전력 미터·전류계는 수백 A 를 직접 받지 않고 변류기(CT)를 거쳐 작은 2차 전류로 잽니다. 미터를 달거나 Modbus 로 전류 값을 읽을 때 «CT 비 설정», «CT 부담» 이 나옵니다. 계산은 단순하지만 배선 거리에 따라 결과가 크게 달라집니다.
CT 가 하는 일
ABB 의 계기용 변성기 가이드(1VAP420003-TG)는 CT 를 «선로에 직렬로 들어가 선 전류를 계기·계전기에 맞는 표준 5 A 로 바꾸는 것» 으로 설명하고(p.5), CT 의 보통 출력을 1~5 A 로 적습니다(p.4). 2차 회로는 계기 쪽 전압을 안전하게 두려고 접지합니다(p.5).
CT 비와 2차 전류
CT 비 = 1차 정격 ÷ 2차 정격 200/5 → 40 2차 전류 = 1차 전류 ÷ 40 1차 150 A → 2차 3.75 A 1차 200 A → 2차 5 A 2차 4 A (계기에서 잼) → 1차 160 A
탭이 여럿인 다중 비 CT 도 있습니다. ABB 가이드의 예(p.6)는 600:5 다중 비 CT 로, 2차 단자 조합(X1-X2, X2-X3 …)에 따라 50:5 ~ 600:5 를 고릅니다. 이때는 어느 단자에 이었는지가 곧 CT 비이므로 명판의 결선표를 확인합니다.
전력 미터의 CT 비 설정
- 미터에 CT 1차·2차 정격(예: 200, 5)을 넣으면 미터가 2차 전류에 CT 비를 곱한 실제 전류·전력을 보여 줍니다. 설정이 CT 와 다르면 전류·전력·전력량이 모두 그 비만큼 어긋납니다.
- LS ELECTRIC GIMAC1000 장비 맵은 «모든 계측값이 PT/CT 비가 반영된 실제 단위의 Float32» 이고, 루텍 Accura 2300 도 «PT/CT 배율을 따로 곱하지 않는다» 고 적혀 있습니다(PortDock 장비 맵, 각 매뉴얼 근거). Modbus 로 읽은 값에 CT 비를 다시 곱하지 않습니다.
- 평소 부하가 CT 정격 1차의 몇 % 인지 봅니다. 200/5 CT 에 20 A 부하면 2차 0.5 A(10 %)로, 계기 범위의 아래쪽에서 읽게 됩니다.
부담(burden) — CT 가 미는 2차 회로
부담은 CT 2차에 이어진 임피던스 전체입니다(ABB p.13). CT 의 비 오차·위상 오차는 이 부담에 따라 달라지므로, CT 명판의 정격 부담(VA) 안에서 씁니다. 저항 성분만 보면 계산은 옴의 법칙입니다.
부담 VA = (정격 2차 전류)² × (왕복 선 저항 + 계기 입력 저항 + 단자 등) 계기 입력 Ω = 계기 부담 VA ÷ (정격 2차 전류)² 왕복 선 저항 = (2 × 편도 길이) ÷ (58 × 단면적) (구리 20 °C, Ω) 200/5, 편도 10 m, 2.5 mm², 계기 1 VA: 선 0.138 Ω → 3.45 VA, 계기 0.04 Ω → 1 VA 합계 0.178 Ω → 4.45 VA (정격 5 VA 의 89 %) 같은 조건, 편도 30 m: 11.34 VA (227 % — 정격 초과)
계기의 VA 는 계기 사양서의 «전류 입력 부담» 값을 씁니다. 위 계산은 저항 성분만 더한 것이고, 계기 입력에 리액턴스가 있으면 실제 임피던스는 조금 다릅니다.
