과전류계전기 OCR 동작특성과 CT비를 고려한 정정값 산정방법

고압 수배전설비에서 보호계전기의 정정값을 결정하는 작업은 단순히 계전기의 전류 설정값을 입력하는 것으로 끝나지 않는다.

특히 OCR(Over Current Relay, 과전류계전기)은 정상적인 부하전류와 사고전류를 구분하고, 사고 발생 위치에 따라 적절한 차단기가 먼저 동작하도록 보호협조를 구성해야 한다.

이 과정에서 가장 중요한 요소가 CT비, 정정전류, 동작시간, 순시동작전류, 한시동작특성 그리고 사고점별 단락전류이다.

예를 들어 동일한 5A의 계전기 2차측 입력이라도 CT비가 400/5A인지 1,000/5A인지에 따라 실제 계통에서 의미하는 1차측 전류는 완전히 달라진다.

또한 동일한 OCR 정정전류를 적용하더라도 계전기의 반한시 특성에 따라 사고전류가 커질수록 동작시간이 짧아질 수 있기 때문에 정정값과 동작시간을 함께 분석해야 한다.

따라서 OCR 정정은 다음과 같은 흐름으로 이해하는 것이 중요하다.

계통 부하전류 확인
→ CT비 확인
→ 사고전류 계산
→ OCR 정정전류 설정
→ 한시동작특성 검토
→ 순시동작특성 검토
→ 상·하위 보호기기와 TCC 협조
→ 최소·최대 사고전류에서 보호동작 확인

OCR은 어떤 전류를 감시하는가

OCR은 보호계전기 입력으로 들어오는 전류를 감시하여 설정된 조건을 초과하는 과전류를 검출한다.

고압 수배전설비에서는 일반적으로 CT(Current Transformer, 변류기)를 통해 1차측의 큰 전류를 계전기가 처리할 수 있는 수준으로 변환한다.

예를 들어 22.9kV 수전설비에 600/5A CT가 설치되어 있다고 가정하면 다음과 같은 관계가 성립한다.

1차 전류 600A
→ CT 2차 전류 5A

1차 전류 300A
→ CT 2차 전류 2.5A

1차 전류 1200A
→ CT 2차 전류 10A

따라서 계전기의 정정값을 검토할 때는 반드시 계전기에서 설정하는 2차측 전류와 실제 계통의 1차측 전류를 구분해야 한다.

이 과정을 생략하면 설계도면의 OCR 정정값과 실제 보호계통에서 의미하는 전류가 달라질 수 있다.

CT비를 이용한 OCR 정정값 환산

CT비가 600/5A인 경우 1차와 2차 전류의 관계는 다음과 같다.

I₂ = I₁ × 5 / 600

또는

I₁ = I₂ × 600 / 5

여기서

I₁ = CT 1차측 전류
I₂ = CT 2차측 전류

예를 들어 OCR의 동작전류를 2차측 3A로 설정했다면 실제 1차측 기준 전류는

I₁ = 3 × 600 / 5

I₁ = 360A

가 된다.

즉 계전기에서 3A로 설정한 값은 실제 계통에서는 360A의 1차전류에 해당한다.

반대로 실제 계통에서 OCR의 동작전류를 600A로 설정하고 싶다면

I₂ = 600 × 5 / 600

I₂ = 5A

가 된다.

이처럼 OCR 정정표를 작성할 때는 다음 두 값을 함께 기록하는 것이 좋다.

OCR 2차측 정정값
OCR 1차측 환산값

실무에서는 이 두 값을 혼동하지 않는 것이 매우 중요하다.

OCR 정정값을 결정하기 전에 확인해야 하는 정상전류

OCR 정정의 출발점은 정상적인 계통 운전전류이다.

정상부하전류보다 낮은 값으로 OCR을 설정하면 설비에 이상이 없는 정상 운전에서도 계전기가 동작할 수 있기 때문이다.

따라서 먼저 최대 운전부하전류를 확인해야 한다.

이때 단순히 변압기의 정격전류만 보는 것은 충분하지 않다.

다음과 같은 운전조건을 함께 확인해야 한다.

