응동 및 특성(應動 및 特性)
1. 응동
1) 시동(始動, Start)
계전기를 동작시키는 방향으로 입력이 변했을 때 최초의 위치에서 가동부가 움직이기 시작하여 최초 위치에서의 기능에 변화가 생기는 것을 시동이라 하며, 시동에 필요한 한계 입력치를 시동치라 한다.
2) 동작(動作, Operation)
계전기가 소정의 책무를 수행하는 것을 동작이라 하며, 동작에 필요한 한계입력을 동작치, 입력이 동작치를 넘는 순간부터 계전기가 동작한 때까지의 시간을 동작시간이라 한다.
3) 지지(支持, Holding)
계전기에 입력이 가해지면 계전기의 가동부가 동작 후동작상태 그대로 동작기능을 유지하는 것을 지지라 하며 계전기의 접점이 동작기능 상태로 유지되는 최소의 입력 치를 지지치라 하며, 최초의 지지상태에서 지지가 해제되는 상태까지의 시간을 지지시간이라 한다.
4) 석방(釋放, Release)
계전기의 가동부가 동작상태에서 복귀방향으로 움직이기 시작하여 동작상태에서 기능에 변화가 생기는 것을 말하며, 석방에 필요한 한계 입력치를 석방치, 가동부가 원래의 위치로 움직이기 시작하여 최초의 무입력 상태에 까지 도달하는데 필요한 시간을 석방시간이라 한다.
5) 복귀(復歸, Drop Out or Reset)
계전기가 pick up후의 위치에서 입력이 영(0)인 위치까지 이동하는 것을 말하며, 복귀에 필요한 한계 입력치를 복귀치, 입력이 복귀치를 넘는 순간부터 계전기가 복귀한 때까지의 시간을 복귀시간이라 한다.
(1) 자기복귀 (Self Reset) 동작 후 입력이 복귀치 이하가 되면 자동으로 복귀하는 것을 말한다.
(2) 수동복귀 (Manual Reset) 동작 후 입력이 복귀치 이하가 되어도 자동복귀 되지 않고 계전기를 수동으로 복귀시키는 것을 말한다.
(3) 전기복귀 (Electrical Reset) 동작 후 입력이 복귀치 이하가 되어도 자동복귀되지 않고 복귀를 목적으로 외부에서 다른 전기입력에 의하여 계전기를 복귀시키는 것을 말한다.
(4) 한시복귀 (Time Delayed Reset) 계전기가 동작후 입력치를 영으로 하여 원위치로 복귀할 때 시간 지연으로 복귀하는 것을 말한다.
6) 픽업(Pick Up)
계전기의 가동부가 입력이 영인 위치에서 입력을 가했 을 때 최종 동작위치까지 이동하는 것을 말한다.
7) 부동(浮動, Floating)
계전기의 가동부가 동작 또는 복귀행정의 도중에서 정지하여 계전기의 기능이 불안정하게 되는 현상을 말한다.
8) 잠동(潛動, Creeping)
두 개의 입력이 곱으로 구동력이 생기는 계전기에서 그중 한 쪽만의 입력으로 가동부가 구동되어 진동하는 현상 이다.
9) 관성동작(慣性動作)
동작행정의 도중에서 입력이 부동작하는 값으로 급변해도 가동부가 관성으로 운동을 계속해서 동작하는 것을 말한다.
10) 반도(反跳, Rebound)
접점의 폐로 또는 개로시 접점이 불필요하게 개폐를 반복하는 현상을 말한다.
(1) Chattering 그 원인이 주로 국부적인 접촉부의 진동에 기인하는 비교적 짧은 주기로 개폐를 반복하는 현상을 chattering이라 한다.
(2) Bouncing 전반적인 가동부의 진동에 기인하는 비교적 긴 주기로 접점개폐를 반복하는 현상을 bouncing이라 한다.
2. 동작특성
1) 억제(抑制, Restraint)
계전기의 동작 방향과 반대 방향의 힘 또는 전기량을 작용시키는 것을 말한다.
2) 저지(沮止, Blocking)
계전기가 동작 입력의 여하에 관계없이 어떤 계전기나 system의 일부가 동작되어도 전체 기능을 발휘할 수 없도록 하는 것을 말한다.
3) 자기지지(自己支持, Self Holding)
계전기가 동작했을 때 특정 기구 또는 다른 입력에 의해 동작 기능을 스스로 유지하는 것을 말한다.
