3상 전력계통에서 영상전류가 발생하는 원인은 무엇이며 어떻게 활용하나요?

Question

3상 전력계통에서 각 상의 전류가 균형을 이루면 영상전류가 발생하지 않는다고 알고 있습니다. 그런데 지락고장이나 전류 불평형이 발생하면 영상전류가 나타날 수 있다고 합니다. 영상전류는 어떤 조건에서 발생하며, 일반적인 상전류와 어떤 차이가 있나요? 또한 현장에서 영상변류기와 지락보호계전기를 이용해 고장을 검출하는 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

영상전류는 3상 전류의 벡터합과 관련된 대칭분 전류로, 세 상에 크기가 같고 위상이 같은 전류 성분을 의미합니다. 정상적인 평형 3상 부하에서는 영상전류가 나타나지 않지만, 지락고장 등으로 영상전류가 흐를 수 있는 경로가 형성되면 영상전류 성분이 발생할 수 있습니다. 영상변류기(ZCT)는 여러 상의 전선을 함께 관통시켜 전류의 합이 0이 되는지 확인하며, 지락으로 전류 합계가 0이 아니게 되면 이를 검출합니다. 이 신호를 지락보호계전기에 전달해 설정값과 동작시간 조건을 만족할 때 차단기를 트립시킬 수 있습니다. 다만 영상전류는 모든 종류의 불평형에서 반드시 발생하는 것은 아니며, 계통의 중성점 접지 방식과 고장 경로에 따라 검출 특성이 달라집니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

3상 전력계통의 영상전류는 세 상의 크기와 위상이 같은 방향으로 나타나는 전류 성분 입니다. 정상적인 3상 평형 상태에서는 영상전류가 발생하지 않지만, 지락고장처럼 전류가 대지로 흐르는 경로가 생기면 영상전류가 나타날 수 있습니다. 현장에서는 영상변류기가 세 상의 전류 합을 검출해 지락 여부를 판단하게 되고 지락이 발생하면 전류의 합이 0이 되지 않을 수 있으며, 이를 감지한 지락보호계전기가 차단기에 신호를 보내 사고 회로를 차단하게 됩니다.