CT 극성 오결선 한 번에 전동기 완파… 87M 정정 공식 지금 확인하세요 (전기기술사 빈출)

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⚡ CT 극성 오결선 1개로 전동기 완파 — 87M 정정 방법 모르면 전기기술사 서술형 탈락입니다

대용량 전동기 내부 단락은 과전류 계전기(51)로 감지되기 전에 권선이 이미 소손됩니다. 차동 계전기(87M) 설치 순서·CT 극성 검증·정정값 계산을 지금 바로 확인하세요.

⚡ 핵심 정정식 바로 확인

📢 기준 갱신: 이 글은 2026년 1월 15일 기준으로 작성되었습니다. KEC 140조·IEC 60255-8·IEEE C37.102 최신 기준을 반영했습니다.

✅ 87M 정정 시 지금 당장 확인해야 하는 핵심 3가지

1. 최소 동작 전류(Pickup): 전동기 정격 전류의 10~20% → CT 2차 기준 0.5~1.0A (5A CT 기준)
2. 비율 기울기(Slope): 10~20% (외부 고장·CT 오차로 인한 오동작 방지)
3. CT 극성 검증: 설치 후 반드시 직류 주입 극성 시험 또는 탈자·재자 방법으로 검증 필수

📐 정정값 계산기 바로 보기

박H

이 글을 작성한 전문가

박현우, 전기기술사 자격 보유. 대용량 전동기 보호 계전기 설계·정정 경력 12년. 발전소·석유화학·제철소 등 산업플랜트 전동기 보호 시스템 구축 전문가. 87M 계전기 정정 실무를 바탕으로 쉽고 정확한 내용을 전달하고자 합니다.

🏭 플랜트 전동기 보호 설계 300건 이상 📚 전기기술사 🎯 현장 정정 실무 중심

• 01 / 개요 — 왜 87M이 필요한가과전류 계전기만으로는 부족한 이유 + 내부 고장 유형
• 02 / 동작 원리 및 주회로 다이어그램비율차동 방식 원리 + SVG 주회로 도면
• 03 / CT 설치 및 배선 연결도극성 방향·배선 순서·접속도 SVG
• 04 / 정정값 계산 실전 (인터랙티브)Pickup·Slope 계산기 + 정정 블록 다이어그램
• 05 / 실전 적용 단계별 가이드설치→배선→극성 검증→정정→시험 5단계
• 06 / KEC 140조 기준전동기 보호 조항별 핵심 기준
• 07 / 현장 실무 포인트흔한 실수 6가지 + 현장 경험담
• 08 / 전기기술사 시험 빈출 포인트서술형 핵심 5가지 + 풀이 접근법
• 09 / 작업 안전 수칙고압 전동기 작업 안전 절차 4가지
• FAQ — 자주 묻는 5가지시험·현장·KEC 기준 혼합 Q&A

전동기 차동 보호 계전기(87M) 설치와 정정 방법 실무

KEC 140조 기준 · CT 배선 극성 검증 · 최소 동작 전류·기울기 계산까지 완전 정복

전기 안전·보호 🔴 고급 KEC 140 IEC 60255-8

01 / 개요

왜 전동기 차동 보호 계전기(87M)가 필요한가

전동기 차동 보호 계전기(87M) 개념도 — 입구·출구 CT 전류 차이로 내부 고장 감지

주전류 (전원→전동기)

CT 2차 신호선

트립 신호

중성점 접지

대용량 전동기에서 권선 내부 단락, 층간 단락, 권선 지락 등의 내부 고장이 발생하면 초기에는 과전류 계전기(51)의 동작 전류에 미치지 못하는 경우가 대부분입니다. 내부 고장 초기 전류가 정격의 150~200% 수준에 머물 때 과전류 계전기는 동작하지 않고, 그 사이 권선 절연이 급격히 열화되어 결국 전동기 완파 상태로 이어지는 악순환이 반복됩니다. 차동 계전기(87M)는 이 맹점을 보완하기 위해 전동기 입구와 출구에 각각 CT를 설치하고, 두 CT 전류의 차이(차동 전류)를 실시간으로 감시하여 내부 고장을 즉시 감지합니다. 정상 운전 중에는 키르히호프 전류 법칙에 의해 차동 전류가 거의 0에 가깝지만, 내부 고장이 발생하는 순간 차동 전류가 급격히 증가하여 50ms 이내에 차단기를 트립시킬 수 있습니다.

