전동기 보호 수화력발전연구소 기술지원센터 책임 이상길 (lsklsk@kepco.co.kr)

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1 전동기 보호 수화력발전연구소 기술지원센터 책임 이상길

2 목 차 전동기 보호방식 보호계전기 정정 전동기 개요 유도전동기 특성 전동기 고장현상 용량별 보호방식 계전기별 보호방식
목 차 전동기 보호방식 전동기 개요 유도전동기 특성 전동기 고장현상 용량별 보호방식 계전기별 보호방식 보호계전기 정정 계전기별 계전기 정정

3 전동기 보호방식

4 전동기 개요 전동기 종류 전동기 고장요소 직류 전동기 (가변속 용도에 적합) 영구자석 방식
계자권선 방식 (타여자방식, 분권방식, 직권방식, 복권방식) 동기전동기 일정속도 또는 가변주파수 전원과 조합하여 가변속 용도로 사용 유도전동기 가장 많이 사용, 구조 간단 전동기 고장요소 베어링 불량 혹은 파손 코일 절연파괴 및 열화, 파손 구성재료의 열화 및 파손 각 부의 부식

5 전동기 개요 전동기 고장원인 전동기 보호 종류 주회로에 기인하는 것 전압변동, 계폐기 이상 케이블 접촉불량, 단선
주위 환경 조건 고온이나 다습, 초저습 조건 부식성 가스, 먼지 등에 노출 부하나 운전조건에 의한 것 과부하, 고빈도 시동 중관성 부하운전 보수방법의 오류에 의한 것 전동기 보호 종류 과부하 보호, 구속회전자 보호 단락보호, 지락보호, 차동보호 상전압 및 상불평형보호

6 유도전동기 특성 구 조 종류 고정자 프레임, 고정자 철심, 고정자 권선, 브라켓 회전자 철심, 회전자 권선, 축, 베어링
권서형, 농형

7 유도전동기 특성 슬 립 회전자가 동기속도 보다 늦게 돌아야 자속을 끊어 토크 발생
슬립=1이면 전동기 정지상태, 슬립=0 이면 동기속도 회전상태를 의미 보통 전부하시 슬립은 3~4% 정도임

8 유도전동기 특성 NEMA Design Type 별 특성곡선

9 유도전동기 특성 특성곡선 유도전동기 기동시 토크, 역률, 부하토크, 역률 관계를 표시 보호계전기 적용에 이용

10 유도전동기 특성

11 유도전동기 특성

12 전동기 고장현상 전동기 보호 원인과 목적 전동기 고장 부위별 비율 전동기, 부하 자체고장 검출 → 고장 영향 최소화
전원측 이상으로 부터 전동기와 부하 보호 전동기 고장 부위별 비율 권선 절연파괴 : 약 50% Bearing 고장 : 약 25% 기타 원인 : 약 25%

13 전동기 고장현상 전동기 자체 고장 현상 고장 원 인 현 상 영 향 과부하 • 정격부하 이상에서 운전
• 정격부하 이상에서 운전 • 과전류(입력전류>정격전류) • 기동시 기동시간 지연 • 권선절연열화, 소손 회전자 구속   • 회전자 결함, 과대한 부 하나 기계적결함에 의해 회전자 정지 또는 구속 • 기동전류와 같은 대전류    (정격전류의 4~10배) • 권선, 회전자 온도 급상승(회 전자 통풍효과 없어 상승가중) • 권선절연열화(심한경우 권선 소손) 단락  • 권선간 절연파괴 • 리드선, 연결단자 이탈 • 공급 Cable회로 단락 • 과대한 전류(정격전류의7~ 십수배) • 권선, 회로 소손 • 절연파괴 확산 지락 • 권선과 외함간의 절연파괴 • 리드선 또는 연결단자 • 공급전력 회로 절연 손상 • 과대한 전류(중성점 직접접 지 계통에 연결된 경우) • 영상전류 급증 • 영상전압 증가(중성점 비접 지또는고저항 접지 계통에 연결된 경우에 심함) • 권선소손 • 이상 과전압 발생원인 (중성점 비접지, 고저항접지 계통의 경우) 축수온도상승 • 윤활유 열화, 윤활유 부족 • Bearing 부분 과열, 마찰음 발생 • Bearing 열화, 소손

