전력수급용 계기용 변성기(MOF)에 대하여

 

안녕하세요? 오늘은 전력수급용 계기용 변성기(Metering Out Fit, MOF)에 대해서 알아보겠습니다. 계기용 변성기 MOF는 3상 4선식 특고압 선로의 사용 전력량을 측정하기 위해 설치하는 장비로 한전 계량기 계측을 위해 설치하는 기기입니다. 

 

 

 

 

 

 

1. 계기용 변성기 MOF의 정의

 

 

 

계기용 변성기 MOF는 변류기와 계기용 변압기를 하나로 하여 외함에 넣어 결선 되어 있는 기기로, 전력수급용 전력량계, 무효 전력량계, 최대 수요 전력량계와 조합하여 사용하는 삼상 계기용 변압 변류기입니다. 

 

MOF는 주회로의 고전압. 대전류를 사용 목적에 적당한 저전압(110V). 소전류(5A)로 변성하는 기기이며 용도에 따라 분류하면 계기용 변류기, 계기용 변압기로 나눌 수 있고, 절연 형태로는 건식, 유입식, 몰드식으로 구분되며 최근 22.9KV급에 방재에 유리한 몰드식이 많이 적용되고 있습니다. 

 

계량을 목적으로 필요하기 때문에 MOF(Metering Out Fit)이라 하고 MOF는 PT와 CT가 같이 구성되어 있기 때문에 PCT라고도 합니다. MOF는 계기용 변성기 또는 계기용 변압 변류기라고도 합니다.

 

 

 

 

 

 

2. 계기용 변성기 MOF의 구조

 

 

계기용 변성기 MOF의 내부에는 위와 같이 변류기와  변압기가 같이 들어있습니다. 왼쪽의 몰드형은 Epoxy resin으로 절연이 되어 있으며 왼쪽의 유입식은 절연유로 절연이 되어 있습니다. 

 

 

 

 

 

절연유가 절연의 역할을 하기 때문에 계기용 변성기 MOF 점검 시에는 절연유가 세는 곳은 없는지 항상 점검해야 합니다. 그뿐만 아니라 왼쪽의 흡습 호흡기 안의 실리카겔의 상태도 변색 유무를 점검해야 하겠습니다. 흡습호흡기가 달려있는 것이나 절연유를 사용하는 것은 유입식 변압기와 MOF가 동일합니다. 

 

 

 

 

 

 

3. 계기용 변성기 MOF의 회로도

 

 

MOF의 회로도입니다. 복잡해 보이지만 하나씩 하나씩 따라가다 보면 별것 아닙니다. 1S는 1L로 2S는 2L로 3S는 3L로 가며 P1, P2, P3는 P0로 가게 되어 있습니다. 전기기사나 전기산업기사에 문제로 출제가 되는 것이니 참고하시기 바랍니다. 

 

 

 

 

 

여기서 주의사항은 1S, 2S, 3S는 점검 시에 반드시 단락해줘야 합니다. 만약 단락이 아닌 개방하게 되면 큰 부하전류가 여자전류가 되어 2차 측 권선에 고전압이 발생하여 권선의 절연이 파괴되어 소손되게 됩니다. 

 

또한 P1, P2, P3는 점검 시 개방해야 하며 반대로 단락시키면 Short가 되어 터지게 됩니다. 단락은 한마디로 두 전선을 붙이는 것인데 가정에서 콘센트 두개를 붙이면 터지는 것과 동일합니다.  

 

 

 

 

 

 

4. 전압비(PT비) 전류비(CT비) MOF비

 

 

1) PT비

 

계기용 변성기 MOF의 전압비(PT비)는 120입니다. 위에서 22,900/√3은 22,900V의 대지 전압을 의미합니다. 즉 22,900V는 상과 상 사이의 전압이고 대지 전압은 22,900V를 √3으로 나눠주면 13,200V가 됩니다. 또한, 190V역시 2차 측의 상전압을 의미하고 대지 전압은 190/√3=110V가 됩니다. 여기서 PT비는 13,200/110=120으로 일정하게 됩니다. 즉 PT비는 120으로 고정값입니다.

 

 

 

2) CT비

 

MOF의 전류비는 1차측에서의 전류에 따라 달라지기 때문에 MOF 명판을 참고 해서 구하면 되겠습니다. MOF의 CT의 2차측 정격이 5A임을 감안하면 크게 어려운 부분은 아닐 것입니다. 위의 표에서 보시는 바와 같이 2차측은 모두 5로 고정이 되어 있습니다. 1차측 정격은 5~1200까지 변합니다. 예를 들어 보면 5/5의 CT비는 1입니다. 5÷5=1이기 때문이죠. 10/5=2, 15/5는=3입니다. 1200/5=240입니다. 

