고장계산과 대책
전기기사 필기 2006년 3회 29번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 송·배전방식과 설비 및 운용 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 4 |
Q문제
그림과 같은 전력계통에서 A점에 설치된 차단기의 단락 용량은 몇 MVA인가? (단, 각 기기의 %리액턴스는 발전기 G1, G2는 정격용량 15MVA 기준 각각 15%이고, 변압기는 정격용량 20MVA 기준 8%, 송전선은 정격용량 10MVA 기준 11%이며, 기타 다른 정수는 무시한다.)
선택지 분석
1
20
오답 함정 분석
기준 용량 환산 또는 합성 %리액턴스 계산 과정에서 발생한 오류로 도출된 오답입니다.
2
30
오답 함정 분석
총 %리액턴스를 잘못 산정하거나 기준 용량을 단락 용량으로 오인하여 도출된 오답입니다.
3
40
오답 함정 분석
기기들의 직병렬 합성 과정에서 %리액턴스 값을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.
50
정답 상세 해설
차단기의 단락 용량은 기준 용량을 통일하여 계통의 총 %리액턴스를 구한 뒤 산출하며, 정답은 50[MVA]입니다.
•
Step 1: 계산의 편의를 위해 기준 용량(Pn)을 30[MVA]로 선정하고, 각 기기의 %리액턴스를 환산합니다. 발전기 G1, G2는 15 × (30 / 15) = 30[%], 변압기는 8 × (30 / 20) = 12[%], 송전선은 11 × (30 / 10) = 33[%]가 됩니다.
•
Step 2: 고장점 A에서 바라본 총 합성 %리액턴스(%X)를 계산합니다. 발전기 G1, G2는 병렬이므로 합성 %리액턴스는 (30 × 30) / (30 + 30) = 15[%]입니다. 여기에 변압기와 송전선이 직렬로 연결되므로 총 %X = 15 + 12 + 33 = 60[%]가 됩니다.
•
Step 3: 단락 용량(Ps) 공식을 적용하여 계산합니다. Ps = (100 / %X) × Pn = (100 / 60) × 30 = 50[MVA]가 됩니다.
자주 묻는 질문
Q.
기준 용량은 어떻게 정해야 하나요?
기준 용량은 계산의 편의를 위해 임의의 값(예: 10MVA, 30MVA, 100MVA 등)으로 설정할 수 있으며, 어떤 값을 기준으로 하더라도 최종 단락 용량 결과는 동일하게 산출됩니다.
Q.
발전기 두 대가 병렬로 연결된 경우 %리액턴스는 어떻게 계산하나요?
병렬로 연결된 기기들의 %리액턴스는 저항의 병렬 연결 계산과 동일하게 합분의 곱(또는 역수의 합의 역수)으로 합성하여 계산합니다.