14 전동기 고장현상 전원측 이상에 대한 고장 현상 고장 원 인 현 상 영 향 결상 • 전력 Fuse 1상 융단
• 개폐기 접촉불량 → 1상 결상 • 전동기 내부권선 단선 • 기타 원인에 의한 1상회로 개방 • 과전류 • 역상전압,전류 발생 • 역상 전류에 의한 회전자  및 고정 자 과열, 소손 역상 • 전원 상회전 반대(전원회로 오접 속, Cable 교체 → 상순서 착오) • 전원 전압의 상불평형 (전원측 전압조정기불량, 불평형 운전 으로 인한   전원측 전압 불평형) • 전동기 회전방향 반대 • 역상분 전압, 전류 • 입력전류 증가 • 전동기 자체는 영향이 없으나 연결 된 기계장치가 역회전 하면 위험 초 래 • 회전자 과열 • 전동기 온도 상승 저전압  • 전원측 전압강하 과다 (저 역률 부하, 전원계통   이상) • 전원측 정전 • 전압조정장치 이상 • 입력전류 증가(부 하를 회전시키기 위해 전류 증가) • 전동기 속도저하 (심할 경우 전동기 정지) • 전동기 과열(장시간 운전시 소손) • 부하측 공정상 혼란 초래 • 전원전압 회복시 동일 계통 전동기 일시 기동 → 전압강하로 인한 기동 지연 → 저전압 운전시간 연장으로 과열 초래 → 과전류계전기 동작, 재정전 우려 • 정전 회복시 자동 재시동으로 인한 운전원 및 기계   장치 위험 과전압  • 전압조정 불량 • 허용범위내의 과전 압은 문제없음. •지나친과전압은 철손 및    동손의 증가로 권선온도    상승

15 용량별 보호방식 600V 이하 저압전동기 2.3kV 이상 고압전동기
Thermal Relay – 배선용차단기(Magnetic Trip 기능) 전자식 Trip 장치(한시, 순시, 지락요소) – 기중차단기 2.3kV 이상 고압전동기 보호계전기 – 고압차단기(진공, 가스 등)

16 전동기 보호방식 과부하 및 단락보호 지락보호 상불평형 보호 부족전압 보호 전력 Fuse 열동계전기 (온도감지형, 전류감지형)
과전류계전기 (과부하보호, 기동실패 또는 회전자 구속보호, 운전중 정지보호, 단락보호) 차동계전기 지락보호 지락과전류 계전기 상불평형 보호 역상전압 계전기 상전류 불평형 계전기 역상 전류계전기 부족전압 보호

17 전동기 보호방식

18 과부하 및 단락보호 사용목적 전력 Fuse 과부하시 전동기 고정자 권선 절연물 열적 한도 초과 방지
과부하 또는 회전자 구속시 전동기 내부 급격한 온도 상승 가능 전력 Fuse 고장검출과 차단능력 보유 최소용융 시간특성 : fuse의 요소들이 변질되지 않고 흘릴 수 있는 최대전류-시간 전동기 기동전류-시간 특성곡선보다 위에 있어야 함 고장제거 시간특성 : fuse가 완전히 용단 되어 고장을 제거한 전류-시간 전동기 열특성 곡선보다 아래 있어야 함

19 열동계전기 온도감지형 전류 감지형 전동기 고정자 권선내 RTD 삽입, 전동기 온도가 일정치 이상으로 상승하면 계전기 동작
운전중 점진적인 과부하 → 완만한 온도 상승 → 추적가능 급격한 온도변화 → 열전달 지연 → 동작지연 회전자의 경우 열전달 지연으로 보호 불가 온도센서를 삽입하기가 쉽지 않음 전류 감지형 변류기-계전기 구조 시간-전류 특성이 전동기 열적 특성과 유사하게 설계되어 있음 주위온도와 관계없이 동작 주위온도가 높은 곳 → 보호미흡, 주위온도 낮은 곳 → 과보호 가능성 있음

