이상전압과 방호
전기기사 필기 2016년 1회 28번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 계통보호방식 및 설비 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
전력계통에서 내부 이상전압의 크기가 가장 큰 경우는?
선택지 분석
1
유도성 소전류 차단시
오답 함정 분석
변압기 여자전류와 같은 유도성 소전류 차단 시에도 높은 전압이 발생하지만, 무부하 선로 충전전류 차단 시의 재점호 전압보다는 작습니다.
2
수차발전기의 부하 차단시
오답 함정 분석
부하 차단 시 발전기의 속도 상승으로 인한 전압 상승이 발생하나, 이는 계통의 개폐 서지에 비해 크기가 작습니다.
무부하 선로 충전전류 차단시
정답 상세 해설
무부하 선로의 충전전류는 전압보다 위상이 90도 앞선 진상전류이며, 이를 차단할 때 발생하는 재점호 현상이 가장 큰 이상전압을 유발합니다.
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Step 1: 차단기가 진상전류를 차단할 때 전류 영점에서 차단이 이루어지면, 선로 측에는 최대 전압이 잔류 전하로 남게 됩니다.
•
Step 2: 반 사이클 후 전원 전압이 반대 극성 최대치가 되면 차단기 양단 전압은 상전압의 2배가 되어 절연 파괴에 의한 재점호가 발생하기 쉽습니다.
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Step 3: 재점호가 반복되면 이상전압의 크기는 이론적으로 상전압의 3~4.5배까지 상승하여 계통 내에서 가장 높은 수치를 기록합니다.
4
송전선로의 부하 차단기 투입시
오답 함정 분석
투입 시 발생하는 투입 서지(Closing Surge)는 일반적으로 차단 시 발생하는 재점호 서지보다 전압 크기가 낮습니다.
자주 묻는 질문
Q.
내부 이상전압이란 무엇인가요?
전력계통 내부의 조작(개폐)이나 고장 등에 의해 발생하는 전압 상승을 의미하며, 외부 요인인 뇌해(낙뢰)와 구분됩니다.
Q.
왜 무부하 선로 차단 시 전압이 가장 높게 나타나나요?
차단기 접촉자가 떨어질 때 선로의 정전용량에 남은 전하와 전원 전압의 차이가 커지면서 발생하는 '재점호' 현상 때문입니다.
Q.
재점호 현상을 방지하려면 어떻게 해야 하나요?
차단기의 절연 회복 속도를 빠르게 하거나, 저항 투입 방식의 차단기를 사용하여 이상전압 발생을 억제합니다.