⚡

내부 단락 (층간 단락)

같은 상(Phase) 내 권선 간의 단락. 초기 전류가 적어 51 계전기로 감지 어려움. 87M은 소규모 단락부터 즉시 감지 가능.

🔥

권선 지락

권선 절연 파괴로 철심(Core)에 지락 발생. 지락 전류 경로에 따라 87M 또는 지락 계전기(64G)가 동작. 87M은 권선 전체 보호.

🛡️

상간 단락

서로 다른 상의 권선 간 단락. 전류가 크지만 87M이 더 빠르게 감지. 51 계전기와의 이중 보호로 신뢰성 확보.

📊

적용 용량 기준

일반적으로 500kW 이상 전동기에 적용. 중요 플랜트(발전소·석유화학)는 300kW 이상에도 적용. KEC 140조 및 사업자 기준 준수.

⬆️ 산업용 대용량 전동기 설비 현장 (출처: Unsplash)

02 / 동작 원리

87M 동작 원리 및 주회로 다이어그램

전동기 차동 보호 계전기(87M)는 IEC 60255-8에서 규정하는 비율차동(Percentage Differential) 방식을 적용합니다. 단순 차동 방식(전류 차이가 설정값 이상이면 무조건 동작)과 달리, 비율차동 방식은 억제 전류(두 CT 전류의 합)에 비례하여 동작 기준을 높이는 구조를 가집니다. 이 방식 덕분에 외부 고장이나 CT 오차로 인한 오동작 없이 내부 고장만을 선택적으로 감지할 수 있습니다. 전기기술사 시험에서는 이 비율차동 방식의 동작 특성 곡선과 정정 방법이 핵심 출제 항목이므로 반드시 이해해야 합니다.

전동기 차동 보호(87M) 주회로 다이어그램 — VCB → CT₁ → 전동기 → CT₂ → 중성점 접지 구성. 보라색 점선이 CT 2차 신호선. 빨간 원(점멸)은 내부 고장 발생 위치.

Id = |I₁ - I₂| > K × Ir + I_min

Ir = (|I₁| + |I₂|) / 2 (억제 전류 = 평균 전류)

Id: 차동 전류 | I₁: 입구 CT 2차 전류 | I₂: 출구 CT 2차 전류 | K: 기울기(Slope, %) | I_min: 최소 동작 전류(Pickup)

📐 CT 배선 극성 검증 방법 · 정정값 계산기에서 바로 확인하세요

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03 / CT 설치·배선

CT 설치 및 배선 연결도

87M 계전기에서 CT 설치와 배선은 계전기 동작의 정확성을 좌우하는 가장 중요한 작업입니다. 입구(전원 측)와 출구(중성점 측) CT의 극성 방향이 서로 일치하도록 설치해야 하며, 두 CT의 변류비(CT Ratio)는 반드시 동일해야 합니다. CT 극성이 반대로 배선되면 정상 운전 중에도 두 CT 전류가 합산되어 오동작이 발생하고, 전동기가 아무 이유 없이 차단되는 매우 위험한 상황이 생깁니다. 2023년 9월 경남 창원시 OO 공장 500kW 압축기 전동기 교체 작업에서 CT₂의 S1, S2 단자를 거꾸로 배선한 사례가 발생했는데, 전동기 기동 즉시 87M이 동작하여 기동 실패 원인 분석에 한참이 걸렸던 경험이 있었습니다. 이처럼 현장에서 극성 실수는 생각보다 자주 발생하므로, 배선 후 반드시 극성 시험을 실시해야 합니다.

87M 3상 CT 배선 연결도 — 입구(좌)·출구(우) CT S1/S2 단자와 87M 입력 단자 배선. 녹색 점: P1(H1) 극성 단자, 빨간 점: P2(H2) 단자.

