MOF(전력수급용 계기용변압기) 10분만에 이해하기

한전에서 받은 전기를 수치화시켜 요금을 부과하기 위해 만들어진 MOF는 어떻게 구성되어 있을까요? 전기 공부를 하다 보면 가장 많이 보게 되는 설비 중 하나이지만, 누군가 "MOF 가 뭐야?"라고 물어보면 딱히 뭐라 말해줘야 될지 막막합니다. 오늘은 MOF를 공부해보고 직접 스스로에게 가르쳐 봄으로서 내 것으로 만들어 보겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 목차

 

• MOF 는 이런 설비입니다.
• MOF 의 실제 현장사진을 보면서
• MOF 내부에서는 무슨 일이 일어날까
• 키워드를 보고 직접 설명해봐요

 

 

 

 

 

 Metering(측정해서) Out(밖으로 내보낸다) Fit(알맞게)

 

전기기사 실기에서 많이 그려본 네모난 상자안에 적힌 MOF라는 세 글자, 하지만 실제로 보면 공부할 때와 괴리감이 많이 들게 생겼습니다. (사진 하단 참조)

 

 

 

MOF의 명칭은 전력수급용 계기용변성기 라고 합니다. 전력을 수급하는 용도, 그걸 계기(측정)한다는 뜻입니다. 한전에서 열심히 일해서 전기를 보내줬으니 얼마나 사용했는지 측정을 해야 돈을 받을 수 있습니다. 그래서 있는 것이 MOF입니다. 수금하는 녀석이죠

 

 

 

그래서 MOF판넬  계량기는  잠금장치가 되어 있습니다. 임의로 조작할 우려가 있기 때문에 한전에서 직접 와서 관리를 합니다. 고장이 발생해도 절대 혼자서 작업해서는 안됩니다. 한전직원이 꼭 와서 수리해야하며 관리자 또한 옆에 있어야합니다.

 

 

 

MOF는 22.9kv의 전기를 한전으로부터 받습니다. 그런데 전압과 전류의 사용량을 측정하고 싶은데 22.9kv라는 엄청난 전압을 받아서 측정해야 합니다. 문제는  그 힘을 견디려면 설비 자체가 매우 높은 기계적 강도가 필요합니다. 설비가 매우 커지므로 비용이 엄청나게 발생합니다.

 

 

 

그래서 MOF 내부에서는 교류의 장점인 변압기(PT)와 변류기(CT)가 들어가게 됩니다. 고전압을 측정하기위해 PT 변압기를 통해서 저전압(110V)으로  낮추고 대전류를 측정하기 위해 CT 변류기로 통해서 소전류(5A)로 낮추게 됩니다. 이렇게 되면 매우 높은 전압과 전류를 변압기라는 장점을 이용해서 측정을 할 수 있게 됩니다.

 

 

 

 

• PT (계기용 변압기) 

Potential Transformer의 줄임말이며 13200V 의 전압을 받아 110V로 전압을 낮추어 전압 측정용 기기로 공급한다.  

 

• CT (계기용 변류기)

Current Transfomer의 줄임말이며 대전류를 5A로 변류하여 전류 측정용 기기로 공급한다. 1차 측 전류의 경우 수용가마다 값이 다르다. (본 글의 MOF의 변류기는 1차 측 50 A) 

 

 

 

 

 

 

 현장 사진

 

 

 

 

사진에서 빨간색 네모 부분이 MOF의 기호 입니다. LBS(부하개폐기) 다음 판넬에 위치하고 있으며 PT 비 와 CT 비로 도면상 표시되어 있는 걸 볼 수 있습니다. 여기서 궁금한 게 하나 있는데 한전에서 22900V 가 들어옵니다. 하지만 도면상 PT는 13200V입니다. 왜 그럴까요?

 

 

22900V는 선간 전압입니다. 그리고 13200V는 선간전압을 √3으로 나눈 상전압 값입니다. 마찬가지로  PT는 2차 전압이 110V로 고정되어 있습니다. 따라서 도면상 110V 또한 상전압 입니다. 선간전압 으로 나타내면 110V에 √3을 곱한 190V가 됩니다.

