비접지 방식 (△결선)의 특징

1. 접지방식의 종류 : 변압기의 결선의 종류에 따라 결정

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【중성점 접지 목적】

  ▣ 지락사고시 건전상의 대지전위 상승 억제

  ▣ 선로 및 기기의 절연레벨 경감

  ▣ 이상전압의 경감 및 발생 방지

  ▣ 보호계전기의 동작확실

  ▣ 1선 지락사고시 지락 아크 소멸

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가. 접지방식의 종류

소호리액터 접지

나. 비접지방식

비접지방식

【 비접지 방식의 특징 】

① 변압기 결선방식은 △-△ 결선방식이다.

   ※ △ 결선, 비접지 방식은 변압기 3대를 △결선하여 3가닥 선을 뽑은 것이다.

② 1선 지락고장시 고장점에 흐르는 전류 : Ig = 3 Ic = 3ωCE

③ 1선 지락고장시 지락점에 흐르는 전류 : 앞선전류( 고장상 전압보다 90˚ 진상 전류 )

지락전류 산정식

※ 1선 지락사고가 발생하면 지락전류는 각 상의 정전용량을 통하여 변압기를 거쳐

   지락점으로 흐르게 되어 지락전류는 충전전류의 3배가 된다.

※ 1선 지락전류 앞에 복소수 j가 붙는 것은 지락전류는 정전용량을 통하여 흐르게 되므로

   고장상의 전압보다 90˚ 앞선 전류가 흐르게 되는데 이를 표시한 것이다.

④ 1선 지락고장시 고장전류를 계산에 사용되는 정전용량 (대지정전용량, 자기정전용량)

   [전제조건] 선간 전압은 6,600[V] Cs = 0.005[μF/km], L : 10[km] f : 60[Hz]

※ 선간전압이 나오면 "√3", 상전압이 나오면 "3"이 된다.

▣ 비접지방식 즉, △결선 방식에서는 전압을 높이면 지락전류가 많아지고 거리가 길어도

    지락전류가 많아지므로 위험하게 된다.

▣ 비접지 방식은 20~30[kV] 이하의 저전압, 단거리 송전선로에 사용된다.

    우리나라에서는 3.3[kV], 6.6[kV], 22 [kV]에서 즉, 대부분 저전압 단거리에서 사용

    되므로 일반적으로 1선 지락전류는 0.215[A] 정도로 1[A] 이하이다.

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⑤ 비접지방식(△결선 방식)은 지락전류가 1[A] 미만으로 적다.

⑥ 비접지방식에서는 지락전류 검출이 어려워서 지락계전기 적용이 어렵고 통신선에

    대한 유도장해가 적다.

   ▣ 비접지 방식은 지락전류가 작기 때문에 통신선 유도 장해가 적다.

    ⊙ 유도장해 ⇒ 영상전류 ⇒ 지락사고 ⇒ 지락전류

     ※ 통신선 유도장해는 영상전류가 발생시키고 영상전류는 지락사고시 지락전류에 의해

         발생하므로 비접지 방식은 지락전류가 작아 통신선 유도장해가 작다.

지락전류1

※ 1선 지락사고가 발생하면 지락전류가 대지를 통해 중성점을 거쳐 지락지점으로

   다시 흐르게 되는 폐회로가 형성되고 그 폐회로 안에 사람이 있게 되면 접촉전압에

   감전사고가 발생할 수 있어 위험하게 된다.

   이를 방지하기 위해 지락계전기를 설치하여 차단기가 동작하게 하고 있는데

   비접지 방식의 경우에는 지락전류 Ig가 매우 작아 계전기의 동작이 어렵고 결국 차단기가

   작동하지 않을 수 있다.

⑦ 1선 지락고장시 건전상의 대지전위 상승은 √3배로 크다.

1선 지락시 건전상 전위 상승

※ 전압은 (V = I·R) 전류가 흐를 때만 전압이 걸린다.

   따라서 전류가 증가하면 전압도 높아진다.

   위 그림에서 보는 바와 같이 1선 지락사고시 대지전위가 13,200[V]에서 22,900[V]로

   전위가 상승하게 되고 이로 인해 절연비용 많이 든다.

