발전소를 지키는 판단자: 계전기의 역할

차단기는 큰 고장전류를 끊을 수 있는 힘센 장치지만, 언제 끊어야 하는지는 스스로 알지 못합니다. 그 판단을 대신 내려 주는 것이 보호계전기입니다. 발전소의 눈과 머리 역할을 하는 장치입니다.

네 단계로 지킨다

1. 측정: 특고압 회로의 큰 전류와 전압을 그대로 잴 수는 없으므로, CT(변류기)와 PT(계기용 변압기)가 작은 값으로 줄여 계전기에 보내 줍니다.
2. 판단: 계전기는 들어온 값을 정해 둔 기준과 끊임없이 비교합니다. 기준을 넘고, 그 상태가 정해진 시간 이상 이어지면 “사고”로 판단합니다.
3. 명령: 사고로 판단하면 차단기의 트립 코일에 신호(트립)를 보냅니다.
4. 차단: 차단기가 열려 사고 구간을 계통에서 떼어 냅니다.

아래 그림에서 사고 종류를 바꿔 보세요. 단락 사고는 상전류를 보는 과전류 계전기가, 지락 사고는 영상전류를 보는 지락 계전기가 잡아냅니다.

단락과 지락, 무엇이 다른가

• 단락: 전선끼리 맞닿아 아주 큰 전류가 흐르는 사고입니다. 상전류가 크게 늘어나므로 과전류 계전기(OCR)가 잡아냅니다.
• 지락: 전선이 땅(접지)으로 새는 사고입니다. 전류가 크지 않을 수 있지만, 세 상 전류의 합이 0에서 벗어납니다. 이 차이(영상전류)를 ZCT(영상변류기)로 재서 지락 계전기(OCGR 등)가 잡아냅니다.

계전기가 멈추면 생기는 일

계전기가 고장 나거나 전원이 꺼져 있으면, 사고가 나도 차단기에 명령이 가지 않습니다. 그러면 사고 전류가 계속 흐르다가 결국 한전 쪽 보호 장치가 대신 끊게 되고, 정전 범위가 발전소 밖까지 커질 수 있습니다. 그래서 계전기는 평소 아무 일도 하지 않는 것처럼 보여도, 자기진단 상태와 전원을 꾸준히 확인해야 합니다.

핵심 정리

• 보호계전기는 측정 → 판단 → 명령 → 차단으로 발전소를 지킨다
• CT·PT·ZCT가 큰 전류·전압을 작은 값으로 줄여 계전기에 보낸다
• 단락은 과전류 계전기가, 지락은 영상전류를 보는 지락 계전기가 잡아낸다
• 계전기가 멈추면 사고를 못 끊어 정전 범위가 커진다 — 자기진단·전원 확인이 중요

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