콘덴서회로 보호방식 분류

* 콘덴서 회로 보호방식 분류

- 전기적 방법과 기계적 방법으로 분류
- 전기적 검출방식에는 전압과 전류 방식으로 구분함

1. 전압검출방식: 중성점 전압 검출방식, open delta방식, 전압차동 보호방식
2. 전류 검출방식: 상전류 비교방식, 전류 차동방식, 역상전류 검출방식, 중성점 전류 검출방식,
                  과전류방식, 이중성형 중성점간 전류검출방식

1) open delta 방식은 고압 및 특별고압 적용
2) 전압 차동방식: 특고압에 적용

오픈 델타 방식과 전압 차동방식은 크게 보아 같은 원리로 적용되는 보호방식임
이의 원리는 콘덴서 고장시 방전코일 2차에 검출되는 전압에 의해 CB를 개방시키는 방식임

- 오픈델타 방식의 검출 전압 (Vry = 3vc /3P(S-1) + 1V)

- 전압차동방식 (Vry = 3vc /3P(S-1) + 2V)
  여기서 Vc: DC 2차측 정격전압, P: 각상의 단기 콘덴서 병렬대수, S: 단기콘덴서내의 직렬회로수

1. 전압차동 보호방식
 1) 개요
   특별고압 진상용 콘덴서 뱅크 중 대용량 설비에 주로 사용되는 보호방식으로 콘덴서 내부소자가
   1개만 고장나도 고장전압이 검출되므로 안전한 뱅크 운전이 가능

 2) 특성
   뱅크는 콘덴서, 리액터, 방전코일 등으로 이루어지며 각 상의 방전코일 2차측 불평형 전압을
   검출하여 Vry를 동작시키는 원리.
 
 3) 적용
    특별고압 고조파 필터용 콘덴서 뱅크 및 특별고압 진상용 콘덴서 뱅크에 사용

2. 오픈 델타 보호 방식
 1) 개요
   특별고압의 콘덴서 설비중 비교적 소용량 설비에 사용되는 보호방식

 2) 특성
   뱅크는 콘덴서, 리엑터, 방전코일 등으로 이루어지며 각상의 방전코일 2차측을 OPEN DELTA로
   결선하여 콘덴서 고장 시 불평형 전압을 검출하여 Vry(전압평형 계전기)를 동작시키는 원리
   동작 성능은 전압차동방식과 동일하지만 보호계전기가 동작한 경우 고장이 발생한 상(PHASE)을
   직접 찾아야 하는 번거로움이 있음.

 3) 적용
    특별고압 고조파 필터용 콘덴서 뱅크 및 특별고압 진상용 콘덴서 뱅크에 사용

3. 중성점 전압 검출방식(NVS:Neutral Voltage Sensor)
 1) 개요
   3.3㎸, 6.6㎸ 계통의 고압 진상용 콘덴서 뱅크에 주로 사용되는 보호방식
   단상콘덴서 및 보조저항을 조합하여 외부에 Y-Y 결선을 만들고 중성점에 중성점전압검출장치(NVS)를
   삽입하여 콘덴서의 고장 시에 발생하는 고장전압을 검출하는 방식
 
 2) 특성
  중성점 전압검출방식(NVS)은 별도의 조작전원이 필요치 않으며 중성점 비접지 방식이므로 접지계전기의
  오동작이 없으며, 전압검출방식이기 때문에 고조파 돌입전류에 의한 오동작이 없음.

 3) 적용
   고압 고조파 필터용 콘덴서 뱅크 및 고압 진상용 콘덴서 뱅크에 사용

 4) 회로구성
   - Single Star 방식:
    콘덴서 3대를 Y결선하여 대칭되는 (Y결선한) 저항과의 중성점 전압차를 검출하여 차단기를
    Trip시키는 방식.
    NVS의 검출 전압은 콘덴서 내부 직렬수에 따라 변화하므로 System 설계시 결정.