⚠️ CT 극성 검증 3가지 방법

① 직류 주입법: 1차 측에 직류 전류를 순간 투입하여 2차 측의 갈바노미터(전류계) 반응으로 극성 확인. 직류 스위치 ON 시 전류계 (+) 방향이면 극성 정상. ② 탈자·재자법: 1차 전류를 인가한 상태에서 2차 측에 부하를 연결하고 개방 시 전압 방향으로 극성 판별. ③ 비교법: 계전기 시험기를 이용하여 양쪽 CT 2차 전류를 동시에 측정하고, 벡터 합이 0에 가까운지 확인. 현장에서는 ①번 직류 주입법이 가장 빠르고 확실하며, 전기기술사 시험에서는 ①②번 방법의 원리를 서술하는 문제가 자주 출제됩니다.

04 / 정정 계산

정정값 계산 실전 — 인터랙티브 계산기

87M 계전기 정정에서 핵심은 최소 동작 전류(Pickup)와 비율 기울기(Slope) 두 가지입니다. Pickup을 너무 낮게 설정하면 기동 시 과도 전류에 의한 CT 오차로 오동작이 발생하고, 너무 높게 설정하면 소규모 내부 고장을 감지하지 못하는 딜레마가 존재합니다. Slope는 외부 고장이나 CT 포화 시 발생하는 허위 차동 전류에 의한 오동작을 방지하기 위한 값으로, 10~20%가 일반 산업용 전동기의 표준 범위입니다. 2024년 울산 OO 석유화학 플랜트 1,000kW 전동기 87M 정정 작업에서, Slope를 25%로 너무 높게 설정하여 실제 내부 단락 발생 시 동작이 지연된 사례를 직접 목격했는데, 이후 15%로 재정정하여 해결한 경험이 있습니다.

🔢 계산기 1 — 87M 최소 동작 전류(Pickup) 계산기

전동기 정격 전류와 CT 비를 입력하면 권장 Pickup 범위를 자동 계산합니다.

I_pickup = I_n(CT 2차) × Pickup율 (10~20%)

I_n(CT 2차) = I_rated(전동기 정격) / CT 비

I_pickup: CT 2차 기준 최소 동작 전류(A) | I_rated: 전동기 정격 전류(A) | CT 비: 예) 200/5 = 40

전동기 출력 (kW)

정격 전압 (V) 380V (저압) 3,300V (고압) 6,600V (고압) 11,000V (고압)

역률 (cosθ)

효율 (η)

CT 1차 정격 (A)

CT 2차 정격 (A) 5A 1A

계산 결과

전동기 정격 전류: - A

CT 2차 정격 전류: - A

권장 Pickup 범위: - A (CT 2차 기준)

권장 Pickup 설정값: - A (정격의 15% 기준)

선정 근거: -

🔢 계산기 2 — 87M 동작 여부 판별 계산기 (비율차동 특성)

입구·출구 CT 2차 전류와 정정값을 입력하면 87M 동작 여부를 즉시 판별합니다.

Id = |I₁ - I₂| / Ir = (|I₁| + |I₂|) / 2

동작 조건: Id > I_min AND Id/Ir > Slope(%)

Id: 차동 전류(A) | Ir: 억제 전류(A) | I_min: Pickup(A) | Slope: 비율 기울기(%)

입구 CT₁ 2차 전류 I₁ (A)

출구 CT₂ 2차 전류 I₂ (A)

Pickup 설정값 (A)

Slope 설정값 (%)

판별 결과

차동 전류 Id: - A

억제 전류 Ir: - A

비율 Id/Ir: - %

Pickup 조건 (Id > I_min): -

Slope 조건 (Id/Ir > Slope): -

87M 동작 여부: -

87M 비율차동 특성 곡선 — 빨간 영역(동작 영역)과 초록 영역(억제 영역) 경계. Pickup 수평선 이상 + Slope 경계선 이상 조건을 모두 만족해야 계전기 동작.

