10kV 변전소 변압기 회로용 전류변환기를 선택할 때 주의해야 할 사항은 무엇인가?

현장 전기 엔지니어의 실무 경험 공유
전기 산업에서 10년간 일한 제임스

안녕하세요, 저는 제임스입니다. 전기 산업에서 10년 동안 일해왔습니다.

처음에는 변전소 설계와 장비 선택에 참여했고, 나중에는 전체 프로젝트의 계전 보호 및 자동화 시스템 조정을 담당했습니다. 제 작업에서 가장 자주 사용되는 장치 중 하나는 전류 변환기(CT)였습니다.

최근 시작하는 친구가 저에게 물었습니다:

“10kV 변전소 변압기 회로를 위한 전류 변환기를 선택할 때 어떤 점을 주의해야 하나요?”

좋은 질문입니다! 많은 사람들이 CT 선택이 정격 전류 비율에만 의존한다고 생각하지만, 실제로 회로의 요구 사항과 일치하려면 여러 요인을 고려해야 합니다.

오늘은 지난 몇 년간의 실무 경험을 바탕으로, 10kV 변전소 변압기 회로를 위한 CT 선택 시 고려해야 할 주요 포인트, 각 파라미터의 의미, 그리고 올바른 선택 방법을 간단히 설명하겠습니다.

복잡한 용어나 끝없는 표준 없이, 실제 생활에서 사용할 수 있는 실용적인 지식만 제공하겠습니다.

1. 왜 변전소 변압기 회로를 위한 CT 선택이 중요한가?

변전소 서비스 변압기는 주 변압기가 아니지만, 변전소 내부 전력 공급에 중요한 역할을 합니다. 이는 제어 전력, 조명, 유지 보수 전력, UPS 시스템 등을 포함합니다.

변전소 변압기가 고장이나 보호 장애가 발생하면 다음과 같은 결과가 발생할 수 있습니다:

• 제어 전력 손실;

• DC 시스템 충전 능력 상실;

• 전체 변전소 종료.

전류 변환기는 보호 및 측정의 핵심 구성 요소이므로, 그 선택은 보호의 신뢰성과 측정의 정확성을 직접적으로 영향을 미칩니다.

따라서 올바른 CT 선택 = 안전 + 신뢰성 + 경제성.

2. 10kV 변전소 변압기 회로를 위한 CT 선택 시 여섯 가지 주요 포인트

10년간의 현장 경험과 프로젝트 실천을 바탕으로, 다음은 가장 중요한 여섯 가지 고려사항입니다:

포인트 1: 정격 일차 및 이차 전류

목적: CT가 정상적으로 작동하고 보호 민감도 요구 사항을 충족하도록 합니다.

이것은 가장 기본적이고 중요한 파라미터입니다.

일반적인 조합:

• 일차 전류: 50A, 75A, 100A, 150A (변전소 변압기 용량에 따라 다름)

• 이차 전류: 5A 또는 0.5A (대부분의 최신 보호 장치는 0.5A를 사용)

제 조언:

• 일반적으로 변전소 변압기의 정격 전류의 1.2~1.5배로 일차 전류를 선택하세요;

• 마이크로프로세서 기반 보호 장치의 경우 이차 부하를 줄이기 위해 0.5A 출력을 선호하세요;

• 너무 높은 등급을 선택하지 마세요 - 그렇지 않으면 낮은 전류에서 정확성이 떨어져 보호 성능에 영향을 줄 수 있습니다.

포인트 2: 응용 분야에 맞는 정밀도 등급

목적: 보호, 측정, 측정 등의 다양한 기능이 정확한 신호를 받도록 합니다.

다른 응용 분야는 다른 정밀도 수준을 필요로 합니다.

일반적인 등급:

• 측정 권선: 0.5등급

• 측정 권선: 0.2S등급

• 보호 권선: 5P10, 5P20, 10P10 등

제 경험:

• 변전소 변압기 회로는 일반적으로 청구가 없는 한 고정밀 측정이 필요하지 않습니다;

• 보호 권선은 단락 시 선형성을 유지해야 합니다;

• 다중 권선 CT는 더 유연하며 추천됩니다.

포인트 3: 정격 출력 용량(VA 값)

목적: CT가 연결된 계측기 또는 보호 장치를 구동할 수 있도록 합니다.

용량이 부족하면 전압 강하가 발생하여 측정 정확성이나 보호 작동에 영향을 미칠 수 있습니다.

