재개폐기 가이드: 작동 방식 및 공공기관의 사용 이유

1. 리클로저란?
리클로저는 자동화된 고전압 전기 스위치입니다. 가정용 전기 시스템의 회로 차단기와 유사하게, 단락 등의 고장이 발생할 때 전력을 중단합니다. 그러나 수동으로 재설정해야 하는 가정용 회로 차단기와 달리, 리클로저는 선로를 자동으로 모니터링하여 고장이 해결되었는지 판단합니다. 고장이 일시적인 경우, 리클로저는 자동으로 재접속하여 전력을 복구합니다.

리클로저는 변전소에서 주거 지역의 전력 기둥까지 분배 시스템 전반에 걸쳐 널리 사용됩니다. 단일상 라인용 컴팩트한 단일상 리클로저부터 38kV까지의 고전압 분배 라인 및 변전소용 대형 삼상 리클로저 등 다양한 유형이 있습니다.

리클로저의 설계와 성능은 ANSI/IEEE C37.60 및 IEC 62271-111과 같은 국제 표준에 의해 규제됩니다.

2. 왜 리클로저를 사용하나요?

자동 회로 리클로저는 전 세계 전력 공급업체들이 그들의 핵심 목표인 고객에게 가장 지속적이고 안정적인 전력 공급을 간단하고 비용 효율적으로 제공하는 데 필수적인 장치로 여겨집니다.

리클로저는 고장 전류를 감지하고 중단한 후 일시적인 고장이 해결되면 자동으로 전력을 복구할 수 있습니다. 기본적으로 리클로저는 과전류 감지, 타이밍, 고장 전류 중단, 그리고 자동으로 재접속하여 라인에 전력을 재공급하는 능력을 갖춘 독립형 지능형 장치입니다.

고장이 영구적인 경우, 리클로저는 일반적으로 세 번에서 네 번의 시도 후 잠금 상태가 되어 나머지 시스템에서 고장 부분을 격리합니다. 이 기능 덕분에 전력 공급업체는 현장 개입 없이 한두 번의 짧은 전압 변동 후에 전력을 복구함으로써 상당한 시간과 운영 비용을 절약할 수 있습니다.

현장 파견이 불가피한 경우에는, 리클로저가 정전 영역을 최소화하고 유지 관리 인원이 고장을 신속히 찾아 서비스를 복구하는 데 도움을 줍니다. 주거, 상업, 산업, 기관 고객 모두 이러한 방식으로 중단 시간과 관련 비용을 줄이는 혜택을 받습니다. 이러한 높은 수준의 공급 안정성 없이는 컴퓨터, 워터펌프, 자동화 생산 라인과 같은 많은 중요한 현대 부하들이 안정적으로 작동하기 어려울 것입니다.

3. 리클로저는 어떻게 작동하나요?

라인에서 고장이 발생하면, 리클로저는 이를 감지하고 자동으로 트립하여 전력을 중단합니다. 매우 짧은 시간 동안—주로 순간적인 조명 깜빡임 정도로—리클로저는 재접속을 시도하여 전력을 복구합니다. 고장이 계속되면 다시 트립합니다.

보통 세 번의 실패한 시도 후, 리클로저는 고장을 영구적인 것으로 분류하고 열린 상태(잠김)를 유지합니다. 이 시점에서 유틸리티 직원들은 손상된 인프라를 수리하고 리클로저를 수동으로 재설정하여 전력을 복구해야 합니다.

일반적인 영구적인 고장 사례:

• 피뢰침이나 장비에 대한 번개 손상

• 나뭇가지가 라인 위로 떨어져 손상

• 차량이 기둥이나 하드웨어와 충돌

4. 일시적인 고장이란?

