보호계전기

1. 개 요

수변전설비의 보호란 전력설비의 이상상태, 즉 사고의 발생 및 확대를 방지하는 것을 말한다. 전력설비의 사고에는 단락, 지락, 단선, 과열, 기계적 파괴 등이 있고 그 발생원인으로서 낙뢰와 같 은 이상전압, 지진과 같은 자연재해, 이물질의 접촉, 절연열화, 환 경에 따른 오손, 과부하, 제작시공의 불완전, 보수불량 등을 들 수가 있다.

따라서, 수변전설비 에서의 절연협조는 그 절연이 내뢰에 대해서 거의 다 견딜 수 있게 계획하지만 외뢰에 대해서는 완전히 견디 기란 기술적, 경제적으로 곤란하므로 피뢰기 같은 보호장치를 사 용해서 외뢰를 일정전압 이하로 저감하는 것을 전제로 계획하고 있으며, 이들 사고중에서 가장 많은 것은 단락, 지락 등의 절연사 고이며, 이외의 사고도 대부분 절연사고로 발전한다. 따라서 사고 를 방지하는 데는 전기설비의 절연을 강화해야 하지만 모든 전기 적 스트레스에 견디는 절연을 시공하는 데는 경제적인 제약이 있 고, 피뢰기와 같은 보호장치를 적용함으로써 절연을 합리적으로 할 수 있는 이른바 절연협조를 할 수 가 있다.

한편 발생한 사고를 조속히 검출, 제거함으로써 설비의 파괴와 사고의 파급을 최소한으로 줄이는 동시에 정상상태의 복구를 용 이하게 하기 위해 각종 보호계전시스템을 적용한다.

전력설비의 사고는 전력공급의 정지 혹은 부하설비의 운전정지를 뜻하고 모든 전기이용설비의 정지 및 서비스 저하를 초래할 뿐만 아니라, 이것이 확대되거나 장시간에 걸치면 설비의 파괴, 공해의 발생, 열차운행 정지등 커다란 사회문제가 될 수 있다. 그러므로, 전력설비의 사고방지를 위한 보호계전System은 전력계통 전체에 중요한 역할을 한다.

 

2. 보호계전기의 기능

수변전설비의 보호시스템은 설비의 절연협조등을 충분히 갖춘 다 음에 최종적으로 각 기기에 맞는 보호계전기를 설정하는 것이 가 장 이상적인 보호System이라 할 수 있다.

그러면 보호계전 System이란 전력계통, 전기기기의 이상상태를 조속히 제거함으로서 사람의 안전, 설비의 손상방지, 2차재해 방 지를 꾀하는 동시에 다른 전력계통의 파급을 막고 안전과 신뢰도 의 향상을 도모하기 위해서 설치된 보호계전기를 중심으로 한 System이다.

수전점에서 부터 부하 말단까지의 보호계전 System은 각각 만일 의 사고발생시에 그 확대방지의 중대한 책무를 짊어지고 있으며 이것이 제 기능을 발휘하지 못하면 예상외의 큰 사고가 발생할 염려가 있다. 따라서, 그 선정에 있어서는 보호대상의 크기보다는 그 사고에 따르는 파급의 크기를 중심으로 생각해야 한다. 특히 지하철 전기설비의 중요도에 따른 파급효과는 엄청난 피해를 가 져옴으로 전기설비 설계시 보호협조는 물론 보호계전기 시스템을 보호대상별로 여러 가지 기능을 적용하고 각종 보호계전방식을 채택하고 있다.

 

가. 보호계전기의 기능

보호계전기는 그 목적에 있어서 다음과 같은 기능이 필요하다.

① 정확성 : 신뢰도가 높고 정확한 동작상태로 오동작을 야기 시키지 않아야 한다.

② 신속성 : 주어진 조건에 만족할 경우 신속하게 동작하는  기능을 갖추어야 한다.

③ 선택성 : 선택차단 및 복구로 정전구간을 최소화할 수 있

는 기능을 갖추어야 한다.

④ 기 타

ㅇ 취급이 간단하고 보수가 용이하여야 한다.

ㅇ 주위환경에 동작성능의 영향을 적게 받아야 한다.