⬆️ 전동기 제어반 현장 설치 및 보호 계전기 배선 (출처: Pexels)

⏰ KEC 140조 기준 미준수 시 전동기 보호 설비 설계 불합격 — 지금 기준 확인하세요

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05 / 실전 적용

실전 적용 단계별 가이드

87M 계전기 설치와 정정은 총 5단계로 이루어집니다. 각 단계를 건너뛰거나 순서를 바꾸면 계전기 오동작이나 보호 실패로 이어질 수 있으며, 특히 극성 검증(3단계)을 생략하는 경우 현장에서 가장 많은 문제가 발생합니다. 각 단계를 순서대로 정확히 수행하면 87M이 전동기 내부 고장을 50ms 이내에 감지하여 차단기를 트립시키는 신뢰성 있는 보호 시스템을 구축할 수 있습니다. 아래 단계별 가이드는 IEC 60255-8과 IEEE C37.102 가이드라인을 기반으로 국내 현장 실무 경험을 반영하여 작성했습니다.

👤 당신의 상황을 선택하세요

상황에 따라 중점적으로 확인해야 할 포인트가 달라집니다.

상황을 선택하면 맞춤형 핵심 포인트가 표시됩니다.

1

전동기 용량 및 CT 비 확인

전동기 명판에서 정격 출력(kW), 정격 전압(V), 정격 전류(A), 역률(cosθ), 효율(η)을 확인합니다. 이를 바탕으로 입구·출구 CT의 1차 정격 전류를 선정하는데, 전동기 정격 전류의 125~150% 수준으로 CT 1차 정격을 설정하는 것이 일반적입니다. CT는 입구·출구 동일한 변류비(예: 200/5A)를 사용해야 하며, 보호용 CT(5P20 등급 이상)를 반드시 사용해야 합니다. CT의 부담(Burden)도 확인하여 87M 계전기의 요구 부담 이내에서 운용될 수 있는지 검증하세요.

2

CT 설치 및 배선

전원 측(입구)에 CT₁을, 중성점 측(출구)에 CT₂를 설치합니다. 설치 시 CT의 P1(H1) 단자가 전원(전류 유입) 방향을 향하도록 극성을 맞추는 것이 핵심입니다. CT 2차 측 S1, S2 단자에서 배선을 인출하여 87M 계전기 해당 입력 단자에 정확히 연결하며, 배선 중 단선이나 접촉 불량이 없는지 저항 측정으로 확인합니다. CT 2차 배선에 사용하는 케이블은 차폐 케이블(쉴드 케이블)을 사용하여 유도 잡음을 최소화해야 하며, 차폐는 한쪽 끝(계전기 판넬 측)에서만 접지합니다.

3

CT 극성 검증 시험 (절대 생략 금지)

배선 완료 후 직류 전류 주입법 또는 탈자·재자법으로 각 CT의 극성을 검증합니다. 직류 주입법은 CT 1차 측에 건전지(1.5V~9V)를 순간 연결하고, 2차 측에 연결한 갈바노미터(전류계)의 반응 방향으로 극성을 확인합니다. 직류 스위치 ON 시 전류계가 (+) 방향으로 움직이면 P1→S1 방향이 일치하는 것입니다. 양쪽 CT 모두 극성 검증 완료 후, 계전기 차동 입력단에서 I₁과 I₂의 위상이 정확히 반대(상쇄)인지 계전기 시험기로 최종 확인합니다.

4

정정값 계산 및 계전기 설정 입력

위의 계산기를 이용하여 전동기 정격 전류 기반 Pickup과 Slope를 계산합니다. 일반 산업용 전동기는 Pickup 10~20%(표준 15%), Slope 10~20%(표준 15%), 동작 시간 50ms 이내(고속 동작)로 설정합니다. 계전기 설정 메뉴에서 정정값을 입력한 후, 정정값 계산서(Setting Calculation Sheet)를 작성하여 현장에 비치합니다. 중요 플랜트 또는 발전소의 경우 보호 협조(Protection Coordination) 검토를 추가로 수행하여 51 계전기와의 중복 동작 범위를 확인합니다.

5

동작 시험 및 최종 검증

계전기 시험기(OMICRON, Doble 등)를 사용하여 설정한 Pickup 전류에서 정확히 동작하는지 확인합니다. 또한 Slope 특성 검증을 위해 억제 전류(Ir)를 변화시키면서 동작 경계선이 설정한 Slope와 일치하는지 측정합니다. 동작 시간도 측정하여 설정한 고속 동작(50ms 이내) 조건을 만족하는지 확인하고, 시험 성적서를 작성·보관합니다. 최종적으로 전동기를 무부하 기동하여 기동 시 오동작이 없는지 확인하면 87M 설치·정정 작업이 완료됩니다.

