회로개폐에 기인하는 내부 이상전압

(1)

최신 배전 시스템 공학

제 3 장 가공배전설비 2011-09-29 2011 09 29 대한전기학회

(2)

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[1/52]

(3)

3 9

3 9 내뢰설비내뢰설비 3.9

3.9 내뢰설비내뢰설비

낙뢰에 의해 피해를 막기발생하는 피해를 막기

위한 설비

IKL(Isokeraunic level): 연간평균 뇌 발생 일수

Æ IKL이 11일 이상 지역은 다뇌 지역이므로 내뢰설비를 시설함

(4)

3 9 1

3 9 1 피뢰기피뢰기 (1)(1)

배전계통에는 이상전압에 대한 대책으로 필수적으로 피뢰

3.9.1

3.9.1 피뢰기피뢰기 (1)(1)

기를 설치해야 할 장소를 규정하고 있음

뇌에 의한 외부 이상전압

회로개폐에 기인하는 내부 이상전압

피뢰기를 사용하면 BIL(Basic Impulse Insulation Level 기 피뢰기를 사용하면 BIL(Basic Impulse Insulation Level, 기 준충격절연강도)을 저감할 수 있으므로

기기 가격을 낮출 수 있고 기기 가격을 낮출 수 있

이상 전류를 회로로부터 빨리 분류 가능하여 전기시설물 보호에 유리

갭형

피뢰기(G d A t )

갭형

피뢰기(Gaped Arrester)

갭리스형

피뢰기(Gapless Arrester) – 성능이 우수하여 많이 사용

[3/52]

(5)

3 9 1

3 9 1 피뢰기피뢰기 (2)(2)

갭형 피뢰기(Gaped Arrester)

3.9.1

3.9.1 피뢰기피뢰기 (2)(2)

직렬 갭 + 특성요소(비선형 저항) SiC

절연되어 있다가 뇌서지나 개폐서지가 발생하면 서지전류를 대 치로 방출

치로 방출

이 때 특성요소는 비교적 작은 임피던스로 작용되어 서지전류 방출 Æ 방출 후 고임피던스로 작용, 상용주파전압을 견딤

하지만 상용주파전압을 잘 못 견디면 속류가 흐를 수 있는 단점

이 있음

_직렬갶 _{특성요소(SiC)} _단로장치

[그림 3-48] 갭형 피뢰기

선로측 단자 접지측 단자

[그림 3 48] 갭형 피뢰기

(6)

3 9 1

3 9 1 피뢰기피뢰기 (3)(3)

갭리스형 피뢰기(Gapless Arrester)

3.9.1

3.9.1 피뢰기피뢰기 (3)(3)

특성요소(비선형저항)로 ZnO를 사용

속류가 흐르지 않는 매우 우수한 재료를 사용하여 Gap(속류 흐 름 방지용)을 사용하지 않음

름 방지용)을 사용하지 않음

갭형 피뢰기에 비해,

h

동작책무성능이 좋고

h

열 흡수가 탁월하고

h

과전압 방전 이후에 속류 차단 능력이 우수함

[그림 3-49] 갭리스형(좌), 폴리머갭리스(우) 피뢰기 특성요소

[5/52]

[ 림 ] 갭리 형(좌) 폴리머갭리 (우) 피뢰기

(7)

3 9 1

3 9 1 피뢰기피뢰기 (4)(4) 3.9.1

3.9.1 피뢰기피뢰기 (4)(4)

[표 3-26] 배전용 피뢰기의 종류 및 규격

종류 형별 정격전압

[kV] 공칭방전전류

[A] 하우징 재질 단로장치

자기제 피뢰기 Gapless형 18 2500 자기제 부착

폴리머 피뢰기 Gap형 18 2500 폴리머 부착

폴리머 피뢰기

Gapless형 18 5000 폴리머 부착

[표 3-27] 피뢰기 특성

구분 피뢰기피뢰기

자기제 폴리머

정격전압[kV] 18 18

공칭방전전류[kA] 2.5 5.0

제한전압[kV] 급준파 충격 - 66

뇌임필스 65 60

단시간 대전류 방전 내량[kA] 25 65

장시간 소전류 방전 특성 50[A/500 ] 75[A/1000 ]

장시간 소전류 방전 특성 50[A/500 ㎲] 75[A/1000 ㎲]

고장전류 내력 특성 - 10[kA], 10[Cycle]

내오손도(ESDD, mg/cm2] 0.5

최소 연면 누설 거리[mm] 약 320 645 이상

(8)

3 9 1

3 9 1 피뢰기피뢰기 (5)(5)

피뢰기의 설치 장소의 목적

3.9.1

3.9.1 피뢰기피뢰기 (5)(5)

