고장계산과 대책

전기기사 필기 2007년 1회 25번

Q문제

그림과 같은 회로의 영상, 정상, 역상임피던스

Z_{0}, Z_{1}, Z_{2}

는?

유사 문제 링크

선택지 분석

Z_{0} = 3 z + Z_{n}, Z_{1} = 3 Z, Z_{2} = Z

영상 임피던스 계산 시 중성점 임피던스에 3을 곱하지 않았고, 정상 임피던스를 3Z로 잘못 계산했습니다.

Z_{0} = 3 Z_{n}, Z_{1} = Z, Z_{2} = 3 Z

영상 임피던스에서 상 임피던스 Z를 누락했으며, 역상 임피던스를 3Z로 잘못 계산했습니다.

Z_{0} = Z + Z_{n}, Z_{1} = Z_{2} = Z + 3 Z_{n}

영상 임피던스와 정상/역상 임피던스의 공식을 반대로 적용하여 잘못 계산했습니다.

Z_{0} = Z + 3 Z_{n}, Z_{1} = Z_{2} = Z

Y결선 중성점 접지 회로에서 영상 임피던스는

Z_{0} = Z + 3 Z_{n}

이며, 정상 및 역상 임피던스는

Z_{1} = Z_{2} = Z

입니다.

•

Step 1: 영상 임피던스(

Z_{0}

)를 계산합니다. 영상 전류

I_{0}

는 각 상에 동일하게 흐르므로, 중성점 접지선에는 3상의 영상 전류가 합쳐져

3 I_{0}

의 전류가 흐릅니다. 따라서 영상 전압 강하는

V_{0} = Z I_{0} + Z_{n} (3 I_{0}) = (Z + 3 Z_{n}) I_{0}

가 되며, 영상 임피던스는

Z_{0} = Z + 3 Z_{n}

입니다.

•

Step 2: 정상 임피던스(

Z_{1}

) 및 역상 임피던스(

Z_{2}

)를 계산합니다. 정상 전류와 역상 전류는 평형 3상 전류이므로 중성점 접지선으로 흐르는 전류의 벡터 합은 0입니다. 따라서 중성점 임피던스

Z_{n}

에서는 전압 강하가 발생하지 않으므로, 정상 임피던스와 역상 임피던스는 각 상의 임피던스인

Z

와 같습니다. 즉,

Z_{1} = Z_{2} = Z

입니다.

왜 영상 전류가 흐를 때 중성점 접지선에는 3배의 전류가 흐르나요?

영상 전류는 크기와 위상이 모두 같은 전류가 3상에 각각 흐르기 때문에, 중성점에서 이 세 전류가 합쳐져 3배의 전류가 흐르게 됩니다.

정상 전류와 역상 전류가 흐를 때 중성점 전류가 0이 되는 이유는 무엇인가요?

정상 전류와 역상 전류는 크기가 같고 위상차가 120도인 평형 3상 전류이므로, 벡터 합을 구하면 0이 되기 때문입니다.