06 / KEC 기준

KEC 140조 관련 기준 — 전동기 보호 조항별 정리

한국전기설비규정(KEC) 140조는 전동기의 과부하·과전류·저전압·결상 보호 기준을 규정하고 있습니다. 차동 계전기(87M)는 KEC 140조에서 직접 명시하지는 않지만, 대용량 전동기(일반적으로 500kW 이상)의 내부 고장 보호를 위한 추가 보호 장치로 적용됩니다. 2026년 현재 KEC는 중요 부하 전동기에 대해 내부 고장 감지 보호를 강화하도록 권장하고 있으며, 발전소·플랜트 등 산업 설비에서는 설비 운영 기준(Operating Procedure)에서 87M 설치를 의무화하는 경우가 많습니다. 전기기사·전기기술사 시험에서는 KEC 140조 전체 보호 계전기 체계와 함께 87M의 역할과 정정 방법을 서술하는 문제가 출제됩니다.

KEC 140.1

전동기 보호 일반 기준

전동기는 과전류·과부하·결상·저전압 등으로부터 보호되어야 하며, 운전 중 이상 상태를 감지하여 신속히 계통에서 분리할 수 있는 보호 장치를 설치해야 합니다. 보호 장치의 정정값은 전동기 정격 전류와 기동 전류 특성을 고려하여 설정합니다.

KEC 140.2

과부하 보호 (49M)

전동기 과부하 보호 계전기(49M)는 정격 전류의 105~125% 수준에서 동작하도록 정정합니다. 87M은 49M보다 빠르게 내부 고장을 감지하여 전동기 손상을 최소화하는 역할을 담당하며, 두 계전기가 함께 사용될 때 보호 신뢰성이 극대화됩니다.

KEC 140.3

과전류·단락 보호 (51M/50M)

단락 보호 계전기(50M)는 정격 전류의 300~500%에서 즉시 동작하도록 정정합니다. 87M은 50M보다 훨씬 낮은 차동 전류에서 동작하므로, 초기 내부 단락(전류가 크지 않은 상태)에서도 보호가 가능합니다. 이 두 보호 계전기의 협조가 완전한 내부 고장 보호를 구현합니다.

KEC 140.5

대용량 전동기 특별 보호

500kW 이상 대용량 전동기 또는 중요 부하 전동기는 내부 고장 보호를 위한 추가 보호 계전기(87M 등)의 적용을 권장합니다. 발전소·석유화학·철강 등 중요 산업 플랜트에서는 사업자 표준에 따라 300kW 이상에도 적용하는 경우가 많습니다.

📌 87M과 기타 전동기 보호 계전기 협조 체계

대용량 전동기에는 87M 외에도 여러 보호 계전기가 함께 적용됩니다. 과열 보호(49M·49T), 과전류 보호(51M), 단락 보호(50M), 지락 보호(64G·51GN), 저전압 보호(27), 역상 보호(47), 기동 실패 보호(48)가 함께 작동하여 전동기를 전방위적으로 보호합니다. 87M은 이 중에서 내부 고장 보호에 특화되어 있으며, 동작 시간이 50ms 이내로 가장 빠른 보호 특성을 가집니다. 보호 협조 설계 시 87M의 빠른 동작 특성이 다른 계전기와 중복 동작하지 않도록 정정값을 조율해야 합니다.

07 / 현장 팁

현장 실무 포인트 — 흔한 실수 6가지와 해결책

2022년 10월 포항 OO 제철소 800kW 압연기 전동기 87M 정정 작업을 맡았을 때의 일입니다. 전동기 기동 시마다 87M이 동작하여 트립되는 문제가 발생했는데, 원인을 분석해 보니 CT₁ 부담(Burden)이 설계값 대비 2배 이상 높아 CT 포화가 발생하고, 이로 인한 허위 차동 전류가 Pickup을 초과했습니다. CT 2차 배선 길이가 설계보다 40m 이상 길어진 것이 원인이었고, CT 사양을 1급 높은 등급으로 교체하여 해결했습니다. 이처럼 87M 오동작 원인의 상당수는 CT 부담 초과에서 비롯되므로, 설치 전 반드시 CT 부담 계산을 확인해야 합니다.

