■. 전력용 고압 콘덴서 계전기 작동에 따른 알람 조치 가이드?

3.3kV 그리고 6.6kV 회로 전력용 고압 콘덴서에 적용하는 보호 계전기의 작동에 대해 알람 원인 및 조치 방법에 대해 아래와 같이 살펴본다.

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◈. N V S, O C R, G R. 알람 조치 가이드

◇. 3.3kV or 6.6kV 회로에 사용하는 NVS보호방식 콘덴서의 고장 형태는 유전체 절연파괴로 부터 시작된다.

이러한 유전체 절연파괴는 상간단락으로 인해 대단히 큰 고장전류가 발생하게 되는데 이때 NVS가 제일먼저 작동한다.

그러므로 NVS알람과 단락 고장 과전류 알람에 대한 대책을 수립하면 된다.

그리고 내-외Surge, 동물침입 등과 같은 외적요인에 의한 지락계전기(GR) 작동이 있다.

참고로 고압 콘덴서의 고장 형태가 정형화돼 일정 패턴을 보이는 것은 아니지만 N V S 그리고 과전류와 지락고장 3가지 안에 대해 알람 계획을 수립하면 된다.

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■. N V S 표시 램프 점등.(N V S 알람)

구    분	내              용
N V S 보호 개요	N V S(Neutral Voltage Sensor)는 중성점 전압검출기로 콘덴서 내부유전체 절연파괴시 중성점간에 나타나는 전위차로 작동한다. 이 중성점 전압 검출기는 신속 정확해 고압(3.3kV, 6.6kV) 콘덴서뱅크 보호계전기 중 제일 먼저 작동하게 된다.
N V S 작동	NVS 램프 점등, 차단기(VCS)개방
N V S 외 보완	과전류 계전기(OCR/51), 지락 계전기(GR/전압, 전류선택사용할 수 있다), 과전압 계전기(OVR/59), 부족전압 계전기(UVR/27) -> 부하 측 Main 정전시 콘덴서도 함께 OFF되는 구조라면 생략해도 된다.
N V S 작동 원인	①. 콘덴서 내부 유전체 절연파괴에 따른 콘덴서 고장 ②. N V S 보조 저항기 고장(저항기 고장시 전압 불평형으로 중성점에 전위 발생) ③. N V S 검출기 고장에 따른 오작동. 주). N V S 작동으로 Trip된 차단기를 재 투입해선 안된다. 콘덴서 폭발의 원인이 된다.
조치 방법	①. 콘덴서를 점검한다. (정전용량 Check)     – 차단기 개방을 다시 확인한다.     – 차단기 2차 선로 검전을 실시한다.     – 선로 대 대지간 그리고 선간 방전을 실시한다.       대지 대 3상선로 L1:대지, L2:대지, L3:대지의 방전 3회 그리고 콘덴서의 선간 L1:L2와 L1:L3 & L2:L3를       3회 실시한다.     – 콘덴서 Cable을 단자에서 분리한다.     – 콘덴서 고유 정전용량을 Check 기록한다. ②. 정전용량[uF] 불량(고장)콘덴서를 선별한다.     – 싱글스타 방식의 3대 그리고 더블스타 방식의 6대 모두를 전부 측정한다.     – 정격 정전용량과 차이 나는 (대부분 높게 측정된다) 콘덴서를 고장 선별 처리한다. ③. N V S 보조저항기 저항 값을 측정한다.     – 싱글스타 방식의 3대 저항기 모두를 측정한다.     – 정격과 상이한 저항 값의 저항기는 선별하여 불량(고장)처리한다. ④. A급 콘덴서로 교체한다.     – 정격전류가 흐르는지 확인한다.     – 이음 이취를 계속 감시한다. (1시간 이상)

■. O C R 작동 알람.

