변압기의 차동 보호

변압기의 차동 보호

변압기는 전력 시스템에서 핵심 구성 요소 중 하나입니다. 정적이고 완전히 밀폐되어 있으며 일반적으로 오일에 잠긴 장치로, 이들에 대한 고장은 상대적으로 드물지만, 희귀한 고장조차도 전력 변압기에 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 전력 변압기를 잠재적인 고장으로부터 보호하는 것이 매우 중요합니다.

변압기의 고장은 주로 두 가지 유형으로 분류됩니다: 외부 고장과 내부 고장. 외부 고장은 변압기 외부의 계전기 시스템이 신속하게 제거하여 이러한 고장으로 인한 변압기의 손상을 방지합니다. 이 유형의 변압기의 내부 고장에는 차동 보호 시스템이 사용됩니다.

차동 보호 시스템은 주로 위상 간 및 위상 대 지구 고장을 방지하기 위해 주로 사용됩니다. 전력 변압기의 차동 보호는 Merz-Prize 순환 전류 원칙을 기반으로 합니다. 이러한 보호는 일반적으로 2 MVA를 초과하는 변압기에 적용됩니다.

변압기 차동 보호 연결

전력 변압기는 한쪽이 별형 연결이고 다른 쪽이 델타형 연결입니다. 별형 연결 측의 전류 변압기는 델타형으로 연결되고, 델타형 연결 측의 전류 변압기는 별형으로 연결됩니다. 전류 변압기의 별형 연결 중성점과 전력 변압기의 별형 연결 중성점 모두 접지됩니다.

제한 코일은 전류 변압기의 2차 권선 사이에 연결됩니다. 이 제한 코일은 시스템의 감도를 조절합니다. 작동 코일은 제한 코일의 탭핑 포인트와 전류 변압기 2차 권선의 별점 사이에 위치합니다.

차동 보호 시스템의 작동

정상적인 상황에서는 전력 변압기 양쪽의 전류가 균형을 이루므로 작동 코일에는 전류가 흐르지 않습니다. 그러나 전력 변압기의 내부 고장이 발생하면 이 균형이 깨집니다. 그 결과, 차동 계전기의 작동 코일은 변압기 양쪽의 전류 차이에 해당하는 전류를 흐릅니다. 이를 통해 변압기 양쪽의 메인 회로 차단기가 트립됩니다.

차동 보호 시스템의 문제점

변압기가 가동될 때, 일시적인 자속 전류가 흐릅니다. 이 전류는 최대 부하 전류의 10배까지 도달하며 시간이 지남에 따라 감소합니다. 이 자속 전류는 전력 변압기의 1차 권선을 통해 흐르며, 이로 인해 전류 변압기의 출력에 차이가 생깁니다. 이로 인해 변압기의 차동 보호가 잘못 작동할 수 있습니다.

이 문제를 해결하기 위해 계전기 코일에 킥 퓨즈가 설치됩니다. 이러한 퓨즈는 역 특성을 가진 시간 제한형이며, 일시적인 자속 전류 동안 작동하지 않습니다. 고장이 발생하면 퓨즈가 녹아 고장 전류가 계전기 코일을 통해 흐르게 되어 보호 시스템이 작동합니다. 이 문제는 또한 즉시형 계전기 대신 역 특성과 확정된 최소 특성을 가진 계전기를 사용하여 완화할 수 있습니다.