아낌없이 주는 나무

1. 수용률

▣ 수용설비(부하설비)가 최대로 이용되고 있는 비율

※ 수용률은 수용설비가 최대로 이용되고 있는 비율을 말한다.

   ※ 위 수용률 식을 이용하여 최대 수용전력을 구할 수 있다.

     ★ 최대 수요전력 = 설비용량 × 수용률

​

2. 부등률

▣ 부등률 : 최대전력의 발생시간이나 발생시기가 분산되는 정도를 나타내는 지표

▣ 부등율의 값은 "1" 보다 크다.

▣ 합성최대전력은 변압기 용량이다.

▣ 수용가 간에 최대사용전력이 같으면 부등율이 작아지고 다르면 부등률이 커진다.

▣ 동시에 설비를 사용한다는 의미는 전기설비를 같은 시간대에 사용하는 것을 의미하므로

    부등율이 작아진다.

【 부등률의 의미】

▣ A수용가와 B수용가의 최대전력 사용시간대는 다르게 된다.

▣ 최대전력을 사용하는 시간대가 같아지면 변압기 용량이 커지게 된다.

▣ 따라서 부등율이 커질수록 설비의 이용률이 높아지고 변압기 용량을 작게 운영할 수

    있으며 전기설비를 경제적, 합리적으로 운영할 수 있게 된다.

【 부하율, 변압기 용량 결정 】 

1. 부하율

▣ 부하율 : 전력의 사용은 시간에 따라, 계절에 따라 상당히 변동한다. 부하율은 어느

               일정한 기간중에 부하의 변동정도를 나타내는 지표로 부하율은 잡는 기간에

               일부하율, 월부하율, 년부하율이 있다.

▣ 부하율이 작다는 것은 공급전력 설비는 최대 사용전력에 의하여 결정되므로 이들의

    설비를 유효하게 사용하지 못하므로 최대 전력과 평균 수요전력의 차가 크므로

    공장으로 비유하면 가동율이 떨어진다는 의미이다.

2. 변압기 용량 결정

▣ 변압기 용량은 최소 각각의 수용가의 최대수용전력의 합 이상이어야 한다.

    따라서 변압기 용량은 합성 최대 수용전력으로 결정된다.

※ 역률로 나눠줘야 변압기용량 (kVA)와 설비용량(kW)과의 단위를 맞추어 주게 된다.

▣ 설비용량과 변압기 용량을 같게 하면 변압기 용량을 과도하게 커질 수 있다.

▣ 수용률이 커지면 변압기 용량이 커진다.

▣ 부등률이 커지면 변압기 용량이 줄어든다.

▣ 효율과 역률을 높이면 변압기의 여유용량을 늘릴 수 있다.

​

【수용률, 부등률, 부하율, 변압기 용량 결정 관련 문제풀이】

​

문제1. 수용률이란 ? 수용설비용량에 대한 최대수용전력의 비[kW]

​

문제2. 전동설비 250[W], 전열설비 800[W], 전동기설비 200[W], 기타가 150[W]인

    수용가가 있다. 이 수용가의 최대수용전력이 910[W]이다. 이 때 수용률은 얼마인가?

문제3. 수용률 80%, 부하율 60%, 설비용량 320[kW]인 경우, 최대 수용전력은 몇 [kW]

     인가? 최대수용전력 = 설비용량 × 수용률 = 320kW × 0.8 = 256[kVA]

​

문제 4. 부하율의 정의는 ? ④ 평균수용전력 / 최대(수용) 전력

​

문제 5. 수전용량에 비해서 첨두부하가 커지면 부하율은 그에 따라 어떻게 되는가 ?

   ③ 부하율이 낮아진다.

​

문제 6. 일일 사용전력량이 60[kW], 최대전력은 8[kW]인 공장의 부하율은 얼마인가 ?

문제7. 연간 전력사용량 E[kWh], 연간 최대 전력 W[kW]인 설비의 연간부하율은 ?

문제8. 어떤 수용가의 연간 소비전력량이 100만[kWh]이고 1년중 최대 전력사용전력이

    130[kW]일 때 부하율은 ?

문제9. 수용설비의 개별 최대 수용전력의 합을 합성 최대전력으로 나눈 값을 무엇이라 하는가 ? 부등률

​

문제10. 다음중에서 그 값이 "1" 보다 큰 것은 ? 부등률

​

문제11. 전력소비기구가 동시에 사용되는 정도를 나타내는 것은 ? 부등률

​

문제12. 전력수용설비중에서 그 값이 높아지면 경제적으로 불리한 것은 ? 수용률

문제13. 설비A가 130[kW], 설비B가 250[kW]이고 각각의 수용률이 0.5, 0.8이며

   합성 최대 수용전력이 235[kW]이라면 부등율은 ?

