계전기

계전기(Relay)란 정해진 전기량이나 물리량에 응동하여 전기회로를 제어하는 전기기기이다. 동작하는 방식에 따라 전자기계형과 디지털형, 2가지 종류로 분류가 가능하다.

첫번째로 전자기계형 계전기(Electromechanical Relay)는 계전기 내부 가동부인 코일에 전류가 흘러 생긴 자력에의해 발생한 힘으로 접점을 개폐하는 방식을 사용한다. 그리고 디지털 계전기는 계전기에 입력된 전압, 전류등을 일정시간 간격으로 샘플링하여 디지털양으로 변환시켜, 내부의 연산시스템에 구성된 프로그램에 의해 연산하여 계전기의 접점을 개폐시키는 방식을 사용한다.

전자기계형 계전기는 전류가 흐르면 전기의 자기 작용의 의해 계전기에 있는 코일이 여자되어 접점을 이동하는 장치이다. 보통 엘리베이터, 공압장치 등과 같은 분야에 많이 쓰인다. 전자기계형 계전기는 약 2만 5천번으로 유효 사용 횟수가 제한되어 있고 정확성이 떨어진다는 등의 여러가지 단점이 있어서 디지털 시스템 및 디지털 계전기로 대체되고 있지만, 그래도 아직은 그 긴 수명 때문에 많이 쓰이고 있다. 그리고 핀의 개수에 따라 8핀, 11핀, 20핀 등으로 구분되며, 대부분은 8핀과 11핀이 많이 쓰인다. 8핀의 경우 전원은 2번과 7번이고, a접점은 1-3,8-5이고, b접점은 1-4,8-6이다.

보호 계전기

보호 계전기는 종종 하나 이상의 코일이 있는 복잡한 전기기계 장치이며, 전기회로의 동작 조건을 계산하고, 고장이 검출되었을 때 차단기를 트립시키게 되어 있다. 대개 동작 임계전압과 동작 시간이 고정되어 있고 부정확하게 설정된 스위칭 타입 계전기와는 다르게, 보호 계전기는 시간/전류 곡선(또는 다른 동작 특성)이 정밀하게 설정되어 있고, 선택 가능하다. 이러한 계전기는 유도 디스크, 셰이디드 폴 자석, 기동 정지 코일, 솔레노이드형 동작자(solenoid-type operators), 전화용 계전기 유형의 접점(telephone-relay style contacts), 위상 천이 네트워크을 사용하여 정밀하다. 보호 계전기는 과전류, 과전압, 역전력 조류, 초과하거나 부족한 주파수 등과 같은 조건에 반응한다. 더욱이 거리 계전기는 변전소로부터 일정 거리만큼 떨어진 지점에서 고장 발생시 트립한다. 중요한 송전선이나 발전기는 수 많은 개별적인 전기기계 장치와 함께 계통을 보호해주는 큐비클 설비를 가지고 있다. 계전기의 다양한 보호 기능들은 표준 ANSI 기계기구 번호로 표시된다. 예를 들면, 51번 기능을 가지고 있는 계전기는 한시형 과전류 보호 계전기이다. 단, 대한민국에서는 ANSI 기계기구 번호와 약간 다른 대한민국의 내선규정의 기구번호를 따른다.

이러한 보호 계전기의 설계와 이론은 전력공학을 전공하는 전기 엔지니어에게 중요한 교육 과정이다. 오늘날 이러한 장치들은 거의 전부, 기존 기기와 같은 동작을 하며 더욱 정밀하고 응용하기 편리한 마이크로프로세서 기반의 기기, 디지털 계전기(numerical relays)들로 대체되었다. 하나의 장치에 몇가지 기능을 조합함으로써, 디지털 계전기는 전기기계적 계전기에 비해 금전적 비용과 유지 비용을 절약하게 한다. 그렇지만, 긴 수명 때문에 전기기계적 계전기는 여전히 전 세계적으로 송전선과 다른 전기 기구들을 보호하는 곳에 쓰인다.

과전류 계전기

과전류 계전기는 보호 계전기의 한 종류로서 부하 전류가 설정된 값을 초과할 때 동작한다. 순시형 과전류 계전기의 ANSI 기구 번호는 50번이고, 한시형 과전류 계전기의 번호는 51번이다. 대한민국 내선 규정에서 정한 과전류 계전기의 기구번호는 51번이고 한국에서는 주로 OCR(OverCurrent Relay)이라고 표현한다. 주로 과전류 계전기는 변류기에 연결되고, 값이 설정되어 있어서 특정한 전류값 이상일 때 동작한다. 계전기가 동작하면 하나 이상의 접점이 동작하고 차단기가 차단된다.

같이 보기

• 반도체 릴레이