송전계통에서 3상 단락전류 및 단락용량 산정

 

♠ 송전계통 단락전류 (Is) 및 단락용량 (Ps) 계산 (2003년 기출문제)

 

▣ 그림과 같은 송전계통 S점에서 3상 단락사고가 발생하였다. 주어진 도면과 조건을 참고하여

    다음 각 물음에 답하여라.

 

송전계통 3상 단락사고

[조건]

번호	기기명	용량	전압	%X
1	G : 발전기	50,000[kVA]	11[kV]	30
2	Tr1 : 변압기	50,000[kVA]	11/154[kV]	12
3	송전선		154[kV]	10(10,000[kVA]
4	Tr2 : 변압기	1차:25,000[kVA]	154[kV]	12(25,000[kVA] 1~2차
		2차:30,000[kVA]	77[kV]	15(25,000[kVA] 2~3차
		3차:10,000[kVA]	11[kV]	10.8(10,000[kVA]) 3~1차
5	C : 조상기	10,000[kVA]	11[kV]	20(10.000[kVA]

 

(1) 발전기, 변압기(T1), 송전선 및 조상기의 %리액턴스를 기준출력 100[MVA]로 환산

    하시오.

   ⊙ 발전기    ⊙ 변압기(T1)    ⊙ 송전선    ⊙ 조상기

(2) 변압기 (T2)의 각각의 %리액턴스를 100[MVA] 출력으로 환산하고, 1차(P), 2차(S),

     3차(T)의 %리액턴스를 구하시오.

(3) 고장점과 차단기를 통과하는 각각의 단락전류를 구하시오.

   ⊙ 고장점의 단락 전류

   ⊙ 차단기의 고장 전류

(4) 차단기의 단락용량은 몇 [MVA]인가 ?

 

【문제풀이】

<사전에 숙지해야 할 사항>

▣ %리액턴스 환산 : %리액턴스(저항,임피던스)는 용량에 비례하므로 다음과 같이

    환산한다.

 

▣ 3권선 변압기의 각각의 %리액턴스는 콜라우시 브리지의 접지저항 측정방법을 이용하

    여 다음과 같이 구할 수 있다.

 

콜라우시 브리지 접지저항 측정

▣ 단락전류와 차단기 용량 산정식은 다음과 같다.

 

【답안작성】

(1) 발전기, 변압기(T1), 송전선 및 조상기의 %리액턴스를 기준출력 100[MVA]로 환산

     하시오. ⊙ 발전기 ⊙ 변압기(T1) ⊙ 송전선 ⊙ 조상기

 

(2) 변압기 (T2)의 각각의 %리액턴스를 100[MVA] 출력으로 환산하고, 1차(P), 2차(S),

    3차(T)의 %리액턴스를 구하시오.

  ▣ 각각의 변압기 %리액턴스는 먼저 %리액턴스를 기준용량으로 환산한다.

 

  ▣ 콜라우시 브리지 접지저항 측정법을 활용하여 각각읠 변압기에 %리액턴스를 각각 배

      분한다.

 

(3) 고장점과 차단기를 통과하는 각각의 단락전류를 구하시오.

    ⊙ 고장점의 단락 전류    ⊙ 차단기의 고장 전류

 가. 고장점의 단락전류 : 먼저 %리액턴스를 합성한 후에 단락전류를 구한다.

 

 나. 차단기의 고장전류 : 먼저 %리액턴스를 합성한 후에 단락전류를 구한다.

  ▣ S지점에서 3상 단락사고가 발생하면 단락전류는 사고 지점까지만 흐르고 이곳에서

      다시 전원쪽으로 폐회로를 구성하여 단락전류가 흐르게 된다.

  ▣ 이 단락전류는 전원측과 조상기 쪽으로 병렬로 연결되며 따라서 단락전류는 전원쪽과

      조상기 쪽으로 나뉘어 흐르게 되고 그 전류의 량은 %임피던스와 반비례하여 배분된다.

  ▣ 이상의 사항을 종합하여 차단기의 고장전류를 계산하면 다음과 같다.

 

(4) 차단기의 단락용량은 몇 [MVA]인가 ?