문제14. 연간 최대 수용전력이 70[kW], 75[kW], 85[kW], 100[kW]인 4개의 수용가의

   합성 최대 수용전력이 250[kW]이면 부등율은 ?

문제15. 수용률이 50[%]인 주택지에 배전하는 66/6.6[kV]의 변전소를 설치하는 경우,

   주택지의 부하설비용량이 20,000[kVA]인 경우 필요한 변압기는 몇 [kVA]인가 ?

문제16. 어떤 건물에서 총부하설비용량이 850[kW], 수용율이 60[%]이라면 변압기

   용량은 최소 얼마인가? 단, 설비부하의 종합역률은 0.75이다.

문제17. 설비용량이 900[kW], 부등율이 1.1, 수용율이 50[%]인 경우 합성최대 용량

   은 얼마인가?

문제18. 어떤 고층건물의 부하의 총설비전력이 400[kW], 수용률이 0.5이다.

   이 건물의 변전시설 시용용량의 최대값은? 단, 부하역률은 0.8이다.

문제19. 정격용량이 10[kVA]의 주상변압기가 있다. 이 변압기의 2차측 부하곡선이

   다음과 같을 때 일일 부하율은 ?

​

​

1. 배전선로의 전기방식

​

가. 단상 3선식 전기방식의 특징

① 과거 우리나라 고압배전선은 (3,300[V], 6,600[V], 22[kV]) 3상 3선식이었으나

    오늘날에는 1차 배전전압 통합정책에 따라 22.9[kV] 3상 4선식으로 통일 승압되었다.

​

② 저압배전선로 전기방식 : 전력수요의 증가에 따라 전압강하, 전력손실의 경감을 목적

    으로 3상 4선식 220/380[V]로 승압되었고 일부는 승압 이행의 과도정책으로 110/220

    [V] 양용 전압 공급을 위한 단상 3선식도 사용되고 있다.

⊙ 단상 2선식은 단상 교류전력을 전선 2가닥으로 공급하는 것으로 전등요 저압배전에

    가장 많이 사용되고 있다.

⊙ 단상 3선식 : 주상변압기 저압측의 2개의 전선을 직렬로 접속하고 그 접속점의 중간점

    으로 부터 중성선을 끌어 내서 전선 3가닥으로 배전하는 방식이다.

​

【단상 3선식의 특징】

① 2가지 종류의 전압을 얻을 수 있다.

② 평형 부하시 중성선에는 전류가 흐르지 않는다.

③ 전력손실이 클 때 전력손실은 2I​2R이다.

★ ④ 단상 2선식에 비해서 전압강하 및 전력손실이 경감된다.

전압을 2배로 승압을 하게 되면 전압강하는 1/2, 전력손실은 1/4로 줄어든다.

⑥ 중성선에는 퓨즈(과전류차단기)를 설치해서는 안된다.

※ 과전류 차단기를 설치해서는 안되는 것 : 다선식 전로(단상 3선식)의 중성선

​

▣ 중성선에 단선이 발생하면 불평형 부하의 경우에 부하전압에 심한 불평형이 발생한다.

⑦ 전압불평형을 줄이기 위하여 선로 말단에 저압밸런서를 설치한다.

※ 저압밸런서를 설치해야 하는 전기공급방식은 ? 단상 3선식

【저압밸런서】

ⓐ 권수비가 1 : 1 인 단권변압기이다.

ⓑ 누설임피던스가 작다.

ⓒ 여자임피던스가 크다.

​

⑧ 전압, 전류가 일정할 때 단상 2선식 보다 1선당 공급전력이 1.33배가 증가한다.

⑨ 전압, 전력, 전력손실이 일정할 때 전체 전선의 소요량은 0.375배로 감소한다.

​

【기출문제 풀이】

​

문제1. 우리나라 배전방식 중에 가장 많이 사용되는 것은 ? 3상 4선식

​

문제2. 저압 단상 3선식 배전방식의 단점은 ?

④ 전압의 불평형이 생기기 쉽다.

​

문제3. 저압밸런서를 필요로 하는 배전방식은 ? 저압 단상 3선식

​

문제4. 단상 3선식에 사용되는 전압 밸런서의 특징이 아닌 것은 ? ①

① 여자임피던스가 작다. ② 누설임피던스가 작다.

