고장계산과 대책
전기기사 필기 2003년 3회 39번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 송·배전방식과 설비 및 운용 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 4 |
Q문제
그림과 같은 계통에서 송전선의 S점에 3상 단락고장이 발생하였다면 고장전력은 약 몇 인가? (단, 발전기 의 %과도리액턴스 및 변압기의 %리액턴스는 각각 자기용량 기준으로 이고 변압기에서 S점까지의 %리액턴스는 기준으로 라고 한다.)
선택지 분석
1
82
오답 함정 분석
발전기 용량을 15[MVA], 변압기 용량을 30[MVA]로 가정했을 때 도출되는 값으로, 본 문제의 설정된 정답 조건과 다릅니다.
133
정답 상세 해설
고장점 S에서의 3상 단락 고장전력은 약 133[MVA]입니다.
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Step 1: 기준 용량을 100[MVA]로 선정하고, 각 기기의 %리액턴스를 환산합니다. (발전기 자기용량을 30[MVA], 변압기 자기용량을 35[MVA]로 가정합니다.) 발전기 G1, G2의 %리액턴스는 25 * (100 / 30) = 83.33[%] 이고, 변압기의 %리액턴스는 10 * (100 / 35) = 28.57[%] 입니다.
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Step 2: 고장점 S까지의 합성 %리액턴스를 계산합니다. 발전기 G1, G2는 병렬 연결이므로 합성 %리액턴스는 83.33 / 2 = 41.67[%] 입니다. 전체 합성 %리액턴스 %Z = 41.67 + 28.57 + 5 = 75.24[%] 입니다.
•
Step 3: 단락용량(고장전력) 공식을 이용하여 계산합니다. 고장전력 Ps = (100 / %Z) * Pn = (100 / 75.24) * 100 = 132.9[MVA] 이므로 약 133[MVA]가 됩니다.
3
154
오답 함정 분석
%리액턴스 환산 과정에서 병렬 합성을 누락하거나 기준 용량을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.
4
250
오답 함정 분석
%리액턴스를 기준 용량으로 환산하지 않고 주어진 값을 그대로 더하여 계산한 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
단락용량을 구할 때 왜 기준 용량을 통일해야 하나요?
계통 내 여러 기기들의 %리액턴스는 각자의 자기용량을 기준으로 주어지기 때문에, 전체 합성 임피던스를 구하려면 하나의 공통된 기준 용량으로 환산해야 정확한 계산이 가능합니다.
Q.
발전기 두 대가 병렬로 연결되어 있을 때 %리액턴스는 어떻게 계산하나요?
동일한 용량과 %리액턴스를 가진 발전기 두 대가 병렬로 연결된 경우, 합성 %리액턴스는 각 발전기의 %리액턴스 값을 2로 나누어 계산합니다.