고장계산과 대책

전기기사 필기 2012년 2회 30번

Q문제

송전 용량이 증가함에 따라 송전선의 단락 및 지락전류도 증가하여 계통에 여러 가지 장해요인이 되고 있는데 이들의 경감대책으로 적합하지 않은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

계통의 전압을 높인다.

계통 전압의 격상은 동일 전력을 송전할 때 전류를 줄여주며, 계통 구성의 변화를 통해 단락 전류를 억제하는 효과를 가져올 수 있습니다.

발전기와 변압기의 임피던스를 작게한다.

단락전류를 줄이기 위해서는 계통의 임피던스를 크게 설계해야 합니다.

•

Step 1: 단락전류(

I_{s}

)의 계산식은

I_{s} = \frac{100}{% Z} \times I_{n}

입니다.

•

Step 2: 위 식에서 단락전류(

I_{s}

)는 퍼센트 임피던스(

% Z

)에 반비례함을 알 수 있습니다.

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Step 3: 따라서 발전기나 변압기의 임피던스를 작게 하면 단락전류가 오히려 증가하게 되므로, 이는 경감대책으로 부적합합니다.

송전선 또는 모선간에 한류 리액터를 삽입한다.

한류 리액터는 회로의 임피던스를 인위적으로 증가시켜 고장 시 흐르는 단락전류를 제한하는 대표적인 장치입니다.

고장 시 모선 분리 방식을 채용한다.

모선을 분리하면 계통의 병렬 회로 수가 감소하여 합성 임피던스가 커지게 되므로 단락전류를 줄일 수 있습니다.

단락전류가 증가하면 계통에 어떤 악영향을 주나요?

차단기의 차단 용량이 부족해져 사고 확산을 막지 못하게 되며, 전력 기기에 과도한 기계적 충격과 열적 손상을 입힐 수 있습니다.

임피던스를 무조건 크게 하는 것이 좋은가요?

임피던스가 너무 크면 전압 강하가 심해지고 계통의 안정도가 저하될 수 있으므로, 단락전류 억제와 계통 성능 사이의 적절한 조율이 필요합니다.