배전반 설치방식
구성요소
1. 주요소(主要素, Main Unit)
계전기 본래의 책무를 수행하는 주요부로서 전압, 전류에 의해 미리 규정된 전기량이나 물리량의 크기에 따라 응동한다.
2. 보조요소(輔助要素, Auxiliary Unit)
계전기의 책무를 수행하기 위해 주요소에 보조적으로 부가되어 있는 요소로서 동작표시기, 보조접점, 한시요소 등을 예로 들 수 있다.
3. 동작표시기(動作表示器, Target)
보호계전기의 보조요소로서 계전기의 동작을 표시하며 주요소에 의해 기계적으로 동작하거나 트립전류에 의해 동작하여 주요소가 복귀하더라도 계전기의 동작을 계속 표시하는 장치이다. 또 동작표시기에 보조접점(contact switch)과 지지코일(holding coil)을 구비하여 주요소 접점 동작시 지지코일에 전류가 흐르면 보조접점이 폐로되어 트립전류가 흐르는 동안 주접점을 단락하여 트립을 보장하고 주접점 개로시 접점 보호역할을 겸하게 하는 경우도 있다.
4. 외부단자(外部端子, External Terminal)
계전기의 외함에 취부된 단자로서 계전기의 각 요소와 내부에서 연결되어 있으며 이들 단자에 계전기입력(전류, 전압, 구동용 DC전원등), 동작신호등을 제어 케이블을 이용, 관련기기나 차단기등의 조작회로에 연결하도록 되어 있다. 외부단자는 대부분 bolt형이나 최근에는 socket 형도 사용된다.
5. 외함(外函, Case)
보호계전기의 주요소 및 보조요소를 수용하는 함으로서그 역할은 다음과 같다.
1) 외부로 부터의 먼지, 수분등 불순물의 유입을 차단
2) 계전기의 주요소 및 보조요소 보호
3) 계전기반에 취부 용이
4) 외부단자의 지지
한편 대부분의 계전기의 외함 전면은 유리로 되어있어 보호계전기의 상태를 관찰할 수 있으며 동작표시기 복귀 장치가 부착되어 있다.
외부요소 (外部要素, External Unit)
계전기 요소의 일부가 외함밖에 설치 되었을 경우 그부분을 외부요소라 한다.
상태 표시기 (狀態表示器)
보호시스템의 동작으로 인한 주전기회로의 변화상태 즉, 차단기의 개폐상태 및 회로의 충전상태를 나타내는 것으로 차단기나 개폐기가 투입상태에서는 적색, 개방상 태에서는 청색의 램프가 점등된다.
독립 감시반이 설치된 경우 차단기나 단로기 개방시 램프를 점멸(flicker)시켜 상태판단이 용이하다. 또한 계전 기에도 상태표시기가 설치되는 경우가 있으며 이들 상태 표시기는 계전기가 동작하고 있는지 복귀하고 있는지 식별하기 위한 표시기구로 이 표시는 자동 복귀된다.
외함형태
1. 고정형(固定形, Fixed Type)
계전기 구조에 관한 용어로서 계전기 요소와 외부단자 간의 배선을 풀어야만 계전기 요소를 빼낼수 있는 구조이며 구형의 계전기에 사용되었으나 취급 및 점검이 불편하여 최근에는 거의 사용되지 않는다.
2. 비고정형(非固定形)
계전기 요소와 외부단자간에 적당한 접속장치가 구비되어 있어 배선을 풀지 않고 쉽게 계전기 요소를 인출할 수있는 구조이며 인출형과 차입형으로 구분할 수 있다.
1) 인출형 (Draw Out Type) 계전기 요소를 외함에서 인출하거나 시험회로 구성시 외부회로를 단락(특히 변류기회로) 또는 개방시켜 운전에 지장을 주지 않고 시험 및 점검이 용이토록 고려된 접속 장치를 갖고 있는 것을 말한다.
2) 차입형 (Plug In Type) 계전기 요소 인출시 외부회로가 개방되는 접속장치를 갖고 있는 것이다.
