고장계산과 대책

전기기사 필기 2006년 1회 29번

Q문제

그림의 F점에서 3상 단락고장이 생겼다. 발전기 쪽에서 본 3상 단락전류는 몇

[k A]

가 되는가? (단,

154 [k V]

송전선의 리액턴스는

1, 000 [M V A]

를 기준으로 하여

2 [%/ k m]

이다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

43.7

발전기 쪽에서 본 3상 단락전류는 기준 용량을 통일하여 총 %임피던스를 구한 뒤, 발전기 측 정격전압을 적용하여 계산합니다.

•

Step 1: 기준 용량을 1,000[MVA]로 통일하여 각 기기의 %임피던스를 환산합니다. 발전기:

25 [%] \times \frac{1000}{500} = 50 [%]

, 변압기:

15 [%] \times \frac{1000}{500} = 30 [%]

, 송전선:

2 [%/ k m] \times 20 [k m] = 40 [%]

입니다.

•

Step 2: 고장점까지의 총 %임피던스를 계산합니다. 총

% Z = 50 + 30 + 40 = 120 [%]

입니다.

•

Step 3: 단락용량 및 발전기 측 단락전류를 계산합니다. 단락용량

P_{s} = \frac{100}{% Z} \times P_{n} = \frac{100}{120} \times 1000 = 833.33 [M V A]

입니다.

•

발전기 측 단락전류

I_{s} = \frac{P _{s}}{3 \times V} = \frac{833.33 \times 1 0 ^{3}}{3 \times 11} \approx 43.7 [k A]

입니다.

47.7

총 %임피던스 환산 또는 단락전류 계산 시 전압 기준을 잘못 적용한 오답입니다.

53.7

기준 용량 통일 과정에서 변압기나 발전기의 %임피던스 변환을 누락한 경우 나오는 오답입니다.

59.7

단락전류 계산 시 발전기 측 전압(11kV)이 아닌 다른 전압을 대입하여 계산한 오답입니다.

단락전류를 구할 때 왜 발전기 측 전압인 11[kV]를 대입하나요?

문제에서 '발전기 쪽에서 본 3상 단락전류'를 요구했기 때문입니다. 고장점의 단락용량은 계통 어디서나 동일하게 적용되므로, 발전기 측 단락전류를 구하려면 단락용량을 발전기 측 정격전압(11[kV])으로 나누어 계산해야 합니다.

기준 용량은 반드시 1,000[MVA]로 해야 하나요?

아닙니다. 500[MVA] 등 다른 용량을 기준으로 통일해도 결과는 동일합니다. 다만 문제에서 송전선의 리액턴스가 1,000[MVA] 기준으로 주어졌으므로, 계산의 편의를 위해 1,000[MVA]로 통일하는 것이 일반적입니다.