KR20080093400A

KR20080093400A - 다기능 모터 보호용 계전기

Info

Publication number: KR20080093400A
Application number: KR1020080095735A
Authority: KR
Inventors: 정병태; 정정환
Original assignee: 삼화이오씨알 주식회사
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2008-10-21

Abstract

본 발명은 다기능 모터 보호용 계전기에 관한 것으로 전원 입력단자(L1, L3)사이에 트랜스(Tr)의 1차측 코일이 연결되고 2차측 코일의 일측과 타측의 양단 사이에는 퓨즈를 통해 전원 공급회로가 구성되고 상기 전원 공급회로의 양단 사이에는 전자 접촉기(MC)가 과부하 계전기(EOCR)의 단자(98)와 단자(97)사이에 연결된 트립 접점((OL/GR)을 통해 연결되고, 배선용 차단기(MCCB)의 접점(MCCB-a)과 션트 코일(SC)은 직렬로 연결하여 과부하계전기(EOCR)의 단자(47)와 단자(48)사이에 연결된 트립 접점(SH)을 통해 연결하여서 되는 것이므로 과부하 계전기의 단락 검출 기능을 이용하여 배선용차단기(MCCB)의 션트 코일을 조정하여 배선용 차단기의 동작 영역을 확대 제어할 수 있고, 사고 전류의 크기에 따라 순차적인 보호 동작을 할 수가 있어서 과전류는 물론 구속 역상, 결상 외에도 지락 보호와 계통의 선택적 차단을 갖는 다기능의 계전기를 제공하는 것이다.

과부하 계전기, 전자접촉기, 배선용 차단기, 퓨즈, 션트코일, 트립접점,

Description

다기능 모터 보호용 계전기{Multi function relay for the Protection of Motor}

.

본 발명은 다기능(多技能) 모터 보호용 계전기에 관한 것으로 특히 과전류, 구속, 역상, 결상 등의 기존의 모터 보호의 기능 외에도 지락보호와 계통의 선택적 차단을 지원하는 별도 트립(Trip) 접점을 갖는 모터 보호용 계전기에 관한 것이다.

종래 모터 보호용 계전기에 있어서는 모터의 과부하보호가 주 목적이었고, 누설전류 검출용으로는 주로 부하 개폐기의 한 종류로 전자석의 여자 및 감차에 의해 개폐 동작을 하는 상시 개로식 또는 폐로식의 접촉자인 전자 접촉기(MC, Magnetic Contactor)나 또한 저압용으로 개폐기구, 트립장치 등을 절연물 용기 내에 일체로 조립한 통전 상태의 전로를 수동 또는 전기 조작에 의해 개폐할 수 있으며, 과부하 및 단로 등의 이상 상태시 자동적으로 전류를 차단하도록 된 배선용 차단기(MCCB, Molded Case Circuit Breaker)에 트립 신호를 보내 고장 전류를 차단하 는 목적으로 사용되었다. 또 상기한 전자 접촉기(MC)는 고빈도의 개폐를 목적으로 사용하는 개폐기로 고압 전동기의 시동·정지 또는 전동기 제어용 리액터 및 저항의 단락용으로 많이 사용되고 부하 전류의 고빈도 개폐기능을 갖고 있어서 고압 차단기와 같은 큰 단락전류 차단 능력을 갖고 있는 개폐기의 한 종류이다.

그러나 중심점 직접접지 계통에서와 같이 1선 지락 사고에 의한 고장 전류가 단락 전류와 같이 대 전류가 되면, 누설전류 검출회로에 대 전류가 유입되어 전자회로가 손상을 입는 경우가 있어서 전자 개폐기는 대부분 지락 검출 기능이 없고, 단락 검출 기능만이 있어서 단락으로 동작할 만큼 대 전류가 흘러야 고장 차단이 이루어지도록 되어 있다. 이와 같은 경우 상위의 기중 차단기(ACB : Air Circuit Breaker)와 같은 피더 보호용 차단기가 먼저 동작할 우려가 있으므로 단락 검출이 피더용 차단기 보다 낮은 전류를 검출하고, 모터의 기동 전류와 같은 정상적인 부하 전류보다 높게 할 수 있도록 배선용 차단기(MCCB)의 동작 특성 곡선을 선정하여야 하나 내선 규정과 같은 설계기준을 만족 시키면서 동작 특성 곡선을 원하는 정도로 민감하게 얻기가 어려웠다.

