변류기 부담 계산기의 원리
변류기는 1차 전류를 1 A 또는 5 A의 작은 2차 전류로 바꿔, 연결된 모든 것, 곧 반까지의 케이블과 그 끝의 계기, 계전기, 변환기에 흘립니다. 이 회로가 부담이며, 정격 2차 전류에서의 피상 전력(VA)으로 나타냅니다. CT는 부담이 정격 범위 안에 있을 때만 정확도 등급을 지킵니다.
이 계산기는 도체 온도에서의 구리 저항을 반영한 케이블 2심의 부담 I² × 2 ρ L / A에 기기 부담을 더하고, 그 합을 CT의 정격 부담과 비교합니다. 정격 부담에 맞는 최대 케이블 길이와 실제 부담에서의 정확도 한계 계수도 보여 줍니다.
케이블이 흔히 문제가 되는 이유
5 A에서는 2차 회로의 1 Ω마다 25 VA가 듭니다. 2.5 mm² 구리선 20 m를 왕복하면 0.275 Ω, 즉 6.9 VA로, 계기를 달기도 전에 흔한 5 VA CT가 감당할 수 있는 값을 넘습니다. 1 A 2차라면 같은 케이블이 0.28 VA입니다. 그래서 배전반에서 먼 반까지 길게 배선하는 CT는 보통 1 A 2차를 쓰고, 5 A 2차는 계기 가까이에 둡니다.
25~100 % 범위
IEC 61869-2는 0.2, 0.5, 1 같은 계측용 정확도 등급의 비오차와 위상 오차를 정격 부담의 25 %~100 % 2차 부담에 대해 규정합니다. 이보다 크면 CT는 낮게 측정하고 더 일찍 포화되며, 작으면 오차가 등급의 적용 대상이 아니어서 등급을 넘을 수도 있습니다. 요즘 전자식 계기의 부담은 1 VA에도 못 미치므로, 정격 부담을 너무 크게 고르면 케이블만으로는 25 %를 밑돌 수 있습니다. 각 CT가 규정된 범위는 데이터시트에 나옵니다.
정확도 한계 계수와 계기 안전 계수
보호용 CT에는 정확도 한계 계수 ALF가 있으며, 합성 오차가 등급 안에 머무는 정격 전류의 배수를 뜻합니다. 계측용 CT에는 계기 안전 계수 FS가 있어 고장 시 계기에 닿는 전류를 제한합니다. 둘 다 실제 부담에 따라 달라지며, 흔히 쓰는 근사는 ALF’ = ALF × (Rct + R정격) / (Rct + R실제)(Rct는 2차 권선 저항)입니다. 부담이 가벼우면 계수가 커져 보호용 철심에는 유리하지만, 계기에는 더 큰 고장 전류가 흐릅니다.
현장 센서에 전원을 주는 케이블의 전압 강하는 센서 전원 전압 강하 계산기를, 저항으로 전류를 재려면 전류 션트 저항 계산기를 쓰세요.
자주 묻는 질문
VA와 Ω을 그대로 더해도 되나요?
먼저 R = VA / I²로 환산하세요. 이 계산기는 케이블과 기기를 저항으로 보고 산술적으로 더하므로, 유도성 기기에서는 합계를 조금 크게 잡습니다. 안전한 쪽의 오차입니다.
2차 측은 절대 열면 안 되나요?
그렇습니다. 부하가 걸린 상태에서 2차 측을 열면 CT가 포화되어 위험한 전압이 생길 수 있습니다. 계기를 떼기 전에 2차 단자를 단락하세요.
도체 온도가 영향을 주나요?
구리 저항은 K당 0.393 % 오릅니다. 60 °C의 케이블은 20 °C일 때보다 저항이 16 % 크고, 케이블 부담도 그만큼 커집니다.