ㅇ 정정변경 및 계통의 변경 등에 신속히 대처할 수 있어야 한다.

ㅇ 모든 조건을 만족시키는 범위내에서 가격이 저렴해야 한다.

이들 기능은 상호간에 공통점과 비공통점을 동시에 지니고 있어 실제의 적용에 있어서는 보호목적인 기능의 밸런스가 중요하게 된다. 이들 기능을 수행하기 위하여 보호계전기는 그림과 같 이 검출부, 판정부, 동작부로 구성된다.

보호계전기 구성

 

(1) 검출부

검출부는 계기용변압기(PT, GPT)나 변류기(CT, ZCT)등으로 대표되며 주회로의 전압, 전류를 검출하여 판정부의 계전기에 알맞 는 값(통상 110V, 5A)으로 변성한다.

보호의 목적에 의해 평상시의 특성보다도 이상시의 특성이 보 다 중요하며 계기용변성기의 정확한 검출이 필요하다.

(2) 판정부

판정부는 보호계전기(Ry)로 대표되며 검출부에서의 전압, 전류 등의 신호를 받아 그 크기 시간적 변화, 상호간의 위치관계 등으로서 사고의 유무와 동작의 필요성 유무를 판정하여 필요시 간에 동작부에 지시를 내린다.

(3) 동작부

동작부는 차단기(CB)로 대표되며 판정부의 지시로서 전로를 차 단하고 사고부분을 분리한다. 또한 전력퓨즈(PF)나 기중차단기 (ACB), 배선용차단기(MCCB) 등은 검출부, 판정부, 동작부를 겸한 것이라고 할 수 있다.

 

나. 보호계전기의 기본구성

보호계전기는 그림 같이 원래의 책무를 수행하는 주요소 와 보조적으로 부가되는 보조요소 및 이들을 수용하는 외함과 외부도체를 연결하는 외부단자로 구성된다.

주요소는 전력선이나 전력기기등에 사고가 발생하면 고장에 의 해 나타나는 전압, 전류가 변성기를 통해 계전기에 가해지면 이 전압과 전류에 의해 미리 규정된 전기량, 물리량의 크기에 따라 응동하는 것으로서 그 동작상태가 나타나는 것은 접점상태 이다. 전자형계전기에서 가동부는 입력이 없는 상태에서 스프링 (Spring)이나 중력으로 일정한 위치를 유지하고 있다.

무입력상태에서 입력에 의해 응동되었을때 닫히는 “a” 접점 방 식과 반대로 무입력상태에서 입력에 의해 열리는 “b”접점 방식 이 있다.

보조요소는 동작표시기, 보조접점 및 한시요소 등이 있으며 동 작표시기(Target)는 계전기가 차단기를 개폐하기 위하여 동작한 것을 표시하는데 주요소에 의하여 기계적으로 동작하거나 트립 (Trip)전류에 의하여 동작하여 그 동작상태를 표시판으로 표시한다.

보조접점은 주접점과 병렬로 연결되어 있으며 이를 동작시키는 홀딩코일(Holding Coil)은 주접점과 직렬로 연결되어 있어 주접 점 동작에 의해 홀딩코일(Holding Coil)에 전류가 흐르면 보조접 점이 폐로되어 트립(Trip)전류가 흐르는 동작 주접점을 단락하여 폐로를 확실히 하는 동시에 주접점이 개로될 때 접점보호 역 할을 한다.

보호계전기의 기본구성

 

다. 보호계전기의 적용

(1) 목적

전력계통내의 어떤 부분에서 사고가 발생하였을 때 이 사고를 방치하면 사고현장이 확대되어 결국에는 안정된 전력공급을 할 수 없게 된다. 따라서 기기와 선로의 손상을 막고, 사고부분을 될 수 있는 한 축소시켜 다른 건전계통에는 사고가 파급되지 않도록 하는 목적으로 보호계전방식이 적용되고 있다.

보호계전방식이라 함은 사고현상을 검출하기 위한 변성기 보호 구간에 사고가 있는지 없는지를 판단하기 위한 보호계전기, 사 고구간을 제거하기 위한 차단기 및 이들 상호간을 연결하고 아 울러 이들의 기능을 발휘할 수 있도록 하는 회로 등으로 구성 된 일련의 조합을 말한다.

