지락사고와 등가회로

전기기사 필기 2017년 1회 24번

Q문제

그림과 같은 회로의 영상, 정상, 역상 임피던스

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

는?

유사 문제 링크

선택지 분석

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

3상 Y결선 중성점 접지 회로에서 영상 임피던스는 Z + 3Zn이며, 정상 및 역상 임피던스는 Z입니다.

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Step 1: 영상 전류 I0는 3상에 동일한 크기와 위상으로 흐르며, 중성점 접지선을 통해 3I0가 되어 흐릅니다. 따라서 접지 임피던스 Zn에 의한 전압 강하를 고려하면 1상당 영상 임피던스 Z0는 Z + 3Zn이 됩니다.

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Step 2: 정상 전류 I1과 역상 전류 I2는 3상 평형 전류이므로, 벡터 합이 0이 되어 중성선으로 흐르지 않습니다.

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Step 3: 따라서 정상 임피던스 Z1과 역상 임피던스 Z2는 중성점 접지 임피던스 Zn의 영향을 받지 않으므로 자기 상의 임피던스인 Z와 같습니다. 즉, Z1 = Z2 = Z입니다.

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

영상 임피던스에 상 임피던스 Z가 누락되었으며, 역상 임피던스가 잘못 계산된 오답입니다.

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

영상 임피던스의 계수가 잘못 적용되었으며, 정상 임피던스도 잘못 계산된 오답입니다.

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

영상 임피던스에서 접지 임피던스의 3배가 적용되지 않았고, 정상 및 역상 임피던스에 접지 임피던스가 포함된 오답입니다.

영상 전류는 왜 중성선으로 3배가 되어 흐르나요?

영상 전류는 3상(a, b, c상) 모두 크기와 위상이 동일한 전류입니다. 따라서 중성점(접지점)에서 세 상의 영상 전류가 합쳐지면 3배의 영상 전류(3I0)가 되어 대지로 흐르게 됩니다.

정상 전류와 역상 전류는 왜 중성선으로 흐르지 않나요?

정상 전류와 역상 전류는 크기가 같고 위상차가 120도인 3상 평형 전류입니다. 평형 상태의 3상 전류를 벡터적으로 합산하면 0이 되므로 중성선에는 전류가 흐르지 않습니다.