주요기기의 보호 목적

h

발, 변전소 모선으로 부터 인출되는 배전선로 인출 개소

h

절연변압기의 전원 및 부하측

h

절연변압기의 전원 및 부하측

h

가공선로와 지중선로와의 접속개소

h

보호기기 및 개폐기의 전원 및 부하측의 각상

h

보호기기 및 개폐기의 전원 및 부하측의 각상

h

콘덴서의 전원측

h

IKL 11일 이상지역의 주상변압기 등

선로보호

목적

h

선로의 분기개소, 종단개소, 내장 및 인류개소 등

h

매 500m마다 피뢰기를 설치

h

매 500m마다 피뢰기를 설치

h

절연전선과 나전선이 접속되는 개소, 전선의 굵기가 바뀌는 개소, 가공지선이 시작과 끝인 장소에 시설 운영함

[7/52]

(9)

(10)

3 9 2

3 9 2 가공지선가공지선

가공지선

3.9.2

3.9.2 가공지선가공지선

가공지선 지지대 설치 (그림 3-51 참고)

그 위에 아연도 강연선 또는 나경동선 등을 가선하여 사용

역할: 직격뢰와 유도뢰 모두에 대한 대책역할 직격뢰와 유 뢰 두에 대한 대책

(일반) 아연도강연선 22mm² 이상, (염해) 나경동연선 22mm²이상 사용

접지: 완철과 연결, 완철은 중성선과 연결, 매 200m 이내 마다 접지 접지 저항값은 50Ω 이하를 유지

접지 저항값은 50Ω 이하를 유지

[그림 3-51] 가공지선 지지대

[9/52]

[그림 3-51] 가공지선 지지대

(11)

3 10

3 10 개폐설비개폐설비 3.10

3.10 개폐설비개폐설비

(12)

3 10 1

3 10 1 개폐장치의개폐장치의 설치설치 목적목적

개폐장치란?

3.10.1

3.10.1 개폐장치의개폐장치의 설치설치 목적목적

선로가 정상적인 상태에 있을 때 선로 운영상 필요에 의해

부하 전류 또는 충전전류를 차단할 수 있는

능력을 가진 장치

개폐장치의 역할

[11/52]

(13)

3 10 2

3 10 2 개폐기의개폐기의 종류종류 3.10.2

3.10.2 개폐기의개폐기의 종류종류

[표 3-27] 개폐장치의 종류

종류 기호 배전선로 적용

G/S(Gas Insulated Load 가공배전선로나 고객의 인입구에 설치

[표 3-27] 개폐장치의 종류

가스절연 부하 개폐기 (Gas Insulated Load Break Switch for 25.8[kV]

Overhead Distribution Line)

가공배전선로나 고객의 인입구에 설치

(선로의 개폐, 구분할 수 있는 SF6 가스절연방식의 부하개폐장치) 자동선로 구분개폐기 S/E (Sectionalizer) 부하 분기점에 설치, 선로고장발생시 선로의 타 보호기기와 협

조하여 고장구간을 신속하게 개방하는 자동구간 개폐기 장치하여 장구간을 신속하게 개방하는 자동구간 개폐기 장치 고장구간 자동개폐기 ASS

(Auto Section Switch for 25.8[kV])

가공배전선로에서 부하용량 8,000[kVA](가스 절연형) 또는 4,000[kVA](오일 절연형) 이하의 분기점 또는 고객 입구에 설치 하여 후비보호장치인 CB 또는 리크로져와 현조하여 고장구간을 자동으로 구분, 분리하는 고장구간 자동 개폐기 장치

자동부하전환개폐기 ALTS

(Automatic Load Transfer Switch)

22.9[kV] 가공배전선로에서 주 공급 선로의 정전사고시 예비전 원 선로로 자동 전환되는 3상 일괄 조작방식의 자동부하절환 개 폐기 장치

가 절연 장구간 FAS 고장전류 발생시 후비보호 장치인 CB 및 리크로져와 협조하여 가스절연 고장구간

자동검출 개폐기

FAS(Gas insulated Feeder

Automation Switch for 25.8[kV])

고장전류 발생시 후비보호 장치인 CB 및 리크로져와 협조하여 고장구간을 자동적으로 구분, 분리시키고 건전구간을 자동 송전 하는 고장구간 자동검출 개폐기 장치

기중부하개폐기 I/S

(Interrupter Switch) 배전선로에 적용하는 곳은 없음. 단, 고압고객의 책임 분계점에 설치되고 있음.