정상 최대부하전류
부하 증가 가능성
전동기 기동전류
변압기 여자돌입전류
부하 변동
비상전원 운전조건
병렬운전 조건
수전점의 운전방식

예를 들어 변압기 정격전류가 1,000A라고 해서 OCR을 반드시 1,000A에 맞추는 것은 아니다.

실제 부하전류가 얼마인지, 변압기 자체를 보호하기 위해 어떤 범위의 과전류를 검출해야 하는지, 하위 보호장치와 어떻게 협조할 것인지 등을 함께 검토해야 한다.

따라서 OCR 정정은 정격전류 하나를 기준으로 결정하는 것이 아니라 계통의 실제 운전조건과 보호목적을 기준으로 결정해야 한다.

OCR의 정정전류와 동작전류는 같은 의미인가

실무에서 OCR 설정값을 이야기할 때 정정전류, 픽업전류, 동작전류 등의 용어가 사용된다.

그러나 보호계전기 제조사에 따라 설정 항목과 용어가 다를 수 있으므로 실제 계전기 매뉴얼을 확인해야 한다.

일반적으로 과전류 보호기능에서는 설정된 기준전류를 초과하는 전류가 일정 조건 이상 지속될 경우 계전기가 동작한다.

여기서 중요한 것은 전류가 설정값을 단 한 순간 초과했다고 해서 반드시 차단기가 즉시 동작하는 것은 아니라는 점이다.

계전기의 동작특성에 따라 일정한 시간지연이 적용될 수 있기 때문이다.

따라서 OCR을 이해할 때는 다음 두 가지를 분리해서 생각해야 한다.

얼마나 큰 전류에서 동작하는가

얼마나 빠르게 동작하는가

첫 번째가 전류 정정값이고 두 번째가 시간 정정 및 동작특성에 해당한다.

OCR의 한시동작 특성

OCR의 한시동작은 사고전류가 발생했을 때 일정한 시간지연을 두고 차단기를 동작시키는 기능이다.

보호계전기에는 여러 가지 시간-전류 특성이 사용될 수 있으며, 대표적으로 일정시간 특성과 반한시 특성이 있다.

일정시간 특성은 설정된 동작전류를 초과하면 일정한 지연시간을 거쳐 동작하는 방식이다.

반한시 특성은 사고전류가 증가할수록 동작시간이 짧아지는 특성을 이용한다.

이를 개념적으로 표현하면 다음과 같다.

사고전류 증가
→ 계전기 동작시간 감소

따라서 동일한 OCR이라도 200%의 과전류가 발생했을 때와 1,000%의 과전류가 발생했을 때 실제 동작시간이 달라질 수 있다.

이 특성은 수배전설비의 보호협조에서 매우 중요한 역할을 한다.

하위 배전반에서 발생한 작은 사고에는 하위 보호기기가 먼저 동작하고, 큰 사고에서는 필요한 경우 상위 보호기기의 동작시간도 짧아지도록 특성을 구성할 수 있기 때문이다.

반한시 특성을 TCC로 이해하는 방법

TCC(Time-Current Characteristic)는 시간-전류 특성곡선이다.

일반적으로 가로축에는 전류, 세로축에는 동작시간을 표시한다.

전류와 시간 모두 넓은 범위를 표시하기 위해 로그 스케일을 사용하는 경우가 많다.

예를 들어 하나의 OCR 특성곡선에서 다음과 같은 관계가 나타날 수 있다.

작은 사고전류
→ 긴 동작시간

중간 사고전류
→ 중간 동작시간

큰 사고전류
→ 짧은 동작시간

따라서 OCR 정정에서는 단순히 “설정전류가 몇 A인가”만 확인하면 안 된다.

실제 사고전류가 어느 범위에 존재하는지를 계산한 후 그 전류에서 계전기가 얼마의 시간에 동작하는지를 확인해야 한다.

IEC 60255-151은 과전류 및 부족전류 보호기능에 대해 보호기능, 측정특성 및 시간지연 특성 등을 다루고 있으므로 계전기 특성을 검토할 때 참고할 수 있다.

순시동작요소와 한시동작요소의 차이

OCR에는 사고전류가 매우 큰 경우 신속하게 차단하기 위한 순시동작요소가 적용될 수 있다.

