과전류계전기(Overcurrent Relay)는 전류가 일정 값을 초과할 경우 회로를 차단하는 보호계전기입니다.
이 글에서는 과전류계전기의 한시요소(Time Delay Element)와 순시요소(Instantaneous Element)의 개념,
차이점, 활용 방법을 자세히 설명해드립니다.
✅ 1. 과전류계전기란?
과전류계전기(Overcurrent Relay)는
✅ 설정된 전류값(한계치)을 초과하면 회로를 차단하는 보호계전기
✅ 단락(S/C) 및 과부하(Overload) 보호 역할
✅ 배전선, 변압기, 모터, 발전기 보호에 필수적
과전류계전기는 크게 한시요소와 순시요소로 구성됩니다.
✅ 2. 한시요소란?
🔹 한시요소 정의
한시요소란?
👉 전류가 설정값을 초과하면 일정 시간 후에 동작하는 보호 기능
📌 동작 원리
✅ 설정된 전류값 이상이 감지되면 바로 동작하지 않고 일정 시간 지연 후 차단
✅ 전류 크기에 따라 동작 시간이 변하는 특성 존재
✅ 시간-전류 특성에 따라 조정 가능 (정한시형, 반한시형 등)
📌 한시요소 동작 방식 종류
| 유형 | 설명 |
|---|---|
| 정한시형 (Definite Time Delay) | 설정된 일정 시간(예: 2초) 후에 동작 |
| 반한시형 (Inverse Time Delay) | 전류가 커질수록 동작 시간이 짧아짐 |
| 반비례형 (Inverse Definite Minimum Time, IDMT) | 일정 전류 이상부터 시간-전류 특성이 적용됨 |
📌 한시요소의 주요 역할
✔ 과부하 보호 (Overload Protection)
✔ 시간차 설정을 통한 단계별 보호 조정 가능
✔ 다른 보호계전기와 협조 조정(Coordination) 가능
✅ 3. 순시요소(Instantaneous Element)란?
🔹 순시요소(Instantaneous) 정의
순시요소란?
👉 전류가 설정값을 초과하면 지연 없이 즉시 동작하는 보호 기능
📌 동작 원리
✅ 전류가 설정값(Threshold)을 초과하면 즉각적으로 동작
✅ 시간 지연 없이 바로 차단하여 심각한 고장(단락) 보호
✅ 일반적으로 단락 전류(S/C)를 빠르게 제거하기 위해 사용
📌 순시요소의 주요 역할
✔ 단락 보호 (Short Circuit Protection)
✔ 즉각적인 차단이 필요한 경우 사용
✔ 변압기, 모터, 발전기 등의 심각한 고장 보호
✅ 4. 한시요소 vs 순시요소 차이점
| 구분 | 한시요소(Time Delay) | 순시요소(Instantaneous) |
|---|---|---|
| 동작 방식 | 일정 시간 지연 후 동작 | 즉시 동작 (지연 없음) |
| 적용 대상 | 과부하 보호 | 단락 보호 |
| 주요 기능 | 단계별 보호 및 협조 설정 가능 | 즉각적인 고장 차단 |
| 설정 값 조정 | 동작 시간 조정 가능 | 설정된 전류 초과 시 바로 차단 |
| 사용 예시 | 배전선, 변압기 보호 | 발전기, 모터 보호 |
📌 즉, 한시요소는 시간이 필요하지만 조정 가능하고, 순시요소는 즉시 차단하여 빠른 보호가 가능!
✅ 5. 과전류계전기의 설정 방법
📌 ① 한시요소 설정
- 설정 전류값을 초과할 경우, 몇 초 후에 동작할지 결정
- 시간-전류 특성을 고려하여 설정 필요
- 과부하 보호 및 보호계전기 협조(Coordinated Protection)에 필수적
📌 ② 순시요소 설정
- 단락 전류를 감지했을 때 즉시 차단할 최소 전류값 설정
- 설정값을 너무 낮게 하면 불필요한 차단(Nuisance Trip) 발생 가능
- 일반적으로 단락 전류의 120~150% 정도로 설정
✅ 6. 과전류계전기 적용 예시
| 적용 장비 | 한시요소 사용 | 순시요소 사용 |
|---|---|---|
| 배전선로 | 부하 증가 감지 후 보호 | 강한 단락 전류 발생 시 즉시 차단 |
| 변압기 | 내부 과부하 보호 | 내부 단락 보호 |
| 모터 | 기동 시 과부하 감지 | 고장 발생 시 즉시 차단 |
| 발전기 | 부하 변동 보호 | 심각한 고장 시 즉시 보호 |
📌 실제 현장에서는 한시요소와 순시요소를 함께 적용하여 보호계전기를 최적화함
✅ 7. 결론: 한시요소 & 순시요소 핵심 요약
✔ 한시요소(Time Delay): 일정 시간 후에 동작하는 보호 기능 (과부하 보호용)
✔ 순시요소(Instantaneous): 설정값 초과 시 즉시 동작하는 보호 기능 (단락 보호용)
✔ 한시요소는 시간 조정 가능, 순시요소는 즉각적인 차단 필요
✔ 배전선, 변압기, 모터, 발전기 보호에 필수적으로 적용됨
✔ 설정값을 적절히 조정하여 오작동 방지 및 최적의 보호 기능 구현