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전기기사 전기설비기술기준 · 안전을 위한 보호

HV/EHV Safety Protection

고압 · 특고압 설비의 보호는 저압처럼 누전 차단기에 맡기지 않고, 사람을 떼어 놓는 이격 · 접근 제한과 보호 계전기가 움직이는 고속 차단을 중심에 둔다. 고압과 저압이 섞이는 혼촉 사고에 대비한 변압기 중성점 접지 저항은 고압 쪽을 얼마나 빨리 끊느냐에 따라 150 · 300 · 600 을 지락 전류로 나눈 값이 된다. 조상 설비와 특고압 변압기는 용량에 따라 갖춰야 할 보호 장치가 달라요. 아래 상자는 보호 체계 네 갈래, 차단 시간별 저항 식, 용량별 보호 장치 표, 계전기 세 가지를 차례로 정리했어요.

고압 · 특고압은 보호 방식이 다르다

⚡ 저압과 다른 점
①저압은 누전 차단기와 보호 접지가 중심이고, 고압은 이격 거리와 접근 제한이 중심이다
②저압은 배선 차단기가 스스로 끊지만, 고압은 보호 계전기가 고장을 찾아 차단기(VCB · GCB)에 끊으라는 신호를 보낸다
③고압 이상에서는 아크 에너지가 커서 사람과 충전부를 물리적으로 떼어 놓는 것이 먼저예요

보호 체계 한눈에

고압 · 특고압 보호 체계 네 갈래

보호 체계 네 갈래

변압기 중성점 접지 저항(KEC 142.5)

일반
R ≤ 150Ig [Ω]
고압 쪽 1선 지락 전류 Ig 로 150 을 나눈 값으로, 혼촉 때 저압 쪽 전위 상승을 150 V 로 묶는다
1초 초과 2초 이내 자동 차단
R ≤ 300Ig [Ω]
고압 쪽을 2초 안에 끊는 장치가 있으면 300 으로 완화한다
1초 이내 자동 차단
R ≤ 600Ig [Ω]
1초 안에 끊으면 600 까지 완화한다(저압 대지 전압이 150 V 를 넘는 혼촉의 경우)

조상 설비 · 변압기 보호 장치

조상 설비 보호 장치 기준(KEC 351.5)

조상 설비 보호
설비뱅크 용량자동 차단 조건
커패시터 · 분로 리액터500 kVA 초과 15,000 kVA 미만내부 고장 · 과전류
커패시터 · 분로 리액터15,000 kVA 이상내부 고장 · 과전류 · 과전압
조상기(동기 조상기)15,000 kVA 이상내부 고장

특고압 변압기 보호 장치 기준(KEC 351.4)

변압기 보호
5,000 ~ 10,000kVA
5,000 kVA 이상 10,000 kVA 미만은 내부 고장 때 경보 장치나 자동 차단 장치 가운데 하나
경보 또는 자동 차단
10,000 kVA 이상
내부 고장이면 반드시 자동으로 끊고, 경보만으로는 안 된다
자동 차단 장치
타냉식 변압기
냉각 장치 고장이나 온도가 크게 오르면 경보
경보 장치
🔑 조상 설비 · 변압기 보호에서 자주 나오는 것
①커패시터 · 분로 리액터는 500 kVA 를 넘으면 내부 고장 · 과전류에, 15,000 kVA 이상이면 과전압에도 자동 차단한다
②특고압 변압기는 5,000 kVA 이상이면 경보 또는 차단, 10,000 kVA 이상이면 자동 차단이다
③타냉식 변압기는 냉각 장치 고장에 경보 장치를 둔다
④15,000 kVA 는 커패시터 · 리액터와 조상기에 함께 나오는 경계이지만, 조상기는 내부 고장 하나만 조건이에요

보호 계전기: 고장을 찾아내는 장치

과전류 계전기(OCR)
단락 · 과부하 전류 검출 → 차단기 트립
순시 · 정한시 · 반한시 특성으로 앞뒤 계전기와 보호 협조를 맞춘다
지락 계전기(GR · SGR)
지락 전류(영상 전류) 검출
GR 은 지락 과전류를, SGR 은 영상 전압과 함께 보고 고장 난 회선만 골라 끊는다
지락 과전압 계전기(OVGR)
영상 전압(V₀) 검출
접지형 계기용 변압기(GPT)의 개방 Δ 결선에서 영상 전압을 읽어 지락을 판단해요

정리: 자주 나오는 식과 숫자

중성점 접지 일반
R ≤ 150Ig
빠른 차단 장치가 없을 때
2초 이내 차단
R ≤ 300Ig
1초 이내 차단이면 600/Ig
변압기 10 MVA 이상
자동 차단 장치
경보만으로는 안 됨
커패시터 15 MVA 이상
과전압에도 차단
커패시터 · 분로 리액터
🎯 시험 포인트
①중성점 접지 저항: 일반 150/I_g, 1초 초과 2초 이내 차단 300/I_g, 1초 이내 차단 600/I_g
②커패시터 · 분로 리액터: 500 kVA 초과 내부 고장 · 과전류 차단, 15,000 kVA 이상 과전압 차단 추가
③특고압 변압기: 5,000 ~ 10,000 kVA 경보 또는 차단, 10,000 kVA 이상 자동 차단
④보호 계전기: OCR(과전류), GR(지락 전류), OVGR(영상 전압)
⑤고압에서는 계전기가 감지하고 차단기가 끊는 역할이 나뉘어요
📝 대표 기출 유형
①[기출유형] 뱅크 용량 10,000 kVA 이상 특고압 변압기의 내부 고장 보호 장치는? (답: 자동 차단 장치)
②[기출유형] 15,000 kVA 이상 전력용 커패시터를 자동 차단해야 하는 경우는? (답: 내부 고장, 과전류, 과전압)
③[기출유형] 1초 이내에 고압 쪽을 자동 차단할 때 변압기 중성점 접지 저항은? (답: R ≤ 600/I_g)
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