순시요소는 큰 단락전류가 발생했을 때 의도적으로 긴 시간지연을 두지 않고 빠르게 차단하기 위한 기능이다.

반면 한시요소는 사고전류와 동작시간의 관계를 이용하여 상·하위 보호장치의 협조를 확보하는 데 중요한 역할을 한다.

개념적으로 보면 다음과 같다.

한시요소

사고전류 검출
→ 설정된 시간-전류 특성 적용
→ 일정 시간 후 차단

순시요소

큰 사고전류 검출
→ 매우 짧은 시간 내 차단

문제는 순시요소를 너무 낮게 설정하면 하위 사고까지 상위 보호기기가 동시에 검출할 수 있다는 것이다.

따라서 순시동작전류는 최대 단락전류와 사고점별 단락전류를 분석한 후 상·하위 보호기기와의 협조를 고려하여 설정해야 한다.

OCR 순시정정값을 검토할 때 최대 단락전류가 중요한 이유

예를 들어 다음과 같은 계통을 생각할 수 있다.

변압기
↓
메인 차단기
↓
배전반
↓
분기 차단기

배전반 하위에서 단락사고가 발생하면 하위 차단기가 먼저 사고를 제거하는 것이 일반적인 보호협조 방향이다.

그런데 메인 OCR의 순시동작 설정값이 너무 낮으면 하위에서 발생한 큰 단락전류를 메인 OCR도 동시에 검출할 수 있다.

이 경우 메인 차단기까지 차단되어 정상적으로 운전 중인 다른 회로까지 정전될 가능성이 있다.

따라서 순시요소를 검토할 때는 다음 사항을 함께 확인해야 한다.

하위 사고점의 최대 단락전류
메인 차단기의 순시 설정값
하위 차단기의 순시 설정값
차단기의 실제 동작시간
상·하위 차단기의 제조사 특성
선택차단 조건

단순히 순시값을 높이거나 낮추는 방식으로 해결할 수 있는 문제가 아니다.

최소 단락전류에서는 보호감도를 검토해야 한다

OCR 정정에서 최대 단락전류만큼 중요한 것이 최소 단락전류이다.

사고점이 전원에서 멀어질수록 케이블과 모선의 임피던스가 증가하기 때문에 사고전류가 감소할 수 있다.

예를 들어 변압기 2차 모선에서 발생하는 단락전류가 매우 크더라도 수백 m 길이의 케이블 말단에서는 사고전류가 크게 감소할 수 있다.

이때 OCR 정정값이 지나치게 높으면 말단 사고전류가 계전기의 검출기준을 충분히 만족하지 못할 수 있다.

따라서 OCR 정정에서는 다음 두 조건을 함께 만족하는지 확인해야 한다.

최대 사고전류
→ 차단기의 차단능력과 순시보호 검토

최소 사고전류
→ 계전기의 고장 검출 및 동작 가능성 검토

이것이 보호계전기 정정에서 사고점별 단락전류 계산이 중요한 이유이다.

CT비가 달라지면 같은 OCR 설정값의 의미도 달라진다

다음 두 계통을 비교해 보자.

A계통
CT 400/5A
OCR 설정 4A

B계통
CT 800/5A
OCR 설정 4A

A계통에서 4A는 1차측

4 × 400 / 5
= 320A

B계통에서 4A는

4 × 800 / 5
= 640A

가 된다.

두 계전기 모두 2차측에서는 4A로 설정되어 있지만 실제 계통에서 의미하는 1차측 동작전류는 320A와 640A로 두 배 차이가 난다.

따라서 보호계전기 설정표를 작성할 때 2차측 정정값만 표시하면 실제 보호범위를 직관적으로 파악하기 어렵다.

다음과 같이 작성하면 검토가 훨씬 명확하다.

CT비 : 400/5A
OCR 정정 : 4.0A
1차 환산값 : 320A

또는

CT비 : 800/5A
OCR 정정 : 4.0A
1차 환산값 : 640A

실제 설계에서는 CT의 정격뿐만 아니라 정확도, 포화특성 및 해당 보호계전기의 입력범위도 함께 확인해야 한다.