( p ) 설치되 있음

(14)

3 10 3

3 10 3 개폐장치의개폐장치의 정격정격 3.10.3

3.10.3 개폐장치의개폐장치의 정격정격

[표 3-28] 개폐장치의 종류별 정격

종류

정격 전류[A] 전압

[kV] 주파수

[H ] 단시간 전류 [kA]

투입전류 차단

전류 ^{상용주파 내전압}[kV] ^{충격파 내전압}[kV]

[표 3-28] 개폐장치의 종류별 정격

전류[ ] [kV] [Hz] [kA] 전류

[kA] 전류

[kA] [kV] [kV]

가스절연 부하 개폐기

(G/S) 400

600 25.8 60 12.5(실효치)

1초 32.5

(피크)

건조 : 60 1분간

주수 : 50 10초간

(1.2×50㎲)150

자동선로 구분개폐기

(S/E) 400 25.8 60 880 150

(1.2×50㎲) 고장구간 자동 개폐기

(ASS) 200(오일형)

400(가스형) 25.8 60 900 150

(1.2×50㎲)

( ) (가 형) ( ㎲)

자동부하전환개폐기

(ALTS) 400 25.8 60 15(비대칭분)

10(대칭분) 400 건조 : 60 1분간

주수 : 50 10초간

(1.2×50㎲)150

가스절연 고장구간 400 150

가스절연 고장구간 자동검출 개폐기

(FAS)

400630 25.8 60 150

(1.2×50㎲) 기중부하개폐기

(I/S) 600 25.8 60 25 150

(1.2×50㎲)

[13/52]

(15)

(16)

[15/]

(17)

3 11

3 11 인입설비인입설비 3.11

3.11 인입설비인입설비

[그림 3-54] 일반주택의 인입

(18)

[17/]

(19)

3 11 1

3 11 1 인입설비의인입설비의 구성구성 (1)(1)

인입설비

= 전선 + 보호설비 + 부속설비

3.11.1

3.11.1 인입설비의인입설비의 구성구성 (1)(1)

인입선의 종류

저압 동력설비: 주로 OW전선

일반 가정용 : DV (PVC Insulated service Drop Wire) 전선

도로 미관용, 복잡용: 600V CV 케이블을 조가선에 설치 사용

[표 3-30] 인입선 종류

종류 규 격 허용전류

(A) 적용 장소

2.6 × 2C 38

DV 3.2 × 2C 50 저압 전등설비(일반 가정집)에 주로 사용됨 3.2 × 3C 50

3.2 × 4C 50 저압 소용량의 3상 동력설비의 인입선으로 사용 38[㎟]

저압 CV 케이블

38[㎟]

- 저압 지중선로용 또는 가공저압배전선로 및 복잡한 인입선 정비 60[㎟]

100[㎟]

150[㎟]

(20)

3 11 1

인입선의 보호장치

3.11.1

주로 전주 측에 설치

인입선 단락으로 주상변압기의 소손을 방지하는 목적

고객의 계약 용량과 관계없이 인입선의 굵기에 대한 보호장치 규격 사용

정격전압 규격 정격전류

[표 3-31] 인입선 보호장치

종류 정격전압

[V] 규격

[㎟] 정격전류

[A] 적용 장소

2.6 38

3.2 50

전선퓨즈 220 22 100 저압 인입선 보호용

38 150

60 200

100 300

[19/52]

(21)

3 11 1

부속설비

3.11.1

인입선을 가설할 때 사용하는 부속품

[표 3-32] 인입관련 부속설비

분류 종류 용 도

인입용 완철 인입선 및 변압기 2차 인하선 지지용 인입전용완철 인입선 및 변압기 2차 인하선 지지용

금구류 인입전용완철 인입선 및 변압기 2차 인하선 지지용

L형 금구 인입용 애자를 설치하는데 사용하는 금구

애자고리 금구 저압래크에 인입용 애자를 설치하기 위하여 사용 하는 금구 T형 인류애자 전압인입선 가선에 사용하는 애자(사용 빈도 낮음)

절연자재

T형 인류애자 전압인입선 가선에 사용하는 애자(사용 빈도 낮음) PVC 인류애자 전압인입선 가선에 사용하는 애자

DV애자 전압인입선 가선에 사용하는 애자(사용 빈도 낮음) 인입선홀더 인입 경간 30[ ] 이하에서 PVC 애자 대용으 사용 인입선홀더 인입 경간 30[m] 이하에서 PVC 애자 대용으로 사용

(22)

3 12

3 12 내선내선 및및 계기계기 설비설비 3.12

3.12 내선내선 및및 계기계기 설비설비

내선설비란?