20 과전류 계전기 개요 순시요소 한시요소 사용목적 : 단락전류, 과부하, 회전자 구속 등으로부터 전동기 보호
일반적으로 250HP 이상 전동기는 보호는 2개의 순시요소와 1개의 한시요소로 구성 순시요소 단락전류 보호가 목적임 전동기 기동시 동작하지 않도록 회전자 구속전류의 약 1.7~2.0배로 설정 한시요소 과전류, 회전자 구속, 운전중 정지 등을 보호 전동기 정격전류의 115~130% 정도에 설정하고, 기동전류에 동작하지 않도록 충분한 시간지연이 필요 * 운전중 정지(Stalling)보호 - 부하 토크가 전동기 최대 토크를 초과하여 발생하는 현상 - 축에 과도한 부하가 인가되거나 공급전압이 지나치게 낮을 경우 발생 - 과전류 계전기 순시요소를 정격전류의 2배 설정, 열동계전기와 동작시 정지

21 과전류 계전기 2개 순시요소, 1개 순시요소 보호 구성도 한시요소는 전동기 정격전류의 115%
제1 순시요소 : 회전자 구속전류의 2배 제2 순시요소 : 전동기 정격전류의 175~200%, 한시 요소와 조합

22 과전류 계전기

23 차동계전기 특 징 내부 유입전류와 유출전류 차(%)에 의해 동작 변류기 특성이 일치하여야 함
비율차동방식과 자기평형식이 있으며 발전소에서는 주로 자기평형식을 사용 대형전동기에 적용, 과전류계전기 보다 예민함 비율차동보호방식 자기평형식

24 지락보호 지락보호 특징 중,소용량 유도전동기 대용량 유도전동기 전원측 계통 접지방식에 따라 지락 보호계전방식이 달라짐
대용량이나 중요도가 높은 전동기는 지락보호 전용 비율차동계전기 사용 중성점접지방식 보호계전기 적용 변성기 적용 CT PT 직접접지 순시요소부 과전류계전기 ZCT CT×3의 잔류회로 저항접지 저저항접지 고저항접지 방향지락 과전류계전기 및 지락과전압 계전기 GPT 비접지 방향지락 과전류계전기의 최대감도 위상각은 전류가 60°정도 앞선 것 사용

25 방향지락 과전류계전기

26 상불평형 보호 결상 또는 상불평형 특성 상불평형 보호에 사용되는 계전기 역상 전압계전기
결상시 건전상 전류 증가 : 1.73배 증가 (손실증가 감안 2배 증가) 정격 부근의 부하가 걸려 있을 경우 → 고정자 과열 역상전류에 의한 회전자 과열 상불평형 보호에 사용되는 계전기 역상전압계전기, 상전류 불평형계전기, 역상전류계전기가 사용됨 외부 지락이나 선간단락 고장시 오동작할 우려가 있으므로 시간지연이 필요 외부 요인에 의한 계통전압 변화가 상간 전류 편차 유발 저부하시 특히 심함 역상 전압계전기 계통전압의 불평형을 검출하여 전동기를 보호 일반적으로 5% 역상전압에 응동하도록 설정함

27 상불평형 보호 상전류 불평형계전기 역상 전류계전기 Fuse 이상 등으로 1상만 개방될 수 있는 곳에 사용
15% 불평형 전류에 적용하도록 설정 시간지연이 필요 역상 전류계전기 상전류 중 역상분을 검출하여 동작 순시형과 반한시형이 있으며 반한시형이 많이 사용됨 주로 I22*t = 40 값을 많이 사용 전동기는 전부하전류의 15%에 해당하는 역상전류에 정정하는 것이 합리적임 상불평형 상태를 예민하게 감지하므로 주로 발전기에 많이 사용 전동기의 경우 상전류 불평형계전기를 사용하는 것이 더 좋음

28 부족전압 보호 부족전압 특징 모선절환 부족전압계전기 정정 과전류에 의한 전동기 과열 초래
전동기 과전류에 의한 과열은 과전류계전기가 보호 모선전압 상실 → 신속하게 전동기를 모선에서 분리하는 것이 바람직함 모선 전압 회복시 동일 모선의 모든 전동기 기동 방지 모선절환 모선 부족전압시 모선내 전동기 손상방지 및 정상전압 확보를 위해 모선절환 고속모선절환 (10cycle 이내) : 위상차를 제한하여 측 비틀림 토크 방지 저속모선절환 : 잔류전압이 30% 이내로 낮아지면 모선절환 시행 부족전압계전기 정정 정격전압의 70~80%에 설정