본래 보호계전방식을 적용하는 목적은 기기손상 방지, 안전운 전 유지, 공급신뢰도 확보가 있으며 종래의 보호계전방식은 기기손상 방지를 주목적으로 하였지만 최근에는 전력계통이 확대 복잡화됨에 따라 안전운전 유지 및 공급신뢰도 확보에 그 목적 을 두고 계통분리 및 사고파급 축소를 적용 사고시 계통제어의 성격도 갖게 되었다.

즉, 전력계통이 소규모일 때에는 과전류계전방식과 같은 간단 한 보호계전방식으로 보호하는데 지나지 않았으나 전력계통이 확대 분포됨에 따라 방향, 거리, 전압요소, 선택 등 고성능의 여러 가지 보호계전기가 개발되어 사용되고 있다.

 

(2) 적용시 고려사항

보호계전기의 설치 목적을 달성하기 위하여 보호계전 방식을 적용하는 데는 다음과 같은 사항을 기본적으로 고려해야 한다.

① 대상으로 하는 설비가 어디에 있는가 ?

② 대상으로 하는 시공의 종류가 어떤 것인가 ?

③ 대상설비가 계통에서 차지하는 중요도는 어떠한가 ?

④ 대상설비의 계통적인 관계를 고려하여 상호협조가 되도록

되어 있는가 ?

상기 항목중 가장 중요한 것은 계통과의 협조를 이루는 일이다.

즉, 전체적인 시스템의 보호협조 체제가 조화를 이루어야 한다.

 

(3) 적용의 원칙

① 사고범위의 국한과 공급의 확보(선택성)

사고 발생시 설비의 손상도를 줄이고 계통의 안정도를 저해하 지 않도록 그 영향을 최소한으로 막기 위해 사고구간을 신속 하게 선택, 차단하고 다른 건전한 부분의 운전유지를 확보할 수 있어야 한다.

② 보호의 중첩과 협조(신뢰성)

전기설비의 인접구간의 보호방식과 협조하여 무 보호구간이 없도록 하고 보호구간의 사고에 대해서는 오동작하지 않도록 충분한 신뢰성을 가져야 한다.

③ 후비보호 기능의 구비(후비성)

주보호 기능과 후비보호 기능을 구비하고 사고구간의 계전기, 차단 기 등이 불량하여 만일 부동작 할 경우는 타 보호장치 또는 타 구간 의 계전기로 사고를 제거할 수 있어야 한다.

④ 재폐로에 의한 계통 및 공급의 안정화(안정성)

주계통의 안정도 향상을 도모하기 위하여 고속도, 재폐로를 행하고 일반 부하선정은 정전시간의 감소와 자동복구를 위해 고속도 재폐 로를 필요에 따라 실시할 수 있어야 한다.

 

3. 보호계전기의 분류

가. 동작구조별 분류

(1) 가동철심형 계전기

가동철편형은 플런저형, 힌지형, 발라스비임형, 유극형 등으로 나누어지는데 모두다 가동철심에 작용하는 자기흡인력 또는 자

기반발력에 의해 가동부가 움직여 접점을 개폐하는 구조이다.

가) 플런저형(Plunger Type)

보호계전기중 가장 먼저 개발된 형으로 교류를 사용할 경우 그 흡인력은 전원 주파수의 2배주기로 맥동하므로 동작한계 값 부근에서는 소음이 발생할 뿐 아니라 동작도 불안정하게 되어 이를 방지하기 위하여 가동철심 윗쪽에 쉐이딩 코일을 설치하여 위상이 다른 자속을 발생시켜 흡인력의 맥동을 적 게하여 준다.

ㅇ장점 : 전류용량이 큰 접점을 많이 장치하여 사용할 수 있고 동작속도가 빠르며(10 ～ 50ms), 구조가 튼 튼하고 값이 싸다.

ㅇ단점 : 다른 계전기에 비해 소비전력이 크며(3 ～ 20VA), 동작값과 복귀값의 차이 및 오차가 크다.

