변압기 보호는 전력 시스템의 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 블로그에서는 변압기 보호의 핵심 요소인 87T(차동 보호)와 REF(Restricted Earth Fault) 보호의 특징과 차이를 살펴보고, 두 보호 방식의 적용 범위와 장점을 알아 보고자합니다. 차동 보호는 내부 고장을 효과적으로 감지하지만, 지락 고장에 대한 민감도가 제한적일 수 있습니다. 이를 보완하는 REF 보호는 중성점 지락 고장을 신속히 감지해 더 높은 안정성을 제공합니다. 이 블로그를 통해 변압기 보호와 관련된 다양한 정보를 나누고, 기술적 이해를 넓힐 수 있는 기회를 제공하고자 합니다.
1. 87T 보호의 원리 및 제한사항
1.1 기본 원리:
변압기 내부 고장은 권선의 입력 전류와 출력 전류를 비교하여 검출합니다. 1차와 2차 전류의 차이를 분석해 발생하는 차동 전류를 통해 내부 고장을 확인하는 방식입니다.
[ 87 차동보호를 위한 CT 연결 방법 ]
1.2 보호 범위
변압기 내부 고장(상간 단락, 권선 단락 등)뿐 아니라 중성점 결선 지락 고장도 일부 검출할 수 있습니다.
1.3 제한 사항(Limitations)
- 87 요소(변압기 차동 보호)는 변압기 내부 고장을 보호하는 데 매우 효과적이지만, 중성점 근처의 소규모 접지 고장(예: 변압기 권선의 일부 손상 또는 절연 파괴)을 감지하기에는 민감도가 낮을 수 있습니다.
- 차동 보호는 고장이 심각한 경우에만 동작하도록 설정되며, 변압기 내부에서 발생하는 소규모 누설 전류에서는 부동작 가능성이 있습니다.
- 중성점 고장의 취약성: 낮은 지락 전류(특히 고저항 지락)에서는 차동 보호의 감도가 충분하지 않을 수 있습니다.
2. REF 요소의 원리, 범위, 제한사항
2.1기본 원리
- 변압기 중성점 결선에만 국한된 보호로, 중성점 전류와 각 상 전류를 비교하여 지락 고장을 검출합니다. 상전류는 3상(A,B,C)의 연산된 3I0 값을 의미하고, 중성점 전류는 변압기 접지측을 의미합니다.
- 고장 구역을 제한하여 고감도 보호가 가능합니다.
2.2 보호 범위
- 중성점 근처에서 발생하는 지락 고장(특히 고저항 지락)에 대해 높은 감도로 보호합니다.
- 변압기 외부 고장은 배제하므로 동작 신뢰성이 매우 높습니다.
2.3 장점
- 중성점 부근의 작은 접지 고장을 감지하고 빠르게 차단하여 심각한 손상으로 발전하는 것을 방지합니다.
- 차동 보호가 검출하기 어려운 저전류 고장 조건에서도 동작.(고저항 고장 등)
3. REF 보호 요소 사용의 이유
3.1 고저항 지락 보호 필요성
- 변압기 내부에서 발생하는 고저항 지락 고장은 고장 전류가 작아 차동 보호(87 요소)로 검출하기 어려운 경우가 많습니다. 하지만 REF 보호는 고저항 지락과 같은 저전류 고장을 신속하고 정확하게 검출할 수 있습니다.
3.2 고감도 및 높은 신뢰성
- REF 보호는 특정 구역(중성점 결선 영역)만 보호하므로 차동 보호보다 감도가 높으며, 외부 고장에 대해 오동작하지 않는 신뢰성을 제공합니다.
3.3 중복 보호로 안정성 강화
- 차동 보호가 전 구역을 포괄적으로 감시하는 반면, REF 보호는 중성점 구역에서 추가적인 고감도 보호로 고장 검출의 신뢰성과 속도를 높일 수 있습니다.
4. REF 기능을 위한 CT 연결방식
4.1 REF 보호를 위한 CT 연결
- 중성점 결선 CT(Current Transformer)와 상 전류 CT 신호를 이용하여 설정.
[ REF 기능을 전류 입력 방법 ]
5. 결론
5.1 87T 요소와 REF 보호는 상호 보완적인 기능 수행.
- 87T 요소: 변압기 내부의 모든 고장을 보호하되, 중성점 근처 지락고장에 대해 감도가 제한적입니다.
- REF 보호: 중성점 부근의 저전류 고장(특히 고저항 지락)을 고감도로 검출합니다.
따라서 중성점 접지 방식(고저항 접지, 직접 접지 등)을 사용하는 경우 REF 보호는 변압기의 전체 보호 범위를 완성하는 데 필수적인 보호 요소라는것을 알수 있습니다.
“오늘도 제 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 변압기 보호와 관련된 내용이 여러분의 이해에 도움이 되었길 바랍니다. 앞으로도 유익하고 알기 쉬운 전력 시스템 정보를 꾸준히 공유하겠습니다. 궁금한 점이나 추가로 다뤄줬으면 하는 주제가 있다면 언제든 댓글로 남겨주세요! 함께 소통하며 성장하는 공간이 되었으면 합니다.
다음 포스팅에서는 REF 기능에 대한 상세 설명으로 찾아뵙겠습니다. 감사합니다!”
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