18. 변압기의 기계적 보호방식(브흐홀쯔 계전기, 충격압력 계전기 등)

1. 브흐홀쯔 계전기(Buchholz Relay)

   브흐홀쯔 계전기는 변압기의 내부에서 발생한 고장으로 인한 가스의 부력과 절연유의 급속한 유속을 이용하여 

   변압기의 내부고장을 신속하게 검출하는 계전기로서, 변압기 본체와 컨서베이터(Conservator) 사이에 설치된다.

 

Buchholz relay(브흐홀쯔 계전기) / 출처: MB Drive Services

    · Float 1 (경보용)

      변압기 내부 과열로 서서히 발생되는 가스 검출량이 일정량 이상이면 동작한다.

    · Float 2 (차단용)

      단락사고와 같은 내부고장으로 인한 급격한 내부 압력증가시 절연류의 급속한 이동을 감지하여 동작한다.

 

 

2. 충격압력계전기(Rapid Pressure Rise Relay)

    변압기의 내부 사고시에 발생되는 분해가스로 인한 충격성의 이상압력 상승을 순시로 검출해서

    차단하는 방식으로 절연유가 닿지 않는 변압기의 상부에 설치된다.

    충격압력계전기 종류에는 가스압과 유압을 검출하는 방식이 있다.

     · 정상 또는 완만한 압력상승 : 양쪽면에 걸리는 압력이 균형화 돼서 부동작 상태를 유지함

     · 내부고장에 의한 급격한 압력상승 : 벨로우즈를 밀어 올려서 마이크로 스위치 점접을 폐로함

    아래 그림과 같이 정상상태 또는 완만한 압력상승시에는 감도조절밸브가 있는 좁은 통로로

    기체가 서서히 통과돼서 시간이 지나면 결과적으로 A측과 B측의 압력은 같아지게 된다.

    그러나, 내부고장시 급격하게 압력이 상승하는 경우에는 좁은 통로로는 가스가 빠르게 들어가기 

    어려우므로, A측에는 압력이 높아지고 B측은 압력이 상대적으로 낮은 상태가 되기 때문에, 벨로우즈가

    상부에 있는 마이크로스위치를 밀어버리게 되어 결국 트립용접점이 붙어 계전기가 트립동작을 하게 된다.

    참고로 벨로우즈는 진공상태에서 쓰이며 주름관이기 때문에 플렉시블하게 움직일수 있는 부분이며, 

    진공차단기(Vacuum interrupter)의 가동부쪽에도 벨로우즈가 설치돼 온오프 동작에 쓰인다.

    그래서 가장 대표적인 변압기 기계식보호계전기는 브흐홀쯔 계전기와 충격압력계전기다.

 

3. 방압안전장치(Pressure Relief Device)

    압력이 어느정도 상승하게 되면 압력용기가 돼서 압력으로 인해 외함이 폭발해 사고가 발생하기 떄문에

    일정압력 이상으로 압력이 상승하면 압력이 낮아질 수 있도록 압력을 배출시켜주는 장치로써,

    즉, 변압기 내부 고장으로 인하여 내부압력이 기준압력 이상으로 상승하면 변압기의 외함이 파손되는 것을

    막는 방압장치(Pressure Relief Device)를 설치해야 한다.

    방압막이 동작할 떄 아래 그림 가운데 신호봉이 올라오면서 차단기 동작이 가능하도록 구성된 장치다.

    신호봉은 평상시 내부 스프링의 힘에 의해 올라오지 않고 가만히 있다가 내부의 압력이 방압안전장치의 내부

    스프링의 힘을 이길 정도로 크게 상승하면 신호봉이 위로 움직여서 계전기가 트립되는 방식이다.

    (10±1psi 초과시 방압막(다이아프램)이 동작하여 외부로 방출함)

 

4. OLTC 보호계전기

    OLTC 탭절환기 내부에 고장발생시 OLTC용 컨서베이터 쪽으로 급격하게 이동하는 유류를 검출하여 동작하는

    보호계전기이며, 이 계전기는 OLTC 유격실과 OLTC용 컨서베이터 사이에 설치되는 장치이다.

 

 

5. 가스검출계전기

    변압기 내부의 부분방전과 절연불량으로 생성된 가스가 검출되면 경보를 울리는 장치로 경보용 접점이 구비된다.

 

6. 온도측정장치

    변압기 운전시 냉각장치의 고장이나 과부하 등으로 인한 온도상승한도를 측정하기 위해

    유온지시계기(Oil Temperature Indicator)와 권선온도지시계기(Winding Temperature Indicator)를 설치한다.

    유온지시계기(OTI)에는 경보용 접점이 구비되며,

    권선온도지시계기(WTI)에는 경보용 접점과 트립용 접점 그리고 냉각장치의 자동운전을 위한 접점들이 구비된다.

 

7. 유면계(Oil Level Indicator)

    변압기 절연유가 일정 값 이하로 유면이 저하될 경우 경보를 울리는 장치로 경보용 접점이 구비된다.