변류기(CT) 기본 원리 이해
배전반에 변류기(CT)를 설치할 때 가장 먼저 확인해야 할 건 변류비입니다.
변류비는 1차 전류에 대한 2차 전류 크기의 비율로, 예를 들어 100/5A라면 1차 100A가 흐를 때 2차에 5A가 나오는 거예요.
하지만 실제로는 여자전류와 누설리액턴스 때문에 정확히 맞지 않아 비오차가 발생합니다.
비오차는 공칭변류비와 측정변류비 사이의 백분율 오차로 계산되죠.
CT의 등가회로를 보면 여자전류(I₀ = I_i + jI_ϕ)로 철손전류(I_i)와 자화전류(I_ϕ)가 나뉘어 있어요.
이걸 이해하면 왜 배전반에서 CT 배율이 실제 부하에 따라 변하는지 알 수 있습니다.
2차 부담이 증가하면 오차가 커지는데, 동일 부하라면 2차 전류가 클수록, 동일 전류라면 2차 부하가 클수록 오차가 커집니다.
CT 종류와 선택 기준
배전반 설치 시 CT 종류를 먼저 골라야 해요.
권선 형태로는 관통형 CT와 버싱형 CT가 있어요.
관통형은 환상철심에 2차 권선이 균일하게 감겨 있고, 1차 도체가 철심 중심부를 관통합니다.
버싱형은 관통형의 일종으로 내경과 단면적이 커 자속밀도가 낮아 대전류 영역에 적합하죠.
철심에 따라서는 단일철심 CT, 다중철심 CT(3개 철심으로 3개 CT 역할), 공심 CT(철심 없음)가 있습니다.
검출 용도로는 정상CT(3상 전류 위해 3대 필요), 영상CT(1차 3상 일괄 통과), 보조CT(오차 보상, 전류 조정)로 나뉩니다.
3상 모두 한 대로 커버 가능합니다.
특성으로는 계측기용CT(평시 부하 계측), 계전기용CT(사고 시 대전류 포화 방지), C형 CT(20배 전류에서 비오차 -10% 이내), T형 CT(누설자속 규정치 이내)가 있어요.
배전반 용도에 맞게 계측기용은 보통, 계전기용은 포화 특성 좋은 걸 선택하세요.
배전반 설치 시 변류비(배율) 확인 계산법
배전반 CT 설치에서 배율(변류비) 계산은 최대부하전류부터 시작해요.
최대부하전류 I = P / (1.732 × V)로 구합니다.
P는 정격용량, V는 선간전압이에요.
이 값을 기반으로 정격 1차 전류를 결정하는데, 수용가 인입회로나 전력용 변압기 회로는 최대부하전류의 1.25~1.5배, 전동기 부하는 2.0~2.5배로 여유를 줍니다.
예를 들어 최대부하전류가 800A라면 정격 1차 전류는 1000A로 잡아요.
2차는 계전기용 5A, 디지털 계전기 1A, 원방계측 1A나 0.1A로 맞춥니다.
변류비는 1000/5A처럼 표기하죠.
| 회로 유형 | 정격 1차 전류 배율 |
|---|---|
| 수용가 인입/전력 변압기 | 1.25~1.5배 |
| 전동기 부하 | 2.0~2.5배 |
CT 계급도 확인하세요.
0.1은 특별 정밀 계측, 0.5 일반 정밀계측, 1.0 보통 계측(배전반용), 3.0 배전반용입니다.
최고전압은 공칭전압 × 1.15 / 1.1로 계산: 3.3kV 공칭은 3.45kV, 22.9kV는 25.8kV예요.
CT 정격 및 과전류 확인 방법
정격부담은 2차 단자 간 피상전력 VA = (정격 2차 전류)² × 임피던스(Z_b)로 계산합니다.
I2=5A라면 Zb 포함 총 부하예요.
제조사 정격부담 내로 실제 사용부담을 맞추세요.
과전류 정수는 비오차 -10% 지점 1차 전류 / 정격 1차 전류로, n>5P(-5%), 10P(-10%) 등 표시.
사용부담 줄면 과전류 정수 커져요:
| 사용부담 [VA] | 과전류 정수 n’ |
|---|---|
| 40 | >10 |
| 25 | >15 |
| 15 | >20 |
| 10 | >25 |
과전류 강도는 열적+기계적, 40(정격 40배), 75(75배), 150(150배) 등.
최대비대칭 단락전류 / 정격 1차 전류로 계산해 고장 시 견디는 값 확인하세요.
배전반 설치 시 보호계전기 요구 n>10 이상 선택.
대전류 배전반은 n>20 이상 필수!
CT 결선 방법과 주의사항
1차 권선은 선로 직렬 결선, 2차는 계측기/계전기 전류코일 극성 따라 직렬.
잔류회로는 항상 폐로 유지하세요.
Y(스타) 결선은 각상 CT 설치 후 한쪽 Common(보호측), 잔류회로로 영상전류 검출.
선간전류 = 상전류예요.
△(델타) 결선은 선간전류 = √3 상전류, 위상차 30도 발생해 특별 목적 외 피하세요.
1상 고장 시 2개 선에 영향 줍니다.
가극성은 1차 전류 방향에 대한 2차 방향, 감극성이 표준입니다.
Common은 보호측으로!
CT 설치 시 점검 및 개방 위험
CT 점검 시 2차측 단락 필수!
개방하면 1차 전류가 모두 여자전류 되어 철심 포화, 2차 단자 고전압 유기됩니다.
특고압 배전반 CT는 VCB 내부 항아리 모양, 저압 분전반은 작게 설치돼요.
과전류강도 40,75,150 중 특성 맞게 선택.
C형 CT는 20배 전류 -10% 이내 유지.
설치 후 2차 부담 초과 피하고, 정격주파수/전류로 테스트하세요.
실제 배전반 CT 배율 확인 사례
배전반 최대부하 500kW, 3.3kV 회로라면 I = 500000 / (1.732 × 3300) ≈ 87.6A. 정격 1차 100A(1.25배 여유)로 100/5A CT 선택.
최고전압 3.45kV 확인, 계급 1.0 배전반용.
과전류 정수 n>10, 강도 100(정격 100배)로 고장 견딤.
영상전류용 300A 초과면 3차 권선 CT나 Y 잔류회로.
부담 VA 계산: 5A² × Zb(계기+케이블).
25VA 사용 시 n’>15 확보.
이렇게 단계별 확인하면 배율 오류 없이 설치됩니다.
예: 800A 최대면 1000/5A.
점검 시 반드시 2차 단락하고 작업하세요.
보호측 Common으로 잔류회로 만듭니다.