29 전동기 보호계전기 적용현황 (500MW급 발전소)
계전기명 용도 설정치 동작시간 기능 비고 저전압계전기 (127M) 저전압보호 전동기 정격 전압(6.6kV)×80%(90V) TD : 1 차단기 트립 역상과전압계전 기 (127/147) 결상시 전동기 기동방지 전동기 정격 전압(6.6kV)×90%(99V) 역상전압 5%(5V) 용량이 가장 큰 전동기 기동시 동작하지 않도록 결정 계통전압 강하에 의해 결정 과전류계전기 (150/151M), (150/151 M2) 단락 및 과부하  보호 51:FLC×115%(S.F=1.0) 20～30초로 설정 250～2,999 HP 전동기에 설치 50:LRC×200% 순시 (150/151M1) 단락 및 과부하 보호 49:FLC×115%(S.F=1.0)  3,000 HP이상  전동기에 설치 51:49 Setting×3배 한시 (150H) Stalling 보호 FLC×200% (3,000 HP이상 혹은 이하 주요부하에 설치) 경보 및 트립 49,50H는 AND조건으로 동작 (49, 50H 각각은 경보) 순시지락 과전류계전기 (150G) 지락보호 20A, 2Cycle (1차측 지락전류) 돌입전류에 의한 계전기 오동작을 방지하기위해 높게 설치 (ANSI C37.96) 상전류불평형계전기 (146) 회전자 과열 보호 FLC×15% TD 4 Sec 역상전류에 의한 회전자과열 보호 전류차동 계전기(187M) 내부고장 검출 오동작하지않는 범위 내에서 최소로 정정 (변류기 2차측 기준 최소인 0.2A에 정정)

30 고압전동기 기동곡선, 계전기 정정곡선 계전기 종류 정정치 계산 상불평형 과전류 계전기(146) 정정치 : FLC×15%
366.7×0.15×5/600 = [A], 0.5에 정정 (ANSI C 항) 순시, 한시 과전류 계전기 (150/151 M1) 49 : Motor FLC×115%     366.7×1.15×5/600 = [A] 51 : 49정정치의 3배, 20~30초 시간지연     3.5×3 = 10.5[A] 50 : Motor LRC×200%     2,245×2×5/600 = [A]     37.417/3.5 = [배]     49정정치(3.5A)의11배로 정정 순시 과전류 계전기(150H) [High Drop-out] 150H : Motor FLC×200%        366.7×2×5/600 = [A]        6.2[A]에 정정 전류차동계전기 (187) 변류기 2차측 기준 최소인 0.2[A]에 정정 TD는 제작사 추천중 최소치인 0.03초 지락 과전류 계전기(150G) 1차측 전류기준 4~20A에 정정이 원칙이나 돌입전류에 의한 계전기 오동작 방지를 위해 20[A], 2 Cycles에 정정 전동기 Data 용량 : 3,600kW, 1,780rpm, 336.7A LRC 2,245A, CT 600/5

31 저압전동기 보호 ACB에 의한 전동기 보호 ACB 특징
Load Center에 사용, SST(Solid State Trip Device) 내장 용량 120~250HP 전동기에 부하개폐+고장차단용으로 많이 사용 SST는 과부하, 단락, 지락고장 보호 기능 수행 SST 설정 장한시 특성(과부하보호) : 전부하전류의 115~130%에 정정, 시간지연은 전동기 열적보호가 가능하도록 설정 단한시 특성(단락보호) : 기동전류의 2배 지락특성 : 차단기 Pick-up 전류의 0.2배 에 정정

32 저압전동기 보호 MCCB에 의한 전동기 보호 과부하 및 단락 보호 가능
일반적으로 열동전자식, 전동기용은 Trip 전류 조정이 가능한 순시동작 Magnetic Trip 요소를 내장한 전자식 MCCB 사용 Thermal Overload Relay (TOL) 과부하 보호용으로 사용 정정은 전부하전류의 115%(SF 1.0), 125%(SF 1.15) 열동전자식(Thermal Magnetic MCCB) 과부하 보호 정정값은 전부하전류의 150~205% 순시요소는 과부하 정정값의 12배에서 동작 과부하 보호를 200%로 설정할 경우 순시요소가 정격의 24배에서 동작되어 양호한 보호가 안될 수 있음.