ㅇ용도 : 고속도형 과전류 계전기로서 사용범위가 가장 넓다.

플런저형 계전기	플런저형 계전기 흡인력 특성

 

F = K(IN)2 〉W

(F:흡인력, N:코일권수, k:상 수 , I:코일전류, w:가동부중량)

나) 힌지형(Hinge Type)

코일에 흐르는 전류에 의해 발생한 자계에 의해 고정철심 및 가동철심이 자화되고 그 상호간에 흡인력이 작용하는 것을 이용한 것이며 그 힘이 스프링의 반항력보다 클 때 동작한다.

ㅇ장, 단점 : 플런저형과 비슷하나 소형으로 할 수 있다.

ㅇ용 도 : 고속동작의 전류계전기를 이용할 수 있으며 순시 요소부 과전류계전기용과 보조계전기로서 많이 사용한다.

힌지형 계전기구조	힌지형 계전기의 흡인력 특성

 

F = K(IN)2

(F : 흡인력, N : 코일권수, K : 상 수, I : 코일전류)

단, 코일기자력에 의한 흡인전자력은 자속밀도의 제곱에 비 례 한다.

 

다) 발란스 비임형

거리측정이 중요시되는 보호계통에 사용되며 방향성을 갖지 못하므로 방향계전기와 조합하여 사용한다.

 

(2) 유도형 계전기

유도형은 교류전용의 계전기에 사용한다. 현재 단일계전기, 방 향계전기, 거리계전기 등 교류 보호계전기로서 널리 사용되고 있다. 유도형의 종류는 유도원판형, 유도원통형, 유도원환형 등 이 있으며 동작원리는 이동자계로 도체에 발생하는 와류와의 상호작용으로 도체가 회전한다.

 

가) 유도원판형

유도원판형은 초기 과전류 계전기로 많이 사용되다가 송전계 통 보호용으로 점차 사용이 줄어들고 있다. 그러나, 특고압 자가용 수용가나 배전선 보호기기용으로 많이 사용하고 있다.

많이 사용하는 이유는 정확한 동작, 풍부한 안정성, 비교적 적은 소비전력, 조정의 용이함, 가격의 저렴, 설계상 임의의 전류-시간 특성을 얻을 수 있다. (한시특성)

유도형계전기의 토크발생원리	쉐이딩코일형 계전기의 동작 원리도

토오크 T = F1 - F2 ∝ Φ1Φ2 - Φ2 IΦ1 = Φ1Φ2 sinθ

 

나) 유도원통형

유도원통형은 주로 송전계통에 사용하며 고속도 동작 및 동 작값과 복귀값이 차이가 적어 전류계전기로 많이 사용한다.

4극 유도원통형 계전기의 구조

 

다) 유도원환형

유도원환을 폐자로의 일부에 설치하고 그 자계속에 회전할 수 있도록 구성한 것으로 주코일의 자속 Φ1과 극 코일의 자 속 Φ2에 의해 유도환에 회전토크가 발생한다.

ㅇ특징과 용도는 유도원통형과 거의 같다.

ㅇ토크 발생효율이 높으므로 고속도 방향계전기에 사용한다.

 

(3) 가동코일형 계전기

그림 2-9는 가동코일형 구조를 나타낸 그림이다.

ㅇ직류에서만 구동하는 계전기이다.(일반 수변전설비에는 적용 못함)

ㅇ소비전력이 적고 고속 동작한다.

ㅇ동작값과 복귀값이 차이가 적다.

ㅇ회전각의 변경에 의해 동작시간의 정정변경이 용이하다.

ㅇ동작토크가 적으므로 접점 압력이 적다.

가동코일형 계전기 구조

 

(4) 회전철심형 계전기

회전철심형 계전기는 소세력이고 고속도 동작이 된다는 것이 특징인데, 동작토크로서는 접선 방향에만 유효하므로 힘의 효 율이 나쁜 관계 등으로 현재로서는 널리 사용되지 않고 있다.

