전기기사 ZCT(영상변류기) — 비접지 계통 지락 보호·3상 전류 합 검출 원리

영상전류(제로 시퀀스 전류)는 세 상 전류를 더한 잔류 성분이다. 3상이 평형일 때 합은 0이지만 한 상이 대지와 접촉하는 지락 사고가 나면 평형이 깨져 영상 성분이 나타난다. ZCT는 이 합성을 자기적으로 수행한다. 3상 도체(필요하면 중성선 포함)를 한 철심 창에 함께 넣어 두면 정상 상태에서는 자속이 서로 상쇄되어 2차에 아무 출력이 없고, 지락이 생겨 영상전류가 흐를 때만 그만큼의 자속이 남아 2차 전류가 유도된다. 그러므로 변전소에서 비접지 선로의 접지보호용 계전기에 영상전류를 공급하는 것은 ZCT다.

비접지 계통에서 접지 보호가 ZCT에 의존하는 까닭은 지락 전류의 성질에 있다. 비접지 계통은 중성점이 대지에 붙어 있지 않아 1선 지락 시 흐르는 것은 선로 충전전류(정전용량 전류)가 중심인 작은 전류이다. 상전류를 재는 일반 과전류 계전 방식으로는 이를 잡기 어려워, 영상 성분만 골라내는 ZCT 방식으로 지락을 검출한다.

보기에서 가려낼 다른 기기의 역할도 정리해 둔다. CT(변류기)는 각 상의 부하·단락 전류를 재는 일반 전류 변성기고, PT(계기용변압기)는 전압을 변환해 전압 계전기·계기에 공급한다. GPT(접지형 계기용변압기)는 개별 3대의 1차 중성점을 공통 접지해 영상 전압(지락 전압)을 검출하는 장치다. 전류 합을 보는 ZCT와 전압(중성점 전압)을 보는 GPT가 비접지 계통 지락 검출의 짝을 이루지만, 문항이 「영상전류를 공급하는 것」을 물으면 답은 ZCT로 고정된다.