33 저압전동기 보호 저압전동기 보호계전기 사용예 전자식 MCCB 전동기 기동전류는 전부하 전류의 12배를 넘지 않음
기동전류 약6배, 비대칭분은 기동전류의 약2배(1/2 cycle) 정확한 전동기 단락보호는 전부하전류의 13배를 넘지 않게 해야 함 전동기 보호용 전자식 MCCB는 과부하 보호 기능이 없으므로 열동계전기(TOL)과 조합하여 사용 저압전동기 보호계전기 사용예 용량 15HP, 전압 480V, 전부하전류 21A, SF 1.0 보호 종류 정정치 계산 비  고 과부하보호 정정치 : FLC×1.15          21×1.15 = 24.2 [A] 최대부하전류의 115% 단락보호 정정치 : FLC×12배          21×12 = 252 [A] FLC의 1300%미만 기동전류의 2배

34 전동기 보호계전기 정정

35 보호계통 구성도 발전소 6.9kV 소내계통 구성도

36 과전류 보호계전기 Incoming Feeder from UAT(151) Incoming Feeder form SUT(151)
계전기 Type : ABB 51Y(443P2240) AUX Tr 규격 : 22/ kV, 27(36)/ (18-18)MVA OA(FA) 정정값 정정기준 : 변압기 FA 용량의 125%에 정정(IEEE ) 1.25*Iload=1,882.6 [A] 2차 Pick-Up 전류 = 1,882.6 * 5/2,000 = 4.7A → Tap 5.0에 정정 Time Dial : 전부하 운전중 모선에 연결된 가장큰 전동기 기동시 기동전류에 동작하지 않도록 선정 (TD 3.5) Incoming Feeder form SUT(151) Incoming Feeder from UAT(151)와 동일하게 정정

37 과전류 보호계전기 6.9kV Feeder(151) 계전기 Type : ABB 51Y(443P2240) 정정치
해당 SWGR(SLP 또는 Coal Handling) Incoming Feeder Rating의 100%에 정정 2차 Pick-up 전류 = 1,200 * 5/1,200 = 5 [A] → Tap 5.0 Time Dial : 전부하 운전중 모선에 연결된 가장큰 전동기 기동시 기동전류에 동작하지 않도록 선정 (TD 2)

38 과전류 보호계전기 소내 과전류 보호협조 곡선

39 과전류 보호계전기 Load Center Feeder(150/151) 계전기 Type : ABB 51M(443P8541)
Overcurrent :2.5~5A, Inst : 5~100A LC Tr 규격 6.9kV/480V, 1,000/1.333kVA (AA/FA), %Z : 5.75 Time Overcurrent Unit 정정 정정기준 : 전부하 전류의 200~300%에 정정 (ANSI C37.91) 2.0 * 83.7 * 5/300 = 2.79[A] 에 정정 Tap 2.5, TD 1 (LC Tr Thermal Limit Curve와 보호협조) Instantaneous Unit 정정 정정기준 : 저압측 3상 단락전류의 175%에 정정 (ANSI C37.91) 단락전류 = 1,574A, CT 2차 전류 = 1.75 * 1,574 * 5/300 = 45.9A 49.5/2.5 = 18.36에 정정

40 과전류 보호계전기 LC Tr Feeder 보호협조 곡선

41 지락 과전류 보호계전기 Incoming Feeder from Unit Aux. XFMR(151N)
계전기 Type : ABB 51Y(443P2140) 정정치 Max. Ground Fault Available Minimum Tap 0.5에 정정, Pick up 전류 = 0.5×2000/5=200[A] Time Dial Setting 하단 151N과의 보호협조를 위하여 Time Dial 선정, TD 2에 정정 Incoming Feeder from SUT(151N) Incoming Feeder from UAT(151N)와 동일하게 정정 6.9kV Feeder(151N) 정정치 : Tap 0.5 Time Dial Incoming Feeder from UAT(151N)와 Incoming Feeder from SUT(151N)의 보호협조를 위하여 Time Interval ≒ 0.3sec, TD 1에 정정

42 지락 과전류 보호계전기

43 지락 과전류 보호계전기 L/C XFMR Feeder 및 고압전동기(150G) 계전기 Type ABB GR-5, 5~50A
정정치 20A(1차 Pick up 전류),  2cycles