 

 

 

 

• 선간접압(선과 선 사이의 전압)  = 상전압(선이 물려있는 곳의 전압)  × √3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MOF의 계량기는 관리자가 임의로 개폐할 수 없습니다. 아무래도 요금을 측정하는 곳이다 보니 임의로 조작할 우려가 있기 때문입니다. 근무를 하다 보면 가끔씩 한전에서 직원이 와서 계량기를 점검하고 가곤 합니다. 이경우를 제외하곤 계량기 내부 패널을 열어선 안됩니다. 

 

 

 

 

• 측정용 기기를 사용하는 곳이므로 2차측의 부하용량은 작다. 하지만 관리자가 임의로 2차측에 부하를 접속하게 되면 과부하로 MOF 가 폭발할 수 있으므로 잠금장치를 설치해놓았음

 

 

 

 

 

 

 

 

전력수급용 계기용변압기의 모습입니다. 13200V가 들어가 110V와 5A로 변압변류하여 계량기로 전원을 공급하게 됩니다. 사진에서 보이는 방식으로 선이 올라가게 되고 7가닥의 전선으로 나뉘게 됩니다. 그 뒤로 단자대로 들어간 후 계량기로 측정을 하게 됩니다.

 

 

 

 

 

• MOF 에서 전선이 7가닥 나오는 이유

 

 

 

 

L1 (R상) 에서 PT로 가는 1선 CT로 가는 1선 

 

L2 (S상) 에서 PT로 가는 1선 CT로 가는 1선

 

L3 (T상) 에서 PT로 가는 1선 CT로 가는 1선

 

PT의 3선이 접속될 중성점 접지 1선(초록)

 

 

 

 

 

 

 

 

 MOF 내부의 PT 와 CT 원리

 

 

• MOF 내부 PT의 원리

 

 

MOF는 PT와 CT 가 결합된 것입니다. 그렇다면 PT와 CT 가 어떻게 작동되는지 알아야 내부에서 일어나는 일들을 알 수 있습니다.  MOF의 내부만 이해를 해도 PT와 CT 가 어떻게 작동하는지 이해하게 됩니다. 먼저 PT부터 설명하겠습니다. 

 

 

 

 

 

PT는 큰 전압을 측정하는 설비입니다. 그렇다면 우리가 멀티테스터기로 전압을 측정할 때를 떠올려보세요. 멀티 테스터기는 두 개의 다른 선을 각각 테스터기로 찍어서 전압을 측정합니다 PT 도 이와 동일합니다.

 

 

 

사진을 보시면 멀티테스터기는 콘센트 구멍 각각마다 침을 꽂아서 각 S상과 N상을 측정하여 전압을 확인할 수 있습니다. 즉 각각의 전선마다 따로 측정을 해주는 것을 알 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

PT도 마찬가지 입니다. 단지 변압기를 이용해서 하트상(전기가 살아있는 선)과 N(접지선 전기를 받는 선) 상의 전압을 측정할 뿐입니다. 여기서 변압기는 멀티 테스터기가 되는 것입니다. 전압을 측정하는 PT는 하트상과 N상으로 연결되어 있습니다. (1차 측 R상과 S상 연결도 가능함) 2선을 연결하여 전압을 측정하는 게 테스터기와 동일합니다. 

 

 

 

 

 

 

• PT 는 2차측 개방

 

 

 

PT는 점검시 2차 측을 개방해야 된다. 1차 측에 서로 다른 두 선이 와서 접속되어 있는 것을 알 수 있다. 그래서 PT 변압기는 2차 측을 단락(전선 쇼트) 하면 큰일 나는 것이다. (단, 사고방지를 위한 퓨즈가 부착되어 있음)  콘센트의 두 선이 붙으면 '펑' 하고 터지듯이 PT의 2차 측도 서로 붙으면 펑하고 터지는 것이다.

 

 

 

 

 

 

 

• MOF 내부 CT의 원리 

 

이번에는 CT 를 설명해보겠습니다. CT는 전류를 측정해야 합니다. PT처럼 측정할 수 없습니다. CT의 원리를 알기 위해선 전류는 어떻게 측정되는 것인지 알아야 합니다. 