일반용 전기설비 및 자가용 전기설비로서 조영재 내부의 전기설비로서 조영재 내부의

예) 간판등, 광고등, 외등전기설비 네온사인등

[21/52]

(23)

3 12

3 12 내선내선 및및 계기계기 설비설비

내선설비

3.12

3.12 내선내선 및및 계기계기 설비설비

일반적으로 사람이 주거하거나 빈번히 출입하는 건물 내에 시설

사람이 접근할 기회가 많으므로, 전기안전에 철저해야 함

내선 공사는 전기설비기술기준과 내선규정을 준수

조영물

h 건출물, 광고탑 등 토지에 정착한 시설물 중 지붕 및 기둥 또는 벽을 가 h 건출물, 광고탑 등 토지에 정착한 시설물 중 지붕 및 기둥 또는 벽을 가

지고 있는 시설물을 말한다. 따라서 울타리나 담, 문과 같은 것은 조형물 이 아니고 다른 시설물로 취급되고 있다.

조영재영재

h 조영물을 구성하는 부재를 조영재라 한다.

건조물

h 사람이 주거하거나 근무하거나 빈번히 출입하거나 또는 사람이 모이는 h 사람이 주거하거나 근무하거나, 빈번히 출입하거나 또는 사람이 모이는

건축물을 말한다.

(24)

[23/]

(25)

3 12 1

3 12 1 전압전압 및및 주파수의주파수의 유지유지 범위범위 (1)(1)

전압의 종별

3.12.1

3.12.1 전압전압 및및 주파수의주파수의 유지유지 범위범위 (1) (1)

구분 교류 직류

저압 600[V] 이하 750[V] 이하

[표 3-33] 전압의 종별

저압 [ ] 이하 [ ] 이하

고압 600[V] 초과 7,000[V] 이하 750[V] 초과, 7,000[V] 이하

특별고압 7,000[V] 초과

배전방식과 공칭 전압

[표 3-34] 배전방식별 공칭전압

구분 공칭전압 배전방식별 전압[V]

단상2선식 단상3선식 2상 3선식 3상3선식 3상4선식

저압

110220 110

220 110

220 -

- -

220 110/220 저압 220 220

(440)380

220220 -

220-

(440) -

-

220- -

220/380220 -

고압 6,600 6,600 - - 6,600 -

특별고압 22 900 13 200 13 200/22 900 13 200/22 900

특별고압 22,900 13,200 - 13,200/22,900 - 13,200/22,900

(26)

3 12 1

3 12 1 전압전압 및및 주파수의주파수의 유지유지 범위범위 (2)(2)

전압의 유지범위

3.12.1

3.12.1 전압전압 및및 주파수의주파수의 유지유지 범위범위 (2)(2)

공칭전압 전압유지범위[V] 비 고

110220 104 ~ 116

207 233 110 ± 6

220 ± 13 [표 3-35] 전압 유지범위

저압 220

(440)380

207 ~ 233 342 ~ 418 (414 ~ 466)

220 ± 13 380 ± 38 440 ± 26

고압 6,600 6,000 ~ 6,900

주파수 유지범위

특별고압 13,200/22,900 12,000 ~ 13,800/ 20,800 ~ 23,800

[표 3 36] 주파수 유지범위

표준 주파수 유지범위

60[Hz] 60[Hz] ± 0.2[Hz] 이내

[표 3-36] 주파수 유지범위

전압강하율

(저압) 간선 및 분기회로에서 표준전압의 2% 이하

(고압 및 특고압): 공칭전압을 기준으로 10% 이내

[25/52]

(27)

3 12 2

3 12 2 불평형부하의불평형부하의 제한제한 및및 접지접지 (1)(1)

불평형 부하의 제한

3.12.2

3.12.2 불평형부하의불평형부하의 제한제한 및및 접지접지 (1) (1)

저압수전의 단상 3선식

h 중성선과 각 전압 측 전선 간의 부하는 평형이어야 하나,중성선과 각 전압 측 전선 간의 부하는 평형이어야 하나, h 부득이한 경우 40% 이하로 함

100%

1/2

용량의 부하설비

총

차 용량의 부하설비

간의 전선

전압측 불평형율 중성선과

설비 = ×

저압, 고압 및 특고압 수전의 3상3선식 또는 3상4선식 h 불평형 부하의 한도는 단상 접속 부하로 계산

1/2 용량의 부하설비

총

h 불평형 부하의 한도는 단상 접속 부하로 계산 h 설비 불평형율을 30% 이하로 하는 것이 원칙

(28)

3 12 2

저압전로의 절연저항

3.12.2

인입구 장치, 간선용 또는 분기용에 시설된 개폐기 또는 과전류 차단기로 구분할 수 있는 전로마다 표 3-37의 값 이상이어야 함

전로의 사용전압 구분 절연저항 값

[표 3-37] 저압전로의 절연저항값

400[V] 미만

대지저항이 150[V] 이하 0.1[㏁]

대지전압이 150[V]를 넘고 300[V] 이하 0.2[㏁]

대지전압이 300[V]를 넘고 400[V] 미만 0.3[㏁]

400[V] 이상 0.4[㏁]

* 신설 시에는 1.0MΩ 이상이 바람직함

[27/52]

