계기용 변압기(PT)란

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일반적으로, 계측이나, 보호용 계전기 등을 사용해 주회로의 전압, 전류를 계층, 제어하기 위해 주회로의 전압이나 전류를 작은 전기량으로 변성해서 사용할 필요가 있다.

그러기 위해 전압용으로 계기용 변압기(PT), 전류용으로 변류기(CT) 전력 수급용으로 계기용 변압변류기를 사용하는데 일반적으로 이것을 계기용 변성기라고 총칭한다.

계기용 변압기(PT)란 어떤 전압값을 이에 비례하는 전압값으로 변성하는 계기용 변성기

이다. 사용목적에 따라 비접지형과 접지형, 상수에 따라 단상과 삼상으로 분류된다.

1. 계기용 변압기의 원리

구성은 1차 권선, 2차 권선 및 철심으로 구성된다.

원리는 변압기와 동일하며, 권수비(n) = 1차권선수 / 2차권선수이다.

1차측의 전압, 전류 및 임피던스를 2차측으로 환산하려면 1/n, n 및 1/n의 제곱을 곱해서 2차측으로 환산.

2. 정격 전압

1) 정격 1차전압 : 공칭전압(3.3kv, 6.6kv, 22,900/√3 등)

2) 정격 2차전압 : 110V, 110/√3(100V, 150V, 190/√3 등)

3. 정격부담

계기용 변성기(PT, CT)의 용량을 정격 2차 부담이라 한다.

정격 2차 전압하에서 부하로 소비되는 피상전력(VA)로 표시한다.

(변류기의 부하는 직렬로 접속하지만, PT의 부하는 병렬로 접속한다.)

1) 0.1급 또는 0.2급(표준용) : 10VA, 15VA, 25VA

2) 0.5급(정밀계측용, 일반용) : 15, 50, 100, 200VA

3) 1.0급 또는 3.0급(일반용) : 15, 50, 100, 200, 500VA

* 2차측 배선 부담 고려한 Cable 굵기에 주의, 예로 100VA, 100[m] 일시는 5.5㎟ 이상 사용.

[표1] 정격부담에 따른 Cable 굵기 선정

정격부담(VA)	30m	50m	75m	100m	150m	200m	250m	300m
100이하	3.5㎟	3.5㎟	3.5㎟	5.5㎟	5.5㎟	5.5㎟	5.5㎟	5.5㎟
200	3.5㎟	5.5㎟	5.5㎟	5.5㎟	5.5㎟	8㎟	14㎟	14㎟
500	3.5㎟	5.5㎟	8㎟	14㎟	14㎟	22㎟	22㎟	22㎟
500(영상)	3.5㎟	3.5㎟	3.5㎟	3.5㎟	3.5㎟	3.5㎟	3.5㎟	3.5㎟

4. 중성점 불안정 현상

계기용 변압기의 특이한 현상중위 하나이며, 발생 원인으로는

1) 계통이 비접지계통일 때 PT를 접지할 경우.

2) 계통이 접지계통일 때 일시적인 계통 분리 현상으로 비접지계로 된 경우.

3) 계기용 변성기의 2차 부담이 극히 적은 경우.

ㄱ. 계통에 갑작스런 전압인가 또는 복구(사고)와 같은 충격에 의한 계통 혼란

ㄴ. 차단기, Fuse 등의 용단, 또는 단선시.

4) 중성점 불안정 현상시의 문제점

ㄱ. 철 공진을 일으켜 중성점에 과도 진동 현상 발생.

ㄴ. PT의 대지 전압이 높아져 철심 포화 현상 발생

ㄷ. 포화로 인한 돌입전류로 다른 상의 대지전압을 상승시켜 다시 포화되어 진행.

5. 극성 및 단자 기호

계기용 PT의 극성은 감극성이 표준이다.

1) 단상PT : 1차측 단자기호(U, V), 2차측 단자기호(u, v), 중성점(v)

2) 직병렬 접속의 계기용 변압기

1차 권선을 직병렬 접속하고 2차 권선을 직병렬 접속.

3) 3상 계기용 변압기 : 1차측(U, V, W), 2차측(u, v, w)로 표시, 중성점(1차:O, 2차:o)

4) 배열 : 2차측에서 보아 왼쪽으로부터 U, V, W 및 u, v, w, a, b, c, d의 순서

6. 비오차

실제의 1차 전압과 2차전압 또는 2차 전압의 비가 명판에 기재된 공칭 변성비에 대해 얼마나 틀린가를 나타내는 것.

7. 위상각

1) 1차 전압 벡터에 대해 180도 회전시킨 2차전압 또는 3차 전압의 벡터가 이루는 각을 분으로 나타내는 것.

2) JEC : 비오차는 ±2.0~6.0, 위상각은 ±40~360분.

8. 접지

혼촉방지 및 2차회로 유기전압 현상 방지를 위해 PT의 2차측을 2차 중성선 또는 1차 단자를 접지한다.

접지의 일반적인 주의사항은,

1) 2차접지 금지.

2) 변압기의 단자측보다는 계전기의 장치측에서 실시.

3) 내선규정 : 7,000V 이상은 제1종접지, 7,000V 미만은 제3종 접지 시행.

9. PT의 Fuse

1) PT는 1차측 및 2차측에 Fuse를 부착하여야 한다.

2) 그 목적은,

ㄱ. 1차측 Fuse : PT의 고장이 선로에 파급되는 것을 방지, COS나 PF 사용, 0.5A 또는 1A의 것 사용.

ㄴ. 2차측 Fuse : 오접속 및 부하의 고장등으로 인한 2차측 단락시 PT 보호용으로 사용, 부담(VA)별로 3A, 5A,

10A 등이 사용.

10. 제품의 표시 및 호칭

명칭, 계급, 절연계급(표준용은 제외), 정격1차전압, 2차전압, 정격부담, 정격 주파수가 표시

예) 계기용변압기 :0.2급, 6.6KV/110V, 15VA, 60Hz