변압기에서 차동계전기가 동작할 때 외부 단락인데도 오동작할 수 있는 이유는 무엇인가요?

Question

변압기 보호용 차동계전기는 변압기 1차측과 2차측 전류의 차이를 비교해 내부 고장을 검출하는 것으로 알고 있습니다. 그런데 변압기 외부에서 단락사고가 발생했을 때도 차동계전기가 동작할 수 있다고 들었습니다. 외부 고장인데 차동계전기가 오동작하는 원인은 무엇이며, 실제 점검에서는 어떤 부분을 확인해야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

변압기 외부 단락사고에서는 큰 고장전류가 흐르더라도 이상적으로는 1차측과 2차측 전류를 환산해 비교했을 때 차전류가 거의 발생하지 않아야 합니다. 그러나 외부 고장전류가 매우 크면 변류기(CT)의 포화 특성이 서로 달라져 2차 전류에 차이가 생길 수 있으며, 이 차전류가 계전기의 동작 설정값을 넘으면 오동작할 가능성이 있습니다. 먼저 사고 당시의 고장전류와 계전기 동작 기록을 확인하고, 양측 CT의 정격과 결선, 극성 및 변류비가 적절한지 점검해야 합니다. 또한 변압기의 결선 방식과 변류기 보정 설정이 올바른지도 확인해야 합니다. 차동계전기의 동작을 단순한 계전기 불량으로 판단하기보다는 사고 기록과 CT 회로, 보호계전기 설정을 함께 분석해야 하며, 보호 기능을 임의로 해제하지 않고 전문적인 시험 절차에 따라 원인을 확인하는 것이 중요합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

외부단락 사고가 났을때 차동계전기가 오동작하는 이유는 변압기 1차측과 2차측에 연결된 변류기의 특성 차이나 포화현상때문에 양쪽 전류크기가 똑같이 맞춰지지않고 오차가 생기기 때문입니다

실제 점검때는 변류기의 결선상태나 특성곡선을 확인하고 외부사고 전류가 흘렀을때 두 변류기의 출력이 일치하는지를 봐야겠습니다

Answer 3

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

변압기 차동계전기는 1차측과 2차측의 전류를 비교해 내부 고장을 검출 합니다. 외부 단락사고가 발생하면 전류가 커지지만, 정상적으로 측정된다면 양측 전류가 균형을 이루므로 차돈계전기는 동작하지 않아야 합니다. 그런데 단락전류가 너무 커지면 변류기가 포화가 될 수 있습니다. 변류기가 포화되면 실제 전류를 정확하게 측정하지 못해서 양측 전류에 차이가 생기고, 계전기가 이를 내부 고장으로 판단해 오동작할 수 있습니다. 또한 양측 변류기의 변류비나 극성이 맞지 않거나, 변압기의 결선에 따른 위상 보정이 잘못된 경우에도 전류 불평형이 발생할 수 있습니다. 변류기 2차 배선의 접촉 불량이나 과도한 부담도 점검 대상이 될 수 있습니다.