단락전류(기본이론)

고장(단락 지락) BB

I 단락전류(기본이론)
→A 기여전류
→Z 단락전류(종류)
C 단락전류(계산법 종류)
→Y 대칭좌표법
P 단락용량 경감대책(수변전설비)
→N 계통연계기
→S초전도 한류기

F 단락전류(계산)
→0 단락전류 계산(기본)
→1 1선지락전류 유효접지
→2 2선단락 3상단락
→3 3상단락(단락전류 단락용량)
→M 단락전류 계산(전동기)
→D 단락전류 계산(분산전원)
→R 3상단락고장(한류리액터)
→T 1선지락전류 3상단락전류

목차(단락전류 BBI)

단락전류 기본이론

☑️단락전류계산목적(개보시씨 케계유) BBI

개폐기류(차단기등)의 차단용량 산출
(보호)계전기의 형식 및 정정 계산
보호계전기의 한시탭
CT선정, 보호계전기의 순시탭
케이블 배선 등의 굵기 결정
계통 안정성에 미치는 영향
유효접지 검토
기기의 (열적)기계적강도
타 회로에 미치는 단락 시의 전압강하

❓단락이란

회로가 설계한 선로로 전기가 흐르지 않고 임피던스가 적은 다른 경로로 흐르는 현상

단락전류: 단락시 설계보다 많은 전류가 흐르는데 이때의 전류
단락전압: 단락상태에서 정격전류가 흐를수 있도록 낮춘 전압
%Z: 단락전압을 정격전압으로 나눈것을 %로 나타낸값
임피던스(Z): 저항과 리액턴스의 합을 의미하는 값 🔗ABR
단락상태에서 임피던스값은 상당히 낮은값

1️⃣단락전류(Is) 계산목적

☑️단락전류계산목적(개보시씨 케계유) BBI

개폐기류(차단기등)의 차단용량 산출
(보호)계전기의 형식 및 정정 계산
보호계전기의 한시탭
CT선정, 보호계전기의 순시탭
케이블 배선 등의 굵기 결정
계통 안정성에 미치는 영향
유효접지 검토
기기의 (열적)기계적강도
타 회로에 미치는 단락 시의 전압강하

개폐기류(차단기등)의 차단용량 산출 🔗TDO
보호 계전기의 형식 및 정정 계산
보호계전기의 한시탭 🔗BPP
CT선정, 보호계전기의 순시탭
케이블 배선 등의 굵기 결정
계통 안정성에 미치는 영향
유효접지 검토 🔗EMR
기기의 (열적)기계적강도
타 회로에 미치는 단락 시의 전압강하 🔗QVD

2️⃣%임피던스 (%Z)

%임피던스는 임피던스의 값을 백분율로 나타낸것 🔗ABR

3️⃣기준MVA의 의미

전원 측에서 부하 측 또는 단락점으로 보낼수 있는 최대용량
발전소의 최대 변압기 용량이나 수전 측 최대변압기 용량으로 결정
대부분 전력회사 측에서 수용가 측에 보내는 용량으로 한국에서는 100[MV], 22[kV]급을 많이 사용

4️⃣차단기의 정격

🔗TDO1️⃣

1)정격전압(25kV)
2)정격전류
3)정격차단전류
4)정격차단용량

5️⃣전압의 종류

🔗ABV

1)표준전압
2)공칭전압 (22.9kV)
3)최고전압 (23.8kV)
4)정격전압 (25.8kV)
5)기준전압 (20.8kV)
6)기준충격절연강도(BIL)

6️⃣단락전류를 산출시 가정할 항목

2차 간선(Feeder) 단락 가정
3상 단락사고를 가정: 가장 큰 고장전류
무부하 가정: 3상 단락전류인 이상전류만 있다고 가정
변압기 %임피던스 값은 실제 값을 사용하고, 모를 때는 7.5[%]까지 가정하여 제시
동기전동기나 유도전동기를 사고 발생 시 정격운전 가정
X/R비를 정확히 모를 때는 상대적으로 높은 값을 가정: X/R비가 클수록 과도현상이 커지고 단락전류가 커짐 일반적으로 154[kV]에서는 20, 22[kV]급에서는 4 정도를 예상
배전반이나 분전반의 모선 임피던스는 무시한다고 가정
모든 계산은 정확한 계산이 불가능하므로 약(About)을 전제
과도상태는Xd'(과도 리액턴스) 상태를 고려 : Xd”(초기 과도 리액턴스), Xd'(과도리액턴스), Xd(동기리액턴스)
Xd’는 1/2~3사이클 이내

7️⃣기여전류

🔗BBA

기여전류는 단락사고가 발생했을 때, 특정 전기기기나 시스템이 전체 단락 전류에 기여하는 전류량
단락점에서 흐르는 총 전류 중 해당 기기나 시스템이 얼마만큼의 전류를 공급하는지를 나타내는 값