CT 포화가 OCR 보호에 미치는 영향

단락사고가 발생하면 CT 1차측에는 매우 큰 사고전류가 흐를 수 있다.

이때 CT 철심이 포화되면 1차측 전류의 정확한 파형이 2차측에 그대로 전달되지 않을 수 있다.

이를 CT 포화라고 한다.

CT가 심하게 포화되면 계전기가 실제 사고전류보다 작은 전류를 입력받을 수 있으며, 보호계전기의 동작시간과 동작특성에도 영향을 줄 수 있다.

따라서 고장전류가 큰 수배전설비에서는 단순히 CT비만 확인하는 것으로 충분하지 않다.

특히 다음 조건을 함께 검토할 필요가 있다.

최대 단락전류
CT 정격
CT 정확도
CT 부담
계전기 입력 부담
2차 회로 배선저항
CT 포화특성
보호계전기의 동작특성

이러한 검토가 필요한 이유는 보호계전기가 계산상 정해진 전류를 정확하게 입력받는다는 전제만으로 실제 보호성능을 판단하기 어렵기 때문이다.

OCR 정정에서 변압기 여자돌입전류를 고려해야 하는 이유

변압기를 무부하 상태에서 투입할 때 순간적으로 큰 여자전류가 발생할 수 있다.

이 전류는 정상적인 변압기 투입과정에서 발생할 수 있는 과도전류이므로 실제 단락사고와 구분해야 한다.

변압기 여자전류는 철심의 자속 상태와 투입 시점, 잔류자속 및 전원 조건 등에 따라 크게 달라질 수 있다.

따라서 변압기 1차측 OCR을 설정할 때 여자돌입전류를 고려하지 않고 정정값을 지나치게 낮게 설정하면 변압기 투입 과정에서 불필요한 보호동작이 발생할 수 있다.

특히 순시요소를 적용하는 경우에는 변압기 투입 시 과도전류와 실제 단락전류를 구분할 수 있도록 보호기기의 특성을 검토해야 한다.

이 때문에 변압기 용량만 보고 OCR 정정값을 결정하는 방식은 적절하지 않다.

전동기 기동전류도 OCR 정정에 영향을 준다

대용량 전동기가 연결된 수배전설비에서는 전동기 기동전류도 중요한 검토요소이다.

전동기는 기동 순간 정상 운전전류보다 훨씬 큰 전류가 발생할 수 있다.

따라서 전동기 기동전류가 OCR의 정정영역에 들어오는 경우 계전기가 이를 고장으로 판단할 가능성을 검토해야 한다.

특히 대형 모터가 많은 공장이나 펌프, 팬, 압축기 등이 연결된 설비에서는 다음 조건을 확인하는 것이 좋다.

전동기 정격전류
기동전류
기동시간
기동방식
동시기동 여부
변압기 용량
수전점 전압변동
OCR 정정값
하위 모터보호장치 정정값

KEC의 과부하보호에서는 설계전류, 도체 허용전류, 보호장치 정격전류 및 규약동작전류의 관계를 구분하여 검토하도록 하고 있다. 다만 이 개념은 KEC 제2장 저압 전기설비의 과부하 보호에 관한 것이므로 고압·특고압 수배전설비 OCR 정정에 그대로 적용하는 것은 구분해야 한다.

OCR 1차측 정정값과 2차측 정정값을 함께 작성하는 방법

실무에서 OCR 정정표를 작성할 때 다음과 같은 형식으로 정리하면 검토가 편리하다.

보호계전기 : OCR

CT비 : 600/5A

OCR 정정전류
2차측 : 3.0A
1차측 : 360A

한시특성
반한시 또는 제조사 지정 특성

시간 설정
해당 계전기 설정값

순시요소
설정값 또는 사용 여부

이렇게 작성하면 계전기 설정값과 실제 계통 보호전류의 관계를 한눈에 확인할 수 있다.

단, 실제 계전기의 설정항목과 특성 명칭은 제조사마다 다를 수 있으므로 최종 정정표는 적용 계전기의 제조사 매뉴얼과 실제 모델의 설정범위를 기준으로 작성해야 한다.

OCR 정정값 산정의 전체적인 흐름

실제 수배전설비에서 OCR 정정을 검토할 때는 다음과 같은 순서가 적합하다.