44 전압계전기 전동기 보호용 저전압계전기(127M) Residual Transfer용 저전압계전기(127R)
Realy Type : ABB 27 (411R1175),  60~110V 정정치 정정기준 : 전동기 정격전압의 80%에 Drop out 되도록 정정 Voltage Tap Setting : 90V,   TD : 1 Residual Transfer용 저전압계전기(127R) Relay Type : ABB 27H (411R0275),  30~55V 전동기 정격전압의 30%에 Drop out되도록 정정 Voltage Tap Setting : 30V

45 전압계전기 불평형 보호용 전압계전기(127/147) Transfer용 저전압 계전기(127S)
Relay Type : ABB 47 (412N1175),  90~120V 정정치 정정기준 : 전동기 정격전압의 정상분 전압의 90%와 역상분 전압의 5%를 검출토록 정정 Drop out Tap : Pick up Voltage의 90% Tap에 정정 (역상분의 5% 검출) TD : 2 Transfer용 저전압 계전기(127S) Relay Type : ABB 27H (411R0175),  60~110V 정정기준 : 전동기 정격전압의 90% 이상으로 정정 Voltage Tap Setting : 100V

46 동기검출계전기 Relay Type 정정치 ABB 27S (424J1105), 20~60V, 1~15sec
두 전원간의 위상차 ±20°이내 (두 전원간 Vector차 0.34PU) Differential Voltage : 40V Time Delay : 1.0sec

47 고압전동기 보호계전기 전동기 Data 역상 과전류계전기 과전류계전기(150/151M1)
전동기명 : Boiler Feed Pump용 전동기 유도전동기(농형), 3상, 6.6kV, 3,600kW, 1,780rpm FLC : 367 A, LRC : 2,245 A 역상 과전류계전기 Relay Type : ABB 46D (427Q4270)  0.5~2A 정정기준 : 결상 및 전압 불평형에 의한 전동기 과열 보호하기 위하여 역상전류가 FLC의 15%이상시 동작토록 정정 정정치 : 367 * 0.15 * 5/600 = → Tap 0.5, TD 4 sec 과전류계전기(150/151M1) Realy type : ABB 49/50/51, Phase Overcurrent 2.5~5A, Inst. 4~16 Multiples 정정치 49 Setting : Motor FLC의 115%에 동작토록 정정 336.7 × 1.15 × 5/600 = 3.514[A], Tap : 3.5A, TD : 1 51 Setting : 49의 3배에서 20~30초가 되도록 설정, TD : 5

48 고압전동기 보호계전기 과전류계전기(150H ) 전류차동계전기(187M )
50 Setting : Motor LRC의 200%에 동작토록 정정       2245 × 2 × 5/600 = [A], /3.5 = 10.69 49 Setting Tap 전류의 11배에 정정 과전류계전기(150H ) Relay type : ABB 50H (468T0675), High Dropout 2~20A 정정기준 : Motor FLC의 200%에 동작토록 정정 366.7 × 2 × 5/600 = 6.112[A] 6.2A에 정정 전류차동계전기(187M ) Relay type : ABB 50D (468T1475) 0.2~2A 정정기준 : 오동작하지 않는 범위 내에서 최소로 정정 정정치 Tap : 0.2A (변류기 2차측 기준 최소치) Time Delay : 0.03sec(제작사 추천값 중 최소치)

49 고압전동기 보호계전기 지락 과전류계전기(150G ) Relay type : ABB GKC (202R2118UL) 5~60A
정정기준 : 1차측 전류기준 4~12A에 동작토록 정정(ANSI C )이 원 칙이나 돌입전류에 의한 오동작방지를 위하여 높게 정정 정정치 20A,  2cycles 정정

50 고압전동기 보호계전기

51 고압전동기 보호계전기 (소용량) 전동기 Data 과전류계전기(150/151M2) 지락 과전류계전기(150G )
사용처 : Closed Cooling Water Pump 3상 6.6kV,  220kW,  1170rpm, FLC : 24.8[A],    LRC : 161[A] 과전류계전기(150/151M2) Realy type : ABB 51M (443P8141), Phase Overcurrent 0.5~2A, Inst. 1~40A 정정치 51 Setting : Motor FLC의 115%에 동작토록 정정 24.8 × 1.15 × 5/100 = 1.426[A],   Tap : 1.5A, TD : 2 50 Setting : Motor LRC의 200%에 동작토록 정정 161×2×5/100=16.1[A], 16.1/1.5=10.73, Tap : Inst. Tap Dial 11에 정정 지락 과전류계전기(150G ) Relay type : ABB GKC (202R2118UL) 5~60A 정정기준 : 1차측 전류기준 4～12A에 동작토록 정정(ANSI C )이 원칙이나 돌입전류에 의한 오동작 방지를 위하여 높게 정정 정정치 : 20A,  2cycles 정정

