보호계전기 이론과 실습(GIPAM 3000)

이창민 , 김진우 지음

광문각 2025년 09월 15일 출간 국내도서 : 2025년 08월 25일 출간

작품소개

책소개

현대 사회의 전력 계통은 기술의 발달과 함께 점점 더 복잡해지고 있다. 과거에는 대규모 발전소에서 전력을 생산하여 송전, 배전하는 단순한 구조를 가졌지만, 오늘날의 전력 계통은 여러 형태의 발전원과 다양한 송배전 네트워크로 이루어져 있다. 특히 재생 에너지의 확산으로 인해 태양광, 풍력, ESS(에너지 저장 시스템) 등 다양한 분산형 전원이 계통에 연결되면서 그 복잡성이 더욱 증가하고 있다. 이러한 복잡성은 계통의 안정성, 신뢰성, 효율성에 큰 영향을 미치며, 전력 품질 유지와 사고 발생 시 빠른 복구가 중요한 과제로 떠오르고 있다.
또한, 스마트 그리드(Smart Grid)의 도입으로 전력 계통은 실시간 데이터 수집과 제어를 통해 에너지 효율을 최적화하고 있는데, 이 과정에서 수많은 센서, 통신 장치, 제어 시스템이 연계되며 계통의 복잡성이 더해졌다. 더불어 전기차 보급 확대에 따라 충전 인프라가 대규모로 확장됨에 따라 전력 소비 패턴의 변화도 계통 운영에 새로운 변수를 추가하고 있다.
이처럼 복잡해진 전력 계통을 안정적으로 운영하고 사고를 최소화하기 위해서는 보호계전기의 역할이 매우 중요하다. 보호계전기는 계통 내에서 발생할 수 있는 과부하, 단락, 지락 등의 사고를 실시간으로 감지하여 적절한 대응을 하도록 돕는 핵심 장치로 전기 전공자는 계통 보호의 중요성을 잘 알고 있으므로 그 기초적인 지식을 습득함으로서 산업 현장에서 큰 도움이 될 것이다.
본 교재는 전기 설비의 핵심 장치인 수배 전반과 핵심 보호 장치인 보호계전기 관련 이론을 바탕으로 한 실습 위주의 내용을 집필한 것이다. 내용은 2년제 및 4년제 대학, 전문 직업 훈련 향상 과정 등에서 공부하는 사람들에게 적합하도록 하였다.
보호계전기는 LS산전의 GIPAM 3000 기종을 선택하였고, 3 Phase Power Generator 프로그램을 활용해 임의의 고장 상태를 시뮬레이션할 수 있도록 하였다.
본 교재는 제1부에서 전력 계통 및 전기 도면에 대한 이해 그리고 배전반에 대한 이론적 배경을 설명하였고, 제2부에서 보호계전기 실습 장치 사용법과 그 실습으로 나누어 실습 위주로 구성하였다.
제1부의 상세 내용으로 제1장은 전력 계통에 대한 이해, 제2장은 전기 도면 해석에 필요한 지식 위주, 제3장은 유도화 및 전자화 배전반의 특징 및 차이점 비교를 통한 개념 이해에 중점을 두었다.
제2부는 전력 보호계전기 실습 장치의 가장 핵심 부품인 보호계전기 장치에 대한 설명 및 해당 장치를 활용한 현장의 제어 실무에 적용할 수 있도록 실습을 구성하여, 응용 분야를 다룰 수 있는 능력을 배양할 수 있도록 하였다.

목차

제1부이론 도입

　제1장. 전력 계통의 이해
　　1. 발전과 송전
　　2. 배전반
　　3. 기초 용어 정리
　　4. Y 잔류회로(중성점 접지 계통) 해석
　　5. 비접지 계통 해석

　제2장. 전기 도면의 이해
　　1. 전기 도면에서 사용되는 기호 및 명칭
　　2. 자동 제어 기구 번호
　　3. 배선도

　제3장. 유도화 배전반과 전자화 배전반
　　1. 유도화 배전반
　　2. 전자화 배전반
　　3. 외관 비교
　　4. 전력 감시 시스템 비교
　　5. 전자화 배전반의 도면


제2부시험 장치 사용법과 실습

　제4장. 전력 보호계전기 시험 장치
　　1. 데이터 표시 장치(GIPAM-3000FI)
　　2. Windows10/11 프로그램 드라이버 설치 방법
　　3. 3 Phase Power Generator 프로그램 사용법

　제5장. 보호계전기 사용법 및 실습
　　1. Measurement(계측)
　　　[실습 1] 계측 실험(Measurement)
　　　[실습 2] 전압 계측 실험(Measurement)
　　　[실습 3] 전류 계측 실험(Measurement)
　　　[실습 4] 전력, 전력량, 역률, 고조파 계측 실험
　　2. 기록 열람
　　　[실습 5] 이벤트 기록 분석 실험(기록 열람)
　　　[실습 6] 사고 기록 분석 실험(기록 열람)
　　3. 상태 감시
　　　[실습 7] DI, DO 분석 실험(상태 감시)
　　4. 계통 설정
　　　[실습 8] PT, CT 비 설정(계통 설정)
　　5. 보호계전
　　　[실습 9] OVER CURRENT(50/51) 실험_과전류 계전기(보호계전)
　　　[실습 10] OVER CURRENT GROUND (50N/51N) 실험_지락 과전류 계전기(보호계전)
　　　[실습 11] NEGATIVE SEQ OVER VOLTAGE (47N) 실험_역상 과전압 계전기(보호계전)
　　　[실습 12] PHASE OPEN (47P) 실험_결상 계전기(보호계전)
　　　[실습 13] UNDER VOLTAGE (27) 실험_부족 전압 계전기(보호계전)
　　　[실습 14] OVER VOLTAGE (59) 실험_과전압 계전기(보호계전)
　　　[실습 15] OVER VOLTAGE GROUND(64) 실험_지락 과전압 계전기(보호계전)
　　　[실습 16] SGR(64G) 실험_선택 지락 과전류 계전기(보호계전)
　　　[실습 17] DGR(67N) 실험_방향성 지락 과전류 계전기(보호계전)

　제6장. 계전기 정정 계산 실습
　　1. 정정 기준
　　2. 정정 계산
　　3. 정정 계산 실습
　　　[실습 18] 정정 실습

인물정보

저자(글) 이창민

저자(글) 김진우

작가의 말

본 교재를 끝내면서 필자는 세심한 노력을 기울여 독자들이 좀 더 쉽게 이해할 수 있도록 최선을 다하여 집필하였으나, 그래도 부족한 점이 있다면 지속적으로 연구를 거듭하여 수정·보완할 것을 약속드린다. 끝으로 교재를 끝내기까지 세심한 관심을 가지고, 많은 배려와 도움을 주신 관계자 여러분과 출판사 직원 여러분들 및 사랑하는 가족인 하주, 선영, 민욱에게 고개 숙여 깊은 감사를 표합니다.