차단보호방식
전기기사 필기 2006년 2회 23번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 계통보호방식 및 설비 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
그림과 같은 선로에서 A점의 차단기 용량은 몇 MVA가 적당한가?
선택지 분석
1
50
오답 함정 분석
합성 퍼센트 임피던스를 20%로 잘못 계산할 경우 도출되는 오답입니다.
2
100
오답 함정 분석
발전기 1 또는 발전기 2 중 하나의 임피던스만 고려하여 퍼센트 임피던스를 10%로 잘못 적용한 오답입니다.
3
150
오답 함정 분석
임피던스 환산 및 병렬 합성 과정에서 산술적 오류가 발생하여 도출된 오답입니다.
200
정답 상세 해설
A점의 차단기 용량은 200MVA가 적당합니다.
•
Step 1: 기준 용량을 10,000kVA(10MVA)로 선정하고 각 발전기의 퍼센트 임피던스를 환산합니다.
- 발전기 1: %X_G1 = 10% (10MVA 기준)
- 발전기 2: 20MVA 기준 20%이므로, 10MVA 기준으로 환산하면 %X_G2 = 20% × (10MVA / 20MVA) = 10%
•
Step 2: A점 전원측(모선)의 합성 퍼센트 임피던스를 계산합니다.
- 발전기 1과 발전기 2는 병렬로 연결되어 있으므로 합성 퍼센트 임피던스 %X는 다음과 같습니다.
- %X = (%X_G1 × %X_G2) / (%X_G1 + %X_G2) = (10 × 10) / (10 + 10) = 5%
•
Step 3: A점의 차단기 용량(단락 용량)을 계산합니다.
- 차단기 용량 P_s = (100 / %X) × 기준 용량 P_n
- P_s = (100 / 5) × 10MVA = 20 × 10MVA = 200MVA
자주 묻는 질문
Q.
차단기 용량을 구할 때 왜 변압기의 임피던스는 고려하지 않나요?
A점은 모선과 변압기 1차측 사이에 위치한 차단기입니다. A점에서 단락 사고가 발생할 경우, 고장 전류는 전원(발전기) 측에서 모선을 거쳐 A점으로 흘러들어옵니다. 따라서 고장점(A점)을 기준으로 전원 측에 있는 발전기들의 임피던스만 합성하여 계산합니다.
Q.
기준 용량은 어떻게 선정해야 하나요?
기준 용량은 계산의 편의를 위해 임의로 선정할 수 있습니다. 보통 문제에 주어진 기기들의 용량 중 하나(예: 10MVA 또는 20MVA)를 기준으로 선택하여 모든 퍼센트 임피던스를 해당 기준 용량으로 환산한 후 계산합니다. 어떤 기준 용량을 선택하더라도 최종 단락 용량 결과는 동일합니다.