계통 단선결선도 확인

↓

변압기 용량 및 %임피던스 확인

↓

정상 최대부하전류 계산

↓

전동기 기동전류 확인

↓

변압기 여자돌입전류 검토

↓

사고점별 최대 단락전류 계산

↓

사고점별 최소 단락전류 계산

↓

CT비 확인

↓

1차측 목표 정정전류 설정

↓

2차측 설정값으로 환산

↓

한시동작 특성 적용

↓

순시동작 특성 검토

↓

TCC 작성

↓

상·하위 보호장치와 보호협조 검토

↓

CT 포화 및 계전기 입력조건 검토

↓

최종 정정값 확정

간단한 OCR 정정 계산 예시

다음과 같은 계통을 가정한다.

CT비
600/5A

정상 최대부하전류
250A

OCR 1차측 목표 정정전류
300A

먼저 CT비를 이용하여 2차측 설정값을 계산한다.

I₂ = 300 × 5 / 600

I₂ = 2.5A

따라서 1차측 기준 300A에 해당하는 계전기 2차측 전류는 2.5A이다.

이것은 단순한 환산 계산이다.

실제 정정값을 최종 결정하려면 다음 사항을 추가로 검토해야 한다.

정상부하전류 250A에서 오동작하지 않는가?

전동기 기동전류에서 오동작하지 않는가?

변압기 여자돌입전류에서 오동작하지 않는가?

최소 단락전류를 충분히 검출할 수 있는가?

최대 단락전류에서 필요한 순시보호가 가능한가?

하위 OCR 또는 차단기보다 먼저 동작하지 않는가?

상위 보호장치와 충분한 선택협조가 가능한가?

따라서 2.5A라는 계산값 자체가 최종 정정값이라는 의미는 아니다.

계산된 값은 보호협조 검토의 출발점이며 실제 정정은 계통조건과 계전기 특성을 종합하여 결정해야 한다.

OCR 보호협조에서 TCC를 반드시 확인해야 하는 이유

OCR의 정정값이 결정되었다면 다음 단계는 TCC 검토이다.

예를 들어 상위 OCR과 하위 OCR이 다음과 같이 구성되어 있다고 가정한다.

수전 OCR
↓
변압기 1차 OCR
↓
저압 메인 차단기
↓
배전반 차단기

하위 배전반에서 사고가 발생하면 하위 보호장치가 먼저 동작하도록 구성하는 것이 기본적인 선택보호 방향이다.

이를 위해 TCC에서 다음을 확인한다.

정상부하 영역

전동기 기동영역

변압기 여자돌입 영역

최소 단락전류 영역

최대 단락전류 영역

하위 차단기 동작특성

상위 OCR 동작특성

차단기 실제 차단시간

특히 순시영역에서 상·하위 보호기기의 특성이 겹치는 경우 선택차단에 문제가 발생할 수 있으므로 별도의 검토가 필요하다.

OCR 정정값을 너무 낮게 설정했을 때

OCR 정정값이 지나치게 낮으면 정상적인 운전조건에서도 계전기가 동작할 가능성이 높아진다.

대표적으로 다음과 같은 상황이 문제가 될 수 있다.

전동기 기동
변압기 투입
부하 급변
일시적인 과부하
비상발전기 운전
병렬운전 전환

따라서 정정값을 낮추는 것이 항상 보호성능을 높이는 것은 아니다.

보호계전기의 감도를 높이는 것과 정상 운전에서 불필요한 동작을 방지하는 것은 동시에 고려해야 한다.

OCR 정정값을 너무 높게 설정했을 때

반대로 OCR 정정값을 지나치게 높게 설정하면 실제 사고전류를 검출하지 못할 가능성이 있다.

특히 케이블 말단의 사고는 전원측에서 멀어질수록 사고전류가 감소할 수 있다.

따라서 최대 단락전류만 보고 OCR을 높은 값으로 설정하면 말단 사고에 대한 보호감도가 부족해질 수 있다.

이 때문에 OCR 정정에서는 반드시 최소 단락전류를 함께 계산해야 한다.

보호계전기의 정정범위는 결국 다음 두 조건 사이에서 결정된다.

