중성점접지방식

전기기사 필기 2003년 1회 29번

Q문제

그림과 같은 전력계통의 154kV 송전선로에서 고장 지락 임피던스

Z_{g f}

를 통해서 1선 지락고장이 발생되었을 때 고장점에서 본 영상 %임피던스는? (단, 그림에 표시한 임피던스는 모두 동일 용량 즉, 100MVA기준으로 환산한 %임피던스임)

유사 문제 링크

선택지 분석

Z_{0} = Z_{ℓ} + Z_{t} + Z_{g f} + Z_{G} + Z_{GN}

변압기 1차측이 델타 결선이므로 발전기 측 임피던스는 포함되지 않으며, 지락 임피던스에 3배가 적용되지 않아 오답입니다.

Z_{0} = Z_{ℓ} + Z_{t} + Z_{G}

발전기 측 임피던스가 포함되었고, 지락 임피던스가 누락되어 오답입니다.

Z_{0} = Z_{ℓ} + Z_{t} + Z_{g f}

지락 임피던스에 3배가 적용되지 않아 오답입니다.

Z_{0} = Z_{ℓ} + Z_{t} + 3 Z_{g f}

고장점에서 본 영상 임피던스는 선로, 변압기, 지락점의 임피던스를 고려하여

Z_{0} = Z_{ℓ} + Z_{t} + 3 Z_{g f}

로 계산됩니다.

•

Step 1: 변압기 1차측이

Δ

결선이므로 영상전류는 발전기 측으로 흐르지 못합니다. 따라서 발전기 임피던스

Z_{G}

와 발전기 중성점 접지 임피던스

Z_{GN}

은 영상 임피던스 회로에 포함되지 않습니다.

•

Step 2: 고장점에서 본 영상 임피던스는 선로의 영상 임피던스

Z_{ℓ}

과 변압기의 영상 임피던스

Z_{t}

를 포함합니다.

•

Step 3: 1선 지락 고장 시 지락점에는 영상전류

I_{0}

의 3배인

3 I_{0}

가 흐릅니다. 대칭좌표법의 영상회로에서는 전류

I_{0}

를 기준으로 하므로, 지락 임피던스는

3 Z_{g f}

로 환산하여 적용해야 합니다. 따라서 전체 영상 임피던스

Z_{0} = Z_{ℓ} + Z_{t} + 3 Z_{g f}

가 됩니다.

변압기 1차측이 델타 결선일 때 영상전류는 어떻게 되나요?

델타 결선 내에서 영상전류가 순환하므로 선로 밖으로 유출되지 않습니다. 따라서 발전기 측 임피던스는 영상 임피던스 회로에 포함되지 않습니다.

지락 임피던스에 왜 3을 곱해주나요?

1선 지락 고장 시 지락점에는 영상전류의 3배인 지락전류가 흐르기 때문입니다. 영상회로는 영상전류를 기준으로 하므로 전압강하를 맞추기 위해 임피던스를 3배로 환산합니다.