3상 4선식 전력량계 결선방법 및 회전수 산정

 

【3상 4선식 전력량계 결선, 회전수 산정, 2002년 전기기사 기출문제】

 

▣ 그림은 3상 4선식에 WHM을 접속하여 전력량을 적산하기 위한 결선도이다.

    다음 물음에 답하시오.

 (1) WHM가 정상적으로 적산이 가능하도록 변성기를 추가하여 결선도를 완성하시오.

 (2) 필요한 PT비율은 ?

 (3) 이 WHM의 계기정수는 2400[rev/kWh]이다. 지금 부하전류가 150[A]에서 변동없

     이 지속되고 있다면 원판의 1분간 회전수는 얼마인가 ?

     단, CT비 : 300 / 5 [A], cos θ = 1, 50 [%] 부하시 WHM으로 흐르는 전류는 2.5[A]임

 (4) WHM의 승률은 ? 단, CT비는 300 / 5, rpm = 계기정수 × 전력

 

전력량계결선

【문제풀이】

(1) WHM가 정상적으로 적산이 가능하도록 변성기를 추가하여 결선도를 완성하시오.

 ▣ 3상 4선식의 WHM결선은 Y결선 방식으로 결선한다. 전력량계에는 110[V]와 5[A]로

     변성하여 전력을 공급해야 하므로 PT 와 CT가 필요하게 된다.

 ▣ PT의 연결은 L1, L2, L3 전압선은 P1, P2, P3에 연결하고 중성선은 P0에 연결한다.

 ▣ CT의 연결은 L1, L2, L3의 공급선은 1S, 2S, 3S에 연결하고, L1, L2, L3의 부하측 선은

     1L, 2L, 3L에 각각 연결한다.

 ▣ 계기용변압기의 중성선과 변류기의 부하측 선은 함께 접지를 한다.

 

3상4선식 전력량계 결선방법

(2) 필요한 PT비율은 ?

 ▣ 계기용변압기 PT의 2차측 전압은 110[V] 이다. 변압비의 기준은 상전압이다.

    ∴ PT의 변압비는 220 / 110 [V] 이다.

 

(3) 이 WHM의 계기정수는 2400[rev/kWh]이다. 지금 부하전류가 150[A]에서 변동없

     이 지속되고 있다면 원판의 1분간 회전수는 얼마인가 ?

     단, CT비 : 300 / 5 [A], cos θ = 1, 50 [%] 부하시 WHM으로 흐르는 전류는 2.5[A]임

 

<해설>

▣ 전력계의 측정

 ◈ 적산전력계의 측정값 : 한시간 동안 원판이 회전하는데 시간을 전력으로 환산한 값

 

 

▣ 이 문제는 계기정수의 의미를 이해하면 계산하기 쉽다. 계기정수 2,400[rev/kWh]은

    1[kW]의 전력을 1시간 동안 공급을 하면 전력량계 원판이 1시간동안 2400회를 회전

    한다는 의미이다. 따라서 1[kW]을 공급할 때 1분 동안 회전수는 2400/60이 된다.

    한편, 전력량에서 측정하는 전력은 유효전력이다. 3상 4선식 전로에서 공급하는 유효

    전력 산정식은 P = √3 V · I cos θ 이다. 따라서 전력량계의 1분간 회전수는 다음과

    같이 계산할 수 있다.

    회전수 (n) = 2400/60 × √3 V · I cos θ 가 된다. 여기서 V는 선간전압이다.

    위 식을 이용하여 회전수를 계산하면 다음과 같다.

 

(4) WHM의 승률은 ? 단, CT비는 300 / 5, rpm = 계기정수 × 전력

   ▣ 승률은 변류비 × 변압비 로 산정한다.