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전기기능사 전기기기 · 보호계전기

Protective Relay

보호 계전기는 계기용 변성기(CT · PT)로 받은 전류 · 전압으로 사고를 판단하고, 차단기에 트립 신호를 보내 사고 구간만 떼어 내는 장치다. CT 와 PT 의 차이, 계전기 종류와 보호 대상, 과전류 계전기의 동작 특성을 다루고, 이것이 정정과 보호 협조의 바탕이 된다. 아래로 보호 동작 순서, CT · PT 비교 표, 계전기 분류와 비교 표, 동작 특성 표가 이어져요.

보호 계전기: 전기 설비를 지키는 감시 장치

💡 보호 계전기의 역할
①전력 설비에 과전류 · 지락 · 단락 같은 이상이 생기면
②보호 계전기가 변성기로 받은 값을 보고 이를 판단한다
③그리고 차단기(CB)에 트립 신호를 보내
④사고 구간만 빠르게 떼어 내 피해가 번지지 않게 해요
보호 동작 순서
이상 발생 → CT · PT 검출 → 계전기 판단 → 차단기 트립
CT: 변류기 · PT: 계기용 변압기. 큰 전류 · 높은 전압을 계전기가 다룰 수 있는 작은 값으로 바꾼다

CT 와 PT: 계전기가 값을 받는 곳

CT·PT 비교

변성기(CT·PT) 비교
구분CT(변류기)PT(계기용 변압기)
목적큰 전류 → 작은 전류높은 전압 → 낮은 전압
2차 정격5 A110 V
결선부하와 직렬(선로에 끼움)부하와 병렬(선로에 걺)
2차 개방금지(고전압 발생)가능(무부하 상태)
용도과전류 계전기 · 전류계과전압 계전기 · 전압계
⚠️ CT 2차를 열면 안 되는 이유
①CT 는 1차 전류가 선로 부하로 정해져, 2차를 열어도 1차 전류가 줄지 않는다
②그러면 1차 전류가 모두 철심을 자화하는 데 쓰여 철심이 포화하고 과열된다
③2차 단자에는 높은 전압이 유도돼 절연이 상하고 감전 위험이 생겨요
④그래서 운전 중 CT 2차 회로를 만질 때는 먼저 2차를 단락한다. PT 는 거꾸로 2차를 단락하면 큰 전류가 흘러 안 된다

계전기 종류 분류

계전기 분류

보호 계전기의 종류

주요 계전기 비교

계전기 비교

주요 보호 계전기 비교
계전기검출 대상보호 대상원리
OCR과전류배전선 · 전동기정한 전류를 넘으면 동작
GR지락 전류저압 회로ZCT 로 영상 전류 검출
DR차동 전류변압기 · 발전기1차 · 2차 전류 차이 검출
거리임피던스송전선Z = V/I 로 고장점까지 거리 판단
UVR전압 저하전동기전압이 모자라면 차단
💡 계전기마다 묻는 내용
①과전류 계전기(OCR)는 순시 · 정한시 · 반한시 동작 특성을 묻는다
②지락 계전기(GR)는 영상 변류기와 감전 보호를 함께 묻는다
③CT 2차 개방 금지는 그 이유까지 함께 묻는다
④차동 계전기는 변압기 내부 고장 보호와 함께 나와요
⑤거리 계전기는 송전선 보호와 함께 나와요

계전기 동작 특성

동작 특성

과전류 계전기(OCR) 동작 특성
특성동작 방식용도
순시정한 전류를 넘으면 곧바로 동작단락 보호
정한시전류 크기와 상관없이 정한 시간 뒤 동작과부하 보호
반한시전류가 클수록 빨리 동작가장 많이 쓴다
💡 반한시 특성을 많이 쓰는 이유
①작은 과전류에는 천천히 동작해, 잠깐 지나가는 과부하로 쓸데없이 차단하지 않는다
②큰 과전류(단락)에는 빨리 동작해 기기를 지킨다
③전류 크기에 맞춰 동작 시간이 저절로 정해져요

정리

보호 순서
CT · PT 검출 → 계전기 판단 → 차단기(CB) 트립
이상을 검출해서 차단하기까지의 순서
CT 2차 정격
I₂ = 5 A(표준)
CT 2차는 운전 중 열지 않는다
🎯 시험에서 묻는 것
①CT 2차를 열면 고전압과 과열이 생긴다
②과전류 계전기는 가장 기본이고 반한시 특성을 많이 쓴다
③지락 계전기는 영상 변류기(ZCT)로 지락 전류를 검출해요
④차동 계전기는 변압기 내부 고장을 보호한다
⑤거리 계전기는 임피던스로 고장점까지 거리를 판단해요

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