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1선지락과 유효접지

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안 , ,
고장(단락 지락) BB

단락전류(기본이론)
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단락용량 경감대책(수변전설비)
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목차(1선 지락전류 #BB1)
1선 지락전류 유도(BB1)
1선 지락전류 유도(BB1)

❗유효접지의 개념

유효접지와 비유효접지

전력계통에서 1선지락 고장시 건전상의 전위가 상규 대지전압의 1.3배 이하가 되도록 중성점을 접지하는 것

1️⃣단상으로 등가변환

https://c-mk.s3.ap-northeast-2.amazonaws.com/2022/11/c_1선지락등가회로.jpeg

2️⃣대칭전류

\[I_0=\frac{1}{3}(I_a+I_b+I_c)=\frac{1}{3}I_a\] \[I_1=\frac{1}{3}(I_a+aI_b+a^2I_c)=\frac{1}{3}I_a\] \[I_2=\frac{1}{3}(I_a+a^2I_b+aI_c)=\frac{1}{3}I_a\]

\[I_0=I_1=I_2=\frac{1}{3}I_a\cdot\cdot\cdot(식1)\]

Va=V₀+V₁+V₂ 에 발전기식을 대입

\[V_0=-I_0Z_0\] \[V_1=E_a-I_1Z_1\] \[V_2=-I_2Z_2\]

\[V_a=V_0+V_1+V_2=-Z_0I_0+E_a-Z_1I_1-Z_2I_2=0\] \[(Z_0+Z_1+Z_2)I_0=E_a\]
\[I_0=\frac{E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}\cdot\cdot\cdot식(2)\]

3️⃣지락전류(a상전류)

a상 전류는 대칭좌표 해석법에 의하여 다음과 같다.

\[I_g=I_a=3I_0=\frac{3E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}\]

4️⃣건전상 전압

\[V_c=V_0+aV_1+a^2 V_2\] \[=-I_0 Z_0+a(E_a-I_0Z_1)-a^2I_0Z_2 \] \[\cdot\cdot\cdot-I_0 로 묶어서 정리후 (2)식 대입\]
\[=\frac{(a-1)Z_0+(a-a^2)Z_2}{Z_0+Z_1+Z_2}\times E_a\] \[\cdot\cdot\cdot(3)식\]

5️⃣1선지락시 건전상 전위상승

대칭분 임피던스의 크기는 변압기, 선로, 회전기에 따라 다르게 나타난다. 대개 정상분과 역상분의 크기는 거의 동일한 값을 가지므로 정상분과 역상분은 동일한 값으로 놓고 전력계통은 저항성분은 리액턴스 성분에 비해서 매우 작아서 무시하고 해석

  • 정상분(역상분)임피던스
\[Z_1=Z_2=R_1+jX_1≃jX_1(R_1\lt\lt X_1)\]
  • 영상분 임피던스
\[Z_0=R_0+jX_0\]

(3)식을 a상 상규 대지전위에 대한 c상 고장시 대지전위의 비를 K라 하고, K값만을 관측하면 건전상 대지전위 상승을 알 수 있다.

\[K=\frac{V_c}{E_a}=\frac{(a-1)(R_0+jX_0)+(a-a^2)jX_1}{R_0+j(X_0+2X_1)}\]

분자와 분모를 X₁으로 나눈다

\[K=\frac{(a-1)(\frac{R_0}{X_1}+j\frac{X_0}{X_1})+j(a-a^2)}{\frac{R_0}{X_1}+j(\frac{X_0}{X_1}+2)}\]
\[변수:\frac{X_0}{X_1}\] \[파라메터:\frac{R_0}{X_1}\]

6️⃣유효접지 조건

1)유효접지 조건

1선 지락시 건전상의 대지전위 상승을 1.3배 이하로 제한하기 위해서는 아래의 조건을 만족해야 함

\[\frac{R_0}{X_1}\le 1\ and\ 0\le \frac{X_0}{X_1}\le 3\]

2) 의미

\[\frac{R_0}{X_1}\le 1\]

정상분 임피던스(X₁)에 비해서 낮은 저항 값으로 중성점을 접지해야 됨

\[0\le \frac{X_0}{X_1}\le3\]

중성점 직접접지 방식에서는 영상분 임피던스(X₁)는 항상 양의 값을 갖으며, 영상분 임피던스(X₀)의 크기는 정상분의 3배 이하로 제한되어야 함을 알 수 있다

참고로, 비접지 방식에서는 정전용량이 매우 증가되는 경우에 영상분 임피던스(X₀)가 음의 값을 갖을 수 있는데, 그런 경우 매우 큰 이상전압이 발생됨을 알 수 있다.

7️⃣대칭분 임피던스

변압기[영상분=정상분=역상분]
변압기는 누설리액턴스로 정상, 역상, 영상 임피던스가 모두 동일하게 작용

송전선로, 배전선로 [영상분>정상분=역상분]
서로에서 영상분은 대지를 포함하고, 또한 영상분 전류에 의해 선로의 작용 인덕턴스가 크게 증가한다. 대략 영상분은 정상분과 역상분에 비해서 3~4배 큰 값을 갖는다.

회전기[정상분>역상분>영상분]
회전기에는 영상분이 가장 작게 나타남

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목차(1선 지락전류 #BB1)

💯기출문제(단락전류)

●F113 대칭좌표법을 이용하여 3상 회로의 불평형 전압과 전류를 구하고, 1선 지락 시 건전상의 대지전위 상승에 대하여 설명하시오.

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목차(1선 지락전류 #BB1)

🌐V0929C24 / BB1

유효접지와 비유효접지

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