뿐만 아니라 지락 보호기능과 선택 차단기능을 지원하기 위한 접점이 분리되어 있지 않거나, 두 가지 중에 하나의 접점만이 지원하여 계통의 선택적 차단이 필요하고 또 지락 보호기능이 요구되는 경우에는 각각 별개의 모터 보호 계전기를 설치해야 하는 번거로움과 이에 따른 경제적 비용의 증가와 결선 및 운용의 복잡도가 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로 기중차단기 (ACB)와 같은 피더 보호용 차단기가 먼저 동작하지 않도록 차단 검출이 피더용 차단기 보다 낮은 전류를 검출토록 하고 배선용 차단기(MCCB)의 동작 특성 곡선을 내선 규정과 같은 설계기준을 만족 시키면서도 동작 특성 곡선 기능을 민감하게 하고 또 지락 보호 기능이 필요한 때에는 각각 별개의 모터 보호용 계전기를 설치하지 않고도 목적을 달성할 수 있도록 함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 과제를 해결하기 위하여 통상적으로 배선되는 전원 입력단자와 모터(M)사이에 배선용 차단기(MCCB)의 션트코일(SC)과 전자접촉기(MC)의 접점이 연결되고 상기 전원 입력단자에 흐르는 3상(R,S,T)의 전류는 과부하계전기(EOCR 이하 "계전기"라 약칭함)의 변류기를 통해 감지하도록 되고, 영전류 감지용 변류기(ZCT)를 통해서는 영 전류를 감지토록 하여 상기 계전기의 단자에 연결토록 하는 공지의 회로에 있어서,

전원단자 사이에 변압기(Tr)의 1차 코일이 연결되고, 그 2차측 코일의 일측과 타측 사이에 퓨즈(Fuse)를 통해 동작전원을 공급하도록 되어 있다.

즉 전원은 전자 접촉기(MC)를 통해 지락 보호를 위한 회로를 구성하도록 계전기(EOCR)의 단자(97)와 단자(98)사이에 트립 접점(OL/GR)을 통해 연결 되고, 배선용 차단기(MCCB)의 접점(MCCB-a)과 션트 코일(SC)을 직열로 계전기(EOCR)의 단자(47)(48)을 통해 연결되어 선택적 차단을 지원하도록 별도 트립 접점(SH)을 상기 단자(48)와 단자(47)사이에 배치함으로서 해결했다.

상기와 같이 구성함으로서 모터 기동 전류와 배선용 차단기(MCCB)의 단락 검 출 전류 사이의 고장 전류에 대하여 계전기(EOCR)의 단락 검출기능을 이용하여 배선용 차단기의 션트 코일을 조정하여 배선용 차단기의 동작 영역을 확대할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 과전류, 역상, 결상 등의 모터 보호기능 외에 지락 보호와 계통의 선택적 차단을 지원하는 별도 트립 접점을 갖는 다기능 모터 보호용 계전기를 제공하는 것이므로 단일 모터 보호용 계전기로서 계통의 사고범위를 최소화할 수 있고 사고의 파급을 방지할 수 있는 외에도 구성이 간단하여 산업적으로도 유용한 발명인 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 실시예의 도면에 따라 상술하면 다음과 같다.