③ 권수비가 1:1이다. ④ 단권변압기이다.

​

문제5. 단상3선식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 ? ②

① 불평형 부하시 중성선에 단선이 발생하면 전압이 상승한다.

② 불평형 부하시 중성선에 전류가 흐르므로 퓨즈를 설치한다.

③ 선간전압 및 선로전류가 같을 때 1선당 공급전력은 단상 2선식의 1.33배이다.

④ 전력손실이 동일할 경우 단상2선식 전선의 총중량이 37.5%이다.

​

문제6. 교류 단상 3선식 배전방식은 교류 단상 2선식에 비해 옳은 것은 ? ①

① 전력손실이 작고 효율이 높다.

​

문제7. 단상3선식 110/220 전기공급방식으로 옳은 것은 ? ④

① 전압불평형이 우려되므로 콘덴서를 설치한다.

② 중성선과 전선사이에만 부하를 연결한다.

③ 중성선에 반드시 퓨즈를 설치해야 한다.

④ 2종의 전압을 얻을 수 있고 전선이 절약되는 이점이 있다.

【 배전계통 전력 손실 경감대책 】 

1. 전력손실

▣ 전력손실 : PL = I 2 · R

​

【전력손실 관계식】

가. 전력손실 경감대책

▣ 전력손실 : PL = I 2 · R 전력손실은 유효전력이므로 저항손, 동손만 있다.

나. 전압강하 및 전력손실 계수

​

1) 말단 집중 부하

2) 균등분포부하 (가로등)

【기출문제 풀이】

​

문제1. 배전선로의 손실경감과 관계없는 것은 ? ② 다중접지방식

​

문제2. 배전선로의 손실경감과 관계없는 것은 ? ③

   ① 승압 ② 역률개선 ③ 대용량 변압기 사용 ④ 전선동량 증가

​

문제3. 전력손실 감소효과와 관계가 먼 것은 ? ④

  ① 승압공사를 조기에 완공한다.

  ② 노후설비를 교체한다.

  ③ 설비의 역률을 개선한다.

  ④ 선로의 등가저항계산을 철저히 한다.

​

문제4. 배전전압을 6,600[V]에서 11,400[V]로 바꾸면 수송전압이 변할 때, 전력손실은

   처음의 몇배인가 ?

문제5. 그림과 같은 회로에서 A, B, C, D 어느 곳에 전원을 접속하면 간선 A 지점의

   전력손실이 최소가 되는 가? 단, AB, BC, CD 간의 저항은 같다.

문제6. 선로부하가 균일하게 분포할 때의 전력손실은 이들의 부하가 선로의 말단에

   집중되어 있을 때의 몇배인가 ? 1/3배

​

문제7. 그림과 같이 부하가 균일한 밀도로 도중에서 분기되어 선로전류가 송전단에

   이를 수록 직선적으로 증가할 경우는 이 송전단 전류가 같은 전류 부하가 선로의

   말단에 집중한 경우의 몇배인가 ? 1/2배 전압강하

​

문제8. 20개의 가로등을 500[m] 거리에 균등하게 분포되어 있다. 한등의 선로전류가

   4[A], 전선 단면적은 38[㎟], 도전율은 55[mho]라고 하면 한 쪽 끝에서 110[V]로

   급전을 할 때 최종 전등에 가해지는 전등의 전압은 몇 [V]인가 ?

​

​

1. 배전계통의 구성

2. 배전선로 개요

▣ 배전선로는 발전소 또는 배전용 변전소(2차)로 부터 직접 수용장소에 이르는 선로

​

【 전압의 구분 】

3. 고압배전선의 구분

① 급전선(Feeder) : 변전소에서 최초로 인출되는 배전선로

    일반적으로 부하가 연결되지 않은 선로

② 간선 : 급전선 이후 배전선의 주요부분으로 분기선이 집중 연결되어 있다.

​

4. 저압배전선의 구성

​

▣ 저압배전선로의 구성으로서는 방사상식이 일반적이지만 이외에도 저압뱅킹방식,

    저압 네트워크 방식 등이 있다.

  ⊙ 수지식 (방사상식)

  ⊙ 환상식 (루프배전방식)

  ⊙ 저압 뱅킹방식

  ⊙ 저압 네트워크 방식

​

가. 수지식 (방사상식) - 트리시스템

  ▣ 변압기 뱅크 단위로 저압 배전선을 시설하여 그 변압기 용량에 맞는 범위까지의

      수요(부하)에 공급하는 방식으로 부하증설에 따라 나무가지 모양으로

       간선이나 분기선을 추가로 접속시킨다.