 

 

 

3) MOF비

 

MOF비는 PT비×CT비입니다. 여기서 PT비는 120으로 고정입니다. 예를 들어 30/5의 MOF비는 120×6=720입니다. 즉 MOF비는 CT비에 120을 곱하면 아주 쉽게 구할 수 있습니다. 

 

CT비는 위와 같이 계기용 변성기 MOF의 CT비는 MOF 외관에 크게 표시되어 있을 뿐만아니라 MOF의 명판에도 있습니다. 위의 계기용변성기의 MOF비를 구하면 120×75/5=1800 입니다. 

 

 

 

4) MOF비의 활용

 

그렇다면 이렇게 구한 MOF비를 어디다 써먹을까요?

 

1) 먼저는 한전 계량기에서 적산된 전력의 실제 사용량을 구할 때 사용합니다. 한전 계량기에 전산된 전력의 값은 MOF에서 변성된 전압과 전류인 110V와 5A를 기준으로 측정된 값입니다. 그렇다면 실제의 전기 사용량을 구하려면 MOF비를 여기에 곱하면 실제 사용량이 나오게 됩니다. 

 

예를 들어 한전 계량기에 100kwh의 값이 측정되었다고 가정합시다. 실제 전기 사용량은 100kwh×MOF비 입니다. 위의 75/5 CT비의 MOF를 사용했다고 가정하면 100×1800=180,000kwh의 전기를 사용한 것이 됩니다. 

 

2) MOF비는 피크전력을 구해서 변압기의 부하율을 구하는데 사용됩니다. 피크전력은 다른 표현으로 전력 피크라고도 합니다. 전력 피크는 전력 사용량이 가장 많아지는 순간을 말합니다. 여름 무더위와 겨울 한파가 기승일 때 새로운 절정(peak)을 기록하게 마련이다.

우리나라는 2011년 이른바 ‘정전 대란’ 이후로 순간 전력 사용량을 줄이기 위해 ‘전력피크제’를 시행했습니다. 한국전력공사와 일정 전력 사용량을 미리 계약한 곳의 순간 전력 사용량을 15분마다 점검해 월 계약량을 넘어서면 요금을 2.5배 더 물리는 것으로 했습니다. 피크 전력은 보통 한전 전력량계의 18, 19, 20 정도에 그 값이 나옵니다. 아래 5번의 표에는 '최대수요전력'으로 표기되어 있습니다. 

 

이제 변압기 부하율을 구해보겠습니다. 변압기 용량이 950kVA이고 CT비는 30/5, 피크 전력의 값이 1.120으로 나와 있다고 가정합니다. 1.120×120(PT비)×6(CT비)÷950(변압기용량)=84.9%가 됩니다. 실제로 이렇게 변압기를 무리하게 사용하는 곳은 별로 없습니다만 예를 들어 그렇다는 것입니다. 변압기의 적정 부하율은 정격용량의 60~80%입니다. 이것은 법으로 정해진 것이 아닌 통상적으로 관리하는 수치입니다. 만약 부하율을 계산하여 70%이상이면 경계해야 하고, 80%가 넘어가면 사고의 위험이 있거나 변압기 수명이 짧아질 수 있습니다. 

 

 

 

변압기 화재 사고 사례 - https://electrical-engineering-portal.com

변압기는 정격부하에서는 온도가 크게 올라가지 않습니다. 그러나 실험결과 과부하 상태에서는 1시간만 가동을 해도 10%과부하시에는 허용온도를 3.6도 초과했고, 20%과부하에서는 허용온도를 12.2도나 초과합니다. (허용온도 73.7℃) 즉 과부하 운전은 짧은 시간일지라도 변압기의 온도를 크게 올라가게 하여 화재, 폭발의 가능성이 크다는 것입니다. 이런 이유에서 변압기 용량은 위에서처럼 사용부하보다 높게 여유를 두어야 안전합니다.  

 

 

 

 

 

 

5. MOF와 연결된 기기들

 

 

여기서부터는 한전에서 관리하는 기기들입니다. 먼저 노란색 Box 안의 전력량계가 있습니다. 전력량계를 읽는 방법은 보통 한전에서 오른쪽 그림과 같이 전자식 전력량계 조건표를 붙이고 갑니다. 표가 없더라도 대부분 읽는 방법이 유사하기 때문에 계속 보다 보면 뭔지 알게 됩니다. 전력량계(계량기) 보는 방법은 아래 한국전력공사 링크를 참조하시면 됩니다. 

 

붉은색 Box는 원격검침장치로 한전에 무선통신으로 연결되어 있습니다. 다만 해당 지역에 통신선로가 깔리지 않아 통신이 안되는 경우에는 한전에서도 내용을 알 수 없습니다. 

 

계량기 보는법 링크

 

 

 

 

 

오늘은 전력수급용 계기용 변성기 MOF에 대하여 알아보았습니다. 오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.