한류저항기(CLR)의 저항(Ω) 및 용량(W) 결정방법

한류저항기(CLR)의 저항(Ω) 및 용량(W) 결정방법

 

 

1. CLR의 저항(Ω) 및 용량(W) 결정

1) 등가회로 결정 및 해설

※ E1 : GPT 1차 상전압

    E3 : GPT 3차 상전압

    Rn : CLR(한류저항기)

    Vo : 영상전압

    Ir : 1선지락시 GPT에 흐르는 전류

    ir : 1선지락시 GPT 3차 한류저항기에 흐르는 전류

    N : GPT의 전압비( E1/E3)

 

↓ GPT 3차측 한류저항기 각상으로 분류

 

 

↓ GPT3차측 저항 1차로환산

 

↓ In의 전류가 GPT 1차에서 3등분되므로 병렬회로임 (GPT 1차 접지측으로 저항 이동)

 

↓ 병렬회로의 합성

 

즉 GPT의 3차측 CLR의 저항을 1차로 환산한 후 중선점(접지선)으로 이동하면 GPT 1차측에 저항접지 형태가 된다. 이는 CLR의 크기에 따라 지락전류크기를 조절 할 수 있는 것이다.

 

2) CLR 저항(Rn) 계산식

 

※ E1 : GPT 1차 상전압

    E3 : GPT 3차 상전압

    Rn : CLR(한류저항기)

    Vo : 영상전압

    Ir : 1선지락시 GPT에 흐르는 전류

    ir : 1선지락시 GPT 3차 한류저항기에 흐르는 전류

    N : GPT의 전압비( E1/E3)

< Fig01. GPT 3차전압 벡터 >

 

 

3) 지락전류 중 유효전류 Ir의 결정

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< Fig02. Ir의 방향 >

 

보통 Ir(유효전류)은 380㎃로 선정한다. 이는 지락방향 계전기 감도가 380㎃ 부근에서 고감도를 나타내고 또한 ZCT 1차 정격전류가 200㎃이므로 여유전류를 두어 380㎃로 한다.

따라서, GPT 각 상의 전류는 380 / 3 = 127(mA)로 결정

 

4) 전압별 한류저항(CLR)Rn(Ω), 용량(W)값 산출

○ 6.6KV 계통의 Rn, W

식①에 의해서

식 ②에 의해서

 

만일 완전지락 사고발생으로 단시간(GPT 시간정격: 30분 정격사용이 일반적임)내에 계통에서 분리되지 않을 경우(CB Fail), CLR 보다 GPT가 먼저 소손되어 경제적으로 손실이 더 크고 이로 인한 2차 파급사고가 발생할 수 있으며 또한 복구에 소요되는 시간도 훨씬 많을 것임.

따라서 CLR은 단시간정격(30Sec, 1Min, 3Min 등)을 사용하며 W용량 또한 100W를 사용하는 것이 일반적임.

 

○ 3.3kv 계통의 Rn W값

CLR은 단시간정격(30Sec, 1Min, 3Min 등)을 사용하며 W용량 또한 100W를 사용하는 것이 일반적 임.

 

○ 저압 440V 계통의 Rn, W

CLR은 단시간정격(30Sec, 1Min, 3Min 등)을 사용하며 W용량 또한 훨씬 작은 값을 사용함.

 

 

2. GPT의 부담(VA)

1) 조건

○ 지락의 조건은 1선 완전지락으로 본다.

○ 케이불 충전전류는 케이블 부설방법, 길이에 따라 변동되므로 조건에서 제외하며 순수한 유효전류 발생분(CLR에 의한 전류)에 대해서만 적용한다.

○ 지락방향 계전기 감도가 380㎃ 부근에서 고감도를 나타내고 또한 ZCT 1차 정격전류가 200㎃이므로 여유전류를 두어 380㎃로 하면, GPT 각상의 전류 = 380 / 3 = 127(mA)가 되므로 GPT 한상분의 정격전류를 127㎃로 한다.

< Fig03. GPT의 유효전류 흐름도 >

 

※ E1 : GPT 1차 상전압 E3 : GPT 3차 상전압

Rn : CLR(한류저항기) Vo : 영상전압

Ir : 1선지락시 GPT에 흐르는 전류 (380㎃로 함)

ir : 1선지락시 GPT 3차 한류저항기에 흐르는 전류

N : GPT의 전압비( E1/E3)

 

2) GPT 1상분의 부담

P = GPT 한 상의 전류 × GPT 한 상의 전압 (VA)

 

3) 전압별 GPT 1상분의 부담

○ 6,600Ｖ일 경우

P = 0.127 x 6,600 / √3 = 484[VA] 정격인 500[VA] 사용

 

○ 3,300Ｖ일 경우

P = 0.127 x 3,300 / √3 = 242[VA] 300[VA] 사용

 

○ 440Ｖ일 경우

P = 0.127 x 440 / √3 = 32[VA] 정격인 50[VA] 사용

상기 계산결과를 정리하면 표01과 같은 결과를 얻게 된다.

 

< 표01. GPT에 적용된 CLR 및 GPT부담 >

구 분	CLR(한류저항기) 산출 값		GPT 1상당 부담 (VA)
	저항값(Ω)	용량(W)
6,600V 비접지 설비	25	100	500
3,300V 비접지 설비	50	100	300
440V 비접지 설비	370	--	50