[실무]PT 결선 및 계전기 시험 방법 (Feat . REF630 - 27 Protection )

이번 시간은 직접 계전기를 시험하면서 얻었던 지식을 공유하기 위한 자리를 마련 하였습니다.

계전기를 시험하면서 많은 부분 헷갈리는 점을 쓰게 되었고

저도 다시한번 복습할 수 있는 기회를 갖기 위해 포스팅을 하였습니다.

제가 시험한 계전 요소는 27L과 27B입니다. 또한 사용한 계전기는 ABB-REF630 모델이며

보호요소 27 : Under Voltage Protection을 시험 하였습니다.

 

1.계전기의 결선 방법

저는 계전기를 결선하기 위해 PT부를 Delta 결선 하였습니다. 계전기의 메뉴에서 Delta로 할 것인가 Y로 할 것인가 설정이 가능하였고, 계산의 편의성을 위해 Delta 결선을 하였습니다.

 

결선방식과 결선도

 

 

 

계전기를 결선할 때 PT단자대의 번호는 항상일정한 것이 아니며 Logic을 이용하여 단자번호를 지정할 수 있습니다.

 

다음과 같이 계전기를 연결하여 계전기를 Trip 시키는 방식에 대한 생각을 해보도록 하겠습니다.

다음과 같이 계전기 한 대를 이용하여 Bus 부분과 Line 부분의 전압을 감시할 수 있습니다. 제가 시험한 REF630 Relay의계전기는 여러 보호요소를 가지고 있지만 제가 시험할 계전보호요소는 UV보호요소입니다. ABB의 계전기의 특징은 27보호요소를 총 4가지 가지고 있다는 것 입니다. 27L(Line)_80, 27L(Line)_20, 27B(Bus)_80, 7B(Bus)_20 각각의 요소는 다음을 의미합니다.

 

L=Line을 의미하며 80은 동작 퍼센트를 의미하게 됩니다. 그렇다면 27L(Line)_80 의 경우 Line쪽의 전압이 80퍼센트이하로 떨어지게 되면 보호요소를 통해 계전기에서 Trip 또는 Alram 신호를 보내게 됩니다. 그렇다면 20이 의미하는 바는 무엇일까요? 바로 전압이 살았는지 죽었는지 확인을 하는 척도입니다. 약 전압이 20%이하로 떨어지게 된다면 전압이 없는 상태로 계전기가 인지 하게 됩니다.(Motor 보호를 위함) 또한 여기서 20이나 80과 같이 계전기가 동작하는 퍼센테이지는 프로그램을 통해 조절이 가능합니다. 

 

2. 보호요소 동작점 계산

 

이어서 보호요소가 동작하는 지점을 계산해 보겠습니다. 계전기가 동작하는 지점을 정하기 위해서는 3가지가 필요합니다. 가장 먼저 Bus나 Line이 사용하는 기준전압 V입니다. (Base 전압을 설정합니다.) 쉬운 예시를 위해 Base 전압을  7200V라고 하겠습니다. 

두 번째는 PT비 입니다. 계전기가 7200V의 큰 전압을 받게되면 소손되기 때문에 PT를 이용하여 계전기가 받을 수 있는 전압대역으로 변환 시켜 줍니다. 여기서 저는 전압 PT Ratio를 110/7200V로 설정하겠습니다.

마지막은 동작 퍼센트입니다. 앞서 설명한 전압의 경우 80%에 동작을 설명하였으니 80%로 설정하여 P.U값을 0.8로 두겠습니다.(전압을 설정하는 기준은 해당부하를 Setting하는 엔지니어의 재량입니다.)

 

 

 

여기서 조금 궁금한 점이 생깁니다. 왜 Delta 결선을 하였는데 1.732를 나누어야 할까요? 그 이유는 계전기를 Test하는 장비인 OMICRON의 상전압을 기준으로 하기 때문입니다.  예를 들어 Omicron에서 3상을 놓고 전압을 인가하게 되면 50.81V에 계전기의 보호요소가 동작을 하게 됩니다. 그 이유는 OMICRON에서의 50.81V의 상전압이 계전기에서는 선간전압 88V로 나타나기 때문입니다. 그렇다면 Line 쪽은 어떻게 시험을 해야할까요? 그 방법은 2가지가 있습니다.

 

다음 그림을 통해 이해해 보도록 하겠습니다.

 

 

첫 번째 방법입니다. Line 쪽을 시험 할 때 다음과 같이 계전기에 연결을 하게되면 88V의 전압을 인가하여야 합니다. 그 이유는 계전기가 동작해야할 전압은 선간전압 88V이지만 Omicron 인가하는 전압은 상전압이므로 상전압 88V를 인가한다면 계전기의 보호요소가 동작하게 됩니다.

 

 

두 번째 방법은 Omicron의 결선을 선간전압으로 하는 것 입니다. 그렇게 한다면 Omicron에서 상전압 50.8V를 인가하게되면 R 과 S상의 전압의 벡터합에의해 88V의 전압이 인가되게 됩니다.

 

Tip_) 86(Rock Out Relay) 86 락아웃 릴레이에 대한 설명을 조금 하겠습니다. 86락아웃 릴레이는 재폐로 방식으로 발생할 수 있는 사고를 예방하거나 배전반의 사고를 인지하기 위한 장치입니다. 사고를 파악을 엔지니어가 인지하기 전에는 차단기가 투입될 수 없으며 86계전요소는 일반적으로 50, 51, 50G, 51N의 보호요소와 같이 투입됩니다. 그렇다면 왜 27의 보호요소와 사용을 하지 않는 것 일까요? 그 이유는 27계전요소는 사고가 아닌 경우가 더 많기 때문입니다. 예를 들어 선로를 교체하거나 점검을 할 때 전압을 죽이게 됩니다. 이때 27계전요소가 동작을 하게되는데 86계전 요소와 같이 동작 하여 돌게 된다면 SCADA를 이용하여 다시 전압을 인가할 수 없기 때문입니다. 전압을 인가하기 위해 86계전요소를 복귀시켜야 하는 번거로움이 생겨 27요소와 86요소는 같이 사용하지 않을 수 있습니다.

 

긴 글읽어 주셔서 감사합니다.

앞으로 더 좋은 글을 쓸 수 있도록 노력하겠습니다.