고압 수전설비의 이해

고압수전설비

고압 전기를 쓰는 고객은 별도의 전기실에 수전설비를 설치하여 사용한다. 수전설비를 구성하는 여러 장비들을 알아보고자 한다.

책임분계점, 인입개폐기

책임 분계점이란 한전과 - 고객 간의 관리 책임을 구분하는 지점으로 전기 개폐가 가능하다. 개폐기는 수용가 측 기기 신설, 교체 및 점검 시 개방할 목적으로 사용된다. 책임분계점을 지나 고객 인입 개폐기가 있다. 1,000kW 이하 간이 수전설비에는  ASS(고장구간자동개폐기)를 사용하고  1,000kW 초과 시엔 LBS(기중부하자동개폐기)를 사용한다. ASS는 수용가 측에서 사고 발생 시 배전선로로부터 고장구간을 분리하기 위해 개방동작을 하는 역할을 하며 LBS는 부하전류와 단락전류로부터 설비를 보호하기 위해 퓨즈가 부착된 기기를 ㄹ뜻한다.  ASS는 200A이하의 과부하나 고장전류가 차단 가능하고 그 이상은 불가능하여 완벽보호가 어렵다. 때문에 전력 퓨즈와 함께 사용하는 경우가 많다. 

ASS의 특징

ASS는 주로 정격전압은 25.8KV, 정격전류200A, 정격차단전류 900A이다. 때문에 800A 미만의 과부하 또는 고장전류에 대해서 개방되고 800A 넘는 전류에는 배전선로가 정전이 되고 무전압상태이게 때문에 ASS가 개방된다. ASS에는 돌입전류억제기능이 있다. ASS 재투입 시 발생하는 돌입전류로 다시 개방될 수 있음으로 돌입전류 억제용 타이머를 설정한다. 참고로 최초 투입 시엔 정상전류를 기억하지 못하기 때문에 ASS의 탭전류를 상위탭으로 설정하여 공급 후 돌입전류 소멸 후 탭을 다시 설정하면 된다.

전력퓨즈와 피뢰기

전력퓨즈는 한류형과 비한류형으로 나눠진다. 변압기 등 주요 설비 1차측 각 상에 설치되어 고장으로부터 주요 설비를 보호하는 역할을 한다. 피뢰기는 뇌서지, 개폐 서지를 신속하게 방전하여 기기와 선로를 보호하는 장치로 특성에 따라 갭형과 갭리스형으로 구분된다. 

피뢰기 용어정리

직렬갭은 피뢰기의 특성요소를 선로로 부터 절연시켜 상용주파의 방전을 방지하는 기능을 가진다. 또한 이상전압이 가해졌을 때 즉시 방전시키고 특성요소로 발생한 속류를 차단한다. 그렇다면 특성요소는 무엇인가? 특성요소는 속류를 억제하는 기능을 가지며 방전전류를 흘러 이상전압의 파고치를 낮추는 기능을 가진다. 피뢰기는 정격전압과 제한전압이 있다. 정격전압은 정격주파수에서 상용주파전압의 최고 한도를 실효값을 나타낸 것이며 제한전압은 피뢰기 방전 중에 양단자 사이에 잔류한 충격전압을 파고치로 표현한 값이다.

방전전류와 속류에 대하여 알아보자. 방전전류는 피뢰기 방전시 피뢰기에 흐르는 전류를 뜻한다. 속류는 피뢰기 방전이 끝난 후에도 계속적으로 전력계통과 피뢰기에 흐르는 전류를 뜻한다. 

피뢰기 설치장소와 접지, 단로장치

피뢰기는 수용가 인입구에 설치해야 하며 피뢰기에 전선은 각각 단로기 또는 COS에 연결되어 있어야 한다. 인입구 단로기등 부하 측 단자에서 쉽게 분리가 가능해야 한다. 피뢰기는 접지를 해야 한다 피뢰기는 중성선에 연결하여 접지하게 되면 피뢰기 방전 시 중성선에 유도뢰의 방전전압이 피뢰기 방전전압에 피뢰기 접지저항의 전압강하가 상승하기 때문에 피뢰기는 통합접지를 해야 한다. 다음으로 피뢰기의 단로장치에 대하여 알아보자. 피뢰기 절연파괴발생으로 계통이 지락사고 등의 고장상태가 된다. 때문에 피뢰기 접지 측을 대지로부터 분리하기 위해 단로장치를 설치해야 한다. 즉 누설전류로 인한 지락사고를 방지할 수 있고 단로장치를 분리시켜 사고를 인지할 수 있다.

즉. 피뢰기 정상동작 시엔 방전전류가 코일부의 임피던스가 커짐으로 측로캡을 통해 흐르고 피뢰기 고장시엔 코일부의 임피던스가 작아져 전류가 코일부 측으로 흐르게 된다, 이때 CARBON ELEMENT로 전류가 흐르면 폭발이 이러나 피뢰기가 분리된다. 피뢰기의 접지는 유연성이 있게 설치해야 피뢰기 단로기 폭팔시에도 대처가 가능하다.

MOF(Metering Out Fit)

MOF는 계기용 변압기와 계기용 변류기를 조합하여 특고압 전류를 110V,  5A로 전환하여 계기로 흐르게 하여 계량이 가능하도록 하는 장치이다. 한전에서 수용가의 사용량을 파악하기 위해 설치가 된다. MOF는 몰드형과 유입형으로 나누어진다. MOF의 특성을 나타내는 것으로는 계급, 과전류 강도 등이 있다. 우선 계급은 MOF의 정확도를 나타낸다. 주로 0.5W급을 사용한다. 과전류 강도는 CT 1차에 고장전류가 흐를 때 열적, 기계적 손상 없이 1초간 흐를 수 있는 최대 전류를 뜻하며 정격 1차 전류의 몇 배인지 나타낸다. CT비가 15/5A 이하인 경우는 150배, 20/5~60/5A인 경우 75배, 75/5A인 경우엔 70배 이상의 MOF를 사용해야 한다.

 

MOF는 결선이 중요하다. MOF 전면에 보면 단자대가 있고 이 단자대에서 7색선으로 계기와 연결하게 된다. 단자대의 7색선은 황-적-갈-백-흑-청-녹 순으로 연결돼야 하며 이 결선이 잘못됐을 시 MOF폭발 또는 착오 계량이 발생하여 정상적으로 전기요금 발행이 안된다.

 

CT

CT는 Currnt Transformer며 큰 전류를 낮은 전류로 바꾸어 계기나 계전기에 활용할수 있도록 공급해 주는 기기이다. 변류기의 2차 측 전류는 1차 측 전류에 비례하며 위상의 변화는 없다. CT는 절연 방식에 따라 건식, 몰드식, 유입식, 가스식으로 나누어진다. 권선형태에 따라선 권선형, 관통형, 붓싱형이 있다. 각각의 특징을 간략히 알아보자면 권선형은 1, 2차 권선이 한 개의 철심에 감겨있으며 100A이하의 CT에 많이 사용된다. 관통형은 1차는 철심의 중앙부를 지나고 2차 권선이 이 철심에 감겨있는 구조이다. 붓싱형은 관통형의 일종으로 붓싱 내 도체를 CT의 1차 도체로 사용하는 CT이며 대전류에서 주로 사용한다.