고장계산과 대책
전기기사 필기 2014년 1회 21번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 송·배전방식과 설비 및 운용 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 4 |
Q문제
그림의 F 점에서 3상 단락고장이 생겼다. 발전기 쪽에서본 3상 단락전류는 몇 가 되는가? (단, 송전선의 리액턴스는 를 기준으로 하여 이다.)
선택지 분석
43.7
정답 상세 해설
기준 용량을 통일하여 전체 퍼센트 임피던스를 구한 후, 발전기 측 정격전류를 이용하여 단락전류를 산출합니다.
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Step 1: 기준 용량을 1000[MVA]로 통일하여 각 기기의 퍼센트 임피던스를 환산합니다. 발전기의 퍼센트 임피던스는 25 * (1000/500) = 50[%]입니다. 변압기의 퍼센트 임피던스는 15 * (1000/500) = 30[%]입니다. 송전선의 퍼센트 임피던스는 2 * 20 = 40[%]입니다.
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Step 2: 고장점까지의 전체 퍼센트 임피던스를 계산합니다. 총 퍼센트 임피던스(%Z) = 50 + 30 + 40 = 120[%]입니다.
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Step 3: 발전기 측(11[kV])의 기준 정격전류(In)를 계산합니다. In = P / (\sqrt{3} * V) = 1000[MVA] / (\sqrt{3} * 11[kV]) = 1000 / (\sqrt{3} * 11) [kA]입니다.
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Step 4: 발전기 쪽에서 본 3상 단락전류(Is)를 계산합니다. Is = (100 / %Z) * In = (100 / 120) * (1000 / (\sqrt{3} * 11)) = 43.738... [kA]이므로 약 43.7[kA]입니다.
2
47.7
오답 함정 분석
기준 용량 환산이나 전압 적용 과정에서 발생한 계산 오류입니다.
3
53.7
오답 함정 분석
발전기 측 전압이 아닌 고장점 측 전압 등 잘못된 기준 전압을 적용하여 산출된 오답입니다.
4
59.7
오답 함정 분석
퍼센트 임피던스 합산을 누락하거나 기준 용량 변환을 잘못 수행한 결과입니다.
자주 묻는 질문
Q.
단락전류 계산 시 기준 용량은 어떻게 정하나요?
문제에서 주어진 조건 중 하나를 임의로 선택하거나 계산하기 편한 값(예: 100MVA, 1000MVA 등)으로 통일하여 적용합니다.
Q.
'발전기 쪽에서 본 단락전류'라는 말의 의미는 무엇인가요?
고장점(154kV 측)이 아닌 발전기 단자(11kV 측)에 흐르는 단락전류의 크기를 구하라는 의미입니다. 따라서 정격전류 계산 시 발전기 측 전압을 적용해야 합니다.