발송배전 및 건축전기 기술사 문제 | CT 2차측 개방시 현상

전기 관련 자격증 중에 취득하기 가장 어려운 것은 발송배전 및 건축전기 기술사입니다.

기술사 문제 중에서 CT의 2차 측 개방 시 현상입니다.

이 현상을 등가회로와 벡터도를 활용하여 설명하겠습니다.

 

CT 2차 측 개방 시 현상

 

CT 2차 측 개방 시 현상을 등가회로 및 벡터도를 활용하여 설명해 보도록 하겠습니다.

 

 

1. 변류기의 동작원리

 

① 구성 : 1차 권선, 2차 권선

② 1차 전류를 매개로 하여 이것에 비례하는 2차 전류(5, 1 [A])로 변성

③ 1차 전류와 2차 전류의 비

 

• 권수비 : $a= \frac{n_{1}}{n_{2}}= \frac{V_{1}}{V_{2}}= \frac{I_{1}}{I_{2}}$, 권선비 a에 반비례

 

변류기 동작원리

 

 

2. CT 2차 개방 시 현상

 

 

 

① CT 등가회로

• $I_{1}, I_{2}$ : 1차, 2차 전류
• $I_{e}, I_{c}, I_{m}$ : 여자전류, 철손전류, 자화전류
• $E_{1}, E_{2}$ : 1차, 2차 유기전압
• $E_{b}$ : 2차 단자전압
• $R_{1}, X_{1}$ : 1차 권선의 저항, 누설 리액턴스
• $R_{2}, X_{2}$ : 2차 권선의 저항, 누설 리액턴스
• $R_{e}, X_{e}$ : 철심의 철손저항 및 여자리액턴스
• $R_{b}, X_{b}$ : 2차 부담의 저항, 누설 리액턴스

 

CT 등가회로

 

② CT 등가회로상 2차 개로시 현상

(1) 2차 개로시 $R_{b}, X_{b}$가 무한대로 되어 1차 전류 $I_{1}$은 계속 흐르고 2차 전류 $I_{2}$는 없으므로, $I_{1}$은 모두 여자전류 $I_{e}$가 되어 철심이 과도하게 여자 되고 포화에 의한 한도까지 고전압이 유기됩니다.

 

(2) 2차 측 임피던스가 무한히 커지므로 2차 전압 $E_{2}$가 철심 포화 시까지 $Z_{b} = R_{b} + jX_{b}$에 비례하여 커지게 됩니다.

 

CT의 2차 개로시 현상

 

 

3. CT 2차를 운전 중에 개방하면 안 되는 이유

 

① 2차 개방 시는 $a= \frac{V_{1}}{V_{2}}= \frac{I_{1}}{I_{2}}$에서 $V_{2} = \frac{I_{1}}{I_{2}}V_{1}$이 됩니다.

② 개방 시 $I_{2} = 0$이므로, ∴ $V_{2} = \frac{I_{1}}{0} × V_{1} = ∞$로 됩니다.

③ CT 2차 측을 개방한 상태에서 1차 전류를 통전하면, 2차 단자 간에 고전압이 발생하여 2차 회로의 절연파괴가 우려됩니다.

④ 철손 증대로 인하여 과열이 발생하므로 운전 중에 CT는 2차 측을 개방하면 안 되며, 2차 측 부하(부담)가 없을 때는 단락 시켜야 합니다.

 

 

4. CT 2차 측 개방 방지 대책

 

① CT 단자의 볼트를 주기적으로 조여줍니다.

② Hook on Meter를 이용하여 CT 2차 측 전류의 이상유무를 확인합니다.

③ CT 회로 시험 후에는 반드시 오결선 여부를 확인합니다.

④ 활선 상태에서 계측기용 CT 2차 회로를 작업하는 경우 단락 후 시행합니다.

⑤ CT 회로를 작업해야 할 경우 가능한 한 정전(휴전) 상태에서 시행합니다.

 

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