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전기기사 전력공학 · 배전반의 종류와 운용

Switchboard Types & Operation

배전반은 차단기 · 계전기 · 계기 · 모선을 한 함에 모아, 받은 전력을 각 부하로 나누고 지키는 설비다. 구조에 따라 개방형 · 폐쇄형(큐비클) · 드로아웃형 · MCC 로, 모선을 잇는 방식에 따라 단모선 · 이중모선 · 링모선으로 나뉘며, 안전성과 보수 편의가 달라진다. 운용에서는 단로기와 차단기의 조작 순서, CT 2차 개방 금지 · PT 2차 단락 금지가 가장 중요해요. 종류 버튼으로 배전반 네 가지 구조를, 모선 버튼으로 세 가지 모선 구성을 견줘 볼 수 있어요.

배전반

🗄️ 차단 · 계측 · 제어 기기를 모은 함
①받은 전력을 각 부하로 나눠 보내는 중심 설비다
②차단기 · 계전기 · 계측기 · 모선이 하나의 함 안에 모여 있다
③종류에 따라 안전성 · 보수 편의 · 공간 효율이 달라져요

모선(Bus) 구성 방식

🔁 모선 방식을 고르는 기준
①단모선: 작은 수전 설비에 쓰며, 단순하고 값싸다
②이중모선: 중요한 변전소에 쓰며, 고장 때 정전 없이 절체한다
③링모선: 루프로 이어져 어느 구간을 끊어도 공급이 이어져요

배전반 주요 구성 기기

차단기(VCB · GCB)
고장 때 계전기 신호를 받아 트립해 회로를 보호
VCB 는 22.9 kV 이하, GCB 는 154 kV 이상 변전소에 쓴다.
변류기 CT(Current Transformer)
I2차 = I1차 / CT 비(2차 표준 5 A)
큰 전류를 계전기 · 계기에 맞는 작은 전류로 바꾼다.
계기용 변압기 PT(Potential Transformer)
V2차 = V1차 / PT 비(2차 표준 110 V)
높은 전압을 계전기 · 전압계에 맞는 전압으로 낮춰요.

배전반 운용 원칙

조작 순서(투입)
DS(단로기) 투입 → CB(차단기) 투입
단로기를 반드시 먼저 넣는다. CB 를 넣은 뒤에 DS 를 조작해서는 안 된다.
조작 순서(차단)
CB(차단기) 개방 → DS(단로기) 개방
전류는 CB 가 끊고, DS 는 전류가 없을 때만 조작해요.
⚠️ 단로기(DS) 조작 금지 조건
①부하 전류가 흐르는데 DS 를 열면 아크가 생겨 기기가 탄다
②반드시 CB 로 전류를 먼저 끊은 뒤 DS 를 조작한다
③인터록(Interlock)은 CB 가 들어가 있을 때 DS 를 조작하지 못하게 기계적으로 막아요

시험 포인트

CT 2차 표준
5 A(또는 1 A)
2차 개방 금지: 열면 고전압이 생김
PT 2차 표준
110V
2차 단락 금지: 단락하면 큰 전류로 탐
투입 순서
DS 투입 → CB 투입
단로기 → 차단기
차단 순서
CB 개방 → DS 개방
차단기 → 단로기
🎯 시험 포인트
①CT 2차는 개방 금지(고전압), PT 2차는 단락 금지(과전류)다
②DS 는 전류가 없을 때만 조작하므로 CB 를 먼저 끊는다
③드로아웃형은 차단기를 빼내도 모선이 살아 있어 정전 없이 교체할 수 있다
④MCC 는 전동기마다 MC + THR 유닛을 모은 공장의 간선반이다
⑤이중모선은 주모선이 고장 나면 예비 모선으로 절체해 정전 없이 운전해요
📝 대표 기출 유형
①[기출유형] CT 2차 측을 개방하면 안 되는 까닭을 설명하시오. (답: 2차를 열면 1차 전류가 모두 여자 전류가 되어 철심이 포화하고, 2차에 고전압이 유도되어 절연 파괴 · 감전 위험이 생긴다)
②[기출유형] 배전반의 투입 순서와 차단 순서를 쓰시오. (답: 투입은 DS → CB, 차단은 CB → DS)
③[기출유형] 이중모선 방식의 장점을 쓰시오. (답: 주모선을 고장 · 점검할 때 예비 모선으로 정전 없이 절체할 수 있다)
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