   - Double Star방식:
    Double Star로 결선된 콘덴서의 중성점간 전압차를 검출하는 것으로 그 원리는 Single Star방식과 동일
 
 5) NVS의 접점용량은 AC, DC 100V 0.1A이나 트립코일에서 나오는 전류는 대개 5A 정도 이므로 반드시
   보조릴레이를 사용하여 NVS 접점을 보호하여야함.

4. 중성점 전압 검출방식(NCS : Neutral Current Sensor)
 1)개요
   3.3㎸, 6.6㎸ 계통의 고압 진상용 콘덴서 뱅크에 주로 사용되는 보호방식.
   삼상콘덴서 내부결선을 Y-Y 만들고 그 중성점에 중성점전류검출장치(NCS)를 삽입하여 콘덴서의 고장시에
   발생하는 불평형전류를 이용하여 고장을 검출하는 방식.

 2)특성
   콘덴서에서 발생하는 고장신호는 120㎐의 펄스신호이므로 반드시 AC 110V Ratched Relay를 적용하여 컨트롤
   판넬을 구성

 3) 적용
   고압 고조파 필터용 콘덴서 뱅크 및 고압 진상용 콘덴서 뱅크에 사용

콘덴서용 직렬리액터

1. 개요
  저압, 고압 및 특별고압 진상용콘덴서 또는 콘덴서군에 직렬로 삽입하여 회로전압 파형의 왜곡을
  경감 시키고 콘덴서 투입시의 돌입전류를 억제하는 목적으로 직렬리액터를 설치하여야 한다.
  - 직렬리액터 설치(KS C 4806)

2. 특성
   절연유(Non-PCB)의 적용여부에 따라 건식과 유입식으로 나누며 건식은 고압(3.3㎸, 6.6㎸ 계통) 및
   저압(220V~480V)까지 생산하며 유입식은 특별고압과 모든 전압계통 제품을 제작(삼화 콘덴서 기준)

3.적용
 1) 일반회로에 존재하는 고조파는 제5조파 이상이며 제5조파 이상의 회로에는 리액턴스 6%
 2) 전철부하 및 아크로 부하에는 제3조파가 발생되며 적용할 리액턴스는 13~15%
 3) 대용량의 정류기 부하, 용접기가 있을시에는 발생량에 따라 8~13%을 설치

4. 콘덴서와 조합시 용량 가감의 경우
 1) 콘덴서의 용량을 감소 시킬 경우:
    정격의 리액터가 접속되어 있는 상황에서 어떤 이유로 인하여 콘덴서의 용량을 감소 시켜야 할 경우
    콘덴서의 Reactance는 확대되고 리액터의 콘덴서에 대한 Impedance비는 감소되어 전체
    Impedancerk 용량성 쪽으로 기울어 고조파 확대 현상을 일으킬 가능성이 크다.

 2) 콘덴서의 용량을 증가 시킬 경우:
    콘덴서 용량을 증가 시킬 경우에는 역으로 Reactance비가 증가 하기 때문에 콘덴서 및 리액터의
    단자전압이 상승하게 된다. 또 기본용량의 증가로 전류가 증가하여 리액터의 전류용량이 부족하게 된다.
    따라서 콘덴서의 용량을 증가 시켜야 할 경우에는 직렬 Reactor를 변경 설치 하여야 한다.

방전코일

1. 개요
  특, 고압, 저압 진상용콘덴서 또는 콘덴서군에 병렬로 삽입하여 콘덴서를 회로로부터 개로하였을 때
  잔류전하를 단시간에 방전시킬 목적으로 시설

2. 특성
  절연유(Non-PCB)의 적용여부에 따라 건식과 유입식으로 나누며 건식은 고압(3.3㎸, 6.6㎸ 계통) 및
  저압(220V~480V)까지 생산하며 유입식은 특별고압과 모든 전압계통 제품을 제작(삼화 콘덴서 기준)

3. 적용
  콘덴서 및 콘덴서 뱅크에 병렬로 시설
 - 방전코일의 방전용량(KS C 4804)
   : 5초 후 콘덴서 단자전압이 50V 이하

4. 장전코일 결선방식
   일반형 방전코일, 전압차동 보호방식 방전코일, 리엑터 내장형