교류 전철 급전용 주변압기의 보호장치 주요기능

교류 전철 급전용 주변압기의 보호장치 주요기능

 

 

1. 서론

상용 주파 단상 교류 전철 변전소는 급전용 변압기에 의하여 전차선 전압으로 강압하고 단상 교류 전력을 전차선로에 직접 급전하는 것으로, 전철 단상 부하에 의한 전원 불평형을 경감하기 위하여 Scott 결선 변압기가 가장 많이 사용되며, 여러 가지 변압기 보호 장치가 있다.

 

2. 주변압기 보호 장치

1) 유면계(Oil lever gauge)

유면계는 콘서베이터 양쪽에 설치되어 있으며 콘서베이터 내부의 유면을 볼 수 있다. 유면이 규정치 보다 적을 경우 배전반에 경보가 울린다.

 

2) 온도계(Thermo meter)

변압기의 온도를 측정하기 위하여 변압기의 전면에 취부되어 있다. 변압기 온도가 규정치 이상일 때는 경보가 울린다.

 

3) 공기 호흡기

공기 호흡기는 변압기를 운전하는 도중 온도의 변화에 따라서 호흡 수축 작용을 할 때 공기를 건조시키는 장치로서 흡습제(Silicagel)를 사용한다. 호흡기는 콘서베이터로 파이프를 통해 연결되어 있고 흡습제의 성분은 많은 습기가 흡수되었을 때 청색에서 핑크색으로 변하므로 새것으로 교체해 주도록 한다.

 

4) 트라포스코프(Trafoscope)

트라포스코프는 절연유 내 전기 절연 기구들의 고장을 방지하기 위한 일종의 보호 장치이다. 이것은 경미한 고장시에는 경보기에 의해 알려주고, 연속적인 장애로 내부 기기에 위험을 줄 경우에는 스위치가 열리며 고장을 방지해 준다.

5) 안전 밸브(Safety Valve)

안전 밸브는 콘서베이터 1실 상부에 취부되어 있으며, 변압기의 내부가 손상되거나 단락이 되어 기체의 압력이 갑자기 팽창되었을 때 즉시 변이 개방되어 압력을 배출시키는 장치이다.

 

6) 콘서베이터(Conservator)

콘서베이터는 대기중의 산소가 변압기 탱크 속에 들어 있는 기름에 미치는 영향(열화)을 방지하기 위하여 설치된 것으로, 이 콘서베이터 내에 질소 가스를 봉압해서 대기와 차폐시킨 것이다.

 

7) 비율 차동 계전기

(1) 개요

비율 차동 계전기는 변압기의 내부 고장 검출용으로, 정상적으로 운전중인 변압기는 1차 전류와 2차 전류를 변압기 권선비로 나눈 전류의 값이 같아야 하는데 변압기 1차 및 2차 전류의 비가 권선비와 다르면 변압기 내부 고장이므로 이들 1차와 2차의 전류차에 비례하여 동작하는 계전기를 비율 차동 계전기라 한다.

(2) 비율 차동 계전기의 보호

비율 차동 계전기는 변압기에 대하여 주보호 계전기가 되며 이 계전기는 상간의 단락 또는 지락 사고를 보호한다. 같은 상의 권선간 사고, 즉 과부하 등은 보호되지 않는다.

전철 변전소의 주변압기는 스코트(Scott) 결선 변압기이므로 M상과 T상을 따로 따로 단상 차동 보호 계전기로 보호 하여야 한다.

3. 스코트 결선 변압기 비율 차동 보호 결선도

4. 결론

급전용 주변압기인 스코트 결선 변압기는 3상 전력 계통에서 단상 전력 2조를 얻어 전차선에 급전 하는 방식으로, 2조의 단상 전력이 같을 경우에는 3상 전원측에 대하여 평형 3상 부하가 된다.

급전용 주변압기의 보호 장치는 외부의 장애 요인 없이 선정된 요소가 규정치 이상 일 때는 경보를 울리고, 연속적인 장애로 내부 기기에 위험을 줄 우려가 있을 경우에는 스위치가 열리는 등 안전 장치가 완벽하게 설치 되어 있다.