구    분	내              용
O C R 보호 개요	과전류 계전기 O C R은 설정한 정격전류 이상의 과전류가 유입될 경우 작동하게 된다. 콘덴서 고장은 유전체 절연파괴로 이는 상간단락이 돼 매우 큰 단락 고장전류가 전원 측으로부터 유입되게 된다. O C R은 이를 검출 차단기를 작동시켜 2차로 확대되는 폭발, 화재, 전체정전 등의 대형사고를 예방한다.
O C R 작동	O C R 알람, 차단기 개방.
O C R 작동 원인	①. 콘덴서 내부 유전체 절연파괴에 따른 콘덴서 고장 ②. 직렬 리액터의 층간 or 선간단락 고장 ③. 콘덴서 차단기 2차 선로의 단락사고 ④. 직-병렬 고조파 공진
조치 방법	①. 콘덴서를 점검한다. (정전용량 Check)     – 차단기 개방을 다시 확인한다.     – 선로 검전을 실시한다.     – 선로 대 대지간 그리고 선간 방전을 실시한다.       대지 대 3상선로 L1:대지, L2:대지, L3:대지의 방전 3회 그리고 콘덴서의 선간 L1:L2와 L1:L3 & L2:L3를       3회 실시한다.     – 콘덴서 Cable을 콘덴서 단자에서 분리한다.     – 콘덴서 고유 정전용량을 Check한다. ②. 정전용량 불량(고장)콘덴서를 선별한다.     – 병렬결선된 콘덴서 모두를 측정한다.     – 정격용량과 상이한 콘덴서를 선별 고장처리한다. ③. 리액터 고장 유무를 확인한다.     – 선간(L1:L2, L1:L3, L2:L3) 절연을 Check한다.     – 리액터 권선의 층간단락 여부를 Check한다.(도체 저항 측정, 육안검사)     – 탄화, 변색등 관능검사를 실시한다. ④. 차단기에서 부터 콘덴서 리액터 방전코일 선로의 단락유무를 점검한다.     – 선간 절연을 Check한다.     – 도전성 물체 또는 부품류의 선간 단락과 절연저하 발생 가능 유무를 체크한다.     – 탄화, 변색등 관능검사를 실시한다. ⑤. 리액터, 2차 선로, 콘덴서 정전용량 Check결과 이상 없다면 O C R계전기 오작동을 Check한다.     – O C R 설정이 규정이내에 Setting됐는지 확인한다.     – 계전기 불량에 따른 오작동인지 점검한다. ⑥. ① ~ ⑤번 점검결과 이상이 없으면 L-C 직렬 또는 병렬공진에 의한 계전기 작동으로 이는 전문가의 도움      을 받아 조치한다. ⑦. A급 부품으로 교체한다.     – 정격전류가 흐르는지 확인한다.     – 이음 이취를 계속 감시한다. (1시간 이상)

■. G R 작동 알람.(Ground Relay)

구     분	내               용
G R 보호 개요	지락 계전기 G R은 콘덴서, 직렬리액터, 방전코일, 차단기 2차 선로의 절연저항이 저하돼 나타나는 지락사고를 검출한다. 또한 동물침입이나 내, 외 서지의 충격에 의한 섬락사고의 2차 확대 사고를 예방한다.
G R 작동	G R 알람, 차단기 개방.
G R 작동 원인	①. 콘덴서 절연포위지 절연저하에 따른 절연불량. ②. 직렬 리액터 권선 대지간 절연저하 ③. 방전코일 고장 또는 절연저하 ④. 콘덴서 회로의 차단기 측 2차선로 절연저하.
조치 방법	①. 콘덴서를 점검한다.     – 차단기 개방을 다시 확인한다.     – 선로 검전을 실시한다.     – 선로 및 콘덴서 방전을 실시한다.       대지 대 3상선로 L1:대지, L2:대지, L3:대지의 방전 3회 그리고 콘덴서의 선간 L1:L2와 L1:L3 & L2:L3를       3회 실시한다.     – 콘덴서 Cable을 콘덴서 단자에서 분리한다.     – 콘덴서 절연저항을 Check한다. ②. 절연저항 불량(고장)콘덴서를 선별한다.     – 단자:대지간 측정하며 병렬결선된 콘덴서 모두를 측정한다.     – 절연저항이 규정치 이하로 측정된 콘덴서는 선별하여 고장처리한다. ③. 리액터 + 방전코일 절연저항을 Check한다.     – 단자:접지간 절연을 3상 모두 Check한다.     – 탄화, 변색등 관능검사를 실시한다. ④. 차단기 2차선로의 절연저항을 Check한다.     – 선로:접지간 절연을 3상 모두 Check한다.     – 도전성 물체 또는 부품류의 선로 대지간에 지락 및 절연저하 발생 가능 유무를 체크한다.     – 케이블 흘림, 탄화, 변색 등 관능검사를 실시한다. ⑤. 리액터, 2차 선로, 콘덴서, 방전코일 절연저항 Check결과 이상 없다면 G R계전기 오작동을 Check한다.     – 계전기 불량에 따른 오작동인지 점검한다.     – 메인 측 계전기가 먼저 작동되지 않도록 보호협조를 실시한다.     – 계통 접지 이상 유무를 한번 더 점검한다. ⑥. A급 부품으로 교체한다.     – 정격전류가 흐르는지 확인한다.     – 이음 이취를 계속 감시한다. (1시간 이상)

◆. 불량 체크 범위

1). 콘덴서 정전용량[uF] = 정격 용량의 -5 ~ +10%

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2). 콘덴서. (리액터+방전코일) 절연 저항 = DC 1000V, 500MΩ이상

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3). O C R 설정 = 콘덴서 정격전류에 대해 130%.

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4). 차단기 2차 절연저항 = 내선규정에 따른다.

 

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