계기용변류기 (C.T : Current Transformer) 종류 및 구조 형태에 따른 분류

계기용변류기 (C.T : Current Transformer) 종류 및 구조 형태에 따른 분류

 

1. 계기용변류기의 정의

임의의 전류 값에 비례하는 전류 값으로 변성하는 계기용 변성기를 말한다.

< 계기용 변류기 >

 

· 계측기에 적당한 전압이나 전류로 변화하여 계측기를 고전압 회로에서 절연한다.

· 측정정확도가 향상된다.

· 사용시에 2차측 회로를 개방 시키면 고전압이 발생되어 위험하게 되며 계기를 소손할 우려가 있다

 

2. 계기용변류기의 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.

 

2-2) 권선형태에 따른 분류

① 권선형

1,2차 권선 모두 하나의 철심에 감겨있는 구조로서 필요에 따라 1차권선의 권수를 2회 이상으로 할 수 있기 때문에 저 전류 특성을 좋게 할 수 있다.

② 관통형

1차권수가 1회(1차측도체가 변류기 1차권선으로 그대로 쓰이기 때문에 1차권수는 1로 제한된다)인 도체가 Ring형 철심 중심부를 통과, 철심에 2차권선이 균일하게 감겨있는 구조.

③ 부싱형

관통형의 일종으로 부싱내의 도체를 CT의 1차 도체로 사용하고 2차권선이 감긴 Ring형 철심이 변압기나 차단기를 절연하는 부싱을 둘러싸도록 취부 된다.

부싱형 변류기의 철심내경은 일반적으로 크기 때문에 磁路長이 다른 변류기보다 길다. 이것을 보상하기 위해 철심단면적을 크게 하므로 포화하기 어려워 1차전류가 큰 때에도 오차가 적고 저전류 영역에서는 큰 여자전류로 인해 오차가 크게된다.

대전류 영역에서 오차특성이 양호하여 계전기용으로 많이 사용한다.

④ 단일비 CT

한 개의 철심에 1차와 2차 권선이 있어 변류비가 1개뿐인 CT

⑤ 다중비 CT

변류비가 2개 이상인 것으로 1차권선의 결선을 다르게(직렬 또는 병렬) 하여 변류비를 변경하는 방식, 2차권선에 여러개의 탭을 두어 변류비를 변성하는 방식 등이 있으며, 사용목적에 따라 CT를 별개로 나누어 사용하게 되는데 경제성과 설치장소의 절약을 목적으로 한다.

 

⑥ 3차 권선부 CT

 

비접지 또는 고저항 접지계통에서 충분한 영상전류를 얻기 위하여 사용하고, 2차 권선에는 정상전류를 3차권선에서는 영상전류를 각각 얻을 수 있다. 따라서 고저항 접지계에서 1차전류가 300A(일본의 경우 400A) 이상인 CT에는 3차권선부로 하는 경우가 많다.(300A를 초과하는 경우에는 지락전류를 제한하기 위해 저항접지방식으로 하기 때문이다)

 

2-3) 철심에 따른 분류

① 단일철심 CT

철심이 1개인 CT

② 다중철심 CT

CT 1대 속에 철심이 여러개 있는 형태로 3개의 철심이 있어 3개의 CT 역할을 할 수 있어 경제적이다.

③ 공심 CT

관통형 변류기의 일종이나 철심이 없는 것이 특징이다. 즉, 상호공심 리액터이다. 철심이 없기 때문에 철심포화에 의한 오차가 없다. 특성은 1차전류에 대하여 2차측에는 전압이 발생되도록 제작되어 있다. 2차측이 개방되어도 적은 전압이 발생되어 안전하다. 이 CT는 주로 모선보호방식에 사용된다.

전압은 1200/5V로 표시된다.

 

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.

 

2-5) 특성에 따른 분류

① 계측용 CT

평상시 정상부하 상태에서 사용하므로 정격 이내에서 정확해야 하며 사고시에는 포화되어 계측기 및 회로를 보호하는 특성을 구비 하여야 한다.

② 계전기용 CT

사고시에 응동하여야 하므로 재전류에서 포화되지 않아야 한다.

③ C형 CT

미국 ANSI 규격에서 정한 특성으로 정격의 20배 전류에 포화되지 않고 비오차가 -10% 이내에 유지토록 한 CT.

④ T형 CT

미국 ANSI 규격에서 정한 특성으로 철심의 누설자속이 커서 변류비 영향을 줄 수 있어 계산에 의해서 특성을 구할 수 없고 시험에 의해서만 구할 수 있는 CT.