가공 전력선路上的大多数故障都是暂时性的。例如，雷击、风刮导线或鸟类和小动物引起的瞬时接触。这些故障通常在电源中断后自行消失，并不会对线路造成永久性损坏。 常见的暂时性故障包括： - 风引起的导线碰撞 - 闪电引起的过电压导致绝缘子表面闪络 - 鸟类、啮齿动物或其他动物瞬间接触带电导体和接地部件 - 树枝短暂接触带电线 - 切换浪涌导致绝缘子闪络 长期运行数据和现场经验清楚地表明了“跳闸-重合”功能的重要性。如果线路瞬间断电，故障源往往会消失，从而使得成功重合闸的可能性非常高。因此，自动电路重合器几乎消除了由暂时性故障或瞬态过电流引起的长时间停电。 ### 5. 重合器类型 **5.1 单相重合器** 单相重合器用于保护单相电路，如分支线路或从三相馈线引出的分接头。它们也可以部署在大部分负载为单相的三相电路上。 在发生永久性相间接地故障时，只有受影响的相被锁定，而系统其余部分继续供电，从而提高了整体服务连续性。 由于重量较轻，单相装置通常直接安装在公用事业杆或变电站钢结构上，使用其集成安装支架，无需额外支撑框架。

디자인에 따라 단상 재개폐기는 유압 제어(재개폐기의 기름 탱크 내 통합) 또는 전자 제어(별도의 제어 캐비닛 내 설치)를 특징으로 할 수 있습니다.

특히 단상 재개폐기는 이제 차단기 형태로도 제공되며 이는 일차 및 이차 구성 요소 간의 높은 수준의 통합을 나타냅니다. 이러한 재개폐기는 표준 퓨즈 차단기 장착베이스에 직접 설치할 수 있으며 일반적으로 분기 회로 보호용으로 사용되며, 정격 전류는 최대 200A까지입니다.

대표적인 제조업체는 S&C Electric Company (미국)이며, TripSaver® II 제품이 이 유형의 예시입니다:

5.2 삼상 재개폐기

삼상 재개폐기는 삼상 배전선에서 시스템 신뢰성을 향상시키기 위해 사용됩니다. 어떤 영구적인 고장이 발생하면 모든 세 상이 동시에 잠겨, 중요한 삼상 부하(예: 대형 삼상 모터)가 불균형 또는 불완전한 전압 공급으로 손상되는 위험을 방지합니다.

삼상 재개폐기의 선택은 요구되는 전기 등급, 절연 및 중단 매체(예: 기름, 진공, 환경 친화적 가스), 그리고 유압 제어(장치 내 통합) 또는 전자 제어(별도의 제어 캐비닛 내 설치) 사이의 선택에 근거합니다.

5.3 작동 모드: 삼상 트립 및 삼상 잠금

이는 더 큰 재개폐기의 표준 작동 모드입니다. 고장이 단상 대 지면 고장, 상간 고장, 또는 삼상 고장 여부에 관계없이 각각의 동작에서 모든 세 상이 동시에 트립됩니다. 모든 세 상의 트립 및 재개폐는 하나의 작동 메커니즘에 의해 기계적으로 연결되어 동기화된 성능을 보장합니다.

삼상 재개폐기는 다음과 같은 다양한 장착 구성을 지원합니다:

• 폴 마운트 프레임(오버헤드 선로 설치용)

• 변전소 장착 프레임(변전소 또는 패드 장착용)

5.4 트리플-싱글 재개폐기

트리플-싱글 재개폐기는 전자 제어로 이루어져 있으며 다음의 세 가지 작동 모드를 제공합니다:

• 삼상 트립 및 삼상 잠금
  과전류로 인해 모든 세 상이 동시에 트립되고, 동시에 재개폐되며, 동일한 순서로 작동합니다.

• 단상 트립 및 삼상 잠금
  각 상은 독립적으로 과전류 트립 및 재개폐를 수행합니다. 어떤 한 상이 영구적인 고장으로 인해 잠금 순서에 들어가거나, 로컬/원격 "잠금" 명령이 발행되면 다른 두 상도 트립하고 잠금 상태에 들어가, 삼상 부하의 장시간 단상화를 방지합니다.