(29)

3 12 2

접지

3.12.2

접지공사의 종류와 접지 저항치

[표 3-38] 접지공사의 종류와 접지저항치

종류 접지 저항치

제 1종 10[Ω] 이하

제 2종

변압기의 고압측 또는 특별고압측 전로의 1선지락전류(A)로 150(변압기의 고압 또 는 특별고압전로와 저압전로와의 혼촉에 의해 저압회로의 대지전압이 150[V]를 넘 는 경우로서 1초를 넘고 2초 이내에 자동적으로 고압전로 또는 특별고압전로를 차단 하는 장치를 설치하였을 때는 300 1초 이내에 자동적으로 차단하는 장치를 설치할 하는 장치를 설치하였을 때는 300, 1초 이내에 자동적으로 차단하는 장치를 설치할 때는 600)을 나눈 값과 같은 Ω 수 이하, 단, 5Ω 미만일 필요는 없다.

제 3종 100 [Ω] 이하

특별 제 3종 10 [Ω] 이하

(30)

3 12 2

접지공사 종류와 자동차단기의 정격감도전류

3.12.2

3.12.2 불평형부하의불평형부하의 제한제한 및및 접지접지 (4)(4)

h

저압전로에서 당해전로에 접지가 생긴 경우

– 0.5초 이내에 자동적으로 전로를 차단하는 장치를 시설하기 위 해서, 제3종접지공사와 특별 제3종 접지공사를 할 경우 다음 표 해서 제 종접지공사와 특별 제 종 접지공사를 할 경우 다음 3-39의 값을 따름

[표 3-39] 자동 차단장치의 정격감도전류와 접지저항값

정격 감도 전류 접지 저항치

특별 제 3종 접지 제3종 접지

30[mA] 500[Ω] 500[Ω]

50[mA] 300[Ω] 300[Ω]

100[mA] 150[Ω] 150[Ω]

200[ A] 75[Ω] 100[Ω]

200[mA] 75[Ω] 100[Ω]

300[mA] 50[Ω] 100[Ω]

500[mA] 30[Ω] 100[Ω]

[29/52]

(31)

3 12 3

3 12 3 누전차단기누전차단기 (1)(1)

원리

3.12.3

3.12.3 누전차단기누전차단기 (1) (1)

부하 측의 누전에 의해 지 락전류 발생 시에 이를 검 출하여 회로를 차단하는 출하여 회로를 차단하는 방식 Æ 전류동작형

검출기구: 영상변류기(ZCT) 사용

사용

(정상일 경우) ZCT에서 I

_L_L

(In)과 I

_L_L

(Out)에 흐르는 전류에 의해 서로 자속이 발생, ZCT에 쇄교

Æ 이 때 자속의 쇄교량이 Æ 이 때 자속의 쇄교량이

같아

상쇄되기 때문에 ZCT에 2차 출력이 발생하 지 않아

동작하지 않음

지 않아

동작하지 않음

[그림 3-56] 누전차단기의 원리도

(32)

3 12 3

3 12 3 누전차단기누전차단기 (2)(2)

원리

3.12.3

3.12.3 누전차단기누전차단기 (2) (2)

(지락고장 발생한 경우)

지락 또는 누전전류 I

_g

에 의해 들어가는 전류와 나가는 전류 들어가는 전류와 나가는 전류 의 차이가 발생

Æ

ZCT 2차에 출력을 발생

Æ 출력이 누전차단기의 전자

회로부에 전달 Î

회로를 차단함

Î

회로를 차단함

[31/52]

[그림 3-56] 누전차단기의 원리도

(33)

3 12 3

3 12 3 누전차단기누전차단기 (3)(3)

누전차단기의 설치

3.12.3

3.12.3 누전차단기누전차단기 (3) (3)

설치장소

h

사용전압이

60V를 초과하는 저압의 금속제 외함을 갖는 기

계기구가

계기구가,

h

사람이

쉽게 접촉될 우려가 있는

장소에 시설된 경우

○ 누전차단기를

[표 3-40] 누전차단기의 시설

기계기구의 시설장소 옥 내 옥 측

물기가

○: 누전차단기를 시설할 것

△: 주택에 기계기

구를 시설하는 경 기계기구의 시설장소

전로의 대지전압 옥외 물기가

있는장소 건조한장소

습기가많은 장소

우선내 우선 외

150[V] 이하 - - - □ □ ○

우에는 누전차단 기를 시설할 것

□: 주택 구내 또

는 도로에 접한 150[V] 이하 □ □ ○

150[V] 초과 300[V] 이

하 △ ○ - ○ ○ ○

는 도로에 접한 면에 전동기를 부 품으로 한 기계를 시설하는 경우 시 설해야 함

(34)

3 12 3

3 12 3 누전차단기누전차단기 (4)(4)

