계기용 변류기 CT(Current Transformer)

출처:http://www.eom.co.kr/3.engineering/2.elec/2.source/5.machinery/5.ct-pt-zct-gpt/ct.htm#2.%20%EC%A2%85%EB%A5%98

1. 정의

임의의 전류 값에 비례하는 전류 값으로 변성하는 계기용 변성기를 말한다

* 대전류가흐르는 선에 직접 전류계를 달기힘들기때문에

적은용량의 전류계를 사용하여 전류를 측정하는데 목적이 있다.

고로 계기용 변류기란 권수비를 통해 어떤 전류 값을 이에 비례하는 전류값으로 변성하는(낮은 전류로 변성) 계기용 변성기를 말한다.

전선로에 직렬로 취부하여 대전류를 소전류 (1A, 5A)로 강하시키는 것을 말한다.

 

* 사용시에 2차측 회로를 개방 시키면 권수비에 의해 고전압이 발생되어 위험하게 되며 계기를 소손할 우려가 있다 

고로 항시 2차측을 단락상태로 해야한다 

 

2. 종류

2-1. 절연구조에 따른 분류

1) 건식

절연재료로 종이, 면 등을 절연 와니스에 진공 함침한 것을 사용한 CT, 저전압 옥내용으로 주로 사용한다.

2) Mold형

절연재료로 합성수지 또는 부틸고무 등을 사용하여 권선 또는 전체를 절연한 것으로 저전압 및 6.6KV, 22.9KV에 사용한다.

3) 유입형

절연유를 절연재료로 사용한 것으로 애자형, 탱크형 등으로 고전압(22.9~345KV), 옥외용에 많이 사용한다.

4) 가스형

절연유 대신 SF6 가스를 사용하여 탱크형으로 제작된다 최근 GIS(가스절연)설비용으로 많이 사용되고 있다.

 

2-4. 검출용도에 따른 분류

1) 정상 CT

정상분을 얻기 위해서는 보통 CT로 한상에 1대의 CT가 필요하고 V결선에서는 2대로 3상전류를 얻을 수 있다.

2) 영상 CT

영상전류만을 간편하게 얻기 위한 CT로 1차권선이 3상 일괄로 통과되고 그 주위에 환상철심을 두어 철심둘레에 2차권선을 균일하게 감아 영상전류를 얻는 방식이다.  변류비는 1차 정격전류와 관계없이 영상전류에 대해서만 표시한다. 일반적으로 200mA/1.5mA

3) 합성 CT

여러 선로의 전력을 종합하여 계량할 목적으로 사용된다.
각 선로마다 계량기를 설치하여 합산하는 것보다는 합성 CT를 사용하여 종합계량기 1대로 계량하는 것이 경제적이다.

4) 보조 CT

오차보상, 소폭의 전류조정, 위상각 변경 등을 위해 사용한다. 보조CT 2차측에서 전류를 증가시키면 주 CT의 부담을 증가시키므로 부득이 사용시는 2차측에서 전류가 감소되도록 위치를 선정하는 것이 좋다.

 

 

3. CT의 선정 예

; 1500[kw] , 22.9[kv] 수전설비의 CT 선정

 

1) 최대부하전류

I = 1500 / (1.732 x 22.9 ) = 37.8 [A]

2) CT의 정격 1차전류선정 (최대부하전류에 1.2~1.5배 사이로 정함, 전동기같이 기동전류가 큰경우는 2~2.5배)

37.8 x 1.25 = 47.25[A]

표준정격의 50 / 5 [A] 선정

3) CT의 정격부담

– 보통은 일반적인 부담은 강반한시형 인 경우 최대정격부담이 17[VA] (OCGR) 이고

계기(전류계, 전력계, 역률계)의 부담과 배선의 부담을 고려하여 표준의 정격부담에

서 결정한다.( CT의 2차측에 연결될 계기와 보호계전기등의 총부담 보다도 CT의정격부담이 반드시 커야 한다)

– 정격부담은 40 [VA] 로 산정한다.

4) 과전류 강도(정수) 계산

; 수전점의 기준용량을 100[MVA]라 하면

– 기준전류 In = 100,000 / (1.732 x 22.9) = 2521 [A]

– 고장점에서의 전원측까지의 총 %임피던스

%Z = 50 ( 전원측%Z + 전선로%Z + CT 및 기타기기%Z )

– 비대칭계수 ( X / R 값에 의해서 기술자료에서 구해진다 )

비대칭계수 = 1.3

(1) 대칭단락전류(실효치)를 구한다.

Is = (100 / %Z) x In = (100 x 2521) / 50 = 5042 [A]

(2) 최대비대칭 단락전류(실효치)를 구한다.

Im = Is x 비대칭계수

= 5042 x 1.3 = 6.6 [KA]

(3) 단시간 과전류값 계산

; 최대비대칭 단락전류값을 기준하여 PF 동작시간 (0.03초) 에 있어서의 값

Ip = Im x 0.17 = 6.6 x 0.17 = 1122[A]

(4) CT의 과전류 강도 계산

Sn = Ip / 정격 1차전류

= 1122 / 50 = 22.44

= 40 (표준의 정격에서 선정한다)

 

* 과전류정수 와 CT 2차부담 과의 관계

1) CT의 과전류정수 와 CT 2차부담의 곱은 거의 일정 하므로 부담이 커지면 과전류정

수는 저하하는 것을 의미하며,

2) 반대로 큰 과전류정수가 필요할 때는 부담을 줄임으로써 목적을 달성할 수 있다.

3) 과전류정수가 너무 크게 되면 CT 2차측에는 사고전류에 비례한 큰 전류가 흐르게 되

어 계전기의 열적, 기계적 내량이 문제가 되는 수가 있으므로 주의하여야 한다.