전기로 작동하는 릴레이는 ON, OFF 기능이 있는 스위치라고 할 수 있으며 한국어로는 계전기라는 명칭을 사용한다.
계전기는 우리가 일상에서 쓰는 수동 스위치와 다르게 자동으로 다 켰다를 할 수 있게 해주는데 어떤 이유 때문에 사용하는 것일까?
가정에서는 전압이 높지 않기 때문에 회로에 스위치를 직접 연결하지만 고압전류가 흐르는 곳은 스위치를 조작하는 게 위험할지도 모른다.
그래서 고전압 스위치에 저전압 회로를 연결하고 저전압 스위치를 조작하면 간접적으로 고전압 스위치를 개폐할 수 있도록 설계한다.
릴레이 스위치는 가전제품에도 많이 들어가는데 전기 주전자의 물이 끓으면 자동으로 작동이 멈추는 것도 계전기 덕분이다.
1. 원리
자석의 일종인 전자석은 평상시에는 자기력을 가지고 있지 않지만 전류가 흐르면 자석처럼 주변의 철을 끌어당기는 성질로 변한다.
릴레이 스위치 안에는 전선을 감은 모양의 전자석 코일이 들어있는데 위의 사진처럼 다른 회로에 연결될 수 있도록 철편이 연결돼있다.
전류가 공급되고 철편이 연결되면 다른 회로의 스위치가 ON 상태가 되면서 전류를 공급하고 접점 형태에 따라서 A, B, C 3개의 타입으로 분류된다.
2. 형태
OFF
평소에 접점이 없는 상태에 있다가 전류가 공급되면 스위치가 작동하는 방식으로 고압 전류가 필요한 기계를 작동 시키는 경우 활용할 수 있다.
ON
평상시에는 철편이 연결된 상태에 있다가 전류가 공급되면 OFF 상태로 만드는 계전기로 설비에 문제가 생긴 경우 추가 피해를 줄이기 위해 사용한다.
한 개의 접점
평소 접점이 연결된 상태에 있어야 한다면 사용자가 ON 상태를 설정할 수 있고 반대로 OFF 상태를 원한다면 접점이 떨어진 상태를 설정할 수 있다.
3. 종류
27. 부족 전압 계전기(UVR)
선로나 발전기의 전압이나 고장을 감시하는 용도로 많이 사용되며 전압이 설정한 값 이하로 떨어지면 일정 시간이 지난 다음에 동작을 한다.
37. 부족 전류 계전기(UCR)
전류가 일정치 이하로 된 경우 동작하는 계전기로 보호를 위한 용도보다는 제어를 하기 위한 목적으로 사용하는 경우가 많다.
49. 열동형 계전기(THR)
과부하 계전기, 써멀 릴레이라고 불리는 경우가 많으며 과부하 전류가 흐르면 내부에서 발생한 열에 의해서 바이메탈이 작동해서 접점이 차단된다.
50G. 선택 지락 계전기(SGR)
방향성을 가지고 있는 계전기로 고배 계통의 고압 모선 측에는 GPT, 외선 측에는 ZCT를 설치해서 영상 전압과 영상 사고 전류를 검출하여 작동
50S. 선택 단락 계전기(SSR)
병행 2회선으로 있는 송전 선로에서 한쪽의 1회선에 단락 사고가 발생한 경우 고장 회선을 선택해서 차단할 수 있다.
51. 과전류 계전기(OCR)
과부하 계전기로도 불리며 전류치를 초과하여 과부하, 단락 사고 발생 시 작동하는데 과거에는 유도형을 많이 사용했지만 최근에는 정지형을 많이 쓴다.
59. 과전압 계전기(OVR)
설정값에 따라서 130%가 넘으면 작동하는 계전기로 전력 회로의 전압이 과도하게 상승하거나 부족한 경우 보호를 위해 사용된다.
64. 과전압 지락 계전기(OVGR)
지락 사고 시 발생하는 영상 전압을 검출하는 방법으로 영상 변류기를 사용해서 차단기를 동작시켜 설비를 보호할 수 있다.
67/67G. 지락 방향 계전기(DGR)
과전류 지략 계전기에 방향성을 추가한 제품으로 배전계통에서 지락 사고가 발생하면 문제가 되는 부분의 선로만 차단시키거나 경보를 울린다..
67S. 단락 방향 계전기(DSR)
과전류 계전기에서 방향성을 부여한 것으로 일정한 방향으로 흐르는 고장 전류가 일정 값 이상이 되면 동작을 하도록 설정한다.
87. 비율 차동계전기(RDR)
내부의 작은 오동작으로 작동하는 차동계전기의 단점을 보안하기 위해 큰 고장에만 동작하도록 만든 것으로 목적에 따라 알파벳으로 분류를 한다.
B모선보호 G발전기 T주변압기