보호계전시스템 일반사항

보호계전시스템

가. 일반사항

1. 보호계전시스템의 역할

전력계통에 발생하는 사고구간 분리
파급사고 방지
복구의 신속화

2. 보호계전시스템의 구성

보호계전기용 변류기, 계기용변성기
차단기 및 이의 제어회로
보조 통신설비(관련되는 경우에만 한함)
직류제어전원
a,b,c,d 항의 관련설비와 보호계전기의 연결장치

3. 보호계전장치의 구비조건

신뢰성확보(오,부동작)
선택성구비(자기구간)
협조성(전,후위계전기)
양호한 감도(모든사고 감지)
적절한 동작시간
취급,보수,점검용이
자동 재폐로 실시(가공 송,배전선)

4. 보호범위 선정방법

계전기 설치점에서 차단기를 중심으로 반대측 CT를 입력하여 보호범위를 중첩시킨다.

나. 표준보호계전방식

1. 345KV 계통

1-1 송전선보호방식

345KV 송전선인출은 변전소 모선구성 형태에 불구하고 양 차단기에 인출됨을 원칙으로 한다.
피보호 송전선은 양전원, 2단자의 가공선으로 한다.
송전선 보호방식은 2계열로 구성하고 각각 주보호(주1, 주2)와 후비보호(후1, 후2)를 구비한다.
차단기 트립코일과 보호계전기용 변류기를 2계열화하고 선로보호 및 계기용변성기(주, 후비보호용 권선분리)는 선로측에 설치하여 사용한다.
계측기 : 전력계, 무효전력계, 전류계, 전압계
345KV 송전선 보호방식

계열

주보호

후비보호

재폐로방식

1계열

(단, 지락공히)
전력선반송
방향비교
고장시트립저지

(단) 단락거리계전기

(지) 지락거리계전기

3상(24Hz)

단상(48Hz)

3상 + 단상

2계열

(단, 지락공히)
전력선반송
전송차단
제어 Underreach

(단) 단락거리계전기

(지) 지락거리계전기

* 기타사항

- 동기탈조 트립방식(1ry)
- 동기탈조 트립억제(1, 2ry)
- P.T 결상보호(1ry)
- 고장선로 가입시 보호(1ry)
- 순시트립요소(1ry) 등을 별도 구비

1-2. 345KV 모선

345KV 모선은 1.5 차단방식으로 구성될 경우에만 옥내외형을 불구하고 적용(Ring 모선은 원칙적으로 적요하지 않음)
#1, #2 모선 각각에 대하여 2계열로 구성 적용한다.
모선보호용 변류기 사용시 주의사항
- 전용의 CT를 설치하여 사용한다.
- 각 계열마다 독립하여 설치한다.
- 전압차동방식에서는 가능한한 동일특성, 동일변류비 사용함.
- 외부사고시 오동작하지 않도록 포화특성에 유의하여 선택한다.
- 보호맹점이 발생하지 않도록 그 설치위치에 주의한다.
계측기 : 각 모선에 전압계를 설치한다.
표준모선보호방식

계열	주보호	후비보호	비고
1계열	(단, 지락공히) 전압차동방식	-	AND 조건으로 오동작 방지
2계열	(단, 지락공히) 전압차동방식	-	AND 조건으로 오동작 방지

* 기타사항
- AC,DC 공히 2계열화됨
- 저전압 검출방식 구비

1-3. 345KV 변압기

피보호대상 345KV 변압기는 변압비가 345/161/23KV 3상 또는 단상변압기 3대로 한다.
a상의 조건이 만족되는 경우 변압기의 권선구조, 용량, 탭절환방식에 불구하고 동일한 보호방식을 적용한다.
2대의 변압기를 병렬운전하는 경우에도 각각에 동일한 보호방식을 적용한다.
345KV 측이 양 CB 방식으로 연결된 경우 보호계전기용 345KV 측 변류기는 양 CB쪽에 각각 설치하여 독립적으로 계전기에 연결한다.
변압기의 결선구조에 따른 보호용 변류기 및 변성기의 결선방법은 각각의 기준에 의한다.
345KV 변압기의 보호방식은 주보호와 후비보호로 구성한다.
주보호용 비율차동계전기는 4권선형을 사용한다.
계측기
- 345KV측 : 전력계, 무효전력계, 전류계, 전압계
- 154KV측 : 전력계, 무효전력계, 전류계
표준보호방식

