지락전류 산정 - 지락계전기(DG)의 잔류전류 검출

 

▣ 다음 그림은 변류기를 영상 접속시켜 그 잔류 회로에 지락계전기 DG를 삽입시킨 것이다

   선로전압은 66[kV], 중성점에 300[Ω]의 저항접지로 하였고, 변류기의 변류비는

   300/5이다. 송전전력 20,000[kW], 역률 0.8(지상)이고, a상에 완전 지락사고가 발생

   하였다고 할 때 다음 각 물음에 답하시오.

 

지락계전기 회로

   (1) 지락계전기 DG에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

  (2) a상 전류계 A에 흐르는 전류는 몇 [A}인가 ?

  (3) b상 전류계 B에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

  (4) c상 전류계 C에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

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【문제풀이】

[사전 필요 지식]

 ▣ 먼저 각상의 선전류를 알아 보자.

  ◈ 먼저 a, b, c 상에는 부하에 전력을 공급하는 부하전류가 흐르게 된다.

  ◈ a상은 완전지락이 발생하였으므로 a상에는 부하전류(Ia)와 함께 지락전류(Ig)가

      함께 흐른다. 즉 a상에는 b,c상과 전압(기전력)은 같지만 부하와 지락이 병렬로

      연결된 것과 같은 것이므로 임피던스가 b,c 상 보다 낮아지므로 전류가 더 많이

      흐르게 되는데 지락전류 만큼 전류가 더 흐르게 된다.

  ◈ 이 때 지락전류를 흐르게 하는 것은 상전압이므로 전압은 Va / √3 이 된다.

 

지락전류와 부하전류

▣ 이러한 사항을 종합하여 문제를 풀어 보도록 하자.

 (1) 지락전류계 DG에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

  ◈ 지락 계전기 DG에 흐르는 전류에 대해 알아 보자.

지락전류와 부하전류 1

 ◈ 지락계전기 Ia, Ib, Ic, Ig 의 전류가 흐른다. 그런데 Ia + Ib + Ic = 0 이다.

     3상 평형전류의 합은 "0"이기 때문이다. 따라서 지락계전기 DG에는

     Ia, Ib, Ic 에 의한 전류는 검출되지 않고 지락전류 Ig만 검출된다.

     또한 지락전류 (Ig)를 흐르게 하는 것은 상전압(Ia/√3)이다.

(2) a상 전류계 A에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

 ▣ a상 전류계에는 부하전류 (Ia)와 지락전류 (Ig)를 합한 전류가 흐른다. 그런데 이 때

     지락전류 (Ig)는 저항(R)만의 회로이므로 유효전류(IR)이고 부하전류는 역률이 0.8

     이므로 유효전류(IR)와 무효전류(IX)가 함께 흐르므로 이들의 합은 벡터합으로 해야

     한다. 이러한 것을 종합하여 전류계 A에 흐르는 전류를 구해 보자.

 

 ▣ 전류계 A에는 부하전류와 지락전류의 합이 흐르고 이들의 합은 벡터합이다.

 

(3) b상 전류계 B에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

  ▣ 전류계 B에는 부하전류가 흐른다.

 

(4) c상 전류계 C에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

  ▣ 전류계 B에는 부하전류가 흐른다.