균형 대지 고장 보호

작은 발전기에 대한 균형 임대 단락 보호 방식

균형 임대 단락 보호 방식은 차동 및 자기 균형 보호 시스템이 적합하지 않은 상황에서 주로 작은 발전기의 보호를 위해 중요한 역할을 합니다. 작은 발전기에서는 세 개의 상 자속선의 중성점이 내부적으로 하나의 단자에 연결되어 있어 외부에서 접근할 수 없습니다. 이로 인해 전통적인 보호 방법이 효과적이지 않게 됩니다. 여기서 균형 임대 단락 보호 방식이 등장하여 지구 단락 고장에 대한 필수적인 보호를 제공합니다. 이 방식은 지구 단락 고장을 감지하도록 특별히 설계되었으며, 위상 간 고장에는 보호를 제공하지 않습니다. 그러나 위상 간 고장이 이후 지구 단락 고장으로 발전하는 경우는 예외입니다.

균형 임대 단락 보호 방식의 연결

균형 임대 단락 보호 방식의 구현은 정확한 전류 변압기(CT) 구성이 필요합니다. 이 구성에서는 각 발전기 상에 CT가 설치되며, 그들의 2차 회로는 다른 하나의 CT의 2차 회로와 병렬로 연결됩니다. 이 추가적인 CT는 발전기의 스타 점(중성점)과 지구를 연결하는 도체에 장착됩니다. 보호 계전기는 모든 이러한 CT의 결합된 2차 회로에 전략적으로 연결됩니다. 이 구성은 지구 단락 고장 조건 하에서 발생하는 전류 불균형을 모니터링하여 계전기가 잠재적인 고장을 신속하게 감지하고 대응할 수 있게 하여 작은 발전기를 지구 단락 고장으로 인한 손상으로부터 보호합니다.

균형 임대 단락 보호 방식: 기능, 제한 사항 및 중요성

개요 및 범위

균형 보호 방식은 중성측과 선측 전류 변압기(CT) 사이의 특정 영역 내에서 지구 단락 고장을 방지하기 위해 설계되었습니다. 이 목표 보호 메커니즘은 주로 발전기의 스태터 자속선 내의 지구 단락 고장을 감지하는 데 집중합니다. 특히, 외부 지구 단락 고장에서는 작동하지 않으므로 이 방식은 종종 제한된 지구 단락 보호 방식으로도 알려져 있습니다. 큰 발전기에서는 이 방식이 보다 포괄적인 보호 시스템을 보완하는 추가적인 보호 층으로 구현되는 경우가 많습니다.

작동 메커니즘

정상 작동

발전기의 정상 작동 상태에서는 전류 변압기의 2차 회로를 통과하는 전류의 합이 정확히 0입니다. 또한 2차 회로부터 중성점으로 흐르는 전류는 없습니다. 결과적으로, 이 방식과 관련된 보호 계전기는 비활성화 상태로 유지되며, 시스템이 어떤 고장 조건 없이 작동하고 있음을 나타냅니다.

보호 영역 내의 고장

보호 영역(선측 CT의 왼쪽 영역) 내에서 지구 단락 고장이 발생하면 상당한 변화가 일어납니다. 고장 전류가 전류 변압기의 1차 회로를 통해 흐르기 시작하며, 이로 인해 계전기를 통과하는 대응하는 2차 전류가 유도됩니다. 이러한 2차 전류의 크기가 미리 정의된 임계값에 도달하면 계전기가 활성화되어 회로 차단기를 트립시키고 고장 있는 발전기 부분을 격리합니다. 이 빠른 반응은 고장으로 인한 발전기의 추가 손상을 방지하는 데 도움이 됩니다.

보호 영역 외의 고장

보호 영역 외(선측 CT의 오른쪽)에서 고장이 발생하면 전기적 동작이 다릅니다. 발전기 단자의 전류 합은 중성 연결을 통해 흐르는 전류와 같습니다. 이 균형으로 인해 계전기의 작동 코일을 통과하는 순전류는 없습니다. 따라서 계전기는 작동하지 않고, 시스템은 고장이 외부이며 발전기의 보호된 스태터 자속선의 무결성을 직접 위협하지 않는다고 가정하고 계속 작동합니다.

단점

균형 임대 단락 보호 방식은 많은 상황에서 효과적이지만, 주목할 만한 제한 사항이 있습니다. 중성 단자 근처에서 고장이 발생하거나 중성 접지가 저항 또는 분배 변압기를 통해 이루어질 때, 2차 회로를 통과하는 고장 전류의 크기가 크게 줄어듭니다. 이러한 경우, 감소된 전류는 계전기의 작동 전류, 즉 계전기를 활성화하기 위한 최소 전류보다 낮아질 수 있습니다. 그 결과, 계전기는 작동하지 않으며, 고장 전류가 발전기 자속선 내에서 지속됩니다. 이로 인해 고장 전류에 장시간 노출되면 과열, 절연 열화, 그리고 발전기의 심각한 손상이 발생할 수 있으므로, 실제 응용 프로그램에서 이러한 제한 사항을 이해하고 해결하는 것이 중요합니다.