20-1주변압기가 3상 Δ결선인 6.6[kV] 계통에서 지락사고가 났을… | 2020년 전기산업기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

(1) ① 접지형 계기용 변압기(GPT)  ② 지락과전압계전기(OVGR)

(2) 단상 PT 3대의 1차 권선을 Y로 묶어 중성점을 직접 접지하고, 검출용 권선은 개방 Δ(오픈 델타)로 결선하여 그 개방단에서 영상전압을 얻는다.

[해설]

(1) 주변압기 2차가 Δ결선이면 중성점이 없어 지락전류가 거의 흐르지 않는 비접지 계통이 된다. 이런 계통에서는 지락전류의 크기로 고장을 잡기 어려우므로 영상전압을 검출해 보호한다. 영상전압을 만들어 주는 변성기가 접지형 계기용 변압기(GPT)이고, 그 전압으로 동작하는 계전기가 지락과전압계전기(OVGR)다. 회선이 여러 개여서 고장 회선을 골라내야 하면 영상변류기(ZCT)로 영상전류를 함께 받아 선택지락계전기(SGR)를 동작시킨다.

(2) 세 상의 전압을 벡터로 더하면 정상 상태에서는 0이지만, 한 상이 지락되면 합이 $3V_0$가 된다. 이 성질을 그대로 쓰는 결선이 개방 Δ다. 1차를 Y로 묶어 중성점을 접지해야 각 상 권선에 상전압이 걸리고, 검출 권선 3개를 직렬로 이어 한 곳을 열어 두면 그 개방단에 세 전압의 합, 곧 영상전압이 나타난다.

실제 GPT는 아래처럼 3권선으로 만들어, 2차는 계측용 Y결선으로 쓰고 3차를 개방 Δ로 하여 영상전압을 뽑는다.

22.9[kV] 계통용 GPT의 정격전압은 1차 $22{,}900/\sqrt{3}\,[\mathrm{V}]$, 2차 $190/\sqrt{3}\,[\mathrm{V}]$, 3차 $190/3\,[\mathrm{V}]$로 정해져 있어, 완전 1선 지락이면 개방단에 $190/3 \times 3 = 190\,[\mathrm{V}]$가 나타난다. 개방단에 다는 한류저항(CLR)은 지락 시 유효분 전류를 만들어 계전기 동작을 확실하게 하고, 간헐 아크지락에서 생기는 이상전압을 억제한다.