전기기사 전기기기 · 계기용 변성기

Instrument Transformers (PT & CT)

계기용 변성기는 고전압과 대전류를 계기와 보호 계전기가 다룰 수 있는 110V · 5A 수준으로 낮춰 주는 변압기다. 전압을 낮추는 계기용 변압기(PT)와 전류를 낮추는 변류기(CT)로 나뉘고, PT 는 모선에 병렬로, CT 는 선로에 직렬로 잇는다. CT 의 2차를 열어 두면 1차 전류가 모두 철심을 자화시켜 2차에 높은 전압이 생기므로, 운전 중에는 절대 열지 않아요. 위 버튼으로 PT · CT · MOF · GPT · ZCT 를 고르면 결선도와 하는 일이 바뀌어요.

계기용 변성기의 역할

💡 왜 계기용 변성기가 필요할까

고전압 · 대전류 회로에 계기를 바로 이으면 위험하고, 계기도 그만한 값을 다루지 못한다.

①PT: 수만 V 를 110V 로 낮춰 전압계와 계전기에 준다.

②CT: 수천 A 를 5A 로 낮춰 전류계와 계전기에 준다.

③그래서 보호 계전기와 전력량계에는 반드시 계기용 변성기가 앞에 붙어요.

계기용 변압기(Potential Transformer)

고전압 → 110V

PT 와 CT 비교

항목	PT(계기용 변압기)	CT(변류기)
변환	전압(V₁ → 110V)	전류(I₁ → 5A)
접속	회로에 병렬	선로에 직렬
1차 권선	많이 감음(고임피던스)	적게 감음(저임피던스)
2차 부담	전압계(고임피던스)	전류계(저임피던스)
2차 개방	괜찮음(정상 운전)	높은 전압 유기 → 위험
2차 단락	과전류 → 위험	괜찮음(정상에 가까움)
정격 출력	110V	5A
보호 퓨즈	1 · 2차에 설치	2차에 설치 금지

핵심 공식과 오차

PT: V₁/V₂ = N₁/N₂ (변압비)

2차 정격 = 110V

CT: I₁/I₂ = N₂/N₁ (변류비)

2차 정격 = 5A, 전류는 권수에 반비례

비오차

비오차 = (K·I₂ − I₁)/I₁ × 100 [%]

K: 공칭 변류비, I₂: 2차 전류, I₁: 1차 전류

위상각 오차

위상각 오차: 1차와 2차 전류의 위상차 [분]

이상적으로는 0분, 실제로는 수 분 ~ 수십 분

GPT 와 ZCT

⚡ 지락 보호

①GPT: 1차를 Y 로 잇고 중성점을 접지해, 지락이 나면 3차 오픈 델타에 영상 전압(3V₀)이 나타난다.

②ZCT: 삼상 도체를 모두 한 철심에 통과시켜, 지락이 나면 영상 전류(3I₀)를 검출한다.

③GPT 와 지락 과전압 계전기(OVGR)는 비접지 계통의 지락을 잡아요.

④ZCT 와 지락 계전기(GR · SGR)는 지락 전류로 고장 회선을 가려요.

⑤MOF 는 PT 와 CT 를 한 함에 넣은 것으로, 수전 설비의 전력 계량에 쓴다.

시험 포인트 정리

PT: 병렬 접속, 110V

2차 개방은 괜찮음

CT: 직렬 접속, 5A

2차 개방은 위험

GPT

GPT: 영상전압 검출

비접지 계통 지락 보호

ZCT

ZCT: 영상전류 검출

지락 회선 검출

🎯 시험 포인트

①CT 의 2차를 운전 중에 열면 높은 전압이 생겨 절연이 파괴되고 감전 위험이 있다.

②그래서 CT 2차에는 퓨즈를 달지 않는다. 퓨즈가 끊기면 2차를 연 것과 같아요.

③PT 는 병렬, CT 는 직렬로 잇는다.

④GPT 는 3차 권선을 오픈 델타로 이어 영상 전압 3V₀ 를 검출한다.

⑤비오차 = (K·I₂ − I₁)/I₁ × 100% 로, CT 의 정확도 등급을 가르는 기준이다.

📝 대표 기출유형

①[기출유형] 운전 중 CT(변류기)의 2차를 열면? (답: 1차 전류가 모두 여자 전류가 되어 철심이 포화하고, 2차에 높은 전압이 생겨 절연이 파괴될 수 있다)

②[기출유형] PT 의 2차 정격 전압은? (답: 110V)

③[기출유형] CT 의 2차 정격 전류는? (답: 5A)

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변압기의 시험 및 보수

특수변압기

마지막 수정 2026-10-20

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