변압기 보호장치에는 어떤 것들이 있고 각각 어떤 역할을 하나요?

Question

전기기사 실기에서 변압기 보호장치를 공부하면 과전류계전기, 비율차동계전기, 부흐홀츠계전기, 온도계전기, 압력방출장치 같은 여러 장치가 나옵니다. 변압기는 중요한 설비라 다양한 보호가 필요하다고는 알고 있지만, 각 보호장치가 어떤 고장을 감지하는지 구분이 어렵습니다. 내부 단락, 지락, 과부하, 절연유 이상, 과열 같은 고장 상황에서 어떤 보호장치가 동작하는지도 알고 싶습니다. 실기에서 변압기 보호방식을 설명할 때 어떤 식으로 정리해야 하는지 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

결론부터 말씀드리면 변압기 보호장치는 외부 단락과 과부하를 보호하는 장치, 내부 고장을 검출하는 장치, 과열과 절연유 이상을 감시하는 장치로 나누어 이해하면 쉽습니다. 변압기는 전력설비의 핵심 기기이며 고장 시 정전 범위가 크고 복구 비용도 높기 때문에 여러 보호장치를 조합해 사용합니다. 과전류계전기는 변압기 외부 단락이나 과부하로 인해 전류가 설정값 이상으로 증가할 때 동작합니다. 가장 기본적인 보호장치이지만 내부 권선 간 단락처럼 작은 차동전류가 생기는 고장은 민감하게 검출하기 어려울 수 있습니다. 비율차동계전기는 변압기 1차와 2차 전류를 비교하여 내부 고장을 보호하는 장치입니다. 정상 운전이나 외부 고장에서는 변압기 양측 전류 관계가 일정하지만, 내부 단락이나 내부 지락이 발생하면 들어간 전류와 나간 전류의 차이가 생깁니다. 이 차이를 감지하여 빠르게 차단기를 트립시킵니다. 부흐홀츠계전기는 유입변압기의 탱크와 콘서베이터 사이에 설치되어 내부 고장으로 발생하는 가스나 절연유 흐름을 감지합니다. 내부에서 작은 아크나 과열이 생기면 절연유가 분해되어 가스가 발생하고, 큰 고장 시에는 유류가 급격히 이동합니다. 이를 감지해 경보 또는 차단 동작을 합니다. 온도계전기나 권선온도계는 과부하나 냉각 불량으로 변압기 온도가 상승할 때 경보를 내거나 냉각팬을 동작시키고, 심하면 차단합니다. 압력방출장치는 내부 고장으로 탱크 압력이 급상승할 때 압력을 배출해 폭발을 막는 역할을 합니다. 또한 피뢰기는 외부 이상전압으로부터 변압기 절연을 보호합니다. 실기에서는 보호장치 이름을 단순 암기하기보다 어떤 고장에 어떤 장치가 대응하는지 연결해서 정리하는 것이 중요합니다. 변압기 보호는 전기적 보호와 기계적·열적 보호가 함께 이루어져야 안정성이 확보됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

변압기 보호장치는 내부 고장을 잡는 비율차동계전기와 부흐홀츠계전기, 그리고 과부하를 막는 과전류계전기가 핵심이에요. 유온계전기와 방압장치는 절연유의 온도나 압력 이상을 감시해 폭발을 방지하는 역할을 수행하구요. 고장 상황별로 전기적 방식과 기계적 방식을 나누어 정리하시구나면, 실기 시험에서도 논리적으로 답안을 작성하실 수 있을 거예요.

Answer 3

안녕하세요. 박준희 전기기사입니다.

전기적 보호장치에는 두가지 정도가 있죠.

1. 비율차동계전기는 변압기 보호의 핵심입니다. 변압기 1차측과 2차측에 흐르는 전류의 차이(비율)를 감시하여, 변압기 내부 단락 및 지락 고장을 보호합니다.

2. 과전류계전기는 과부하나 외부 단락 사고로 인해 규정된 값 이상의 전류가 흐를 때 동작하여 변압기를 보호합니다.

감사합니다.