Lecture 보호 계전 방식

송전 선로 보호 계전 방식

과전류 계전 방식

과전류 계전 방식은 고장 전류의 방향이 일정하여 무방향성 계전기만으로도 보호가 충분한 방사상 계통의 송배전 선로나 변압기의 보호 등에 적용됩니다.

• 22.9kV 배전 선로 보호, 154kV 변압기 후비 보호, 345kV 변압기 3차측 후비 보호 등에 사용된다.
• 고장 전류가 큰 경우 고속도 차단을 위해 강 반한시형 계전기를 사용한다.

방향성 과전류 계전 방식

양단에 전원이 있는 루프 계통의 경우 고장 전류가 양방향으로부터 유입되므로 과전류 계전 방식으로는 보호가 어렵습니다. 이때 과전류 계전기에 방향 요소를 추가한 방향성 과전류 계전 방식을 사용함으로써 고장 구간을 선택 차단할 수 있습니다.

• 과전류 계전기(OCR)과 함께 방향 단락 계전기(DSR) 혹은 방향 거리 계전기(DZR)를 사용한다.
• 154kV 1회선 수용가 선로나 병렬 운전 수용가 연계 선로, 345kV 변압기 지락 후비 보호용으로 사용된다.
• 동작 요소와 방향 요소로 구성되고, 두 요소 모두 동작할 때만 차단 신호가 발생한다.
• 동작 요소는 보호 범위를 결정하고 방향 요소는 보호 방향을 결정한다.

거리 계전 방식

거리 계전 방식은 전압과 전류의 크기 및 위상을 이용하여 고장점까지의 거리를 측정하는 계전 방식입니다.

• 154kV 이상 계통의 송전 선로의 후비 보호, 345kV 변압기, 발전기등의 보호등에 사용된다.
• 거리 계전기의 특성에 따라 임피던스형, 모형, 리액턴스형 등이 있다.

파일럿 계전 방식

파일럿 계전 방식은 송전 선로의 고장을 신속하게 검출하기 위하여 보호 구간 양단에서 동시에 보호 구간을 감시하며 서로 통신을 통하여 고장의 판정을 신속 정확하게 할 수 있도록 합니다.

이 방식은 거리 계전 방식에 비해 보호 구간을 100% 보호할 수 있는 장점이 있어서 154kV 이상의 송전 선로의 주보호 방식으로 사용하고 있습니다.

파일럿 계전 방식은 통신 수단에 따라 다음과 같은 종류가 있습니다.

• 표시선 계전 방식
• 반송(캐리어) 계전 방식
• 마이크로파 방식

표시선 계전 방식

표시선 계전 방식은 표시선(pilot wire)을 별도로 설치하여 양단의 정보를 서로 교환할 수 있도록 하는 방식으로서 표시선에 침입하는 외란에 의해 계전기가 오동작하는 경우가 많아 현재 거의 사용하지 않고 있습니다. 표시선 계전 방식은 다음과 같은 종류가 있습니다.

• 전류 순환 방식
• 전압 반향 방식
• 방향 비교 방식

반송 보호 계전 방식

이 방식은 통신 방법으로 반송파(carrier)를 사용하는 방식입니다. 사용하는 매체에 따라 다음과 같은 종류가 있습니다.

전력선 반송(PLC, power line carrier) 계전 방식

반송파의 전송 매체로서 전력선을 이용하는 방식으로서 고장 발생시 외란의 영향을 받기 쉽고 신호 크기라 저하되는 단점이 있습니다.

광통신(오디오톤) 반송 계전 방식

전송 매체로 광섬유를 사용하고 여기에 음성 주파수를 부가하여 정보를 교환하는 방식으로서 외란의 영향을 거의 받지 않는 장점이 있어서 최근에 많이 채택되고 있는 방식입니다.

모선 보호 계전 방식

전류 비율 차동 계전 방식

154[kV] 모선 보호는 모선에 유출입되는 전류의 벡터 합에 의해 동작하는 위상 비교 전류 차동 방식을 적용합니다.

전압 차동 계전 방식

• 345[kV] 모선 보호는 모선에 유출입되는 전류의 벡터 합을 고임피던스형 계전기에서 전압으로 변환하여 동작시키는 전압 차동 방식을 적용합니다.

변압기 및 발전기의 내부 고장 보호 방식

변압기와 발전기의 내부 고장을 보호하기 위하여 비율 차동 계전 방식을 사용합니다.