CTTS, ACB 2대로 구성할 경우 보호계전기 적용 유무는 어떻게? 계전기 설정값은?

✅ 개요

• CTTS(Closed Transition Transfer Switch): 한전과 발전기 간의 전력 전환 시 순간적으로 병렬 운전이 발생하는 전환 방식. 무정전 전환을 위해 두 전원(A, B)을 짧은 시간 병렬 연결하여 전환함.
• ACB는 각 전원(한전, 발전기)에 설치하여 전원 투입 및 차단을 수행함.

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1. 🔍 ACB 자체 보호계전기 적용이 필요한가?

✔ 기본적으로 "필요함"

→ 전력설비 보호 및 사고시 차단 기능은 반드시 필요하며, 특히 발전기 측은 자체 보호가 매우 중요합니다.

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2. 🔍 각 ACB에 보호계전기 적용 여부

ACB 위치보호계전기 적용 필요 여부규정 및 사유

① 한전 측 ACB	✅ 권장 (또는 필요시 적용)	- 한전계통은 보호구간이 명확하므로 경우에 따라 생략 가능하나, CTTS 병렬 시 고장전류 차단을 위해 설치 권장 - KEC 221.4.3 “병렬운전 가능성 있는 경우 보호협조 필요”
② 발전기 측 ACB	✅ 반드시 적용	- 발전기는 한전계통과 다르게 자체 보호 필요 (과전류, 역전력 등) - KEC 222.5.5, IEC 60364, 발전기 보호 기본 요구사항 - 발전기 병렬 시 역전류, 부등전압, 단락 사고 등 보호 필요

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3. 🔍 각각의 경우 정리

▶ Case 1. 두 ACB 모두 보호계전기 적용

• 가장 권장되는 방식
• 한전 측 사고 시 한전 ACB가 차단, 발전기 측도 자체 사고 시 자체 차단 가능
• CTTS 병렬 시 고장전류 발생 시에도 ACB 각각이 보호 수행 가능
• KEC 221.4.3, 222.5.5에 따라 병렬 시 보호협조 보장

▶ Case 2. 발전기 측만 보호계전기 적용

• 최소 요구사항 충족
• 발전기 보호는 필수이므로 반드시 적용
• 한전 측은 한전 개폐기 및 변전소 계전기에 의해 보호되므로 생략 가능하나, CTTS 운전 시 병렬구간의 보호를 위해 적용을 권장
• 한전 고장 감지/차단은 한전계통 책임이라는 전제가 필요

▶ Case 3. 한전 측만 보호계전기 적용

• 적절하지 않음
• 발전기 고장 시 차단 불가능 → 발전기 손상 위험
• 발전기 계통 보호 요구사항 미달
• 규정 위반 가능성 있음 (KEC 222.5.5 등)

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📌 관련 규정 요약

✅ KEC 221.4.3 병렬 운전 계통 보호

“상호 병렬 운전이 가능한 전원 간에는 고장 발생 시 모든 고장전류원을 신속히 차단할 수 있도록 보호협조가 이루어져야 한다.”

✅ KEC 222.5.5 발전기 보호

“발전기의 보호는 고장전류, 과전류, 역전력, 지락 등에 대해 계전기와 차단장치에 의해 보호되어야 한다.”

✅ IEC 60364-4-43

“발전기와 같은 자가 발전설비는 자체적으로 전기적 고장에 대한 보호가 갖춰져야 하며, 병렬 운전 시 타 전원과의 보호 협조가 요구됨.”

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✅ 결론 정리

항목적용 권장 여부사유

 

한전측 ACB 보호계전기	⭕ 권장 (필수는 아님)	병렬 시 보호협조 목적
발전기측 ACB 보호계전기	✅ 반드시 적용	발전기 자체 보호 및 법적 요구

👉 최적 구성은 두 ACB 모두 보호계전기를 갖춘 설계입니다. 특히 CTTS 구조에서는 병렬운전 구간의 보호가 중요하므로, 보호계전기 및 설정값의 보호협조 설계까지 고려해야 합니다.

 

✅ 4. 보호계전기 설정값 구성표

보호 요소설정 대상설정값 예시설명

OCR (과전류)	한전/발전기 공통	1.2 × In, 시간지연 0.5~1.0초	과전류 시 차단. 발전기는 고조파에 민감하므로 한전보다 보수적으로 설정
51N (지락 과전류)	발전기 측 권장	0.1 × In, 시간지연 0.2~0.5초	지락 사고 시 보호, 중성점 접지형 발전기에 필수 적용
67 (방향성 과전류)	병렬운전 시 발전기 측 권장	설정 전류: 0.2~0.3 × In, 방향 각도 설정	발전기 역전류 유입 방지. CTTS 병렬구간에서 유효
59 (과전압)	발전기 측	110% × 정격전압, 시간지연 0.5초	AVR 이상 등으로 인한 발전기 과전압 보호
27 (부전압)	발전기 측	85~90% × 정격전압, 시간지연 1초	전압 저하 시 발전기 절체 유도 (AVR 이상 시 적용)
81O/U (주파수 이상/이하)	발전기 측	Over: 52Hz / Under: 48Hz, 시간지연 0.5초	주파수 편차 발생 시 자동 차단 (발전기 불안정 보호)

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✅ 5. 보호계전기 설정 기준 상세 설명

✅ 한전 측 ACB 보호 설정 (Optional / 권장)

항목설정

OCR (50/51)	한전측 정격전류 기준 1.21.5배, 시간지연 0.51초
67 (방향성, 병렬 시)	필요시 적용 – 병렬운전 시 한전계통 유입 보호 목적

📌 비고: 한전 측 보호는 한전 변전소에서도 1차 보호가 되므로, ACB 보호는 보호 협조의 보조 개념으로 적용됨.

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✅ 발전기 측 ACB 보호 설정 (반드시 적용)

항목설정

OCR (50/51)	발전기 정격전류의 1.11.2배, 시간지연 0.30.5초
51N (지락)	중성점 직접접지시 0.1~0.2 × In, 시간지연 0.2초
67 (역전력/방향성)	병렬운전 필수: 전류 설정 0.2×In, 위상각 설정 필요
27/59 (전압계전기)	과전압: 110%, 부전압: 85~90%, 지연 0.5초
81O/U (주파수)	81O: 52Hz 이상, 81U: 48Hz 이하, 지연 0.5초

📌 비고: 발전기는 고장 감지 및 발전기 보호를 위한 필수 보호 요소이며, 병렬 운전 시 보호 협조는 더욱 중요합니다.

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✅ 6. 실무 팁

• CTTS 전환 시 병렬 지속시간이 짧아도(0.1~0.3초), 병렬 상태 동안 고장전류가 흐르면 ACB가 인지하고 차단해야 하므로 지연시간을 짧게 설정하는 것이 중요합니다.
• 계전기 제조사별 설정값 기준도 다를 수 있으므로, 한전 연계 발전기 연계 기준 또는 KEC 220, 222편 참조 필요