 

(5) 정지형(트랜지스터형) 계전기

트랜지스터로 전류계전기와 같은 단일량 계전기를 만들 경우 가장 간단하고 널리 쓰이는 방법은 정류형이며, 레벨검출회로 와 입력변환회로 등 약간의 부가회로 등으로 구성된다.(정지형 계전기는 정류형과 위상검출형의 둘로 나눈다)

ㅇ트랜지스터의 ON - OFF에 요하는 전력이 매우 적다.

ㅇ트랜지스터형 계전기는 일반적으로 유극형 계전기의 1/2이하 의 저세력계전기이다.

ㅇ스위칭이 고속도이다.

ㅇ주파수 특성이 널리 사용되어 고장전류나 직류분 및 고조파 분의 영향 혹은 서지 등의 입력에 대하여 별도대책이 필요하다.

ㅇ온도의 영향을 받기 쉽다.

ㅇ적용시 신중해야 한다.

ㅇ진동에 대한 충격이 작으므로 내진설계시에 가장 적당하다.

NPN형 트랜지스터

 

즉, 베이스에서 에미터에 충분한 전류를 흘리면 계전기 X가 동 작하여 콜렉터 - 에미터 간이 ON 상태가 된다.

 

나. 동작시한별 분류

전류계전기는 그 용도에 따라 적절한 동작시한이 있는 것을 선 정하여야 한다.

(1) 고속도(순시)

일정값 이상일 경우 즉시 동작하는 것으로 보통 고속형이라 한다.

고속도 특성곡선

 

(2) 정한시

입력치가 일정치라도 그 증감에 관계없이 일정 시간이 지나면 동 작하는 것

정한시 특성곡선

 

(3) 반한시

입력치의 증감에 따라 동작정도가 빨라지고 늦어지는데 반대적 요수를 갖는다.

∙입력량 大 → 신속 차단

∙입력량 小 → 정한시 차단

반한시 특성곡선

 

(4) 반한정시(반한시 + 정한시)

입력치의 어느 범위까지는 반한시 특성을 가지고 그 이상이 되 면 정한시가 되는 특성을 가지는 것을 말한다.

반한정시 특성곡선

 

(5) 단한시형

송전선의 주보호구간에 고장이 발생했을 때는 순시동작을 하고 외부의 고장에 대한 후비보호에는 어떤 시한을 가지고 동작되 는 경우에 사용된다.

단한시형 특성곡선

 

다. 계전기 종류별 분류

계전기는 크게 다음과 같이 분류된다.

① 전류계전기 : 예정된 전류값으로 동작하는 릴레이로 과전류 계전기(OCR), 부족전류계전기(UCR) 등이 있다.

② 전압계전기 : 예정된 과, 부족전압 또는 결상시 동작하는 릴 레이로 과전압계전기(OVR), 부족전압계전기(UVR), 결상전 압계전기, 역상전압계전기 등이 있다.

③ 전력계전기 : 유효전력, 무효전력, 과전력, 부족전력계전기로 구분한다.

④ 방향계전기 : 단락방향계전기, 지락방향계전기(DGR), 전력 방향계전기 등으로 구분한다.

⑤ 차동계전기 : 차동계전기, 비율차동계전기로 구분한다.

⑥ 기타계전기 : 거리계전기, 주파수계전기, 속도계전기, 온도계 전기, 압력계전기 등이 있다.

 

<표 1-1> 도시철도 보호계전기의 적용

종류별        /         설비별	수전단	주변압기	배전선
과전류	OCR	OCR	OCR
과전압			OVR
저전압	UVR		UVR
접지(지락)	OCGR	OCGR	GR(SGR,DGR)

 

4. 보호계전기의 보호 협조

보호계전기 종류의 선정과 설치 및 정정은 국부적인 사고만을 생 각하여 쉽게 결정해서는 안되며, 수변전설비의 구성과 부하의 성 격 및 운전조건등이 충분히 파악된 이후에 전체적인 계통을 놓고 보호협조를 구성해야 한다.

즉, 자(自)선로의 영향을 최소한으로 줄여 선택차단하고 모(母)선 로 영향을 주지 않도록 협조 설치하는 것이 보호계전기의 선정시 가장 중요한 사항이며 수변전설비 설계시 한국전력공사와도 긴밀 한 협조 후 결정해야 한다.

