mof 전력

[유호경]

MOF(계기용 변압 변류기)의 정의

계기용 변압 변류기는 변류기와 계기용 변압기를 하나로 하여 외함에 넣어 결선되어 있는 계기용 변성기로, 전력수급용 계기용 변압 변류기는 전력수급용 전력량계, 무효 전력량계, 최대 수요 전력량계와 조합하여 사용하는 삼상 계기용 변압 변류기이다.

MOF의 및 구조

(1) 유입형 MOF(그림 1)
    (3ф22.9kV∼13,200/110V)

(2) MOLD형 MOF(그림 2)
    (1ф22.9kV∼13,200/110)

      

MOF의 동작 원리

MOF의 시험 및 검사

(1) 구조 : KSC 1707 8항 참조

(2) 극성 : 비오차 시험과 병행

(3) 과전류
변류기의 과전류는 정격부담의 25%의 부담(역률은 1과 0.8 지전류간의 임의의 1점)하에서 정격 주파수의 정격 과전류에 상당하는 1차전류(실효치)가 1초간 흘렀을 때 열적, 기계적 손상을 일으키지 않아야 한다. 과전류 시험 후는 1차 권선과 2차 권선 및 외함간은 50kV, 2차 권선과 외함간은 2kV의 시험전압에서 상용주파 내전압 시험을 건조상태에서 1분간 견뎌야 한다.
① 열적 과전류
변류기의 열적 과전류는 다음 식으로 계산하여 최종온도가 A종에서는 250℃, B종에서는 350℃를 넘는지 여부를 계산에 의해 구한다.
또한 정격 과전류에 대한 시발온도는 표 1의 값을 기준으로 한다.

: 최종온도(℃)
: 시발온도(℃)
: 정격 과전류에 상당하는 1차 전류에 대한 1차 전선(동)의 전류밀도(A/㎟)
: 통전시간(초)
정격 과전류 강도와 시간의 관계는 다음 식으로 표시한다.

여기서, S : 통전시간 t초에서 과전류 강도
        Sn : 정격 과전류 강도
        t : 통전시간(초)
② 기계적 과전류
변류기의 기계적 과전류는 정격 과전류에 상당하는 1차 전류(실효치)의 2.5배에 상당하는 초기 최대 순시값을 가진 과전류에 견뎌야 한다. 

표 1  정격 과전류에 대한 시발 온도

정격과전류 강도 또는 정격 과전류를 과전류 강도로 환산한 값	시발온도
	A종	B종
40이하	105	130
45 초과  75이하	75	90
75초과  150이하	55	65
150초과  300이하	45	-

(4) 온도 상승
계기용 변성기의 온도상승 시험에서의 시험부담의 역률은 임의의 1점으로 한다.
① 비접지형 계기용 변압기 및 유효 접지 계통에 사용하는 단상 접지형 계기용 변압기는 정격 부담에서 정격 주파수 정격 전압의 1.1배의 전압을 가했을 경우.
② 3상 접지형 계기용변압기는 정격부담에서 정격 주파수 정격 전압의 1.1배를 가하고 계속해서 1차 단자의 하나와 접지단자를 단락하여 정격 주파수의 1.1배의 전압을 30분간 가한 경우.
③ 변류기의 온도상승은 정격부담 및 정격 주파수의 정격 1차 전류에서 표 2의 한도를 넘지 않아야 한다. 

표 2  계기용 변성기의 온도상승의 한도

장    소		측정방법	온도 상승 한도
			A층 절연	B층 절연
권선	건식 자냉식	저항법	55	75
	유입 자냉식			-
	본체 탱크 내의 기름이 직접 외기와 접촉할 때	온도계법	50	- -
	본체 탱크 내의 기름이 직접 외기와 접촉하지 않을 때		55
단자 기타 금속 부분의 절연물에 근접한 표면			근접 절연물을 손상하지 않는 온도

(5) 2차 개방(계기용 변압기는 제외한다)
계기용 변압변류기에서 변류기의 2차 개방은 1차측에서 정격 전류가 흐르는 상태에서 그 2차측을 1분간 개방하더라도 이로 인하여 기계적 또는 전기적인 손상을 일으키지 않아야 한다. 단, 2차 회로에 보호장치를 가진 것은 제외한다. 보호장치는 별도로 시험하는 것으로 한다.

