고장계산과 대책
전기기사 필기 2018년 3회 27번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 송·배전방식과 설비 및 운용 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
3상 송전선로에서 선간단락이 발생하였을 때 다음 중 옳은 것은?
선택지 분석
1
역상전류만 흐른다.
오답 함정 분석
선간단락은 비대칭 고장이지만 전원으로부터 에너지를 공급받는 정상전류가 반드시 함께 존재해야 합니다.
정상전류와 역상전류가 흐른다.
정답 상세 해설
선간단락 사고 시에는 정상전류와 역상전류만 존재하며 영상전류는 흐르지 않습니다.
•
Step 1: 고장 조건의 정의. b상과 c상이 단락된 경우를 가정하면 고장 조건은 Va=Va, Vb=Vc, Ib=-Ic, Ia=0이 됩니다.
•
Step 2: 대칭분 전류 계산. 영상전류 I0 = 1/3(Ia+Ib+Ic) = 1/3(0+Ib-Ib) = 0이 되어 흐르지 않음을 알 수 있습니다.
•
Step 3: 정상 및 역상전류 확인. 정상전류 I1 = 1/3(Ia+aIb+a^2Ic) = 1/3(a-a^2)Ib이며, 역상전류 I2 = 1/3(Ia+a^2Ib+aIc) = 1/3(a^2-a)Ib가 되어 I1 = -I2의 관계를 가지며 두 전류가 모두 흐르게 됩니다.
3
역상전류와 영상전류가 흐른다.
오답 함정 분석
영상전류는 지락 사고와 같이 대지로 전류가 흐를 수 있는 경로가 있을 때만 발생하므로 선간단락에서는 발생하지 않습니다.
4
정상전류와 영상전류가 흐른다.
오답 함정 분석
선간단락은 비대칭 고장이므로 역상전류가 반드시 포함되어야 하며, 지락이 없으므로 영상전류는 포함될 수 없습니다.
자주 묻는 질문
Q.
선간단락 사고에서 영상전류가 흐르지 않는 이유는 무엇인가요?
영상전류는 각 상의 전류 합이 0이 아닐 때, 즉 지락 사고처럼 대지로 전류가 빠져나가는 경로가 있을 때 발생합니다. 선간단락은 두 선 사이의 단락일 뿐 대지로 흐르는 경로가 없으므로 전류의 합이 0이 되어 영상전류가 흐르지 않습니다.
Q.
3상 단락사고와 선간단락 사고의 대칭분 구성 차이는 무엇인가요?
3상 단락은 평형 고장이므로 정상전류만 흐르지만, 선간단락은 불평형(비대칭) 고장이므로 정상전류와 함께 역상전류가 흐릅니다.