정상 운전전류 및 과도전류에는 불필요하게 동작하지 않을 것

실제 고장전류에는 충분한 감도로 동작할 것

OCR 정정에서 자주 발생하는 실수

첫 번째는 CT비를 고려하지 않고 계전기 설정값만 보는 것이다.

5A라는 숫자가 계통의 5A를 의미하는 것이 아니라 CT 2차측 전류일 수 있다는 점을 항상 확인해야 한다.

두 번째는 변압기 용량만 보고 OCR 정정값을 결정하는 것이다.

실제 부하전류, 여자돌입전류, 전동기 기동전류 및 사고전류를 함께 검토해야 한다.

세 번째는 최대 단락전류만 확인하는 것이다.

보호감도를 검토하려면 최소 단락전류도 필요하다.

네 번째는 순시요소만 낮추면 보호가 좋아진다고 생각하는 것이다.

순시값이 너무 낮으면 상위와 하위 보호기기가 동시에 동작할 가능성이 있다.

다섯 번째는 TCC를 확인하지 않고 정정값만 결정하는 것이다.

정정전류가 적절해 보여도 동작시간이 보호협조 조건을 만족하지 않을 수 있다.

여섯 번째는 일반적인 OCR 특성곡선을 실제 제품의 특성으로 사용하는 것이다.

최종 검토에서는 실제 설치할 계전기와 차단기의 제조사 특성자료를 사용해야 한다.

OCR 정정 검토 시 확인해야 할 체크포인트

계통 측면

수전전압
변압기 용량
변압기 %임피던스
정상 최대부하전류
최대 단락전류
최소 단락전류
운전방식

CT 측면

CT비
CT 정확도
CT 부담
2차 배선조건
포화특성

OCR 측면

정정전류
한시특성
시간설정
순시요소
동작시간
설정범위
제조사 특성곡선

보호협조 측면

상위 보호장치
하위 보호장치
TCC
선택차단
최대 단락전류
최소 단락전류
차단기 차단시간

운전 측면

전동기 기동전류
변압기 여자돌입전류
비상발전기 운전
병렬운전
부하변동

이 자료를 하나의 보호계전기 정정계산서와 TCC 검토자료로 연결하면 실제 설계 검토의 완성도를 높일 수 있다.

KEC와 OCR 정정에서 반드시 구분해야 할 부분

KEC 212.4.1은 도체와 과부하 보호장치 사이의 협조에 관한 규정이다.

대한전기협회는 여기서 사용하는 주요 변수로 설계전류 IB, 케이블 허용전류 IZ, 보호장치 정격전류 In, 보호장치 규약동작전류 I2를 설명하고 있다.

특히 조정 가능한 보호장치는 사용현장에 적합하게 조정된 전류값을 In으로 볼 수 있다는 설명이 있다.

하지만 이 규정을 고압·특고압 OCR 정정값에 그대로 적용하는 것은 주의해야 한다.

대한전기협회 Q&A에서도 KEC 제2장의 과전류 보호는 저압 전기설비를 대상으로 하며, 고압·특고압 전기설비의 보호대책은 KEC 제3장을 참고하도록 안내하고 있다.

따라서 고압·특고압 수배전설비의 OCR 정정은 KEC 212.4.1의 저압 과부하보호 개념과 고압 수배전설비의 보호계전 방식 및 제조사 특성자료를 구분하여 적용해야 한다.

핵심 정리

OCR 정정은 단순히 계전기에 몇 A를 입력하는 작업이 아니다.

정상부하전류를 기준으로 보호영역을 설정하고, CT비를 이용하여 실제 1차측 전류와 계전기 2차측 설정값의 관계를 확인해야 한다.

그 다음 최대·최소 단락전류를 계산하여 순시보호와 보호감도를 검토하고, 변압기 여자돌입전류와 전동기 기동전류에 의한 불필요한 동작 가능성도 확인해야 한다.

한시동작에서는 시간-전류 특성을 적용하고, TCC를 통해 상·하위 보호장치가 적절한 시간차를 갖고 동작하는지 확인해야 한다.

