보호계전기의 동작시간이 설정값과 다르게 나타날 때 어떤 원인을 확인해야 하나요?

Question

수배전설비에서 과전류 보호계전기의 동작시간을 설정했는데, 시험이나 실제 운전 중 측정한 동작시간이 예상보다 길거나 짧게 나타나는 경우가 있습니다. 보호계전기는 입력전류의 크기와 설정된 동작 특성에 따라 차단 명령을 발생시키는 것으로 알고 있지만, 같은 설정값을 사용하더라도 전류 크기나 계전기 종류에 따라 동작시간이 달라질 수 있다고 합니다. 정한시와 반한시 보호계전기의 차이는 무엇이며, 실제 동작시간이 설정값과 다르게 나타나는 원인은 무엇인가요? 현장에서 계전기 설정과 시험 결과를 비교할 때 어떤 항목을 확인해야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

스타-델타 기동은 스타 결선에서 각 권선에 걸리는 전압을 낮춰 기동전류를 줄인 뒤, 전동기가 일정 속도에 도달하면 델타 결선으로 전환해 정격 운전을 수행하는 방식입니다. 그러나 스타 운전 중에는 기동토크도 직접 기동보다 낮아지므로 부하가 크거나 가속 시간이 길면 전환 시점에 전동기 속도가 충분히 상승하지 못할 수 있습니다. 이 상태에서 델타 결선으로 전환하면 전류가 크게 증가하고 기계적인 충격이 발생할 수 있습니다. 또한 스타 접촉기와 델타 접촉기의 전환 타이밍이 적절하지 않거나 전환 과정에서 전동기의 잔류전압과 전원전압 사이에 위상 차이가 크면 순간적인 전류 충격이 커질 수 있습니다. 점검할 때는 스타 운전시간, 전동기의 가속 상태, 부하 토크, 타이머 설정, 접촉기 접점 상태 및 전기적·기계적 인터록을 확인해야 합니다. 스타와 델타 접촉기가 동시에 투입되지 않도록 인터록이 정상적으로 구성되어 있는지도 중요합니다. 전환 시간을 무조건 늘리는 방식은 기동 중 발열을 증가시킬 수 있으므로 전동기와 부하의 특성에 맞춰 조정해야 합니다. 이상이 반복되면 기동전류 기록과 실제 가속시간을 측정하고, 전동기 명판과 결선 조건이 스타-델타 기동에 적합한지 확인해야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

보호계전기의 동작시간은 정한시와 반한시 특성에 따라서 달라지게 됩니다. 정한시는 설정된 조건에서 일정한 시간이 지나면 동작하고, 반한시는 입력 전류가 클수록 동작시간이 짧아지게 됩니다. 설정값과 실제 동작시간이 다르면 입력전류의 크기, 계전기 동작곡선, 시간배율, 순시동작 설정 및 계전기 자체의 이상 여부를 확인해야 합니다. 또한 시험장비의 정확도와 차단기 동작시간을 계전기 동작시간에 포함했는지 여부도 점검해볼 필요가 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

보호계전기의 시간 설정이 다른 이유는 주로 전류의 크기(반한시 특성), CT 설정 오류, 혹은 계전기 탭과 시험 전류의 배율이 맞지 않기 때문이며 현장에서는 설정된 특성 곡선과 CT 비율 그리고 시험 전류의 배율을 정확히 대조해 확인해야 합니다