계산 공식:

총 부하 = 케이블 임피던스 + 계측기/보호 장치 입력 임피던스

제 조언:

• 일반적으로 10~30 VA 사이를 선택하세요;

• 마이크로프로세서 보호 장치는 소비 전력이 적으므로 낮은 용량이 가능합니다;

• 이차 케이블이 길다면 (예: 50m 이상), 용량을 적절히 증가시켜야 합니다;

• 높은 용량을 무작정 선택하지 마세요 - 코어 포화를 피해야 합니다.

포인트 4: 열 및 동적 안정성 확인

목적: CT가 단락 전류로 인해 손상되지 않도록 합니다.

10kV 시스템에서는 단락 전류가 수천 암페어에 이를 수 있습니다.

방법:

• 최대 단락 전류(Ik) 확인;

• CT 열 안정성 전류(It) 및 동적 안정성 전류(Idyn) 확인;

• 일반적으로, It ≥ Ik (1초 동안), Idyn ≥ 2.5 × Ik

실제 사례: 한 번은 단락 후 CT가 폭발한 적이 있습니다. 동적 안정성 전류가 시스템 요구 사항을 충족하지 못했기 때문이었습니다. 더 높은 등급의 CT로 교체하여 문제를 해결했습니다.

포인트 5: 설치 방법 및 구조 유형

목적: CT가 설치 및 유지 관리가 쉽고 공간에 맞도록 합니다.

일반적인 CT 유형:

• 코어형 (스위치 기어에서 흔함)

• 포스트형 (외부 사용에 적합)

• 부싱형 (주로 변압기에 사용)

제 조언:

• 10kV 스위치 기어에서는 코어형 CT가 가장 일반적입니다;

• 전도체 크기가 코어 구멍 직경과 일치하도록 하세요;

• 좁은 공간에서는 분할형 CT를 고려하여 설치 및 제거가 쉽게 하세요;

• 습기나 부식 환경에서는 습기 저항 또는 부식 방지 모델을 선택하세요.

포인트 6: 극성 및 배선 방법

목적: 보호 릴레이 및 계측기로의 신호 방향이 올바르게 되도록 하여 오 판단을 피합니다.

잘못된 극성은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다:

• 보호의 오작동 또는 실패;

• 전력 흐름 방향의 잘못된 판단;

• 차동 보호의 거짓 경보.

제 경험:

• 모든 CT는 극성 단자(P1, P2)를 명확히 표시해야 합니다;

• 일관되게 감소 극성 연결을 사용하세요;

• 설치 또는 유지 관리 후 항상 극성 테스트를 수행하세요;

• 전용 극성 테스터 또는 DC 방법을 사용하여 검증하세요.

3. 기타 실용적인 팁

위의 여섯 가지 주요 포인트 외에도 다음은 중요한 참고 사항입니다:

다중 권선 구성:

• 보호, 측정, 측정을 위한 별도의 권선으로 간섭을 피하세요;

• 향후 확장을 위해 예비 권선을 준비하세요.

자극 특성:

• 특히 보호 권선의 경우, 좋은 자극 특성이 보호 신뢰성을 향상시킵니다;

• 가능하다면 자극 곡선 테스트를 수행하여 코어 성능을 확인하세요.

50kVA 변전소 변압기의 샘플 선택 참고

4. 마지막 제안

10년간 현장 경험을 가진 전문가로서 모든 전문가들에게 다음과 같이 당부드립니다:

“모델 번호만 보지 마세요. 항상 실제 회로, 보호 설정, 설치 환경을 고려하여 CT를 선택하세요.”

표面上看起来简单的10kV站用变压器电路，选择不当往往会导致严重的后果。

다음은 각 역할에 대한 제 추천 사항입니다:

점검 인원을 위한:

• CT名牌信息的阅读方法；

• 基本参数的意义；

• 熟悉极性测试方法；

• 及时报告任何异常情况。

对于技术人员：

• 掌握CT选择计算方法；

• 了解保护绕组特性；

• 能够解读系统短路参数；

• 能够分析励磁曲线。

对于管理者或采购团队：

• 明确技术规格；

• 选择质量稳定的知名品牌；

• 要求供应商提供完整的测试报告；

• 维护设备记录以便追溯。

5. 结语

电流互感器虽然体积小，但却是整个电力系统的“眼睛”和“耳朵”。它们不仅用于降低电流，还是保护的基础、计量的基础，更是安全的保障。

在电气领域工作了10年，我常常说：

“细节决定成败，正确选择确保安全。”

如果您在选择CT时遇到困难，或者频繁出现保护误动作，不确定参数是否合适，请随时联系我——我很乐意分享更多实际经验和解决方案。

愿每一个电流互感器都能稳定安全地运行，保障我们电网的准确性和可靠性！

— James