도1은 본 발명을 설명키 위한 구성도로 (가)는 공지 과부하 계전기(EOCR)의 단자 구성도이며, (나)는 결선도를 도시하는 것이며, 상기 도1의 (가)의 단자 구성도에서 단자(A1, A2)는 교류전원 인가여부를, 단자(97, 98)은 지락 트립 접점을, 단자(47, 48)은 션트 트립 접점을, 단자(Z1, Z2)에는 영 전류 감지용 변류기의 출력을 연결하도록 되어 있으며, 도1의 (나)에서 3상 전원(R,S,T)의 전원 입력단자(L1, L2, L3)와 3상 모터(M)사이에는 공지와 같이 배선용 차단기(MCCB)의 션트코일(SC)과 전자 접촉기(MC)의 접점을 통해 계전기(EOCR)의 변류기를 통과 하도록 되어 과전류, 역상, 구속, 결상 등을 감지하도록 되고, 통과된 전원은 영 전류 감지용 변류기(ZCT)를 통과하도록 됨은 공지와 같은 것이므로 이에 대한 설명은 명세서의 간략화를 위하여 생략한다.

본 발명에 있어서, 전원 입력단자(L1)와 입력단자(L3)사이에 트랜스(Tr)의 1차측 코일이 연결되고 2차측 코일의 일측과 타측은 퓨즈(Fuse)를 통해 이하 설명하는 각 회로에 동작 전원을 공급하도록 되어 있다.

따라서 상기 동작 전원 사이에는 전자 접촉기(MC)를 통해 계전기(EOCR)의 단자(98)와 단자(97)사이에 연결된 트립 접점(OL/GR)을 통해 연결되고, 배선용 차단기(MCCB)의 접점(MCCB-a)과 션트 코일(SC)이 직렬로 연결하여 계전기(EOCR)의 단자(47)와 단자(48)사이에 연결된 트립 접점(SH)을 통해 연결하여서 된 것이다.

도면중 미설명 부호 A1, A2는 교류입력 확인을 위한 단자이며, Z1, Z2는 영 전류 감지용 변류기(ZCT)의 출력을 연결 감지하도록 하는 것으로 위에서 설명한 바와 같이 이는 공지와 같은 것이므로 이에 대한 상세 설명은 생략한다.

상기와 같은 구성으로 되는 것이므로 도2에 도시와 같이

모터의 정격을 37KW68A로 하는 경우,

과부하계전기(EOCR)는 GR ; 1A/200ms

OC : 정격 1.3배(88A)/5sec

Jam : OC5배(442A)/200ms

단락 : OC7배(618A)/50ms

배선용 차단기(MCCB) : 1n 5배(800A)/50ms

기중차단기(ACB) OCGR : 960A/560ms

상기와 같이 설정한 계전기(EOCR)와 배선용차단기(MCCB)로 이루어지는 예시 도가 도2에 도시되어 있다. 즉 상기와 같은 예시에서 단락사고가 발생하면, 계전기(EOCR)의 단자(47)와 단자(48)사이의 트립 접점(SH)은 도3의 보호기능 동작시간 테이블에서 볼 수 있는 바와 같이 0,05초 이내에 Open상태에서 클로스 상태로 변하게 되어 도1에서와 같이 이 접점에 배선용 차단기(MCCB)의 전압 트립 장치(Sunt Trip Device, 이하 "션트"(Shunt))의 전압 중 한쪽 선을 연결하게 되면 배선용 차단기(MCCB)가 트립하게 되고, 단락 전류의 설정에 따라 공기 소호매질로 하여 저압계통 전력의 송수전, 절체 및 정지등을 계획적으로 수행하는 외에 전력 계통의 고장 발생시 신속하게 자동 차단하는 보호장치인 기중차단기(ACB, Air Curcuit Breaker)나 배선용차단기(MCCB)보다 먼저 트립하게 되어 다른 라인의 전원 차단을 막을 수가 있게 되는 것이며, 또한 지락 사고 시에는 계전기(EOCR)의 단자(97)와 단자(98)사이의 접점(OL/GR)은 계전기에 설정된 지락 시간에 따라 오픈 상태에서 클로스 상태로 변화하여 이 접점(OL/GR)은 전자 접촉기(MC)를 오픈시켜 사고를 방지하도록 되는 것이다.