누전 차단기의 선정

3.12.3

3.12.3 누전차단기누전차단기 (4)(4)

누전 차단기는,

h 고객의 인입구에 시설하는 차단기는 충격파에 부동작 해야하고 h 조작용 손잡이 또는 누름 단추는 트립프리(Trip Free) 기구이어야함 h 조작용 손잡이 또는 누름 단추는 트립프리(Trip Free) 기구이어야함 h 음성경보장치는 원칙적으로 벨식 또는 부저식 이어야 함

[표 3-41] 누전차단기의 종류와 동작 특성

구분 정격감도 전류

[mA] 동작시간

고속형 정격감도전류에서 0.1초 이내, 인체감전보호형은 0.03 초 이내

고감도형 5,10,15,30

초 이내

시연형 정격감도전류에서 0.1초를 초과하고 2초 이내 반한시형

정격감도전류에서 0.2초를 초과하고 1초 이내 정격감도전류 1.4배의 전류에서 0.1초를 초과하고 0 5초 이내

반한시형 0.5초 이내

정격감도전류 4.4배의 전류에서 0.05초 이내 중감도형 고속형 50,100, 200, 500,

1,000

정격감도전류에서 0.1초 이내

시연형 정격감도전류에서 0.1초를 초과하고 2초 이내

[33/52]

(35)

3 12 4

3 12 4 전기계기전기계기 (1)(1)

전력량계 종류 및 원리

3.12.4

3.12.4 전기계기전기계기 (1)(1)

동작원리에 따른 분류 – 1) 유도원판형

주요 구성성분

: 전압코일, 전류코일, 철심, 원판과 축수, 제어자석, 조정 장치, 보상장치 그리고 계량 장치로 이루어짐

[그림 3-58] 전력량계의 구조 - 유도원판형

(36)

3 12 4

3 12 4 전기계기전기계기 (2)(2)

전력량계 종류 및 원리

3.12.4

3.12.4 전기계기전기계기 (2)(2)

동작원리에 따른 분류

전자식 전력량계

RMS 승산방식

h 입력 받은 전압과 전류를 미소 신호로 변환

h Æ A/D컨버터를 거쳐 디 지털 신호로 변환

지 환

h Æ DSP를 통해 전압 전 류를 승산

h Æ 부하에서 사용한 전력 h Æ 부하에서 사용한 전력

을 계산 [그림3-60] RMS 방식 회로구성의 일 예

[35/52]

(37)

3 12 4

3 12 4 전기계기전기계기 (3)(3)

전력량계 종류 및 원리

3.12.4

3.12.4 전기계기전기계기 (3)(3)

동작원리에 따른 분류

전자식 전력량계

시분할 승산방식

h RMS 방식과 비슷하나, 전력을 승산하는 방식이 다름!

h 핵심: W/I변환기(비례하핵 환기(비례하 는 전류신호변환기), I/F 변환기(비례하는 펄스신

호변환기) [그림 3-62] 시분할 승산방식의 예

h 하드웨어를 쓰므로 CPU 의 부담이 적음

(38)

3 12 4

3 12 4 전기계기전기계기 (4)(4)

전력량계 종류 및 원리

3.12.4

3.12.4 전기계기전기계기 (4)(4)

동작원리에 따른 분류

전자식 전력량계

홀 소자 승산방식

h Hall-Effect를 이용한 방 식

h 부하전류를 전자석의 코 일에 연결 Æ 이에 비례에 이에 비례 하는 자장 발생 Æ 전원 전압을 반도체에 연결 Æ

전압에 비례하는 전류를 [그림 3-66] HALL-Watthourmeter

홀 소자에 흐르게함 Æ 전류와 전압에 비례하는 Hall-Voltage발생

h 이를 전력량계에 응용 [37/52]

(39)

3 12 4

3 12 4 전기계기전기계기 (5)(5)

전력량계 계측방식별 비교

3.12.4

3.12.4 전기계기전기계기 (5)(5)

[표 3-42] 계기형식과 시동전류

방식 내용

RMS 승산방식 장점 : 고조파, DC파형 검출 우수, 온도특성 우수

단점 : 고속의 DSP 및 고 분해능(16 bit 이상) A/D 변환기 필요 시분할 승산방식 장점 : 고조파, DC 파형 검출 우수

단점 온도특성 향상을 위한 온도 보상 회로 필요 시분할 승산방식 단점 : 온도특성 향상을 위한 온도 보상 회로 필요

홀 소자방식 장점 : 회로간단

단점 : 온도특성이 우수한 특수 홀 반도체소자 필요

[그림 3 67] 실제 전력량계 모습 [그림 3-67] 실제 전력량계 모습

(40)

3 12 5

3 12 5 계기용계기용 변성기변성기(MOF CT VT) (1)(MOF CT VT) (1)

