보호계전방식

전기기사 필기 2012년 2회 21번

Q문제

용량

30 M V A

33/11 K V

Δ - Y

결선 변압기에 차동 보호 계전기가 설치되어 있다. 이 변압기로

30 M V A

부하에 전력을 공급할 때 부하에 설치된 (ㄱ) CT의 결선방법과 (ㄴ) CT전류로 가장 적합한 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

(ㄱ) Y 결선 (ㄴ) 3.9A

부하측 변압기가 Y결선이므로 CT는 위상차 보상을 위해 Δ결선이어야 하며, 계전기에 흐르는 전류는 상전류(3.9A)가 아닌 선전류(6.8A)를 구해야 합니다.

(ㄱ) Y 결선 (ㄴ) 6.8A

부하측 변압기가 Y결선이므로 CT는 위상차 보상을 위해 Δ결선이어야 합니다.

(ㄱ)

Δ

결선 (ㄴ) 3.9A

CT 결선은 Δ결선으로 맞으나, 제시된 3.9A는 CT의 상전류이며 계전기에 흐르는 선전류는 상전류의 √3배인 6.8A가 되어야 합니다.

(ㄱ)

Δ

결선 (ㄴ) 6.8A

부하측 CT의 결선은 Δ결선이며, CT 전류는 약 6.8A입니다.

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Step 1: 차동 보호 계전기에서 변압기 1, 2차측의 위상차(30도)를 보상하기 위해 CT 결선은 변압기 결선의 반대로 구성합니다. 변압기가 Δ-Y 결선이므로, 2차측(부하측) CT는 Δ결선으로 해야 합니다.

•

Step 2: 부하측(2차측) 선전류를 계산합니다. I_2 = P / (√3 × V_2) = (30 × 10^6) / (√3 × 11 × 10^3) ≒ 1574.6A 입니다.

•

Step 3: 부하측 CT 전류를 계산합니다. (참고: 본 문제는 기출문제 원본 상 부하측 CT비가 2000/5로 주어지는 문제입니다.)

•

Step 4: 부하측 CT 2차 상전류는 i_2 = 1574.6 × (5 / 2000) ≒ 3.936A 입니다.

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Step 5: 부하측 CT가 Δ결선이므로, 계전기로 유입되는 CT 2차 선전류는 상전류의 √3배가 됩니다. 따라서 I_CT = 3.936 × √3 ≒ 6.81A 이므로, 가장 적합한 값은 6.8A입니다.

차동 보호 계전기에서 CT 결선을 변압기 결선의 반대로 하는 이유는 무엇인가요?

변압기가 Δ-Y 또는 Y-Δ 결선일 경우 1, 2차측 전압 및 전류 사이에 30도의 위상차가 발생합니다. 이를 보상하여 정상 상태에서 계전기가 오동작하지 않도록 CT 결선을 변압기와 반대로 구성합니다.

CT 전류를 계산할 때 왜 마지막에 √3을 곱하게 되나요?

부하측 CT가 Δ결선으로 구성되어 있기 때문입니다. Δ결선에서는 선전류가 상전류의 √3배가 되므로, 차동 계전기로 유입되는 실제 선전류를 구하기 위해 상전류에 √3을 곱합니다.