변압기 차동계전기가 외부 단락 사고에서도 오동작할 수 있는 이유는 무엇인가요?

Question

변압기 보호회로를 점검하던 중 변압기 외부 회로에서 단락 사고가 발생했는데 차동계전기가 동작해 변압기 차단기가 트립하는 상황을 가정해 보겠습니다. 차동계전기는 변압기 1차와 2차의 전류 차이를 이용해 내부 고장을 검출하는 것으로 알고 있는데, 외부 사고에서도 양측 전류가 다르게 측정되면 오동작할 수 있다고 들었습니다. CT의 포화나 변성비 설정, 위상 보정 및 차동계전기의 억제 특성이 어떤 영향을 주는지 궁금합니다. 현장에서는 무엇을 확인해야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

변압기 외부 단락 사고에서는 큰 관통전류가 흐르며, 이때 CT가 포화되거나 양측 전류 신호에 차이가 발생하면 차동계전기가 내부 고장으로 오인할 수 있습니다. 먼저 계전기의 사고 기록과 양측 전류 파형을 확인하고, CT의 변성비와 극성, 결선 및 위상 보정 설정이 변압기 사양에 맞는지 점검합니다. 변압기 결선 방식과 탭 위치에 따른 전류 차이도 보호계전 설정에 반영되어야 합니다. 또한 차동계전기의 바이어스 특성과 외부 사고 시 안정화 기능이 적절하게 설정되어 있는지 확인합니다. 실제 내부 고장 가능성을 배제하지 않은 채 계전기를 단순히 재투입하거나 보호 기능을 낮추면 위험하므로, 사고 기록과 시험 결과를 종합해 보호 담당자가 원인을 판단해야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

외부 사고 때 거대한 전류로 인해 CT가 한쪽만 찌그러지는 포화 현상이 일어나거나, 변성비·위상 설정이 맞지 않으면 양측 전류가 달라 보여 계전기가 오동작하게 됩니다 현장에서는 CT 파형 탭 설정 위상 보정 값을 확인해야 합니다

Answer 3

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

변압기 차동계전기는 변압기 1차와 2차의 전류를 비교해 내부 고장을 검출하는 장치입니다. 정상운전이나 외부 단락 사고에서는 양측 전류의 차이가 작아야 하지만, 실제 측정값에 차이가 발생하면 오동작을 할 수 있습니다. 대표적인 원인은 변류기의 포화 현상이라고 볼 수 있습니다. 외부 단락 사고 때 큰 전류가 흐르면 한쪽 변류기가 포화되어 전류를 실제보다 작게 측정할 수 있습니다. 그러면 양측 전류의 차이가 커진 것처럼 나타난 차동계전기가 동작할 수 있습니다. 이를 위해서는 먼저 외부 단락 사고 당시의 고장전류와 계전기 동작 기록을 확인하고 , 변성비와 극성, 배성 상태 및 위상 보정 설정을 점검해 보시기 바랍니다.