4) 기억작용(記憶作用, Memory Action)
계전기의 입력이 급변했을 때 변화 전의 전기량을 계전 기에 일시적으로 잔류시키게 하는 것을 말하며 주로 Mho형 거리계전기에 사용한다.
5) 접점협조(接點協助, Contact Coordination)
계전기 접점의 동작 및 복귀시간을 잘 조합, 상호간에 협조하여 소정의 목적을 달성하도록 하는 것을 말한다.
예로서 C/R수신 relay와 내부고장 검출 relay간의 접점협 조가 있다.
6) 동작비율(動作比率)
비율차동계전기의 동작coil에 흐르는 전류의 억제coil에 흐르는 전류에 대한 백분율을 동작비율이라 하며 변압기의 변압비와 변류기의 변류비가 적당하여 변류기 2차측의 전류가 서로 같게 되면 문제가 없으나 일반적으로 다르기 때문에 계전기 원리상 차전류를 적절히 보상해 줄 필요가 생기게 되며 변류기 2차 전류가 큰 쪽에 단상 보상변류기 (CCT)를 연결하여 평상시 차동전류를 zero가 되도록 하며, 계전기 동작 coil 및 2개의 억제coil중 한쪽 coil에 각각 tap을 설치하여 기자력(AT)을 같도록 함으로써 평상시 동작coil이 평형상태에 있도록 하는데 이때에 전원측의 이상으로 계전기에는 차동전류가 흐른다. 동작비율의 tap은 mismatch율과 발생 가능 오차율 및 여유를 합하여 보통 35%이상에 선정하는 것이다. 또 최근에 생산되는 비율차동 계전기는 동작비율을 조정할 수 있다.
7) 전류전압특성 (電流電壓特性, V-I Characterictic)
계전기의 입력전류(전압)가 응동에 미치는 영향을 말한 다. 단 전기량 상호간의 관계를 비율로 표시할 수 있는 경우에는 비율특성이라고 할 때도 있다.
8) 최대감도 위상특성각(最大感度 位相特性角, Maximum Torque Angle)
복수입력(전압과 전류 또는 전류와 전류)으로 동작하는 계전기가 같은 크기의 입력을 위상만 변화시키면서 동작 시켰을 때 동작 torque가 최대로 되는 위상각을 그 계전기의 최대감도 위상특성 또는 최대감도 위상각이라 한다.
9) 주파수특성 (周波數特性, Frequency Characteristic)
계전기의 입력 주파수가 응동에 미치는 영향을 말한다. 즉, 거리계전기에는 전압회로에 RC의 위상조정회로를 사용하여 주파수에 따라서 조정 위상각이 변하여 위상특성이 변화된다. 즉 주파수가 저하될 때 Mho계전기는 직경및 최대감도 위상각이 감소한다.
10) 연쇄동작(連鎖動作, Cascading)
연쇄동작이란 용어는 여러가지 분야에 사용되고 있으 나, 여기서는 배전선보호장치인 리클로저의 보호협조시에 사용되는 실례를 설명한다. 배전선에 직렬로 리클로저를 2대 이상 설치 운전시에, 각 리클로저의 설치위치, 정격, 동작 시퀀스 등을 적절하게 선정하지 않으면 각 리클로저간의 보호협조가 되지 않아 배전선 고장 발생시 직렬로 설치된 각 리클로저가 연쇄적으로 개방 및 투입을 반복하게 되는데 이러한 현상을 연쇄동작이라고 한다. 일반 적으로 이러한 현상을 방지하고 효과적인 보호협조를 위해서는 전위 리클로저와 후비 리클로저의 동작 시간차를 3상 리클로저의 경우, 8Hz이상 유지해야 한다.
11) 반전(反轉)
계전기에 작용하는 입력이 급감하는 경우 가동부가 급감전의 입력에 의하여 구동력과 역방향으로 동작하는 현상을 말한다. 예로서 양방향 접점을 가진 계전기가 가령 어떤 방향의 전류가 흘러 우측의 접점이 닫혀진다면 이러한 상태에서 입력전류가 급감하여 “0”이 되면, 전기적 Torque도 “0”으로 급감하여, 우측접점에 누르고 있던 가동부가 탄력으로 강하게 좌측에 반발되어 진다. 이러한 힘이 커지면 중립위치를 통과해서 좌측의 접점에 까지 도달되어 좌측접점을 오동작시키기도 한다. 가동부가 최종 에는 입력전류 “0”이 되어 중립위치에 도달하므로 이러한 현상은 과도적이다. 또 비율차동계전기등와 같이 억제력을 취하는 것으로서 제어력이 급감한 경우에 제어 방향으로 강하게 닫혀 있던 가동부가 탄력에 의해서 반발되어 동작방향으로 움직이는 일이 있으며 이러한 경우도 최종 적으로는 억제력이 작용하는 위치에 가동부가 되돌아 간다. 이상은 기계적인 과도현상이며, 또 전기적인 과도현 상도 있다.