즉 본 발명에 의하면, 모터 기동전류와 배선용차단기(MCCB)의 단락 검출전류사이의 고장 전류에 대하여 계전기(EOCR)의 단락 검출기능을 이용하여 배선용 차단기(MCCB)의 션트 코일(SC)을 조정하여 배선용 차단기의 동작 영역을 확대할 수 있게 되는 것이며, 또한, 사고 전류의 크기에 따라 과전류→Stall/Jam→단락 등으로 트립 하게 되어 사고 전류의 크기에 따라 트립 시간을 빠르게 또는 느리게 조절할 수가 있다. 즉 도3에 도시와 같이 모터 정격 전류의 1.3배 이내의 전류에는 트립을 하지 않고 그 이상의 전류가 인가되면, 과전류(OC) 설정으로 동작하여 사고 전류 인가 후 5초에 트립하게 되며, 5배 이상의 전류가 흐르면, Jam으로 동작하여 0.2초에 동작한다. 또 7배 이상의 사고 전류가 발생하게 되면, 계전기(EOCR)의 단락 기능으로 0.05초 동작하게 되며, 800A이상의 전류가 발생하면, 배선용차단기(MCCB)가 0.05초 이내에 동작하게 되어 사고 전류를 차단시키게 되는 것이다. 또한 앞서 설명한 바와 같이 배선용차단기(MCCB)에는 지락 사고에 대한 보호기능이 없으므로 기존에는 기중차단기(ACB)가 트립하여 기중차단기(ACB)의 하위에 있는 모든 부하들의 전원을 차단하도록 되어 있지만 계전기(EOCR)가 지락 사고에도 동시에 대응이 가능하므로 계전기(EOCR)가 단자(97)과(98) 사이의 트립 접점(OL/GR)으로 인하여 전자 접촉기(MC)를 차단할 수 있게 되므로 사고부하 이외의 다른 라인의 전원 공급에는 아무런 이상 없이 그대로 유지시켜줄 수가 있는 특징이 있는 것이다.

도1은 본 발명을 설명키 위한 설명도로 (가)는 과부하 계전기의 단자 구성 설명도이며, (나)는 결선도이다.

도2는 실시예의 전기 계통도이며,

도3은 본 발명 계전기의 보호기능 동작시간 테이블 예시도이다.

*****도면중 부호위 설명*****

MC는 전자접촉기, MCCB는 배선용 차단기, ACB는 기중차단기, M는 모터. ZET는 영전류 감지용 변 류기를 의미한다.

Claims

전원과 모터 사이에 흐르는 전류를 감지하는 변류기를 통해 동작하도록 되는 과부하 계전기를 구성하는 것에 있어서,

전원 입력단자 사이에 트랜스의 1차측 코일이 연결되고 성기 트랜스의 2차측 코일은 퓨즈를 통해 동작 전원을 공급하도록 되는 것과,

상기 공급되는 전원은 전자 접촉기(MC)를 통해 과부하 계전기(EOCR)의 단자(98)와 단자(97)사이에 연결된 트립 접점(OL/GR)을 통해 연결 되는 것과,

상기 전원 양단 사이에 배선용 차단기(MCCB)의 접점(MCCB-a)과 션트 코일(SC)이 직렬로 하여 과부하 계전기(EOCR)의 단자(47)와 단자(48) 사이의 트립 접점(SH)을 통해 전원이 연결되어 단락 기능과 지락 기능을 동시에 갖도록 함을 특징으로 하는 다기능 모터 보호용 계전기.
청구항 1에 있어서,

배선용 차단기(MCCB)는 션트 코일을 통해 배선용 차단기의 차단 영역을 제어하도록 함을 특징으로 하는 다기능 모터 보호용 계전기.
청구항 1에 있어서,

사고 전류의 크기에 따라 순차적인 보호 동작을 하도록 되는 것을 특징으로 하는 다기능 모터 보호용 계전기.