또한 CT비만 확인하는 것으로 끝나는 것이 아니라 CT의 정확도와 포화특성까지 고려해야 대전류 사고에서 보호계전기의 실제 동작 가능성을 평가할 수 있다.

OCR 정정의 핵심은 다음과 같이 정리할 수 있다.

정상부하전류 확인
→ CT비 확인
→ 최대·최소 단락전류 계산
→ 1차측 정정전류 검토
→ 2차측 설정값 환산
→ 한시특성 설정
→ 순시특성 검토
→ TCC 작성
→ 상·하위 보호협조 검토
→ CT 포화 및 실제 계전기 특성 확인

FAQ

Q. OCR 정정값은 변압기 정격전류의 몇 배로 설정하면 되는가?

A. 일정한 배수를 모든 설비에 일률적으로 적용할 수는 없다. 정상 최대부하전류, 변압기 여자돌입전류, 전동기 기동전류, 최대·최소 단락전류, CT비 및 상·하위 보호장치의 협조조건을 함께 검토해야 한다.

Q. CT 600/5A에서 OCR을 3A로 설정하면 실제 몇 A에서 동작하는가?

A. 단순한 1차 환산값은 3 × 600 / 5 = 360A이다. 다만 실제 계전기의 동작은 적용된 시간-전류 특성과 설정조건에 따라 결정되므로 360A를 모든 상황에서 즉시 동작하는 값으로 해석해서는 안 된다.

Q. OCR 정정에서는 최대 단락전류만 확인하면 되는가?

A. 아니다. 최대 단락전류는 순시보호와 차단기의 차단능력 검토에 중요하지만, 케이블 말단과 같은 사고점에서 발생하는 최소 단락전류도 보호계전기가 충분한 감도로 동작하는지 확인하기 위해 필요하다.

Q. OCR의 순시동작값은 낮을수록 좋은가?

A. 반드시 그렇지는 않다. 순시값을 지나치게 낮추면 하위 배전반에서 발생한 사고에 상위 차단기까지 동시에 동작할 가능성이 있어 선택차단에 문제가 생길 수 있다. 최대 단락전류와 하위 보호장치의 특성을 함께 검토해야 한다.

Q. CT비가 600/5A에서 800/5A로 바뀌면 기존 OCR 설정값을 그대로 사용할 수 있는가?

A. 2차측 설정값이 동일하더라도 1차측에서 의미하는 전류가 달라진다. 따라서 CT비가 변경되면 기존 정정값의 1차 환산값과 보호범위를 다시 검토해야 한다.

Q. TCC 검토만 하면 OCR 정정이 끝나는가?

A. 아니다. TCC는 보호협조를 검토하는 중요한 자료이지만 정상부하전류, 변압기 여자돌입전류, 전동기 기동전류, 최대·최소 단락전류, CT 특성, 차단기 동작시간 및 실제 계전기 설정범위를 함께 검토해야 한다.

마무리

과전류계전기 OCR의 정정은 보호계전기 화면에 설정값을 입력하는 단순한 작업이 아니다.

정상적인 운전전류와 실제 사고전류를 구분하고, CT를 통해 변환된 2차측 전류가 실제 1차측 계통에서 어떤 의미를 갖는지 확인해야 한다.

또한 최대 단락전류에서는 순시보호와 차단능력을 검토하고, 최소 단락전류에서는 보호계전기의 검출감도를 확인해야 한다.

여기에 변압기 여자돌입전류와 전동기 기동전류를 고려하여 정상적인 과도전류에 의한 오동작을 방지하고, TCC를 이용하여 상·하위 보호기기의 동작시간을 비교해야 한다.

결국 정확한 OCR 정정은 다음 네 가지를 동시에 만족하는 방향으로 이루어져야 한다.

정상운전에서는 불필요하게 동작하지 않을 것

실제 사고에서는 충분한 감도로 고장을 검출할 것

대전류 사고에서는 필요한 경우 신속하게 차단할 것

하위 사고에서는 상위 보호장치와 선택협조가 가능할 것

따라서 OCR 정정값은 단일 공식으로 결정하는 값이 아니라 계통의 정상전류, CT비, 사고전류, 계전기 동작특성 및 TCC를 종합하여 결정해야 하는 보호설계의 결과라고 볼 수 있다.