기기를 취부장소에 따라 표시하는 방식이 있는데 최근에는 전개접속도를 배전반 내부접속도와 겸용하는 종합적인 성격을 갖도록 하고 있다.

배전반 내부접속도를 생략하는 방식은 3선접속도 및 전개접속도에 배전반의 배선작업 및 보수점검에 필요한 각종 기호를 기입함으로써 접속도로서의 본질적인 면은 변함이 없도록 되어 있다.

 

 이면접속도 (Back Wiring Diagram)

배전반 내부의 접속을 표시하는 도면으로서 제작사에서 의 배선작업과 배전반 내부배선의 보수점검용으로 작성한다. 종래에는 배전반내의 실제 기기배치에 맞추어 구체적으로 배전반 이면접속도를 작성하였는데 최근에는 제작사의 배전반 생산방식의 합리화에 따라 배전반 내부접속도를 간략화하거나 생략하는 추세이다.

 

 기준용량 (Base MVA)

전압을 Volt, 전류는 Ampere, 용량은(피상전력) KVA, Impedance는 Ω등의 단위를 사용하여 전기적인 양은 표시해 왔으나 단위법(Per-unit법)에서는 전압, 전류 또는 용량 등에 어떤 기준량을 정하고 그 기준량의 몇 배인가로 표시하는데 전압과 전류에 어떤 기준량을 취하면 용량과 Impedance의 기준량은 필연적으로 정해지게 된다. 여기에서는 기준이 되는 용량, 전압, Impedance, 전류등을 각각 기준용량, 기준전압, 기준 Impedance, 기준전류라 하는데, 3상 계통에서는 각각 다음과 같은 관계가 있다.

 

 보호(保護)

1 보호범위 (保護範圍, Zones of Protection)

보호계전기에 의하여 보호되는 구간을 보호범위라 한다. 보호범위는 고장으로 인한 계통 분리구간을 최소로 줄이고, 전력 계통의 일부분이라도 무보호 상태로 남지 않도록 인접된 전력설비의 보호범위를 서로 중첩, 적용하는 것이 원칙이다.

 

• 주보호(主保護, Main Protection)

전력계통에서 고장이 발생했을 경우 1차적으로 보호해야 할 보호장치에 의하여 보호되는 것을 주보호라 한다. 따라서 주보호는 보호범위 내의 고장만을 신속히 선택, 검출하는 보호장치를 중첩, 적용하고 각 전력설비 간에 차단기를 설치함으로써 전력계통 고장시 고장 구간만을 신속 정확하게 계통에서 분리할 수 있도록 적용하는 것이 원칙이다. 주보호는 자기구간 100%를 순시에 보호하여야 한다.

 

1) 1차 주보호 (1st Main Protection)

전력설비의 중요도에 따라 한 개의 전력설비에 2가지 이상의 주보호장치가 적용되는 경우가 있으며 그중 하나를 1차 주보호라 한다. 우리 계통의 345kV송전선 보호에 적용되는 2중 주보호방식 중 1차 주보호에는 PCM전류차동방식 또는 방향비교방식을 사용하고 있다.

2) 2차 주보호 (2nd Main Protection)

중요 전력설비의 보호를 위하여 2중 주보호방식을 적용할 경우, 나머지 1개의 주보호방식을 2차 주보호라 한다. 우리의 345kV 송전선보호에 적용되는 2차 주보호방식은 PCM전류차동방식 또는 제어 언더리치방식을 사용하고 있다.

 

• 후비보호(後備保護, Back Up Protection)

후비보호는 주보호장치의 실패 또는 운휴에 대비하여 2차적인 보호기능을 수행하며 그 적용방법을 분류하면 다음과 같다.

1) 계전기 후비보호 (Relay Back Up)

주보호계전기의 동작실패 또는 운휴에 대비한 보호로서 가급적 주보호 방식과 다른 보호방식을 사용하며 주보호 방식에서와 같은 차단기를 차단시킨다.(예, 154kV 송전선 보호배전반(PCM전류차동방식)의 3단계 한시 거리계전방식)

2) 차단기 후비보호 (Breaker Back Up, Local Back Up)

어느 Feeder의 차단기가 차단실패 됐을 때 같은 모선에 접속된 차단기 또는 관련 회로의 차단기들을 차단시켜 고장을 제거한다.(예, 우리 154kV 모선보호반의 차단실패 보호, 345kV 계통의 차단실패보호반)

 

3) 원방 후비보호 (Remote back up)

고장구간 보호장치에 의한 고장제거가 실패할 경우, 다음 구간의 보호장치에 의하여 고장을 제거한다.(예, 송배전 계통보호에 적용되는 반한시형 과전류계전방식 또는 3단계 한시 거리계전방식에서의 Zone 2, 3요소)

 

 맹점보호 (盲點保護, Blind Point Protection)

완전한 고장제거를 위하여 보호구간은 차단기 bushing CT사용 등으로 차단기의 양쪽에 걸쳐 중첩시키는 것

차단기 사이의 고장시 완전한 고장제거가 불가능한 보호맹점이 생기며 이에 대한 대책이 필요하게 된다.