주보호	후비보호
(단, 지락공히) 전류비율차동계전방식	구분	1차	2차	3차
	단락	2단계 DZR	2단계 DGR	OCR
	지락	DOCGR	DOCGR	OVGR

1-4. 345KV 차단기

345KV 변전소에 설치된 차단기는 모선형태에 불구하고 차단실패 보호방식을 적용한다.
차단실패보호방식은 Local Back-Up 방식으로 한다.
345KV 각 차단기는 자동재폐로 방식을 채택하며 3상, 단상, 3상 + 단상 재폐로가 가능한 고속도 1회 투입방시으로 한다(단, 차단기가 변압기용으로 사용될 경우에는 제외)
345KV 차단실패보호방식의 표준

피보호설비

적용계전방식

비고

345KV 차단기

Local Back - up 방식

차단기 트립용 주계전기 동작조건에서
과전류계전기 + 타이머 → 트립

1) Local Trip (인근차단기)
2) Remote Trip

송전선 제2주보호용 전송회로 이용

2. 154KV 계통

2-1. 154KV 송전선 인출단

154KV 송전선 보호방식은 변전소 모선형태에 불구하고 송전선의 구성형태, 중요도, 종류, 긍장 등에 의거 각 송전선별로 다음과 같이 효율적인 보호방식을 적용한다.
▶ 적용원리면
- 양전원 1,2회선 송전선
- 양전원 1,2회선 송전선 + T분기
- 2회선 방사상 송전선
- 1회선 방사상 송전선
▶ 선로긍장볍 적용
- 10~15km 이상 : 반송보호방식
- 10~15km 이하 : 표시선(계전)방식을 적용할 수 있다.
▶ 구성형태별 적용
- 가공선 : 반송보호방식
- 지중선 : 표시선계전방식
154KV 송전선 보호방식은 1계열로만 구성한다.
154KV 송전선 양전원 보호방식은 주보호와 후비보호로 구성한다.
계측기 : 전력계, 무효전력계, 전류계
154KV 송전선로 표준보호방식(양전원 가공기준)

피보호설비

주보호

후비보호

154KV 송전선

(단락, 지락공히)
전력선반송
방향비교
고장시트립저지방식

(단락) 3한계 한시거리계전방식

(지락) 3단계 한시거리계전방식

* 기타사항

동기탈조트립 저지방식 구비

open line fault 보호방식 구비

고속도 3상 1회 재폐로방식

2-2. 154KV 모선

발,변전소의 154KV 모선에 대한 보호방식은 원칙적으로 송전선으로 사용되는 모선으로서 4회선 이상의 피더를 가진 경우에만 적용한다.
모선의 구성형태(단일모선, 이중모선(2M, 2MIT, 1MIT)에 따라 각각 효율적인 보호방식을 적용할 수 있다.
154KV 모선보호방식은 1계열만 적용한다.
모선보호용 변류기는 다음사항에 의해 적용한다.
- 모선보호용 변류기는 전용으로 설치 사용한다.
- 전압차동 모선보호방식에서는 각 피더 변류기를 동일 특성의 동일 변류비로 사용하고, 변류비가 다른 경우에는 별도로 검토한다.
모선보호용 변류기는 외부사고에 오동작 하지 않도록 포화특성에 유의하여 선택한다.
계측기 : 각 모선에 전압계를 설치하고, 구분차단기로 구분되는 경우에는 각 구분마다 전압계를 설치한다.
154KV Tie 차단기 및 구분차단기의 계측기는 전류계를 설치한다.
154KV 모선 표준보호방식

피보호설비	구성형태	구분	주보호	후비보호
154KV 모선	이중모선 2M, 2MIT	표준 A	전압차동계전방식
	이중모선 2M, 2MIT	표준 B	위상비교방식
	단일모선 1M, 1MIT	표준 A	전압차동계전방식
	단일모선 1M, 1MIT	표준 B	위상비교방식

* 기타사항
- 저전압 check 방식 구비

2-3. 154KV 변압기

154KV 3상 송,배전용 변압기는 변압기용량, 권선결선, 전압비 등에 따라 보호방식을 구분 적용한다.
154KV 송, 배전용 변압기는 10,000KVA 이상인 경우에는 주보호로 비율차동계전방식을 적용하며, 10,000KVA 미만인 경우에는 과전류, 과전압계전방식을 적용한다.
154KV 송배전용 변압기로 10,000KVA 이상인 경우에는 주보호와 후비보호
2권선 변압기에 적용될 경우에는 2권선용, 3권선 변압기에 적용될 경우에는 3권선용을 사용한다(단, 3권선 변압기중 1권선이 안정권선일 경우에는 2권선용을 사용할 수 있다)
계측기 : 주변압기 2차, 3차측에 전력계, 무효전력계, 전류계, 전압계를 설치
154KV 변압기 표준보호방식