52 고압전동기 보호계전기(소용량)

53 소내 저압회로 보호계전기 저압회로 구성도

54 소내 저압회로 보호계전기 LC 인입차단기 전동기 제어반 피이더 차단기 장한시 (LT)
로드센터 변압기의 정격전류(FA 용량 기준)의 약 110%에 정정 인입차단기 정격전류는 로드센터 변압기 정격전류(FA 용량 기준)의 120%정도로 선정되므로          LT = In(2,000A) × 0.9 = 1,800A, 시간지연은 15초에 정정 단한시 (ST) 차단기 정격치의 4배에 정정        ST = In(2,000A) × 4 = 8,000A, 시간지연은 3초에 정정 전동기 제어반 피이더 차단기 MCC의 모선 정격은 800A이나 실제 연결부하의 총 용량은 모선 정격치 이하이므로 800A에 정정          LT = In(800A) × 1.0 = 800A, 시간지연은 15초에 정정 장한시 정정치의 4배에 정정         ST = In(800A) × 4 = 3,200A, 시간지연은 0.2초에 정정

55 소내 저압회로 보호계전기

56 소내 저압회로 보호계전기 부족전압계전기 로드센터 변압기 중성선 과전류계전기(51N) 지락감지계전기(51GS)
Relay Type : ABB R1175   60~110V 정정기준 : 발전소 소내설비중 로드센터 모선전압은 460V의 80%이상 유지 정정치 : 460V × 0.8 = 368V (PT 1차측), 368 × 120/480 = 92V (PT 2차측) 100V TAP에 정정 부족전압 정정치 : 100V × 480/120 = 400 (PT 1차측), 400V/460V × 100 = 86.96% 로드센터 변압기 중성선 과전류계전기(51N) Relay Type : ABB 443S2240  1.5~6A 전동기 제어반 피이더의 51GS와 보호협조, Tap 2.0 (120A) 및 시간지연(TD) 8에 정정 지락감지계전기(51GS) Relay Type : ABB 443S3240   1.5~6A 전동기 제어반 피이더의 51GS는 전동기 제어반의 부하 피이더중 지락감지기가 없는 가장 큰 용량의 MCCB(30AT)의 동작곡선과 보호협조 Tap 2.0 (120A) 및 시간지연(TD) 6에 정정

57 소내 저압회로 보호계전기 비전동기 피이더 차단기 전동기 피이더 차단기
장한시 (LT) : 전부하전류의 약 125%에 정정, 시간지연은 I2t = OFF 곡선에 정정 단한시 (ST) : 장한시 정정치의 4배에 정정, 시간지연은 0.2초에 정정 지락 : Sensor Rating × 0.2에 정정, 시간지연은  I2t = OFF 곡선에 정정 전동기 피이더 차단기 장한시 (LT) 전동기 전부하전류의 115%(S.F:1.0)～130%(S.F:1.15)에 정정 소방펌프 전동기는 전부하전류의 300%에 정정(NFPA 20, ) 시간지연은 전동기 기동시 트립되지 않는 범위에서 최소시간과 전동기 열적 보호곡선과 보호협조되도록 정정(소방펌프는 8~20초 시간 지연) 순시 (IT) 전동기 기동전류의 약 2배에 정정 소방펌프 전동기는 전부하전류의 20배에 정정(NFPA 20, ) 지락 Sensor Rating × 0.2에 정정, 시간지연은  I2t = OFF 곡선에 정정

58 소내 저압회로 보호계전기

59 참고문헌 한국전력 중앙교육원 변압기전문반 교재 한국전력 중앙교육원 신입송변전기초반 교재 변압기시험절차서 (창원전력 자료)
변전설비 현장 Guide Book(제천전력 동해전력소) 보호계전기 기초 (발전교육원) 하동 3,4호기 보호계전기 정정계산서 유도기기 (박민호 저)

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