용어 정의

3.12.5

3.12.5 계기용계기용 변성기변성기(MOF, CT, VT) (1)(MOF, CT, VT) (1)

계기 부담변성기의 정격 부담 공칭 변류비 계기용 변성기의

2차 단자간에 접속되는 부하, 정격주파수의 정

정격 부담 규정된 조건하에 서 특성을 보증할 수 있는 권선당의

공칭 변류비 정격 1차 전류와 정격 2차 전류의 정격주파수의 정 비

격 2차 전류

또는 정격 2차 전 압 하에서 부하에

수 있는 권선당의 부담

사용 부담

비

공칭 변압비 압 하에서 부하에

소비되는 피상전 력과 그 부하의 역율로 표시

사용 부담 사용 시 접속되는 부담

정격 1차 전압과 정격 2차 전압의 역율로 표시 비

[39/52]

(41)

3 12 5

계기용 변류기 (CT, Current Transformer)

3.12.5

3.12.5 계기용계기용 변성기변성기(MOF, CT, VT) (2) (MOF, CT, VT) (2)

정격 2차 전류: 5A

극성: 감극성

단자기호(1차측: K L 2차측: k l)

단자기호(1차측: K,L, 2차측: k,l)

주의: 변류기 2차측이 개방되지 않도록 해야 함!

h 변류기 2차측이 개방되면, 1차전류가 전부 여자전류가 되어 철심이 포 화 Æ 2차측에 고전압이 유기 Æ 매우 위험!

화 Æ 2차측에 고전압이 유기 Æ 매우 위험!

[그림 3-68] 실제 CT 모습

(42)

감극성

감극성 이란이란? (? (참고자료참고자료)) 감극성

감극성 이란이란? (? (참고자료참고자료) )

[41/52]

(43)

3 12 5

계기용 변압기 (VT, Voltage Transformer)

3.12.5

3.12.5 계기용계기용 변성기변성기(MOF, CT, VT) (3) (MOF, CT, VT) (3)

정격 2차 전압: 110V

극성: 감극성

단자 기호(1차측: U V W; 2차측: u v w)

단자 기호(1차측: U,V,W; 2차측: u,v,w)

[그림 3-69] 실제 VT 모습

(44)

3 12 5

전력량계 결선

3.12.5

단상 2선식

[그림 3-70] 단상 2선식 전력량계 결선

[43/52]

(45)

3 12 5

전력량계 결선

3.12.5

3상 3선식 전력량계의 결선

[그림 3-71] 3상 3선식 전력량계 결선

(46)

3 12 5

전력량계 결선

3.12.5

3상 4선식 전력량계의 결선

[그림 3 72] 3상 4선식 전력량계 결선

[45/52]

[그림 3-72] 3상 4선식 전력량계 결선

(47)

3 12 5

변류기의 결선

3.12.5

[그림 3 73] (a) 단상 2선식 (b) 3상 3선식 (c) 3상 4선식 변류기의 결선

(a) (b) (c)

[그림 3-73] (a) 단상 2선식 (b) 3상 3선식 (c) 3상 4선식 변류기의 결선

(48)

3 13 ABC

3 13 ABC 배전설비배전설비 3.13 ABC

3.13 ABC 배전설비배전설비

[47/52]

(49)

3 13 1

3 13 1 개요개요 (1)(1)

ABC 배전선로

3.13.1

3.13.1 개요개요 (1) (1)

가공케이블(Aerial Bundled Cable) 배전방식

장점: 가공 배전방식과 같이 공중에 전선을 가공하여 나타나는 주위 및 환경의 부정적 영향을 줄일 수 있음

완전 절연이 가능한 전력케이블 3상 또는 단상을 1가닥의 조가선에 일 정한 간격으로 꼬아서 전주를 이용하여 가공으로 설치할 수 있는 특고 압, 저압 케이블을 의미

[그림 3-74]

가공케이블 설치 장면

(50)

3 13 1

3 13 1 개요개요 (2)(2)

ABC 배전방식

3.13.1

3.13.1 개요개요 (2) (2)

설치장소

h 수목 접촉지역 h 염해지역염해지역

h 조류사고 다발 지역, 건조물과 전선 사이의 이격거리가 미달되는 개소 등

특징

h ABC용 변압기는 차단장치가 내장되어 있어 COS를 사용하지 않음 h ABC용 변압기는 유중피뢰기가 내장되어 있어 피뢰기가 필요 없음 h 조가선을 이용하여 가공 케이블을 가선하는 방식으로 애자 필요 없음 h 지중 배전방식에 비해, 건설비가 저감되고 보수가 거의 요구되지 않음 h 반면, ABC 방식은 선로 건설 이후 설비 증설, 변경 등이 어려운 단점이반면, 방식은 선로 건설 이후 설비 증설, 변경 등이 어려운 단점이