1 A 와 5 A 2차
| 선(구리 2.5 mm²) 편도 | 왕복 Ω | 5 A 2차 선 부담 | 1 A 2차 선 부담 |
|---|---|---|---|
| 10 m | 0.138 | 3.45 VA | 0.138 VA |
| 30 m | 0.414 | 10.34 VA | 0.414 VA |
| 50 m | 0.690 | 17.24 VA | 0.690 VA |
같은 선이면 선 부담(I²R)은 1 A 2차가 5 A 의 1/25 입니다. 편도 30 m 에서 5 A CT 는 선만으로 10 VA 를 넘지만, 1 A CT 는 계기 1 VA 를 더해도 약 1.41 VA 입니다. 배선이 길면 선을 굵게 하거나, 계기를 CT 가까이 두거나, 1 A 2차 CT 와 1 A 입력 계기를 씁니다. 계기가 어느 2차 전류를 받는지 먼저 확인합니다.
표준 부담 표 (IEEE C57.13)
ABB 가이드(p.13)는 IEEE C57.13 의 5 A 2차 계량용 표준 부담을 B-0.1(0.1 Ω, 2.5 VA), B-0.2(0.2 Ω, 5.0 VA), B-0.5(0.5 Ω, 12.5 VA), B-0.9(0.9 Ω, 22.5 VA), B-1.8(1.8 Ω, 45 VA)로 줍니다(역률 0.9, 60 Hz). 5 A 가 아닌 CT 는 옴 값에 (5 ÷ 정격 전류)² 를 곱하고 정격 전류에서 VA 는 그대로입니다 — 1 A CT 에서 2.5 VA 는 2.5 Ω 입니다. IEC 쪽 정격 부담 표기와 정확도 등급별 오차 한도는 IEC 61869-2 원문을 확인하지 않아 이 글에 싣지 않습니다.
비 오차와 정확도 등급
명판의 비는 «표시 비» 이고, 실제 비는 그보다 조금 크거나 작습니다. ABB 가이드(p.10)는 그 차이를 비 보정 계수 RCF = 실제 비 ÷ 표시 비 로 정의합니다. 실제 20.2 : 1, 표시 20 : 1 이면 RCF 1.01, 비 오차 1 % 이고, RCF 가 1 보다 크면 계기는 낮게 읽으므로 읽은 값에 RCF 를 곱합니다.
같은 가이드(p.12)에 따르면 IEEE C57.13 은 계량용 CT 에 0.3·0.6·1.2 등급을 두고, 0.6·1.2 등급은 0.3 등급의 두 배·네 배 오차를 허용합니다. 정격 전류의 10 % 에서는 100 % 에서의 두 배 오차를 허용하고, 이 한도는 정해진 부담에서뿐 아니라 부담 0 에서도 지켜야 합니다. 등급은 정해진 부담 조건에서의 값이므로, 실제 부담이 정격을 넘으면 등급을 기대할 수 없습니다.
2차를 열지 않기
ABB 가이드(p.26): CT 2차가 전류가 흐르는 채로 열리면 1차 전류가 모두 여자 회로로 흘러 2차 단자에 아주 높은 전압이 생깁니다. 실효값은 철심 포화로 제한돼 전압계로는 위험해 보이지 않을 수 있지만, 전류가 0 을 지날 때마다 매우 높은 전압 펄스가 생겨 절연을 깨고 사람에게 위험합니다. 가이드는 2차 개방을 «심각한 사고» 로 보라고 하고, 큰 CT 에서 개방될 수 있으면 보호 회로를 2차 단자에 늘 이어 두라고 적습니다.
PortDock 에서는
- 웹 도구 «CT 비·2차 전류·부담 계산기»: CT 비로 1차 ↔ 2차 전류, 정격 1차 대비 %, 왕복 선 저항 + 계기 VA → 전체 부담과 정격 대비 %, 잰 전류로 RCF.
- 웹 도구 «3상 전력 계산기»: 미터에서 읽은 전압·전류·역률로 kVA·kW·kvar 를 확인합니다. 선 굵기별 저항은 «전압 강하·전선 굵기 계산기».
- Modbus Master: 전력 미터 장비 프로필(GIMAC1000·Accura 등)로 상별 전류를 폴링해 CT 비 설정이 맞는지(실제 부하와 비슷한지) 봅니다.
작성 2026-10-23