태양광설비 보호계통 87T,51G,67N

태양광설비 보호계통 87T,51G,67N

태양광설비 보호계통 87T,51G,67N

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1. 문제사항

154/22.9 변압기가 yy 결선이고 87T 비율차동보호가 적용되어 있습니다. 
이때 변압기 2차측 보호에 51G 67N이 추가로 적용이 되어있습니다. 궁금한 점은 87T로 지락/단락에 대한 주 보호가 되고 있는데 
51G나 67N은 지락사고에 대한 백업용으로 설계된 것일까요? 
변압기 ngr을 통해 지락전류를 51G로 검출하는데 67N 방향지락계전기 까지 필요가 있는 것인지?

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2. 원리, 이유
1. 154/22.9kV 변압기라면 아마도 Y-y-d(안정권선)의 결선을 갖는 변압기일텐데, 고압권선측인 154kV도 Y의 중성점 접지, 2차저압측 권선인 y도 (아마 말씀하신 NGR을 통한) 중성점 접지가 되어 있을 것으로 보이는데, 51G와 67N의 보호범위가 같은 곳인지 확인해 볼필요가 있겠습니다. 67N은 154측이 보호범위이고, 51G는 22.9측이 보호범위로 적용되어 있을 수도 있겠다라는 생각이구요.

2. 만약 보호범위가 같아도 보호요소가 이중적용되어있는게 문제될 건 없습니다.
본문에 언급하신 87T도 변압기 내부단락사고등에 동작하는 주보호 역할을 하나, 변압기 1차측에 설치된 50도 내부단락사고에 동작하는 후비보호개념이고, 이외에도 기계적 보호장치인 충격압력계전기등도 이에 대한 Back-up이 될 수 있습니다.
그리고, 요즘 적용하는 계전기가 디지털계전기이다 보니, 각 요소를 설정할 수 있는 CT와 VT입력만 잘 갖춰진다면 내부의 여러요소를 적용하는게 문제가 되진 않죠...예전에 디지털이 아닌 유도형이라면 보호요소 하나 추가되는 것이 결국엔 "금액"과 연결되었겠지만....

3. 51과 67은 같은 과전류요소이나, 차이는 과전류의 검출을 "전류의 크기만 갖고 검출(51)" 하느냐 거기에 "전류가 흐르는 방향까지 고려(67)"되느냐의 차이로.... 영문으로 하면 51은 Nondirectional Overcurrent(비방향성 과전류)이고 67은 Directional Overcurrent(방향성 과전류)로 구분됩니다. 즉, 우리가 일반적으로 적용하는 50/51등은 전류가 흐르는 방향까지는 구분할 수 없고 크기와 지연시간만을 갖고 동작여부를 판단합니다.
때문에, 방향성요소 67이나 67N을 사용하기 위해서는 CT입력뿐만 아니라, 방향을 판별할 수 있도록 하기 위해 전압소스인 PT(VT)입력까지 있어야 그 기능을 설정할 수 있습니다.

4. 지락요소중 뒤에 붙는 N, G의 차이는 IEEE C37.2규격에서 계전기 Numbering에 사용하는 Suffix, prefix에 대한 설명에 따르게 됩니다. (IEEE 142 등에도 설명이 되어 있는데 IEEE C37.2와 약간 차이가 있긴 합니다.)
정리해 보면, N이나 G나 지락보호를 위한 릴레이 element인데, 일반적으로 다음과 같이 구분됩니다.
<'N'>
가. 직접 입력되지 않고 계전기 내부에서 계산된 값이나, CT 결선의 중성점에 계전기 적용하는 경우
나. 즉, 각 상에 설치된 3개의 phase CT의 잔류회로 (Residual)법을 이용한 방식에 "N"을 적용

<'G'>
가. Ground나 중성점으로부터 외부적 하드웨어적 입력을 이용하여 직접 측정된 값을 사용하는 경우 G를 적용
나. 즉, 변압기 중성점측 CT나 피더의 ZCT를 이용한 방식에 "G"를 적용할 수 있으며, 이들간의 차이를 구분하기 위해서 피더측 ZCT 적용에는 "GS(Ground Sensor)"를 붙이기도 함.

5. 결국, 67N은 각 상에 설치된 3개의 phase CT의 잔류회로 (Residual)법을 기준으로 한 방향성 지락과전류 요소이고, 51G는 변압기 중성점의 CT입력을 이용한 비방향성 지락과전류 요소가 됩니다.