12) 온도특성 (溫度特性, Temperature Characteristic)
계전기의 주위온도가 응동에 미치는 영향을 말한다. 특히 정지형 계전기에서는 영향을 받기 쉽다.
3. 동작시간
1) 고속도(高速度, High Speed)
응동시간이 빨라지도록 특히 고려한 경우의 응동을 말한다. 일반적으로 일정입력(200%)에서 0.04 sec이내로 동작하는 경우이다.
2) 순시(瞬時, Instantaneous)
응동시간에 대해 특히 고려하지 않는 경우의 응동을 말하며 일반적으로 일정입력(200%)에서 0.2sec이내로 동작하는 경우이다.
3) 한시(限時, Time Delay)
소정의 입력에 대하여 동작시간이 늦어지도록 고려한 경우에 계전기가 시간지연으로 동작하는 것을 말한다.
(1) 정한시 (Definite Time) 입력의 크기에 관계없이 정해진 한시에 동작하는 것을 말한다.
(2) 반한시 (Inverse) 입력이 커질수록 짧은 한시에 동작하나 입력이 어떤 범위를 넘으면 일정 한도에 동작하는 것을 말한다.
(3) 강반한시 (Very Inverse) 입력이 커질수록 짧은 한시에 동작하는 율이 크며, 대체로 lever 10일 때 2배의 pick up시의 동작시간은 3.0sec 정도인 것이다.
(4) 초반한시 (Extremely Inverse) 입력이 커질수록 짧은 한시에 동작하는 율이 가장 크며 tap전류의 20배 되는 전류에서의 동작시간은 lever 10에서 0.2sec로 동작하나 tap전류의 2배의 전류에서는 10sec정 도로 나타난다.
4. 동작시간특성 (動作時間特性, Operating Time Characteristic)
계전기의 입력이 동작시간에 미치는 영향을 말하며 그 예로 계전기에 가해지는 입력의 대소에 관계없이 일정시간에 동작하는 정한시 특성, 입력이 크면 클수록 동작시 간이 짧아지는 반한시 특성 등이 있다.
1) 최소용융시간(最小鎔融時間, Minimum Melting Time Characteristic)
전력용 fuse에 있어 주위온도 10～40℃ 의 상태에서 정격전류 이상의 어느 전류를 fuse에 통했을 때 최초에 녹기 시작하는 시간과 전류와의 관계 곡선으로, 종축은 시간 (sec), 횡축은 전류(A)를 나타낼 때 반한시특성으로 나타 나며 배전선로의 협조에 있어서 중요한 특성곡선이다. 또한 종류에 따라서 다양한 최소용융곡선이 존재하게 된다.
2) 최대고장 제거시간 특성 (最大故障 除去時間 特性, Maximum Clearing Time Characteristic)
전력용 fuse에 있어 주위온도 10～40℃ 상태에서 fuse의 정격전류 이상의 어느 전류를 fuse에 통했을 때 최초에 fuse가 녹아 끊어지는 최대의 시간과 전류와의 관계 곡선 으로 종축에 시간(Sec), 횡축에 전류(A)를 나타내며 최소 용융곡선의 상위에 있게 된다.
3) 시간 전류특성곡선(T-C Curve)
계전기의 입력전류와 동작시간과의 관계를 종축에는 시간(sec), 횡축에는 전류(A)로 하여 표시한 곡선을 시간 전류특성곡선(T-C곡선)이라 한다.
4) 총 누적시간(TAT : Total Accumulated Time)
배전선 보호장치인 섹셔널라이저 (sectionalizer) 보호협 조에 사용되는 용어로써 섹셔널라이저 전방에 고장이 발생하면, 섹셔널라이저는 후비보호 장치인 리클로저 (recloser) 또는 차단기와 보호협조하여 고장을 제거하는데 이경우 보호협조가 불량하면 후비보호장치가 동작된 다. 이때 후비보호장치가 동작되어 lock out될 때까지의 시간을 총누적시간이라 하며, 섹셔널라이저의 효과적인 보호협조를 위해서는 섹셔널라이저의 기억시간이 반드시 후비장치의 TAT보다 반드시 길어야 한다.