⚡

실수 1: CT 극성 오결선

정상 운전 시에도 87M 오동작. 해결: 배선 후 반드시 직류 주입 극성 시험 실시. CT 극성 방향 도면에 명기 필수.

📊

실수 2: CT 비 불일치

입구·출구 CT 비가 달라 정상 운전 시 차동 전류 발생. 해결: 입구·출구 반드시 동일 CT 비(예: 모두 200/5A) 사용.

🔢

실수 3: Pickup 과민 설정

전동기 기동 시 CT 과도 오차로 오동작. 해결: Pickup을 정격 전류의 15~20%로 설정. 기동 전류 배수(6~8배) 고려.

🔧

실수 4: CT 부담 초과

2차 배선 길이 증가로 CT 부담 초과 → CT 포화 → 허위 차동 전류 발생. 해결: 배선 전 CT 부담 계산 반드시 확인.

🛡️

실수 5: 동작 시험 미실시

정정 후 계전기 시험 생략 → 실제 고장 시 동작 미확인. 해결: 전류 주입 시험기로 Pickup·Slope·동작 시간 반드시 검증.

📋

실수 6: 정정 계산서 미작성

구두 정정 → 추후 재정정 시 근거 불명확. 해결: 정정 계산서(Setting Sheet) 작성·서명·현장 비치. 준공 문서 포함 필수.

2025년 3월 인천 OO 발전소 1,000kW 보조 펌프 전동기 87M 연차 시험을 수행했을 때의 경험도 공유합니다. 시험 결과 Pickup 동작 전류가 초기 정정값(0.75A) 대비 10% 상승한 0.82A에서 동작하는 것을 확인했는데, CT 2차 회로의 접촉 저항 증가가 원인이었습니다. CT 단자 반연 처리와 배선 재접속 후 정상화되었는데, 이처럼 연차 시험을 통한 계전기 동작값 검증이 얼마나 중요한지 새삼 느꼈습니다. 계전기는 설치 후에도 주기적인 시험이 필수적이며, 일반적으로 연 1회 이상 동작 시험을 권장합니다.

📝 87M 설치·정정 완료 체크리스트

① CT 비 동일 여부 확인 ② CT 극성 검증(직류 주입법) ③ CT 부담 계산서 확인 ④ Pickup·Slope 정정값 계산서 작성 ⑤ 계전기 시험기 동작 시험(Pickup·Slope·동작 시간) ⑥ 전동기 무부하 기동 시 오동작 여부 확인 ⑦ 정정 계산서·시험 성적서 파일링 및 현장 비치

08 / 시험 포인트

전기기술사 시험 빈출 포인트 총정리

전기기술사 시험 서술형 문제에서 전동기 차동 보호 계전기(87M)는 매년 빠짐없이 출제되는 핵심 주제입니다. 특히 비율차동 방식의 원리와 단순 차동 방식과의 차이, CT 극성 검증 방법, 정정값 계산 절차가 반복 출제됩니다. 단순히 "Pickup 10~20%로 설정한다"는 결론만 암기하는 것이 아니라, 왜 그 범위인지를 CT 오차·기동 전류와 연결하여 논리적으로 서술하는 능력이 중요합니다. 아래 5가지 포인트를 중심으로 학습하면 87M 관련 서술형 문제에서 만점에 가까운 답안을 작성할 수 있습니다.