이와 같은 보호협조에는 구간보호방식과 한시차 보호방식 등이 있으나 여기서는 자가용 수변전 설비에 해당된 부분만 설명하기 로 하겠다.

 

가. 보호협조 방식

보호협조방식(반한시의 경우)

 

위의 그림에서와 같이 모선에서 부하측으로 옮겨 갈수록 차단속 도 및 전류치가 반비례하여 협조를 이루어야 한다.

이러한 협조가 서로 바뀌거나 같을 경우

① 말단의 사고가 모선사고와 동일하게 다른 선로에 정전파급이 초래된다.

② 사고점의 단락전류 확대로 사고피해가 대규모로 확대된다.

③ 선로복구의 장시간 소요된다.

④ 전체선로의 공급신뢰도 저하 등의 현상이 생긴다.

 

고압수전용 과전류 계전기의 탭 정정값

계전기의· 종 류		용 도	동작정정값	한시정정값	비 고
과 전 류 계 전 기	유 도 형	일반부하	계약최대전력의 120～170%	정한시 부분에서 0.2초 이하로 하고 0.1초를 표준	차단기의 복구방식에 변류기의 2차전류를 이용하는 것(CT트립 방식)에서는 계전기동작 때 차단기의 동작이 불확실해지지 않도록 차단 기 플런저트립 동작값을 고려하여 탭값을 정정한다.
		변동부하	계약최대전력의 100～250%	정한시 부분에서 0.2초이하
	유도형에 순시요소가 붙어있 는 것	일반부하 및 변동부하	유도형 동작분 계약최대 전력의 110 ～ 150%	정한시 부분에서 1초 이하
			순시요소부 최대전력의 500 ～ 1500%	순 시	변압기의 돌입전류나 전동기의 기동전류 등 으로 동작하지 못하도록 고려하여 정정함
	차단기 플런저트립	일반부하	계약최대전력의 140 ～ 200%	순 시	변압기의 돌입전류나 전동기의 기동전류 등 으로 동작하지 못하도록 고려하여 정정함
		변동부하	계약최대전력의 200 ～ 250%	순 시

 

나. 수전회로의 보호

수전설비는 자가 발전설비를 갖추지 못한 수용가는 유일한 전력 공급원에 의존 한다. 그 구성은 수전 변압기를 중심으로 차단기, 단로기, 변류기, 계기용변압기, 피뢰기 등의 주회로 기기와 주회 로 모선, 그 지지물 및 그것들을 감시, 제어, 보호 관리하는 배 전반으로 이루어져 있다. 주회로 계통의 구성은 수전용량 전력 회사의 공급사정, 변압기 수, 배전선 수 등을 기본으로 공급 신 뢰도와 경제성 등을 고려하여 결정되지만 자가용 설비의 다양성 으로 그 종류가 매우 많다. 수변전설비 설계시 전체계통을 파악 후 수전회로의 보호계전시스템을 적용해야 한다. 그러나 여기서 는 자가용 수변전설비에 대해서만 설명하고 보다 자세한 내용은 별도의 보호계전기 시스템의 서적을 참고하기 바란다.

 

(1) 수전회로의 사고

일반적으로 수전회로의 사고로는 기기 및 모선의 3상단락, 2상 단락, 1선지락 및 2선지락을 생각할 수 있다. 이들 가운데 1선 지락이 가장 많고 3상 단락은 지락 또는 2상 단락에서 발전하 는 경우가 많다. 발생원인으로는 제작 또는 시공 불완전, 애자 의 오손, 내부절연의 열화, 이물질의 접촉, 다른 사고의 파급 등을 들 수 있다.

보호계전 시스템을 선정하는 데는 먼저 이들의 사고현장을 정 확하게 파악해야 하고 사고시 전류 및 전압의 계산이 필요하 다. 사고전류의 크기는 3상 단락전류가 가장 크고 계통의 단락 용량에 적합한 값으로 되며 2상 단락전류는 3상 단락전류의 약 87%가 된다.

1선 지락전류는 계통의 접지방식에 따라 달라지고 있으며 특고 압 수전회로에 보통 사용하는 고저항접지계에는 100 ～ 400A 정도이며 직접 접지방식에서는 수십에서 수천[A]로 나타난다.