배전반 설치방식
계전기를 배전반에 설치하는 방식에는 매입형, 반매입 형, 표면형의 3가지 방식이 있다.
1. 매입형(埋入形, Flush Mounting Type)
매입형 배전반에 취부한 계전기가 배전반 전면으로 돌출한 부분이 50㎜이내이고 돌출부분이 계전기 외함길이의 1/3이내로 취부하는 방식이다.
2. 반매입형
반매입형 취부한 계전기가 전면으로 돌출하는 부분이 매입형의 제한치를 초과하고 표면형에는 속하지 않는 두방식의 중간 취부 방식이다.
3. 표면형
표면형 배전반 표면에 계전기의 대부분이 노출 되도록 취부하는 방식이다.
전자기계형 계전기 동작치 설정부
1. 탭(Tap)
계전기의 동작치를 조정하기 위하여 계전기 내부의 보조 변류기나 변성기에 여러개의 단자를 내는데 이 단자를 탭(tap)이라 한다. 이 탭의 위치를 변경함에 따라 계전기의 구동부에 가해지는 입력량이 변화되어 계전기의 동작 치가 달라진다. 탭의 종류에는 일정한 값이 정해져 있는 bolt type과 일정 범위내에서 자유로이 조정할 수 있는 sliding type의 2가지가 있다.
2. 퍼센트 탭(% Tap)
피보호선로의 전압과 전류가 변성기와 변류기를 통해 거리계전기에 입력으로 가해지면 이들 입력량이 정정치와 비교되어 정정치보다 작을때(보호구간내) 계전기가 동작할 수도 있다. 따라서 피보호선로의 길이에 따라 impedance 정정치가 달라져야 하며 이 기능은 기본 및 퍼센트탭의 조정으로 이루어진다. 전류입력이 가해지는 air gap transformer 1차 권선에 탭을 설치한 것이 기본탭으로서 탭 변경에 따라 2차에 유기되는 전압이 달라져 계전기의 기본 ohm을 결정하며, 전압입력이 가해지는 변성기(auto tr.)에 10% 및 1% 단위의 탭을 낸 것이 %탭으로 계전기reach의 미세 조정용으로 다음과 같은 관계가 있다.
( %Tap치 ＝ 기본탭(ohm)정정임피단스 × 100 )
3. 레버(Time Adjusting Lever)
전자기계(電磁機械)형 반한시 계전기의 동작시간 조정 용기구로서 유도원판의 축에 고정되어 있다. 레바를 조정 하면 고정접점과 가동접점의 간격이 변화되어 계전기의 동작시간이 변화된다.
일반적으로 레바에는 0.5∼10까지의 눈금이 표시되어 있으며 0.5에 조정시 고정접점과 가동접점의 사이가 가장 가까워져 동작시간이 짧게 되고 10에 조정시는 두 접점 사이의 간격이 가장 멀어져 동작시간이 길게 된다.
4. 스파이럴 스프링 (Spiral Spring)
전자기계(電磁機械)형 한시계전기의 최소동작치 조정및 유도원판의 복귀기능을 수행하는 스프링으로 유도원판의 축에 설치되어 있다. 계전기 입력에 의한 유도원판의 회전력이 스프링의 제어력보다 크게 되면 원판이 회전하여 계전기가 동작하고 계전기의 입력이 규정치보다 적게 되면 스프링의 제어력에 의해 가동접점이 복귀한다. 계전 기의 최소동작치 변경이 필요할 경우에는 스프링 상부에 설치된 조정링을 조정한다.
5. 고장표시기 (故障表示器, Fault Announciator)
고장표시기는 고장의 종류를 표시하는 기구인데 단순히 고장검출접점이 동작하고 있을때 고장을 표시할 뿐 아니라 조작자가 확인할 때까지도 그 고장의 상태를 계속 표시하는 것이 보통이다. trip고장과 같이 고장검출 접점이 동작한 후 바로 복귀해 버리는 경우에는 일반적으로 전류 coil로 동작하는 고장표시기가 사용되며 경보고장과 같이 동작후 고장검출접점이 계속 동작하는 경우에는 전압coil 의 고장표시기가 쓰인다. 또 고장표시기는 대부분 bell, buzzer등의 경보기를 동작시키는 접점을 구비하고 있다.