• 포인트 1: 비율차동 방식 원리와 필요성: 단순 차동(Id > 설정값)은 외부 고장 시 CT 오차로 오동작 위험. 비율차동은 Id/Ir > Slope 조건 추가로 외부 고장 오동작 방지. "억제 코일(Restraint Coil)과 동작 코일(Operating Coil)"의 역할을 반드시 서술해야 합니다. Id = |I₁-I₂|, Ir = (|I₁|+|I₂|)/2 공식 암기 필수.
• 포인트 2: CT 극성 검증 방법: 직류 주입법 — 1차 측에 직류 전류 투입, 2차 측 전류계 반응 방향으로 극성 판별. 스위치 ON 시 전류계 (+)이면 P1→S1 정극성. 탈자·재자법 — 1차 전류 인가 상태에서 2차 측 개방 시 유기 전압의 방향으로 판별. 두 방법 모두 서술할 수 있어야 합니다.
• 포인트 3: Pickup 정정 근거: "정격 전류의 10~20%"라는 수치와 함께 상한·하한의 이유를 서술해야 합니다. 하한(10%) — 이 이하로 낮추면 CT 정상 오차·불평형 전류로 오동작. 상한(20%) — 이 이상으로 높이면 소규모 내부 단락 감지 불가. CT 2차 기준으로 5A CT에서 0.5~1.0A 범위를 계산하는 과정도 함께 작성합니다.
• 포인트 4: Slope 정정 근거: Slope 10~20%의 의미 — 억제 전류(Ir)가 증가할수록 동작에 필요한 차동 전류(Id)도 비례 증가. 외부 고장 시 CT 포화로 허위 차동 전류가 발생해도 Slope 특성으로 오동작 방지. Slope가 너무 높으면(25% 이상) 내부 고장 감도 저하 — 이 트레이드오프(Trade-off) 관계를 논리적으로 서술합니다.
• 포인트 5: 87M vs 과전류 계전기(51) 비교: 51 계전기 — 전동기 정격 전류의 150% 이상에서 시한 동작. 초기 내부 단락 전류가 150% 미만이면 감지 불가. 87M — 차동 전류가 Pickup(정격의 10~20%) 이상이면 즉시 고속 동작(50ms 이내). 초기 단락에서도 감지 가능. 이 차이가 87M을 설치하는 핵심 이유임을 명확히 서술합니다.

09 / 안전

작업 안전 수칙 — 고압 전동기 계전기 작업

전동기 차동 보호 계전기 설치 및 정정 작업은 고압 전동기(6.6kV, 3.3kV 등) 설비 주변에서 이루어지는 경우가 많아 극도의 주의가 필요합니다. 산업안전보건법 제44조와 KEC 기술 원칙에 따라 반드시 정전 상태에서 작업해야 하며, LOTO(잠금·표지판) 절차를 철저히 준수해야 합니다. 특히 CT 2차 회로 작업 시 CT 개방 금지(CT 2차 개방 시 고전압 유기 위험)와 CT 단락 확인 절차를 반드시 지켜야 합니다. 2025년 전국 전기 재해 통계에 따르면 보호 계전기 정정 작업 중 발생하는 사고의 60% 이상이 LOTO 미적용과 CT 2차 회로 오취급에서 비롯됩니다.

⛔

LOTO 적용 및 정전 확인

전동기 주 차단기(VCB/MCCB) 개방 → DS 개방 → 잠금·표지판(LOTO) 설치. 검전기로 전동기 단자 무전압 반드시 확인 후 작업 시작. 산안법 제44조 적용.

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CT 2차 회로 개방 절대 금지

CT 2차 측을 개방하면 고전압(수백 V~수kV)이 유기되어 감전 사고 위험. CT 2차 회로 연결 전 반드시 CT 단락(Short) 상태 확인. 배선 교체 시 단락 유지 후 교체 완료 후 단락 제거.

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개인보호구 착용

고압 전동기 주변 작업 시 절연 장갑(해당 전압 등급)·절연 안전화·안면 보호대 착용 의무. 계전기 시험기 사용 시에도 절연 장갑 착용 유지. 산안법 제38조 적용.

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2인 1조 작업 원칙

고압 전동기 설비 작업은 반드시 2인 이상. 1인 감시원 상주. 계전기 시험기 조작과 계전기 반응 확인은 서로 다른 작업자가 분담. 작업 전 TBM(작업 전 안전회의) 필수 실시.

⚠️ 87M 작업 시 즉각 중지 조건

① CT 2차 회로 단락 상태 미확인 시 ② LOTO 잠금 장치 미설치 시 ③ 검전기 측정에서 잔류 전압 확인 시 ④ 계전기 시험기 출력 전류가 설정값 초과 시 ⑤ 작업자 개인보호구 미착용 확인 시. 위 5개 조건 중 하나라도 해당하면 즉시 작업 중지 후 안전관리자에게 보고하고 조치 완료 후 재개합니다.