8️⃣단락전류를 %Z법으로 구하는 이유

한전 측에서 제공하는 선로조건에 기준MVA와 %Z치로 주어지기 때문에 같은 FLOW로 임피던스맵 도식에 적용
기준용량에 %Z 일치가 용이
선로의 각 전압에 따른 선로 %Z를 바꿀 필요가 없음
임피던스법으로 나타낸 수치를 %Z로 바꾸기가 용이

\[ \%Z=\frac{kVA\cdot Z}{10V^2} \]

%Z로부터 단락전류 및 차단용량의 계산이 용이

\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\times I_n\]

\[ 차단용량=\sqrt{3}(3상)정격전압[kV]\times I_s\]\[\times (1.1\sim 1.6)\]

(비대칭 계수에 따른 증가 계수)

고장(단락 지락) BB

목차(단락전류 BBI)

단락전류 기본이론

💯기출문제

○I11 배전계통에서 고장계산을 하는 이유 5가지를 설명하시오.

☑️단릭전류계산목적(개보시씨 케계유) BBI11

개폐기류(차단기등)의 차단용량 산출
(보호)계전기의 형식 및 정정 계산
보호계전기의 한시탭
CT선정, 보호계전기의 순시탭
케이블 배선 등의 굵기 결정
계통 안정성에 미치는 영향
유효접지 검토
기기의 (열적)기계적강도
타 회로에 미치는 단락 시의 전압강하

○I12 변압기 등가회로를 그리고 임피던스 전압에 대하여 설명하시오

모범답안(변압기 등가회로 BBI12)

변압기 등가회로

변압기 등가회로 구성 요소:

1차 권선 저항(R1): 1차 권선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 저항 손실을 나타냅니다.
1차 권선 누설 리액턴스(X1): 1차 권선의 자기장이 다른 부분을 유도하여 발생하는 리액턴스입니다.
2차 권선 저항(R2): 2차 권선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 저항 손실을 나타냅니다.
2차 권선 누설 리액턴스(X2): 2차 권선의 자기장이 다른 부분을 유도하여 발생하는 리액턴스입니다.
마그네틱 코어 저항(Rm): 자기회로의 자기저항을 나타내며, 여자전류와 관련이 있습니다.
마그네틱 코어 누설 리액턴스(Xm): 자기회로의 누설 자속에 의한 리액턴스입니다.

모범답안(임피던스 전압 BBI12)

임피던스 전압

변압기의 단락 시험을 통해 얻어지는 값으로, 변압기의 임피던스를 나타내는 지표
2차측을 단락시키고 1차측에 정격 전류가 흐르도록 할 때, 1차측에 인가되는 전압을 임피던스 전압

임피던스 전압의 의미:

변압기의 단락 특성: 임피던스 전압이 낮을수록 단락 시 흐르는 전류가 커지므로, 변압기의 단락 강도가 약해짐
전압 변동률: 임피던스 전압은 변압기의 전압 변동률과 밀접한 관련이 있습니다. 임피던스 전압이 낮을수록 부하 변동에 따른 전압 변동이 커짐
보호 계전기 설정: 임피던스 전압은 보호 계전기 설정 시 중요한 고려 요소

임피던스 전압의 계산:

단락 시험: 2차측을 단락시키고 1차측에 정격 전류를 흘려 임피던스 전압을 직접 측정
등가회로 이용: 등가회로를 이용하여 계산

임피던스 전압의 중요성:

변압기 선정: 변압기의 용량, 종류, 설치 환경 등을 고려하여 적절한 임피던스 전압을 가진 변압기를 선정
계통 연계: 변압기의 임피던스 전압은 계통에 연결될 때 다른 기기와의 조화를 위해 중요한 요소
보호 계전기 설정: 보호 계전기는 임피던스 전압을 기반으로 설정

●I16 단락시 역률이 저하되는 이유

모범답안(단락시 역률이 저하되는이유 BBI16)

비선형 부하의 영향:
- 비선형 부하는 고조파를 발생시켜 전력 품질을 저하시키고, 역률을 감소시키는 원인
- 단락 시 비선형 부하의 영향이 더욱 커져 역률 저하를 가속화시킬 수 있습니다.

임피던스 감소:
- 단락이 발생하면 회로의 임피던스가 급격히 감소합니다. 임피던스는 전류의 흐름을 방해하는 성분으로, 임피던스가 감소하면 전류가 크게 증가하게 됩니다.
- 이때 유도성 부하의 영향으로 무효 전력 성분이 증가하여 역률이 저하
유도성 부하의 영향:
- 대부분의 전기 기기는 유도성 부하를 가지고 있습니다. 단락 시 유도성 부하의 리액턴스 성분이 증가하여 무효 전력이 크게 증가하고, 결과적으로 역률이 저하

🔗ABP

고장(단락 지락) BB