계열	주보호	후비보호
계열	주보호	구분	1차	2차	3차
154KV 변압기(송배전용) 154/66/23KV(Y-Δ-Y) 10MVA 이상	(단락, 지락공히) 비율차동계전방식	단락	OCR	OCR	OCR
154KV 변압기(송배전용) 154/66/23KV(Y-Δ-Y) 10MVA 이상	(단락, 지락공히) 비율차동계전방식	지락	OCGR	OVGR	OVGR OCGR

2-4. 기타

중요한 154KV 차단기(예 : 345KV s/sdml 154KV 차단기 등)에 대해서는 차단실패보호방식을 적용할 수 있다.
154KV 차단기에 대한 재폐로 방식은 송전선용에 한하여 적용한다.(단, 지중송전용은 제외)

3. 66KV (22KV) 계통

3-1 66(22) KV 송전선 인출단

66KV 송전선 보호방식은 중성점의 접지방식, 송전계통의 구성형태(Loop 또는 Radial)등에 따라 다음과 같이 구분 적용한다.
- 66KV 비접지방식의 Loop 계통
- 66KV 비접지방식의 Radial 계통
- 66KV 저항접지방식의 Loop 계통
- 66KV 저항접지방식의 Radial 계통
66KV 송전선 보호방식은 가공, 지중에 불구하고 a항의 구분에 따라 적용한다.
66KV 저항접지방식의 Loop 계통으로 1차 송전계통의 경우에는 보호방식을 주보호와 후비보호로 구분 구성하고 기타의 경우에는 단일보호방식(주보호)으로 구성한다.
22KV 송전선 보호방식은 가공,지중에 불구하고 Redial 계통으로 구성 운전함을 전제로 보호방식을 적용한다.
계측기 : 전력계, 무효전력계, 전류계
66(22)KV 송전선 표준 보호방식

피보호설비	주보호	후비보호
66KV 비접지 Loop 계통	(단락) 방향과전류방식 (지락) 지락과전압 + Sequential Trip(OVGR)
66KV 저항접지 Loop 계통(1차계통)	(단락, 지락공히) 전력선반송 방향비교 고장시 트립저지방식	(단락) 단락방향거리계전방식 (지락) 지락방향거리계전방식
22KV 비접지 Redial 계통	(단락) 과전류방식 (지락) 지락과전압 + 선택지락방식(OVGR + SGR)

3-2. 66(22)KV 변압기

66KV(22KV) 송,배전용 변압기는 변압기의 용량,권선결선,전압비 등에 따라 보호방식을 구분 적용한다.
66KV(22KV) 변압기 보호방식은 10MVA 이상인 경우에는 주보호로 비율차동계전방식을 적용하며, 10MVA 미만인 경우에는 과전류, 과전압계전방식을 적용한다.
66KV(22KV) 변압기로 10MVA 이상인 경우에는 주보호와 후비보호를 적용한다.
66KV(22KV) 변압기의 경우 단상 3대로 3상 결선사용시에도 3상 변압기와 동일하게 보호방식을 적용한다.
계측기 : 주변압기 2차측에 전력계, 무효전력계,전류계,전압계를 설치
66KV(22KV) 변압기 표준 보호방식

피보호설비	주보호	후비보호
		1차	2차
66KV(22KV) 송배전용 변압기 66KV/23KV(Δ-Y) 10MVA 이상	(단락, 지락 공히) 비율차동계전방식	(단락) OCR	(단락) OCR
			(지락) OCGR

3-3. 기타

66(22)KV 모선보호방식은 특별한 경우(구조상 또는 중요모선)을 제외하고는 적용하지 않는 것을 원칙으로 한다.
66(22)KV 모선용계측기 : 전압계
66(22)KV 전력용콘덴서 계측기 : 무효전력계, 역률계, 전류계
23KV 분로리액터 계측기 : 종합측에 무효전력계, 전류계를 설치하고 각 뱅크별로는 전류계를 설치한다.
23KV Shunt Reactor 및 66(23)KV Static Condenser 표준보호

