변성기와 변류기

계기용 변성기란? 

Instrument Transformer

 

고전압, 대전류의 1차적인 전기량을 측정계기, 전력계 또는 보호계전기 등의 접속장치에 적합한 2차적인 전압 및 전류로 바꾸어 주는 전기기기로서, 변류기(Current Transformer, CT), 계기용 변압기 (Potential Transformer, PT) 및 계기용 변압 변류기(Combined Voltage and Current Transformer, PCT)로 나누어 진다. 
계기용 변성기는 그 사용목적에 따라 전력의 계량, 선로보호 및 전력 사용상의 관리 및 제어 등 전력계통을 운영하는데 있어 매우 중요한 위치를 차지하므로, 선로의 이상전압에 대하여 충분한 절연강도를 지니고 최후까지 성능을 발휘하여 그 역할을 완전히 수행할 수 있도록 설계, 제작되어야 한다.

 

관련 용어 

 

1) 계기용 변성기(Instrument Transformer)
전기계기 또는 측정장치와 함께 사용되는 전류 및 전압의 변성용 기기로서, 고전압 회로의 전압 계측용 변압기(PT 또는 PD) 및 고전압 또는 대전류 회로의 전류 계측용 변류기(CT)및 계기용 변압 변류기의 총칭이다.
2) 2차 권선(Secondary winding)
계기용 변성기의 2차측 권선으로서 계측에 적당한 전압(110, 110√3, 110/3 [V]) 또는 전류(5, 1 [A])로 변성하여 2차회로에 공급한다.
3) 변성비(Transformation ratio)
(1) 공칭 변성비(Kn) : 정격 1차 전류와 정격 2차 전류와의 비 또는 정격 1차 전압과 정격 2차 전압과의 비(예, 100A / 5A, 6000V/110V)
(2) 실제 변성비(K) : 실제로 1차 권선에 가한 전류 또는 전압과 2차 권선에서 공급 되는 전류 또는 전압과의 비

4) 비오차(Error ratio)
비오차란 공칭 변성비(Kn)와 실제 변성비(K))의 차를 실제 변성비(K)로 나눈 백분율이다. 비오차 = Kn - K × 100 [ %]K
5) 합성오차
계기용 변성기가 전기 계측기 또는 측정장치에 영향을 미치는 오차 1개 또는 1개조의 계기용 변성기의 비오차와 위상각에 의한 오차를 합성한 것을 말한다.
6) 위상각(Phase angle)
1차 측 전류 또는 전압 벡터와 180°회전된 2차측 전류 또는 전압 벡터간의 상차 180° 회전된 2차측 전류 또는 전압 벡터가 앞선 경우의 위상각을 정으로 하고 분으로 표시한다.
7) 부담(Burden)
계기용 변성기 2차 회로에 접속되는 부하로서 그 소비전력과 역율에 의해 피상전력[VA]으로 표시된다. 이때, 부하에 이르기까지의 전선 전압강하 부담율을 포함 시켜야 한다.
① 정격부담 : 정격조건하에서 성능을 보증할 수 있는 부하(VA)로서, 역율 cosθ=0.8에서 오차한계 특성을 나타낸다.
② 동작부담 : 변류기 에서는 Ohm과 부담역율 cosθ의 항으로 나타낸 임피던스이고, 전압 변성기에서는 부담 역율 cosθ의 항으로 나타낸 2차 회로의 어드미턴스 이다.

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변류기?

 

소전력 변압기이다

1차 권선이 주 회로를 이루고 2차 권선은 접속 되는 계기

 

전력계, 계전기 및 제어기기 등을 통해 회로적으로 차단되어 있다. 계기와 보호회로를 1차측과 절연시키고, 변류기의 과전류 특성에 따라 과부하에 대해 장치들을 보호한다.
변류기는 상호간에 자기적으로 완전 절연된 동일 또는 상이한 특성을 가지는 철심으로 된 다수의 2차 권선을 가질 수 있다. 예로서 상이한 오차계급을 가지는 2개의 철심이나 상이한 과전류 정수를 가지는 계기용과 보호용 철심으로 구성될 수 있다.

변류기의 1차 전류는 1차 회로의 부하 전류로서 흐르고 2차 권선에 부하를 걸고 1차측에 선로의 1차 전류를 흘리면 철심에 자속이 통과하며, 철심내의 자속은 1차 전류 자속에 대하여 2차 전류 자속이 이를 없애는 방향(감극성)으로 자기회로가 투입되어 있다.
따라서 변류기의 2차 회로가 개방되어 있으면 2차회로 자속에 의한 감극성이 없어져 1차측 자속을 없앨 수 없게 되므로 철심이 과여자 되어 과열 온도상승 및 과전압 절연파괴로 소손에 이르게 되므로 매우 주의하여야 한다.

 

정격부담
변류기의 접속되는 계기 및 계전기의 소비전력[VA]에 의해 2차 회로의 부담을 산정 하고 각 종 규격별 정격부담을 참조하여 선정한다.이때 2차 회로의 케이블 부담을 반드시 포함하여 2차 회로의 부담을 산정한다.