1. 보호계전기란?
보호계전기(Protection Relay)는 전기 회로에서 이상 현상이 발생하면 이를 감지하고 자동으로 회로를 차단하는 장치입니다.
✅ 보호계전기의 역할
- 과부하 및 단락(단선) 사고 발생 시 신속하게 차단
- 전압 이상(과전압/부족전압) 감지 및 보호 기능 수행
- 전기설비의 손상 방지 및 안정적인 전력 공급 유지
✅ 보호계전기의 주요 종류
- 과전류계전기(OCR, Overcurrent Relay) – 전류가 기준값을 초과할 때 작동
- 과전압계전기(OVR, Overvoltage Relay) – 전압이 정상 범위를 초과할 때 작동
- 부족전압계전기(UVR, Undervoltage Relay) – 전압이 정상 범위보다 낮을 때 작동
2. 과전류계전기(OCR, Overcurrent Relay)란?
과전류계전기(OCR)는 회로에 흐르는 전류가 일정 수준을 초과하면 동작하여 과부하 및 단락 사고를 방지하는 보호계전기입니다.
✅ 과전류계전기의 주요 기능
- 과부하 보호: 부하가 증가하여 허용 전류를 초과하면 동작
- 단락 보호: 단락(합선)으로 인해 큰 전류가 흐를 경우 차단기와 연계하여 회로를 차단
- 전력설비 보호: 모터, 변압기, 송전선 등의 전류 이상 감지
✅ 과전류계전기의 동작 원리
- 회로에서 정상적인 전류가 흐름
- 일정 기준(정정값) 이상으로 전류가 증가하면 계전기가 동작
- 차단기에 신호를 보내 회로를 차단하여 설비 보호
✅ 과전류계전기의 주요 용도
- 변전소, 배전반 및 전력 설비 보호
- 산업용 모터 및 변압기 보호
3. 과전압계전기(OVR, Overvoltage Relay)란?
과전압계전기(OVR)는 전압이 정상 범위를 초과할 경우 전기 설비를 보호하기 위해 회로를 차단하는 보호계전기입니다.
✅ 과전압계전기의 주요 기능
- 전압 상승 감지 및 보호
- 전력 시스템의 전압 변동 관리
- 설비 손상 방지(과전압으로 인한 절연 파괴 방지)
✅ 과전압계전기의 동작 원리
- 정상 전압 상태에서 전력 시스템이 운영됨
- 전압이 정해진 한계를 초과하면 계전기가 동작
- 차단기에 신호를 보내 회로를 차단하여 설비 보호
✅ 과전압계전기의 주요 원인
- 낙뢰(벼락)로 인한 순간적인 전압 상승
- 발전기 조작 오류로 인한 전압 불안정
- 부하 차단 후 순간적인 전압 급상승
✅ 과전압계전기의 주요 용도
- 고압 및 저압 배전 시스템 보호
- 발전기 및 전력변환 장치 보호
4. 부족전압계전기(UVR, Undervoltage Relay)란?
부족전압계전기(UVR)는 회로의 전압이 일정 수준 이하로 떨어질 경우 동작하여 전력 설비를 보호하는 보호계전기입니다.
✅ 부족전압계전기의 주요 기능
- 전압 저하 감지 및 보호
- 전압 강하로 인한 설비 오작동 방지
- 전력 시스템의 안정성 유지
✅ 부족전압계전기의 동작 원리
- 정상적인 전압 상태에서 설비가 운영됨
- 전압이 정해진 기준 이하로 떨어지면 계전기가 동작
- 차단기에 신호를 보내 회로를 차단하여 설비 보호
✅ 부족전압계전기의 주요 원인
- 전력 공급 부족으로 인한 전압 강하
- 송전선로의 길이가 길어져 발생하는 전압 강하
- 대형 부하 투입 시 순간적인 전압 감소
✅ 부족전압계전기의 주요 용도
- 산업용 모터 및 변압기 보호
- 전력 공급이 불안정한 구간에서 사용
5. 보호계전기 비교표 (과전류, 과전압, 부족전압)
| 보호계전기 종류 | 주요 기능 | 보호 대상 | 동작 원리 |
|---|---|---|---|
| 과전류계전기 (OCR) | 과전류(과부하, 단락) 감지 및 차단 | 변압기, 모터, 송전선 | 전류가 기준 초과 시 동작 |
| 과전압계전기 (OVR) | 과전압 감지 및 차단 | 전력설비, 발전기, 변전소 | 전압이 기준 초과 시 동작 |
| 부족전압계전기 (UVR) | 부족전압 감지 및 차단 | 모터, 배전반, 변압기 | 전압이 기준 이하 시 동작 |
✅ 한눈에 보는 차이점
- 과전류계전기(OCR) → 전류 이상 감지 및 보호
- 과전압계전기(OVR) → 전압 초과 감지 및 보호
- 부족전압계전기(UVR) → 전압 부족 감지 및 보호
6. 보호계전기 선택 시 고려할 사항
- 전류 이상(과부하, 단락)을 방지해야 하는가? → 과전류계전기(OCR) 필요
- 전압 상승이 발생할 가능성이 있는가? → 과전압계전기(OVR) 필요
- 전압이 너무 낮아지는 것을 방지해야 하는가? → 부족전압계전기(UVR) 필요
7. 결론
보호계전기는 전력 설비의 안정적인 운영을 위해 필수적인 장치입니다.
- 과전류계전기(OCR): 과부하 및 단락 전류 보호
- 과전압계전기(OVR): 전압 급상승 방지
- 부족전압계전기(UVR): 전압 저하 보호