[공부 기록] 계기용 변성기(MOF, PT, CT, ZCT, GPT)(instrument transformers)_전력사용시설물 설비 설계_기본서

| 계기용 변성기(MOF, PT, CT, ZCT, GPT)

1. 계기용 변성기란?

고전압, 대전류를 계측하거나 보호용 계전기를 직접 제어할 수 없으므로 저전압, 소전류로 강하시켜 계측을 하거나

제어를 해야 한다. 

전압을 변성하기 위한 계기용 변압기(PT), 전류를 변류하기 위한 계기용 변류기(CT), 전력수급용으로 계기용 변압, 변류기(MOF), 영상전류를 검출하기 위한 영상변류기(ZCT) 등이 사용되고 이것을 총칭하여 계기용 변성기라 한다.

 

2. 계기용 변성기 설치

1) 보호계전기용 변성기는 관통형 영상변류기를 제외하고, 고압 회로에는 몰드형(옥내형)을 사용하고 특고압 회로에는

몰드형 또는 유입형을 사용한다.

2) 책임분계점으로부터 주차단장치까지의 사이에는 지락보호계전기용 변성기, 주차단장치 개폐상태 표시용 변성기,

주차단장치 조작용 변성기 및 전력수급 계기용 변성기를 사용한다.

3) 옥내 수전실 또는 큐비클 등 밀폐된 공간에 설치하는 전력수급 계기용 변압변류기(MOF)는 몰드형 등

난연성 제품을 사용하여야 한다.

 

3. 계기용 변압기(PT : Potential Transformer, VT : Voltage Transformer)

고압을 저압으로 변성하기 위해서 사용하며 전력계, 주파수계, 역률계, 표시등 등의 전원으로 사용된다.

계기용 변압기는 상수에 따라 단상과 3상으로 구분되며, 사용목적에 따라 접지형과 비접지형으로 분류된다.

 

1) 계기용 변압기이 퓨즈

    1차측 퓨즈는 PT의 자체고장 및 2차측의 오결선, 과부하에 의한 2차측 단락사고 발생 시 1차측 기기의 파괴, 손상을

    막는 역할을 한다. 고압 이상에서 PT 전단에 PF, COS를 사용할 때의 퓨즈 용량은 1A의 퓨즈를 주로 사용한다.

    

2) 접지식 계기용 변압기

    1차 단자의 일단을 선로에 접속하고 다른 단자를 접지해서 사용하므로 비접지측 절연을 저감한 단절연으로 할 수 있다.

 

3) 비접지식 계기용 변압기

    1차 단자 양단을 선로 간에 접속해서 사용하는 것이다.

 

4) PT의 정격부담

    계기용 변성기의 2차 부담은 2차 회로에 접속되는 부하를 말하며 정격 2차 전압에 있어서는 [VA]로 표시한다.

   ① 계기용 변성기의 오차는 정격부담과 그 25[%] 부담의 범위 내에서 허용차 이내로 구성되며 정격부담≥계기,

        계전기에서 소비되는 부담+2차 회로에서 소비되는 부담으로 선정하되 너무 큰 것을 선정하면 좋지 않다.

 

4. 접지형 계기용 변압기(GPT : Grounded Potential Transformer)

    3차 권선용 PT를 사용하여 계기 및 계전기에 필요한 전압으로 강하시키며 1차는 Y 접속하여 중성점을 접지하고

    2차는 Y를 접속하여 계기 등에 접속하며 3차는 오픈 델타(Open Delta)로 하여 영상 전압을 검출한다. 

    계통의 영상전압을 검출하는 데는 3상용과 단상용이 있으며 단상용 세 개로 3상용을 구성한다.

 

1) 6,600[V] 회로에서 정격 1차 전압은 6,600/루트 3[V], 정격 2차 전압은 110/루트 3[V], 정격 3차 전압은 190/3[V]

2) 1선이 완전히 지락상태일 때 오픈 델타 개방전압의 최댓값은 190[V]

 

5. 계기용 변류기(CT : Current Transformer)

    전로에 직렬로 취부하여 대전류를 소전류(1A, 5A)로 (계기, 계전기에 필요) 강하시키는 것을 말하며,

    권선형, 봉형, 관통형, 부싱형(BCT) 등으로 분류

 

1) CT의 선정

    CT에 접속되는 전류계 범위는 최대부하전류의 1.25~1.5배가 되는 것을 선정한다.

   (전동기 부하일 경우 2~2.5배 정도로 선정)

 

2) 정격부담

    정격부담은 PT와 같다.

    [산정식] CT의 2차 부담[VA]=[전선의 전기저항*(5[A]^2) + 계기, 계전기의 소비부담

 

3) 열적 과전류강도

    CT의 과전류에 대한 강도이고 표준지속시간이 1[sec]이며(경우에 따라 다름) 정격 1차 전류의 몇 배까지 견딜 수 있는 

   있는 것이다.

    과전류 강도 Sn = S 루트t [kA] 여기서, Sn:정격 과전류강도[kA], S:통전시간 t초에 대한 열적 과전류강도, t:통전시간[sec]

 

4) 기계적 과전류강도

    단락전류의 최대진폭 Im 최악의 경우 교류실효값의 2 루트 2배의 진폭에 견디어야 하지만 직류분 감쇠를 고려하여

    정격과전류의 2.5배에 상당하는 초기 최대순시값의 과전류에 견디면 충분한 것으로 본다.

    CT의 기계적 과전류강도 = 단락전류 / 정격 1차 전류

 

6. 영상 변류기(ZCT : Zero phase Current Transformer)

대전류 회로의 지락사고 시 각 상의 불평형 전류를 검출하여 이에 비례한 미소전류를 2차측으로 전하며

정격영상 1차 전류는 200[mA]를 정격영상 2차 전류는 1.5[mA]를 기준으로 한다.

 

1) 정상 시 : 각 상의 자속이 평형이 되어 2차 전류가 흐르지 않는다.

2) 지락발생 시 : 각 상의 전류가 불평형이 되어 철심에 자력을 발생되어 2차측에 전류가 흐른다.

3) 케이블 시스 접지 시 주의사항

    케이블을 관통형에 적용할 경우 케이블 시스의 접지는 영상변류기를 통하여 접지하여야 하고

    전원측에 접지하여서는 안 되며 ZCT를 관통한 케이블이 긴 경우의 시스 접지는 영상전류를 발생하므로 

    접지선은 ZCT를 통과시켜 접지한다.

 

7. 계기용 변압 변류기, 계기용 전압, 전류 변성기(MOF : Metering Out Fit, PCT : Potential Current Transformer)

고전압 대전류를 전력량계로 적산하기는 곤란하므로 한 용기 내에 3상 4선식의 경우 계기용 변압기 3대, 변류기 3대를

조합하여 고전압과 대전류를 저전압 소전류로 비례 변성하여 최대수용 전력량계에 전달해 주는 장치이며

15분 누산을 적용한다.