고장표시기는 lamp식과 target식의 2종류가 있는데 lamp 식은 보조Ry, lamp 및 복귀button으로 되어 있어 고장시 우선 보조계전기가 동작하여 표시 lamp를 점등하는 동시에 외부에 고장신호를 송출하도록 되어있다. target식 고장표시기는 고장시 lamp를 동작시키는 대신 일정 색을 도포한 target를 나오게 하여 표시하는 것이다.
보호배전반 스위치류
1. 절체 스위치(Change Over Switch)
일반용 절체스위치는 자동, 수동의 절체, 원방조작 및직접조작의 절체, 제어전원의 on, off등에 사용되는 절체 SW이며 전압계 및 전류계 절체SW는 1개의 전압계 또는 전류계로 각상전압 및 전류를 측정하는데 사용된다. 또한 전류계 절체SW는 변류기 2차 회로가 개방되지 않도록 되어 있다. 일반적으로 154kV이상의 발, 변전소 모선은 이중모선방식으로 구성되며 선로나 기기등의 연결 모선을 단로기(DS)에 의해 변경시킬 수 있다. 따라서 이들 선로나 기기 보호용 계전기나 관련 계기등의 전압입력을 모선에 연결된 상태에 따라 관련 모선의 PT 전압으로 절환시 켜야 한다. 이 기능을 PT절체 스위치로 수행하며 이 절체 스위치에는 전압 절체시의 계전기 오동작 방지를 위해 DC Lock장치가 되어 있다.
2. 제어 스위치(Control Switch)
제어SW는 제어회로 및 조작회로의 제어, inter-lock, 표시등에 사용되는 SW의 총칭이며 제어용 조작SW의 검출SW로 대별된다. 제어용 조작SW는 인력에 의하여 조작 되는 SW이며 그 기능은 조작, 조정등의 제어명령, 전기 회로의 절체, 전원의 개폐등 각종의 목적으로 사용된다.
검출SW는 제어대상이 예정된 동작상태에 달했을때 동작 하는 것으로 예를들면 limit SW, level SW, 압력 SW, 온도 SW 등이 있다. 검출SW는 기계계(機械系)의 상태에 의하여 동작하며 기계계내의 제어 및 상태를 표시하는 역할을 하고 있다.
3. 누름단추(Push Button)
누름조작에 의해 접점이 on 또는 OFF되며 놓으면 원래의 위치로 자동복귀하는 스위치의 일종으로 그 기능으로 보아 폐회로 구성용 및 회로개방용으로 구분할 수 있다.
4. 트랜섹터 (Transactor *Quadrature Current Transformer)
트렌섹터란 계전기의 전류입력 변환기로서 2차 권선부 리액터이다. 그 특성은 변압기와 리액터의 두 가지 기능을 같이 갖고 있으며 입력 전류를 전압 vector량으로 변환 시키며 전압의 위상은 전류위상 보다 90°늦다. 전압위상을 가변 시키려면 트랜섹터에 병렬로 저항을 접속 조정하면 된다.
5. 배리스터 (Varistor)
부특성(負特性)을 갖고 있는 비직선성 소자로서 양단에 걸리는 전압에 의해 저항치가 변동하여 일정전압 이상이 인가되면 전류가 급격히 증가하는 특성을 갖고 있어 계전 기의 전압소자의 과전압 보호용으로 사용된다.
6. 집적회로 (Integrated Circuits; IC 회로)
독립적으로 사용되던 트랜지스터, 다이오드, 저항, 커패시터 등을 얇은 실리콘 판(wafer)에 장착하고, 이들 소자 상호간에 전기회로를 구성시킨 것이 IC회로로서 부피가 극소화 되었다. 소자간의 상호연결에 땜납을 사용치 않으므로 신뢰도가 높고 전기적 특성이 우수하나 thermal 용량이 작아 과도전압에 손상을 입기 쉽다. 정지형 계전 기의 동작증폭기 및 논리회로 구성 등의 표준회로에 많이 사용된다.