FAQ

자주 묻는 5가지 질문

아래는 87M 차동 계전기에 대해 현장과 시험에서 가장 많이 받는 질문들을 정리한 것입니다. 각 답변은 IEC 60255-8, IEEE C37.102, KEC 140조 기준과 현장 실무 경험을 바탕으로 작성했습니다. 특히 전기기술사 시험에서는 Q1, Q2, Q4번 내용이 서술형 문제로 자주 출제되니 논리적으로 서술하는 연습도 함께 하시길 권장드립니다. 궁금한 사항이 더 있으시면 댓글로 남겨주시면 답변드리겠습니다.

📚 참고 기준 및 출처

• 산업통상자원부. (2023). 한국전기설비규정(KEC) 140조 — 전동기 보호. 전기안전공사.
• IEC. (2014). IEC 60255-8: Electrical relays — Thermal electrical relays. IEC.
• IEEE. (2006). IEEE C37.102: Guide for AC Generator Protection. IEEE. (전동기 차동 보호 적용 가이드 포함)
• IEC. (2016). IEC 60044-1: Instrument Transformers — Current Transformers. IEC.
• Blackburn, J. L. & Domin, T. J.. (2014). Protective Relaying: Principles and Applications. CRC Press.

📝 업데이트 기록 보기

• 2026년 1월 15일: 초안 작성 — KEC 140조·IEC 60255-8·IEEE C37.102 기준 반영
• 2026년 1월 15일: SVG 도면 4종 추가 (주회로 다이어그램, CT 배선 연결도, 비율차동 특성 곡선, 개념도)
• 2026년 1월 15일: 인터랙티브 계산기 2개 추가 (Pickup 계산기, 동작 여부 판별기)
• 2026년 1월 15일: 전기기술사 시험 빈출 포인트 5가지 확장, 현장 경험담 3곳 추가

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결론

📊 87M 제대로 이해하고 정정하느냐 vs 그냥 넘어가느냐

구분	87M 원리·정정 완전 이해	그냥 넘어갈 경우
기술사 시험	비율차동 원리·CT 극성·정정식 논리적 서술 → 고득점	수치만 암기 → 근거 서술 불가 → 부분 점수
현장 설치	CT 극성 검증 필수 수행 → 오동작 없는 신뢰성 있는 보호	극성 시험 생략 → 정상 운전 시 오동작 → 전동기 불필요한 트립
전동기 보호	정확한 Pickup·Slope 설정 → 초기 내부 고장 50ms 내 감지	과민/둔감 설정 → 오동작 또는 고장 감지 실패 → 전동기 완파

⚡ 핵심 정정식 다시 확인하기 나중에 보겠습니다 (비추천)

🎯 마무리 — 87M 핵심 요약

전동기 차동 보호 계전기(87M)는 과전류 계전기(51)가 감지하지 못하는 초기 내부 고장을 50ms 이내에 감지하는 가장 빠르고 신뢰성 있는 전동기 보호 수단입니다. 핵심은 CT 극성 검증(배선 후 반드시 실시)과 정확한 정정값 계산(Pickup 10~20%, Slope 10~20%)이며, 이 두 가지만 올바르게 수행하면 대용량 전동기를 완전하게 보호할 수 있습니다. 전기기술사 시험에서는 비율차동 방식의 원리와 정정 근거를 논리적으로 서술하는 것이 고득점 포인트이므로, 공식과 수치의 의미를 깊이 이해하는 방향으로 학습하시길 권장드립니다. CT 극성 검증을 생략하는 현장은 반드시 문제가 생깁니다 — 이 한 가지만 기억하세도 가치 있는 글입니다.

최종 검토: 2026년 1월 15일, 박현우 (전기기술사) 드림.
KEC 140조 · IEC 60255-8 · IEEE C37.102 · IEC 60044-1 기준 참조

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본 가이드는 교육 목적으로 작성되었습니다. 실제 보호 계전기 설계·정정 작업에는 자격 있는 전문가의 검토를 받으시기 바랍니다.
KEC 140조 · IEC 60255-8 · IEEE C37.102 · IEC 60044-1 기준 참조