2전력계법 오결선 전력계산, 접지형 계기용 변압기(GPT)의 영상전압

▣ 2전력계법 오결선 전력계산

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⊙ 고압 동력 부하의 사용 전력량을 측정하려고 한다. CT 및 PT 취부 3상 적산 전력계를

    그림과 같이 오결선(1S와 1L 및 P1과 P3가 바뀜) 하였을 경우 어느 기간 동안 사용

    전력량이 3000[kWh]였다면 그 기간동안 실제 사용 전력량은 몇 [kWh]이겠는가 ?

    (단, 부하역률은 0.8이라 한다)

2전력계법 오결선

【 문제풀이 】

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<사전에 숙지해야 할 사항>

▣ 1번 전력량계의 전력 W1 = V1-2 × I1 × cosΘ1 이고

    2번 전력량계의 전력 W2 = V3-2 × I3 × cosΘ2 이다.

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▣ 정상결선시 1번 전력량계의 전압과 전류의 위상차는 30˚+Θ이고

    정상결선시 2번 전력량계의 전압과 전류의 위상차는 30˚-Θ이다.

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▣ 오결선시 1번 전력량계의 전압과 전류의 위상차는 90˚-Θ이고

    오결선시 2번 전력량계의 전압과 전류의 위상차는 90˚-Θ이다.

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▣ cos 제2법칙, cos과 sin간 전환

코사인법칙

【답안작성】

① 실측전력량 W = W1 + W2 = 3000[kWh] 이다.

② 벡터도를 이용하여 오결선시 전력량 계산식을 알아 보자.

③ 계산식을 이용하여 피상전력 Pa = V·I 값을 구해보자 .

④ 이제 실제전력량을 계산하여 보자.

▣ 2전력계법

2전력계법 벡터도

 

1. 정상결선시 전력량을 알아 보자.

2. 오결선시 측정전력량을 알아 보자.

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​【 3전류계법 회로와 문제 풀이 】

▣ 3전류계법 회로와 문제풀이

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⊙ 그림과 같이 전류계 3개를 가지고 부하전력을 측정하려고 한다.

    각 전류계의 지시가 A1 = 7 [A], A2 = 4[A], A3 = 10[A] 이고

    저항 R = 20[Ω]일 때, 다음을 구하시오.

3전류계 회로

가. 부하전력 P를 구하시오.

나. 부하역률을 구하시오.

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【문제풀이】

< 사전에 숙지하여할 사항>

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▣ 3전류계법이란 전류계를 가지고 위의 그림과 같이 3곳의 전류를 구해서

   부하의 소비전력과 부하의 역률을 구하는 방법을 말한다.

  ⊙ 이 때 저항은 전류법으로 소비전력을 구할 때 회로의 전압을 산정하기 위하여

      전류계에 딸린 저항으로서 전압을 측정하기 위한 저항이라 보면 된다.

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▣ 위 그림에서 키르히호프의 전류 법칙에 의하여 A3 = A1 + A2 이다.

   ⊙ 전류 A1 과 전류 A2는 역률이 다르기 때문에 벡터합으로 구해야 한다.

   ⊙ 전류 A1 과 전류 A2의 벡터합은 코사인 제2법칙에 따라 다음과 같이 구할 수 있다.

벡터도

 

⊙ 코사인 제2법칙에 따라 역률은 다음과 같이 구할 수 있다.

⊙ 부하에서 소비하는 전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

<답안작성>

▣ 위와 같은 식을 이용하여 소비전력과 부하의 역률을 구해보자.

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가. 부하전력 P를 구하시오.

나. 부하역률을 구하시오.

 

【 접지형 계기용 변압기 (GPT)의 영상전압

 

▣ 접지형 계기용 변압기 (GPT) 의 영상전압

  ⊙ 접지형 계기용 변압기 (GPT)의 전압비가 다음과 같을 때 이 때 영상전압을 구하시오.

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【 문제풀이 】

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< 사전에 숙지해야 할 사항>

 ▣ 영상전압 Vo는 GPT 3차 단자 즉 오픈 △ 단자의 전압을 한다.

  ⊙ GPT 3차 전압, 오픈 △의 단자 전압은 1선 지락사고가 있을 때나 정상일 때 같다.

      정상일 때 : Vo = 3 Vao = 3 Vbo = 3Vco

      a상 지락사고시 : √3Vb' = √3Vc' = 3 Vbo = 3Vco ∵ Vb'=√3Vbo=Vc'=√3Vc

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【 답안작성 】

영상전압

▣ GPT Open-delta 결선과 지락시 영상전압 벡터도

접지형 계기용 변압기 GPT 결선도

※ 3상 중 임의의 어느 상이 지락되더라도 Open △ 양단의 전압은 3Vo 이다.

  ▣ 1선 지락사고가 발생하면 건전상의 전압은 √3배 상승하게 되고

      Open △ 양단의 전압은 두 전압의 합이 되므로 다시 √3배 증가하여

      결국 √3 × √3 배가 되어 건전상 전압의 3배가 된다.

      따라서 GPT 의 영상전압 (Open △ 양단의 전압)은

      1선 지락사고시나 정상상태의 전압이 모두 한상의 전압의 3배가 된다.