• 단상 트립 및 단상 잠금
  각 상은 독립적으로 트립하고 잠금되며, 다른 상에는 영향을 미치지 않습니다. 이 모드는 주로 주거용 부하 또는 이미 다른 방법으로 단상화로부터 보호된 삼상 부하를 위한 경우에 사용됩니다.

트리플-싱글 재개폐기는 폴 마운트 프레임을 사용하여 폴에 장착하거나, 변전소 프레임이나 직접 변전소 강철 구조물에 설치할 수 있습니다.

6. 재개폐기 제어 유형

재개폐기가 과전류를 감지하고 시간-전류 특성을 선택하며 트립 및 재개폐 작업을 수행하고 결국 잠금하는 "지능"은 제어 시스템에서 비롯됩니다. 주요 제어 유형은 통합 유압 제어와 별도의 제어 캐비닛 내 설치된 전자 제어입니다.

유압 제어

유압 제어는 대부분의 단상 재개폐기와 일부 삼상 재개폐기에 널리 사용됩니다. 이는 재개폐기 자체의 통합 부분으로 존재합니다. 이 제어 방법에서는 직렬로 연결된 트립 코일을 통해 과전류를 감지합니다. 과전류가 트립 코일을 통과하면 코일이 플런저를 당겨 재개폐기 접점이 열립니다. 

타이밍 및 순서 작업은 다양한 유압 챔버 또는 구멍을 통해 유압 오일이 흐르면서 이루어집니다. 작은 재개폐기에서는 재개폐에 필요한 에너지는 직렬로 연결된 트립 코일의 플런저에 의해 충전되는 스프링에서 제공됩니다. 큰 재개폐기에서는 재개폐는 재개폐기 소스 측의 선 전압으로 구동되는 별도의 클로징 솔레노이드를 통해 수행됩니다.

7. 마이크로프로세서 기반 또는 전자 제어

마이크로프로세서 기반 또는 전자 제어 재개폐기 제어 시스템은 일반적으로 별도의 제어 캐비닛에 설치되어 언제든지 운영 매개변수를 조정할 수 있습니다. 다양한 액세서리를 결합하여 기본 기능을 맞춤화하여 광범위한 응용 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 유압 제어와 비교하여 이러한 제어 방법은 더 큰 유연성, 쉽게 프로그래밍 및 매개변수 맞춤화, 그리고 고급 보호, 측정 및 자동화 기능을 제공합니다. 

마이크로프로세서 기반 제어는 일반적으로 제어 설정 구성, 측정 데이터 기록 및 통신 매개변수 설정을 위한 PC 기반 인터페이스 소프트웨어와 함께 사용됩니다. 제어 시스템은 또한 고장 위치 확인, 이벤트 기록 및 오실로그래피 기능을 포함한 여러 분석 도구를 제공합니다. 전자 제어는 1980년대 중반부터 대부분의 3상 재폐쇄기에서 널리 적용되었으며, 이러한 장치들은 오늘날에도 안정적으로 작동하고 있습니다.

8. 재폐쇄기 차단 매체

8.1 유전체 차단기
유전체를 사용하여 전류를 차단하는 재폐쇄기는 주요 절연 매체로 동일한 유전체를 사용합니다. 일부 유압 제어를 사용하는 재폐쇄기는 타이밍 및 카운팅 기능 수행을 위해 동일한 유전체를 사용하기도 합니다.

8.2 진공 차단기
진공 차단기는 빠르고 저에너지 아크 차단을 가능하게 하며, 접점 및 차단기 수명이 길고, 기계적 스트레스가 낮으며, 운영 안전성이 높다는 등의 장점을 제공합니다. 아크가 진공에서 소멸되므로 접점 및 차단기 수명은 다른 차단 매체보다 훨씬 길게 됩니다. 모델에 따라 진공 재폐쇄기의 절연 매체는 유전체, 공기 또는 에폭시일 수 있습니다.