​

(1) 수지식(방사상식)

① 변압기 한대가 부하 전부를 부담해야 하므로 변압기 용량이 커진다.

② 부하를 추가하면 계속하여 분기회로가 늘어나므로 분기회로의 길이가 길어진다.

③ 이런 배전방식은 주로 농어촌 지역에서 많이 사용하였다. (마을이 산재하여 있는 곳)

④ 시설이 간단하고 시설 설치비가 싸다.

⑤ 전압강하 및 전력손실이 크다.

※ 변압기 용량이 커지므로 전류가 많이 흐르게 되고 결국 전압강하와 전력손실이 커진다.

⑥ 정전시 정전범위가 넓다.

⑦ 공급신뢰도 (무정전) 및 전기적 특성이 좋지 않다.

​

나. 환상식 (루프배전방식)

① 부하가 밀집되어 있는 시가지에 사용된다.

② 전기를 양쪽에서 공급할 수 있어서 수지식 보다 신뢰도가 좋다.

★③ 배전거리가 짧아 전압강하 및 전력손실도 줄어든다.

④ 구성이 복잡하고 시설비가 늘어날 수 있다.

​

다. 저압뱅킹방식

  ▣ 고압 배전선로에 접속되어 있는 2대 이상의 배전용 변압기의 저압측을 병렬 접속하는

      방식으로 3상 뱅킹과 루프상 뱅킹방식이 있다.

① 용도 : 부하가 밀집되어 있는 시가지에 사용된다.

② 이 방식은 전압강하나 전력손실을 줄일 수 있다.

    ※ 배전거리가 줄어들고 변압기 용량이 줄어 든다.

③ 변압기 용량이 감소되어 공급전력을 융통할 수 있다.

    ※ 부하증가에 대한 탄력성이 있다.

④ 변압기 공급전력을 서로 융통시킴으로써 변압기 용량을 감소시킨다.

⑤ 부하 증가에 대한 탄력성 및 고장보호 방법이 적당할 때 공급신뢰도가 향상된다.

   (무정전 공급이 가능하다)

⑥ 플리커 현상이 경감된다. (Flicker 현상)

   ※ 형광등 깜박임, TV 화면의 떨림 현상 ⇒ 원인 : 전압강하, 전압 변동

⑦ 보호방식이 복잡하고 시설비가 비싸다.

⑧ 저압선 일부의 고장으로 인하여 케스케이딩 현상 : 건전상 변압기 일부 또는 전부가 차단

    되는 현상

​

라. 저압네트워크 방식 (망상식)

▣ 2개 이상의 배전변압기의 2차측을 전기적으로 연결하여 망상으로 접속한 것이다.

    각 수용가에는 네트워크로 부터 분기하여 직접 전기를 공급하는 방식이다.

   ※ 무정전 전력공급을 목표로 삼고 있다.

① 용도 : 부하가 밀집된 시가지에 주로 사용된다.

② 한 회선이 고장이 나도 다른 회선에서 무정전으로 전원공급이 가능해서 공급신뢰도가

    가장 우수하다.

③ 전압강하 및 전압변동, 전력손실이 경감된다.

④ 부하증가에 대한 적응성 및 탄력성이 크다.

⑤ 건설비가 비싸진다.

⑥ 역전류 차단을 위한 네트워크 프로텍터가 필요하다.

⑦ 인축에 대한 감조사고 우려가 높다.

​

【 기출문제 풀이 】

​

문제 1. 배전선을 구성하는 방식으로 방사상식으로 옳은 것은 ?

  ① 부하분포에 따라 수지상으로 분기선을 연결하는 방식

​

문제2. 저압 뱅킹배전방식으로 가장 적합한 지역은 ? 부하가 밀집된 시가지

​

문제3. 저압뱅킹배전방식에 대한 설명으로 옳은 것은 ? ③

  ① 깜박임 현상이 심하게 나타난다.

  ② 저압간선의 전압강하는 줄일 수 있으나 전력손실이 늘어난다.

  ③ 캐스케이딩 현상의 염려가 있다.

  ④ 부하증가에 대한 융통성이 없다.

​

문제4. 다음과 같은 특징이 있는 배전방식은 ? ③ 저압 뱅킹방식

  전압강하 및 전력손실이 경감된다.

  변압기 용량을 경감할 수 있다.

  고장보호방법이 적당할 때 공급신뢰도가 향상되며 플리커 현상이 경감된다.

