고장계산과 대책

전기기사 필기 2017년 1회 34번

Q문제

송전용량이 증가함에 따라 송전선의 단락 및 지락전류도 증가하여 계통에 여러 가지 장해요인이 되고 있다 이들의 경감대책으로 적합하지 않은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

계통의 전압을 높인다

계통 전압의 격상은 송전 용량 증대와 손실 감소를 위한 대책이며, 고장 전류를 직접적으로 경감시키는 대책과는 거리가 있습니다.

고장 시 모선 분리 방식을 채용한다

모선을 분리하면 계통의 병렬 임피던스가 커지는 효과가 발생하여 고장 전류를 제한할 수 있는 유효한 대책입니다.

발전기와 변압기의 임피던스를 작게 한다

발전기와 변압기의 임피던스를 작게 하면 고장 전류는 오히려 증가하므로 경감 대책으로 부적합합니다.

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Step 1: 단락전류(

I_{s}

)와 임피던스(

Z

)의 관계식을 확인합니다.

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

(여기서

E

는 상전압,

I_{n}

은 정격전류입니다).

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Step 2: 수식에 따라 단락전류는 계통 임피던스 크기에 반비례함을 알 수 있습니다.

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Step 3: 따라서 고장 전류(단락 및 지락전류)를 줄이기 위해서는 계통의 임피던스를 크게 설계해야 하며, 임피던스를 작게 하는 것은 전류를 증가시키는 결과를 초래합니다.

송전선 또는 모선 간에 한류리액터를 삽입한다

한류리액터는 선로에 직렬로 리액턴스를 추가하여 고장 시 흐르는 대전류를 물리적으로 억제하는 대표적인 장치입니다.

단락전류가 커지면 어떤 문제가 발생하나요?

차단기의 차단 용량이 부족해질 수 있으며, 전력 기기에 과도한 기계적 충격과 열적 손상을 주어 계통 사고를 유발합니다.

고장 전류를 줄이기 위한 가장 근본적인 방법은 무엇인가요?

계통의 임피던스를 적절히 크게 유지하는 것입니다. 이를 위해 한류리액터 설치, 고임피던스 기기 채택, 모선 분리 등의 방법을 사용합니다.