피보호설비	주보호	후비보호
Shunt Reactor(분로리액터)	(단락) 비율차동방식 (지락) 지락과전압방식	(단락) 과전류방식
S.C(전력용콘덴서)	(단락) 과전류방식 (지락) 지락과전압방식 또는 지락과전류방식 (층간단락) 전압평형방식

* 기타사항
- 분로리액터의 중성점은 비접지식임을 전제로 함
- 보호방식은 각 뱅크별로 적용함을 원칙으로 함(단, 지락과전압방식은 제외)
- S.C는 비접지식 3상 형임을 전제로 함
- S.C 지락보호 66KV, 22KV 지락보호 → 지락과전압
22KV-y → 지락과전류

4. 22.9KV-y(11.4KV-y) 계통

4-1 22.9KV-y(11.4KV-y) 배전선

22.9KV-y(11.4KV-y) 배전선 보호방식은 변전소에서 배전선 인출이 3상4선식 다중접지 또는 3상3선식 단일접지 방식에 불구하고 동일한 보호방식을 적용한다.
22.9KV-y(11.4KV-y) 배전선 보호방식은 가공선 또는 지중선 또는 지중선의 구분 및 배전선용 주변압기의 1차전압크기(154KV 또는 66KV)에 불구하고 동일한 보호방식을 적용한다.
22.9KV-y(11.4KV-y) 배전선 보호방식은 변전소 인출에서 본 3상간의 불평형율(중성선전류 ÷ 최대상전류 × 100%)이 30% 이하로 유지함을 원칙으로 하여 적용한다.
22.9KV-y(11.4KV-y) 배전선이 1개 변압기 뱅크에서 3회선 이상으로 인출로 2차(22.9KV 또는 11.4KV) 종합차단기가 설치될 경우에는 종합차단기에 배전선 단락사고 후비보호방식을 적용하고, 3회선 미만의 경우로 종합차단기가 없는 경우는 후비보호방식을 생략할 수 있다.
22.9KV-y(11.4KV-y)를 공급하는 변압기 22.9KV-y(11.4KV-y) 중성선에는 배전선 지락사고 후비보호방식을 적용한다.
22.9KV-y(11.4KV-y) 배전선 차단기에는 선로사고시 자동재폐로 및 보호협조를 위하여 재폐로계전방식을 적용한다.
계측기 : 적산전력계,전류계
22.9KV-y(11.4KV-y) 배전선 표준 보호방식

피보호설비	적용방식	재폐로방식
22.9(11.4)KV-y 배전선(가공,지중)	(단락) 회선당 OCR 3대 (지락) 회선당 OCGR 1대	3상, 2회종속(가공인 경우)

4-2 기타

22.9(11.4)KV-y 에 전력용 콘덴서가 설치된 경우에는 66KV(22KV) S.C와 동일한 보호방식을 적용한다.
22.9(11.4)KV-y 모선보호방식은 적용하지 않는 것을 원칙으로 한다.

5. 6.6(3.3)KV 계통

6.6(3.3)KV 배전선 보호방식은 배전선의 중성점이 비접지식이고 3상3선식으로 변전소에서 인출됨을 전제로 적용한다.
6.6(3.3)KV 배전선 보호방식은 배전선의 구성형태(가공 또는 지중) 및 배전선용 주변압기의 1차전압 크기 여하에 불구하고 동일한 보호방식을 적용한다.
6.6(3.3)KV 배전선이 1개 주변압기 뱅크에서 3회선 이상 인출로 6.6(3.3)KV 종합차단기가 설치될 경우에는 종합차단기에 단락사고 후비보호방식을 적용한다.
6.6(3.3)KV 배전선 지락사고 후비보호방식은 6.6(3.3)KV 모선에 GPT를 설치하여 지락과전압계전방식을 적용한다.
6.6(3.3)KV 배전선용 차단기에는 선로사고시 자동재폐로 및 보호협조를 위하여 재폐로 계전방식을 적용함을 원칙으로 한다.
6.6(3.3)KV 모선보호방식은 적용하지 않는 것을 원칙으로 한다.
계측기 : 적산전력계,전류계
6.6(3.3)KV 배전선 표준보호방식

피보호설비	적용방식	재폐로방식
6.6(3.3)KV 배전선(가공,지중)	(단락) 회선당 OCR 3대 (지락) 회선당 SGR 1대	3상, 2회종속(단, 지중선제외)