(6) 충격 내전압(주수 상태의 검사는 옥외용에 한한다)
계기용 변압 변류기의 충격 내전압 시험은 1차측 일단 접지 전파 및 절단파로 하고 시험의 순서와 횟수는 다음과 같다. 시험전압의 파형은 (1.2×50)㎲의 정극성의 표준충격 전압 파형으로 한다.
① 건조상태에서 표 3의 전파 충격전압의 50∼75%의 저감 전압을 1회 가한다.
② 건조상태에서 표 3의 절단파 충격전압을 1회 가한다.
③ ②에 이어서 건조상태에서 표 3의 전파 충격전압을 1회 가한다. 

표 3  충격 내전압의 시험 전압

정격 1차 전압		시 험 전 압
		전파	절단파
	A	150	170
	B	125	-
	A	750	870
	B	650	-
	-	1,300	1,680

** A는 표준 레벨의 것, B는 저 레벨의 것에 적용한다.

(7) 교류 내전압(주수 상태의 검사는 옥외용에 한한다)
계기용 변압, 변류기의 교류 내전압은 그 절연 계급에 따라 표 4의 시험전압에서 건조상태에서 1분간, 주수 상태에서 10초간 견뎌야 한다. 다만 접지형 계기용 변압기 및 옥내용의 경우는 주수상태의 시험을 하지 않는다.
시험전압은 주파식 60Hz의 정현파에 가까운 것으로 한다. 

표 4  교류 내전압 시험전압

정격 1 차 전압	접지형 계기용 변압기의 1차 접지측 단자와 외함 간	2차 권선과 외함간
	10kV	2kV
	20kV

(8) 유도 내전압(변류기는 제외한다)
계기용 변압기의 유도 내전압은 1차 권선의 단자간에 표 5의 시험전압을 유도시켜, 시험전압의 주파수가 정격 주파수의 2배 이하의 경우는 1분간, 2배를 초과하는 경우는 다음의 계산에 의한 시간동안 이에 견디어야 한다. 다, 시험시간은 최단 15초로 한다.
시험시간(S)＝60×2×정격 주파수/시험 주파수 

표 5  계기용 변압기의 유도 내전압의 시험 전압

종류	시험전압
비접지형 계기용 변압기	정격 1차 전압의 2배
단상 접지형 계기용 변압기	정격 1차 전압의 3.46배
3상 접지형 계기용 변압기	정격 1차 전압의 2배

(9) 오차
전력측정에 있어 계기용 변성기의 합성 오차는 다음 조건에서 표 6의 한도를 넘는지의 여부를 시험한다.

표 6  계기용 변성기의 합성 오차의 한도

계급	1차 부하 역률 1.0			1차 부하역률 0.5(지전류)
	1차전류	1차전압	한도%	1차전류	1차전	한도%
0.3W급	0.5ln	1.0Vn	±0.3	0.1ln~1.2ln	1.0Vn	±0.45
0.5W급	0.5ln		±0.5	0.1ln~1.2ln		±0.75

① 합성오차를 구하는 방법
계기용 변성기의 합성오차는 표 7의 시험전류, 1.0Vn의 시험전압 및 (2)의 시험부담으로 비오차 및 위상각을 측정하여 그 결과를 부속서에 적용하여 산출한다. 

표 7  변류기의 시험 전류

0.05ln	0.1ln	0.2ln	1.0ln	1.2ln
⊙	○	⊙	⊙	○

비고 : ⊙표는 형식시험, 인수, 인도, 시험 및 검정시 시험점
         ○표는 형식 시험시 시험점

② 시험부담
계기용 변성기의 시험부담은 정격부담과 정격부담 25%의 부담 및 사용부담(변류기는 부담역률 0.8 지전류, 변압기는 부담역률 0.2 지전류)으로 한다. 단, 정격부담과 정격부담 25%의 부담은 형식시험 및 인수, 인도시험시에 하며 검정시에는 사용부담으로 한다.
③ 허용 오차
a. 변류기 : 변류기의 비오차 및 위상각(3상 변류기의 경우는 각 상마다)은 정격 주파수로 정격부담과 그의 25%의 부담(역률 0.8 지전류)으로 표 8에 표시한 전류로 시험하였을 경우 표 8의 한도를 넘지 않아야 한다.
b. 계기용 변압기 : 계기용 변압기의 비오차 및 위상각(3상의 경우는 각 상마다)은 정격 주파수에서 정격부담과 그 외 25% 부담(역률 0.2 지전류)으로 표 9의 한도를 넘지 않아야 한다. 