 

 

 

 

 

 

 전류를 측정하기 위해선 측정기를 전류의 흐름에 올려놔야 합니다. 전압처럼 양단을 찍는 것이 아니라, 한선만 측정하게 됩니다. 위 사진은 훅 메타로 전류를 측정하는 방식이며, 하트상에서 전기를 보내어 부하를 거쳐 N 상으로 되돌아 오기 때문에 어느 선에 걸든 선풍기만 작동 중이라면 전류를 측정할 수 있습니다.

 

 

 

단 선풍기가 작동하지 않으면 당연히 전류는 0이 됩니다. 여기서 우리가 알아야 될 것은 전류는 지나가는 도중에 올라타서 측정한다입니다.  그렇다면 CT 변류기에도 당연히 선이 지나가는 도중에 설치된다는 걸 알 수 있습니다. 

 

 

 

 

 

 

PT와 한번 비교해보세요. CT 변류기는 변압기로 오로지 1개의 선이 들어가게 됩니다. 후크메타의 측정방식과 비슷한 것을 알 수 있습니다. 1선이 지나가는 길에 변압기를 걸어 전류를 낮추고 5A의 전류를 받아 측정하게 되는 방식입니다. 그리고 CT는 PT와 다르게 2차 측에 권선이 더 많이 감겨있는 것을 볼 수 있습니다.( 이론적인 설명은 차후 업로드 예정)

 

 

 

 

 

• CT 는 2차측 단락

CT는 점검 시 2차측을 단락시켜야된다. 이론적인 식을 빼고 이해를 먼저 해보자. PT는 원래 서로 다른 일을 하는  두개의 선이 변압기 1차측으로 들어왔다. 그래서 2차측도 두선이 만났다간 펑하고 터지므로 점검시 둘이 못 만나게 개방을 해야 되는 것이다.

 

 

그 반대로 CT는 두 선이 아닌  1개의 전선이 변압기 1차 측으로 왔다. 그다음 2차 측으로 낮은 전류를 공급하게 되는데, 1차 측에서 계속 전류를 공급하고 있는데 2차 측에서 갑자기 개방하여 파업을 해버리면 어떻게 될까

 

 

 

1차측에서 계속 보내준 전류가 2차 측에서 사용하지 못하고 순환이 막히게 되는것이다. 전류는 계속 흘러야 별탈이 없는데 흐르지 못하고 혈관이 막힌 전류는 당연히 2차측 권선이 녹아내리는 소손이 발생하는 것이다.

 

 

 

결론 PT와 CT는 점검 시

 

 

 

PT :  2차 측 두선 만나면 안됨 (개방)

CT :  2차측 두선 만나야 됨 (단락)

 

 

기지개를 확 ~ P개 C 단

 

 

 

 

 

 결선도

 

 

 

 

이것은 단자대입니다. 만약 계량기가 고장 났을 때, 이 녀석이 없으면 교체하기가 번거로워집니다. 하지만 단자대가 있다면 계량기와 위쪽 전선만 탈거할 수 있으므로 손쉽게 계량기 교체가 가능해집니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• 도면의 상부가 22900V

 

• 중심부가 PT 와 CT 가 전원을 받고있음

 

• 하부가 단자대 및 계량기로 투입되는곳 

 

 

 

 

 

위 글에서 PT와 CT의 원리를 이해하고 오셨다면 도면이 눈에 보이실 겁니다. CT는 보는 바와 같이 가는 길목에 변압기가 설치되어 있는 것을 볼수 있으며 , PT 는 접지선과 전원선 따로 물려 있는것을 알 수 있습니다. 보라색 선은 22900V 선으로 동일하므로 한색으로 통일하였습니다. 

 

 

 

MOF 이제 설명해봅시다.

 

현장에서는 항상 어떤 설비든 설명을 할 수 있어야 합니다. 내 입으로 설명하지 못하면 아무리 이론적으로 알고 있다 해도 내 것이 아니게 됩니다.

 

 

 

물론 결선도까지 설명할 순 없겠지만, 이론적으로 설명할 수 있어야 합니다. 기사 자격증을 취득하고 직무면접에서 MOF의 원리를 설명해보세요 란 말을 듣고 황당하여있던 게 생각나네요. 이상으로 글을 마치겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 

• MOF의 약자
• 설치 위치
• 주 역할은 이것이다.
• 이것과 이것으로 구성되어있다
• 구성요소들의 기능