변류기

변류기 (Current Transformer, CT)는 전력 계통에서 대전류를 측정하거나 보호 계전기에 필요한 전류 정보를 제공하기 위해 사용되는 계기용 변성기이다. 고전압, 대전류 회로에 직접 전류계를 연결하는 대신, 변류기를 사용하여 안전하고 편리하게 전류를 측정할 수 있도록 한다.

작동 원리: 변류기는 일반적인 변압기와 동일한 원리로 작동한다. 1차 권선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속이 2차 권선에 유도되어 전류를 발생시킨다. 1차 권선과 2차 권선의 권선비에 따라 전류의 크기가 변환되며, 일반적으로 2차 전류는 표준 값(예: 5A 또는 1A)으로 변환된다.

구조: 변류기는 크게 철심(Core), 1차 권선(Primary Winding), 2차 권선(Secondary Winding)으로 구성된다. 철심은 자속의 통로 역할을 하며, 일반적으로 환형(Toroidal) 모양을 가진다. 1차 권선은 측정하고자 하는 전류가 흐르는 도체이며, 경우에 따라 도체 자체가 1차 권선 역할을 하기도 한다. 2차 권선은 철심에 감겨 있으며, 여기서 유도된 전류가 측정 장치나 보호 계전기로 전달된다.

종류: 변류기는 다양한 용도와 설치 환경에 따라 여러 종류로 분류된다.

• 권선형 변류기: 1차 권선과 2차 권선이 모두 절연된 형태로 감겨 있는 변류기. 비교적 낮은 전류를 측정하는 데 사용된다.
• 관통형 변류기: 1차 권선이 없고, 측정 대상 도체가 철심의 구멍을 관통하는 형태로 설치되는 변류기. 대전류를 측정하는 데 주로 사용된다.
• 계기용 변류기 (Metering CT): 전력량계 등에 연결되어 전류를 정밀하게 측정하는 데 사용되는 변류기.
• 보호용 변류기 (Protection CT): 보호 계전기에 연결되어 단락이나 지락 사고 발생 시 회로를 차단하는 데 사용되는 변류기.

특성: 변류기의 중요한 특성으로는 정격 부담(Burden), 정격 변류비(Rated Transformation Ratio), 정확도 등급(Accuracy Class), 과전류 강도(Overcurrent Strength) 등이 있다. 정격 부담은 2차 회로에 연결할 수 있는 최대 임피던스를 나타내며, 정격 변류비는 1차 전류와 2차 전류의 비율을 나타낸다. 정확도 등급은 측정된 전류 값의 오차 범위를 나타내며, 과전류 강도는 변류기가 견딜 수 있는 최대 단락 전류를 나타낸다.

주의 사항: 변류기의 2차 측은 반드시 폐회로로 유지되어야 한다. 2차 측이 개방될 경우, 철심에 과도한 자속이 발생하여 고전압이 유도되고, 변류기 파손 및 인명 피해를 초래할 수 있다.