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⑧ △ 결선방식에서는 1선 지락사고가 발생해도 2상의 변압기로 V결선을 하여 3상 전력을

    공급할 수 있다.

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다. 비접지식 1선 지락사고시 건전상 전위상승

비접지식 전위 상승

※ 지락이 발생하지 않았을 때는 대지와 선간에 전류가 흐르지 않으므로 전위가 잡히지 않

    다가 1선 지락사고가 발생하면 대지로 전류가 흐르게 되고 각상의 정전용량을 통하여

    전류가 흐르게 되고 각 상의 충전전류는 고장점에 모이게 된다.

    이 때 각상의 전압은 대지를 중성점으로 하여 연결되게 된다. a상은 a-a', b상은 b-b',

    c상은 c-c'에 전압이 걸리게 된다.

벡터도

위의 그림과 같이 1선 지락사고가 발생하면 고장난 c상은 전위가 "0"이 되고

이로 인해 중성점이 C상으로 옮기기 되므로 건전상의 전위도 변화가 발생한다.

따라서 건전상의 전위는 고장전 전위보다 √3배 상승하게 된다. 이는 1선 지락사고가

발생하면 각상의 충전전류가 지락점에 모이게 되어 전류가 많아지므로 전위도 높아지는

것과 맥락이 같다.

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[비접지 방식의 특징]

① 비접지 방식의 결선방식은 △-△ 결선방식이다.

② 1선 지락전류

③ 1선지락전류는 고장상의 전압보다 90˚ 앞선 전류가 흐른다.

④ 비접지식 송전선의 정전용량은 Cs : 자기 정전용량, 대지정전용량이다.

⑤ 지락전류의 크기가 1[A]이하로 작다. 통신선 유도장해가 작다.

    보호계전기의 작동이 곤란하다.

⑥ 비접지방식은 저전압, 단거리 송전선로에서 사용된다. 20~30[kV]이하

    : 3.3 / 6.6 / 22 [kV]

⑦ 1선 지락고장시 건전상의 전위상승이 고장전의 √3배이다.

⑧ 1선 지락사고가 나도 2개의 변압기로 V결선하여 송전이 가능하다.

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[기출문제 풀이]

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[문제1] 송전선의 중성점을 접지하는 이유로 적절하지 못한 것은 ? ①

   ① 코로나 방지를 위하여

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[문제 2] 송전선의 중성점을 접지하는 이유는 ?

   ④ 송전선의 이상전압 상승 방지

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[문제3] 중성점 비접지 방식을 이용하는 것으로 적당한 것

   ④ 저전압 단거리 송전선로

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[문제4] 중성점 비접지 방식이 이용되는 전압은 ? ③ 20~30[kV] 이하

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[문제5] 비접지식 송전선로에서 지락고장이 생겼을 때 지락점에 흐르는 전류는 ?

   ① 고장상의 전압보다 90˚ 빠른 전류가 흐른다.

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[문제6] 선간전압 V[V], 한선의 대지정전용량이 C인 비접지식 3상 1회선 송전선에

   1선 지락사고가 발생했을 때 지락전류 산정식은 ?

[문제7] 6.6[kV] (※ 공칭전압이므로 선간전압이다), f=60[Hz]의 비접지식 송전선로,

   10[km]에서 1선의 대지정전용량 Cs = 0.005[μF/km] 일 때 1선 지락사고시 고장

   전류로 옳은 것은 ?

[문제8] 비접지식 3상 송배전계통에서 선로정수중 1선 지락 고장 전류를 계산하는데

   사용되는 정전용량은 ? Cs : 대지정전용량, 자기 정전용량​

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[문제9] 중성점 비접지방식에서 가장 많이 사용되는 변압기 결선방식은 ?

   △-△ 결선방식

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[문제10] △ 결선의 3상 3선식 배전선로가 있다. 1선이 지락된 경우 건전상의 전위상승은

   지락전의 몇 배가 되는가 ? √3배

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[문제11] 비접지방식을 직접 접지방식과 비교한 것중 틀린 것은 ?

   ③ 보호계전기의 동작이 확실하다.

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