있음

[49/52]

(51)

3 13 2

3 13 2 설비의설비의 구성구성 (1)(1)

ABC 배전방식의 구성재

3.13.2

3.13.2 설비의설비의 구성구성 (1)(1)

가공케이블, 변압기, 개폐기, 접속장치, 단말장치 그리고 ABC 지지대, ABC 조가 클램프, ABC 인장 클램프, ABC 조가 슬리브 등의 금구류

특고압 가공용 케이블

h 수밀형 케이블+조가선 h 동심원을 연합한 구조 h 동심원을 연합한 구조 h 단상용: 50, 95mm²

h 3상용: 50, 95, 150, 240mm²

[그림 3 75] ABC 케이블의 구조 [그림 3-75] ABC 케이블의 구조

(52)

3 13 2

3 13 2 설비의설비의 구성구성 (2)(2)

ABC 배전방식의 구성재

3.13.2

3.13.2 설비의설비의 구성구성 (2)(2)

접속 방식(2가지)과 접속재 h 접속방식: 1. 접속함 방식

(a) 단상용

(c) 삼상용 접속함에 변압기가 결선된 사진

(b)삼상용(4회로용)

[그림 3 76] ABC용 접속함 방식 및 접속함

[51/52]

[그림 3-76] ABC용 접속함 방식 및 접속함

(53)

3 13 2

3 13 2 설비의설비의 구성구성 (3)(3)

ABC 배전방식의 구성재

3.13.2

3.13.2 설비의설비의 구성구성 (3)(3)

접속 방식(2가지)과 접속재

h 접속방식: 2. 수직애자 접속방식

[그림 3 77] ABC용 수직애자 및 접속방식 모습 [그림 3-77] ABC용 수직애자 및 접속방식 모습

(54)

3 13 2

3 13 2 설비의설비의 구성구성 (4)(4)

ABC 배전방식의 구성재

3.13.2

3.13.2 설비의설비의 구성구성 (4)(4)

접속 방식(2가지)과 접속재

h 접속재: 엘보, 수직애자 접속재

(a) AB케이블용 엘보(400[A]) 엘보(400[A])

(b) 변압기용 엘보(200[A])

[그림 3-78] ABC용 엘보 종류 (접속함방식)

[53/52]

(55)

3 13 2

3 13 2 설비의설비의 구성구성 (5)(5)

ABC 배전방식의 구성재

3.13.2

3.13.2 설비의설비의 구성구성 (5)(5)

기타 금구류

h ABC 지지대: 직선주에 밴드를 사용하여 조가선과 케이블을 지지

[그림 3-79] ABC 지지대

h ABC 조가클램프: 조가선과 ABC 케이블을 잡아주는 역할을 함 단상용(50mm² 95mm²) 삼상용(50mm² 단상용(50mm . 95mm ), 삼상용(50mm ,

95mm², 150mm², 240mm²)가 있음

[그림 3-80] ABC 조가클램프 [그림 3-80] ABC 조가클램프

(56)

3 13 2

3 13 2 설비의설비의 구성구성 (6)(6)

ABC 배전방식의 구성재

3.13.2

3.13.2 설비의설비의 구성구성 (6)(6)

기타 금구류

h ABC 클램프: 모든 전주의 케이블 지지점에서 케이블 규격에 따라 1~2m 사이에 설치하여 케이블과 조가선의 분리를 방지함

[그림 3-81] ABC 클램프

[55/52]

(57)

3 13 2

3 13 2 설비의설비의 구성구성 (7)(7)

ABC 배전방식의 구성재

3.13.2

3.13.2 설비의설비의 구성구성 (7)(7)

기타 금구류

h ABC 인장 클램프: 조가선을 장악하는 금구

h 설치방법: 설치방법 지선밴드 + 볼아이 + 소켓아이 + ABC 인장크램프 + 조가선지선밴 볼아이 켓아이 인장 램 가선 + 케이블 클램프

[그림 3 82] ABC 인장 클램프 [그림 3-82] ABC 인장 클램프

(58)

3 13 2

3 13 2 설비의설비의 구성구성 (7)(7)

ABC 배전방식의 구성재

3.13.2

3.13.2 설비의설비의 구성구성 (7)(7)

기타 금구류

h ABC 조가슬리브 : 조가선을 서로 연결하는데 사용(분기슬리브) h 종류: 조가선의 굵기에 따라 A종류 가선의 굵기에 따라 _1-1_1-1, A, _1-2_1-2, A, _1-3_1-3, A, _2-1_2-1, A, _3-1_3-1

[그림 3-80] ABC 조가슬리브 [그림 3 80] ABC 조가슬리브

[57/52]