또한 사고점의 상태에 따라 각 상이 각각 달라지는 값이 되므 로 선정시 깊은 검토가 필요하다.

 

(2) 전력회사 송전단과의 보호협조

한국전력공사의 송전단에는 단락보호용으로서 과전류계전기, 단락방향계전기, 단락방향거리계전기 등이 있으며 지락보호용 으로서 지락과전류계전기, 지락선택계전기 등이 설치된다. 한편 수용가 수전점에는 수용가 내부사고를 대상으로 과전류계전기 및 지락과전류계전기가 설치된다. 이 송전단, 수전단 양지점간 의 보호협조를 꾀하기 위해서 수용가 내부에서의 사고는 수용 가 수전점에서 이것을 검출, 차단하여 전력회사 송전단의 계전 기가 동작되지 않도록 한시차보호방식을 사용하고 있다.

한편 자가용 수용가 구내의 전기계통도는 수전점에서 부하로의 전력선로에 몇 개의 구분점이 있고 이 구분점마다 보호장치를 설치하여 부하 말단에서 수전점으로 향해 한시차보호방식에 의 한 보호협조(선택차단)를 하도록 고려하고 있다. 따라서 부하말 단에서 순차 계전기 동작시간이 차츰 길어져 수전점 계전기의 동작시간이 가장 길어진다.

이와 같이 수용가 수전점 동작시간이 길어지면 전력회사측 송 전단의 후비보호시간이 길어지는 것이므로 이에 따른 설비의 손상이 증대되고 계통의 안정도를 저하시켜 광범위한 정전 등 으로 사고파급이 확대될 수 있는 위험성을 지니게 된다. 그러 므로 수용가 수전점 계전기의 한시정정은 가능하면 짧게하여 수용가측 전원단으로서 한시정정과 전력회사측 부하말단으로서 한시정정이 적절하게 이루어져야 한다.

일반적으로 전력회사측에서는 자사계통의 보호협조, 특고압 수 용가에게 공급하는 전력계통의 전선로 열적강도등을 고려하여 특고압 수용가 수전점 계전기에 대하여 정정값을 구하고 있다.

 

수용가 수전점 계전기 정정값

용도	계전기의 종류	정 정 값			비 고
		요소	동작값	-
단락 보호	순시요소붙이 과전류 계전기 또는고속도과전류 계전기+한시 과전류계전기	순시	변압기 2차단락 전류의 150%
		한시	계약최대전력의 150～170%	변압기 2차 단락시에 0.6 초 이하	동작값을 전력회사에 따라 서는 설비용량을 기준으로 하는 곳도 있다.
지락 보호	지락과전류계전기		완전지락시 지락 전류의 30%	완전지락시에 0.2초 이하	동작값은 변류기의 특성차 등으로 오동작을 하지않는 범위로 가급적 작은 것이 바람직하다.

 

(3) 계전기의 선정

수전점의 단락 및 지락보호에는 유도원판형의 과전류계전기가 많이 사용되고 있다. 수전점의 단락보호에는 반한시 특성의 유 도원판 요소와 전자흡입형 고속도 정한시 특성의 순시요소를 조합하여 케이스에 수납된 것이 많이 사용된다.

통상 유도원판요소의 정정탭 범위는 4～12A 정도이고 타임레 버 또는 타임다이얼은 정한시 범위에서 0.25～2.5초 정도로 되어 있다.

지락보호에는 정정탭 범위가 0.1～0.8A의 반한시 특성의 유도 원판이 최단시한(0.2초)으로 사용되는 경우가 대부분이다.

 

다. 변압기의 보호

최근 변압기는 설계기술 및 재료의 진보에 따라 사고가 감소하 고 있으나 변압기가 수변전 설비에 차지하는 비중이 크기 때문 에 고장이 발생하면 전력공급의 정지 즉 업무의 정지를 의미하 며 그 수리 시간이 다른 전력기기에 비해 현저하게 길기 때문에 변압기를 보호하는데는 사고의 확대를 최소한으로 억제하기 위 하여 고감도의 확실한 계전기가 요구되어야 한다.