고장계산과 대책

전기기사 필기 2003년 1회 21번

Q: 단락 용량은 어떻게 계산하나요?

단락 용량 $P_s$는 정격 용량 $P_n$을 이용하여 $P_s = \frac{100}{\%Z_s} P_n$으로 계산합니다.

과목 / 챕터	전력공학 / 송·배전방식과 설비 및 운용
인지 유형	calculation
난이도	Level 2

Q문제

3상선로에서 회로의 상규선간전압을

V_{n} [k V]

, 계통의 전전원의 용량에 상당하는 전류를

I_{n} [A]

V_{n}

과

I_{n}

을 기준으로하여 %로 나타낸 %임피던스를

% Z_{s}

라 할 때 3상 단락 전류를 계산하는 식은?

유사 문제 링크

2005-1-q33 2018-1-q32 2019-2-q29 2005-3-q26 2009-2-q38

선택지 분석

\frac{V _{n} I _{n}}{% Z _{s}}

오답 함정 분석

단락 전류는 정격 전류와 퍼센트 임피던스의 비율로 결정되며, 선간전압

V_{n}

이 분자에 곱해지는 형태는 잘못된 수식입니다.

\frac{100 I _{n}}{% Z _{s}}

정답 상세 해설

3상 단락 전류

I_{s}

는 정격 전류

I_{n}

과 퍼센트 임피던스

% Z_{s}

의 관계를 이용하여

\frac{100 I _{n}}{% Z _{s}}

로 계산합니다.

•

Step 1: 퍼센트 임피던스

% Z_{s}

의 정의는 정격 상전압

E

에 대한 임피던스 전압 강하

I_{n} Z

의 백분율입니다. 즉,

% Z_{s} = \frac{I _{n} Z}{E} \times 100

입니다.

•

Step 2: 단락 전류

I_{s}

는 상전압

E

를 임피던스

Z

로 나눈 값입니다. 즉,

I_{s} = \frac{E}{Z}

입니다.

•

Step 3: Step 1의 식에서

\frac{E}{Z} = \frac{100 I _{n}}{% Z _{s}}

로 정리할 수 있으므로, 이를 Step 2에 대입하면

I_{s} = \frac{100 I _{n}}{% Z _{s}}

가 도출됩니다.

\frac{V _{n}^{2}}{% Z _{s}}

오답 함정 분석

전압의 제곱을 퍼센트 임피던스로 나눈 형태는 단락 전류가 아닌 단락 용량을 구하는 식의 일부 변형으로 잘못된 수식입니다.

\frac{% Z _{s} I _{n}}{V _{n}}

오답 함정 분석

단락 전류는 퍼센트 임피던스에 반비례하므로, 퍼센트 임피던스가 분자에 위치하는 것은 잘못된 수식입니다.

자주 묻는 질문

퍼센트 임피던스란 무엇인가요?

퍼센트 임피던스는 회로에 정격 전류가 흐를 때 발생하는 임피던스 전압 강하를 정격 상전압에 대한 백분율로 나타낸 값입니다.

단락 전류를 계산할 때 왜 선간전압이 아닌 상전압을 기준으로 하나요?

단락 사고 시 대지 또는 중성점을 기준으로 폐회로가 구성되므로, 1상당 임피던스와 상전압을 기준으로 단락 전류를 계산하는 것이 원칙입니다.

단락 용량은 어떻게 계산하나요?

단락 용량

P_{s}

는 정격 용량

P_{n}

을 이용하여

P_{s} = \frac{100}{% Z _{s}} P_{n}

으로 계산합니다.

이 문제 바로 풀기