표 8  비오차 및 위상각 한도

	비오차(%)					위상각(분)
	0.05ln	0.1ln	0.2ln	1.0ln	1.2ln	0.05ln	0.1ln	0.2ln	1.0ln	1.2ln
0.3W급	±0.05	±0.6	±0.45	±0.3	±0.3	±45	±36	±27	±18	±18
0.5W급	±1.25	±1.0	±0.75	±0.5	±0.5	±75	±60	±45	±30	±30

표 9  계기용 변압기의 비오차 위상각의 한도

	비오차(%)	위상각(분)
	0.9Vn ~ 1.1Vn	0.9Vn ~ 1.1Vn
0.3W급	±0.3	±15
0.5W급	±0.5	±20

(10) 전류 특성(계기용 변압기는 제외한다)
전류특성은 정격 주파수, 정격 부담(역률 0.8 지전류)으로 시험전류는 0.05In, 0.1In, 0.2In, 1.0In 및 1.2In으로 하며(In은 정격 1차 전류) 그 비오차 및 위상각의 변화가 표 10의 한도를 넘어서는 안 된다. 

 표 10  변류기의 전류특성

계  급	변화의 온도
	비오차(%)	위상각(분)
0.3W급	0.3	20
0.5W급	1.0	50

(11) 전압특성
전압특성은 정격부담(역률 0.2 지전류) 및 정격 주파수의 시험전압은 0.9Vn, 1.0Vn 및 1.1Vn으로 하며 비오차 및 위상각의 변화가 표 11의 한도를 넘어서는 안 된다.

 표 11  계기용 변압기의 전압 특성

계급	전압	변화의 한도
		비오차(%)	위상각(분)
0.3W급	0.9Vn ~ 1.0Vn	0.3	15
	1.0Vn ~ 1.1Vn
0.5W급	0.9Vn ~ 1.0Vn	0.5	20
	1.0Vn ~ 1.1Vn

(12) 상호간섭(계기용 변압 변류기에 한함)
계기용 변압 변류기의 상호간섭에 의한 오차변화는 계기용 변압기에 정격 주파수의 정격전압(3상 계기용 변압 변류기의 경우는 3상 전압)을 가하여 변류기에 정격 부담의 25%의 부담(역률을 모두 0.8의 지전류)으로 정격 주파수의 정격 전류의 1/10의 전류를 흘려서 변류기의 오차 시험을 하고 다음에 1차 전류의 방향을 180° 회전시켜 동일 조건으로 오차시험을 하여 다음의 △δ를 구하여 표 12의 값을 넘지 않아야 한다.

 표 12  계기용 변압 변류기의 상호간섭에 의한 오차의 한도

계급	변화의 한도
0.3W급	0.15
0.5W급	0.25

△δ＝ √(ε1－ε2)2＋{0.029(θ1－θ2)}2%
여기서, ε1 : 처음 시험에서의 비오차(%)
        θ1 : 처음 시허에서의 위상각(분)
        ε2 : 1차 전류의 방향을 180° 회전시켜 시험하였을 때의 비오차(%)
        θ2 : 1차 전류의 방향을 180° 회전시켜 시험하였을 때의 위상각(분)

(13) 부분 방전시험
최고 전압 6.9kV 이상의 계기용 변성기의 부분 방전을 표 13에 따라 하고 방전전하량이 100pc를 초과하는가 하지 않는가를 시험한다.

                 표 13계기용 변성기의 부분 방전시험

계급	시험회로	옥내/ 큐비클
계기용 변압 변류기 (접지용)	그림 6	2차 권선 v단자와 l단자, 그리고 1차 권선의 V단자를 일괄 접지하고 1차권선의 U단자(k단자와 공용)와 V단자의 사이에 최고전압의 1.05배에 상당하는 10초 이상 가한 후 이를 서서히 낮추어 최고 전압의 배에 상당하는 전압으로 1분 이상 유지한 경우의 방전 전하량을 측정한다

내선규정 신설 내용

2000년 내선규정 MOF(전력 수급용 계기용 변압 변류기) 관련 규정 신설
● 신설내용 : 옥내 수전실 또는 큐비클 등 밀폐된 공간에 설치하는 전력수급용 계기용 변압 변류기(MOF)는 몰드형 등 난연성 제품을 사용하여야 한다.
● 변경내용(표 14)

 표 14 변경내용

구분	옥외 수전실	옥내/ 큐비클
종전	유입형	유입형 OR MOLD형
변경	유입형	MOLD형