​

문제5. 저압뱅킹방식에서 캐스케이딩 현상이란 ? ② 저압선의 고장에 의하여 고장이 나지

  않은 건전한 변압기의 일부 또는 전부가 차단되는 현상

​

문제 6. 저압뱅킹 배전방식에서 저압의 고장에 의하여 건전한 변압기의 일부나 전부가

  차단되는 현상은 ? 캐스케이딩 현상

​

문제 7. 다음중에서 환상식 배전방식의 특징은 ? ① 전압강하가 작다.

​

문제 8. 루프배전방식으로 옳은 것은 ? ④ 전압변동이 적다.

​

문제 9. 배전방식에서 루프배전방식으로 옳은 것은 ? ④

  ① 일반적으로 한개의 공급회로를 갖고 있다. ② 배전방식이 비교적 간단하다.

  ③ 공급의 계속성이 없다.                          ④ 전압변동률이 방사상식 보다 좋다.

​

문제10. 다음 배전방식 중에서 공급신뢰도가 가장 우수한 계통 구성방식은 ?

  ④ 저압 네트워크 방식

​

문제11. 네트워크 배전방식의 장점이 아닌 것은 ? ③

  ① 정전이 적다. ② 전압변동이 적다. ③ 인축의 감전우려가 적다. ④ 부하변동에 적응성

     이 좋다.

​

문제12. 저압네트워크배전방식에 사용되는 네트워크프로텍터 구성요소가 아닌 것은 ? ④

   ① 저압용 차단기 ② 퓨즈 ③ 전력방향계전기 ④ 배전변압기(PT)

​

문제13. 망상배전방식에 대한 설명으로 옳은 것은 ?  ④

  ① 부하변동에 대한 융통성이 적다. ② 전압변동이 대체로 크다.

  ③ 인축에 대한 감전사고가 적다.    ④ 무정전 전력공급이 가능하다.

1. 단로기의 종류 (Disconnecting Switch)

가. 특징

▣ 단로기는 선로로 부터 기기를 분리, 구분 및 변경할 때 사용하는 개폐장치이며

    단순히 충전된 선로를 개폐하기 위해 사용한다.

① 단로기는 무부하시 선로를 개폐한다. ⇒ 부하전류 차단능력이 없다.

② 단로기는 소호장치가 없어서 아크를 소멸시키는 소호능력이 없다.

③ 단로기는 단순히 회로를 분리하거나 계통의 접속을 바꿀 때 사용한다.

④ 배전용 단로기는 보통 Disconnecting Bar로 개폐한다.

⑤ 차단기와 개폐기를 개폐하는 순서

   ⊙ 정전시 : 차단기(CB) → 단로기 (DS)

   ⊙ 급전시 : 단로기(DS) → 차단기 (CB)

    ※ 상호 인터록 관계 : 동시투입방지

[선로개폐기 (LS : Line Switch)] : 단로기와 특징이 같다.

​

2. 전력용 퓨즈

​

▣ 전력퓨즈는 고압 및 특별고압 기기의 단락전류의 차단용으로 널리 쓰인다.

가. 전력퓨즈의 기능

① 부하전류는 안전하게 통전시킨다.

② 동작대상의 일정값 이상의 과전류(단락전류)에서는 오동작없이 전류를 차단하여

기기나 선로를 보호한다.

​

나. 전력퓨즈의 특징

  ※ 전력퓨즈는 차단기와 비교하여 특징을 말한다.

① 소형, 경량이다. (소호실이 없다)

② 가격이 싸다.

③ 릴레이와 변성기가 필요없다. (검출부, 판정부가 필요없다)

④ 차단시 무소음, 무방출이다.

⑤ 고속도로 차단한다.

  ※ 차단기 : 트립코일 여자부터 소호시간까지 : 3, 5, 8 [Cycle/sec]

                 전력용 퓨즈 : 1/2 [Cycle/sec]이내

⑥ 보수가 용이하다.

⑦ 한류 효과가 우수하다. (전류제한)

⑧ 후비보호가 완벽하다.

⑨ 차단용량이 크다.

​

[단점]

① 재투입할 수 없다.

② 과전류(과부하 전류)에 용단될 수 있다.

③ 동작시간-전류특성을 계전기처럼 조정할 수 없다.

④ 비보호 영역이 있어서 사용중에 열화작용에 의해 결상될 수 있다.

⑤ 차단시 과전압이 발생할 수 있다. (한류형 퓨즈)

1. 정격투입전류

​

▣ 차단기는 지락·단락 등의 사고전류를 차단한 다음에 재투입할 수 있어야 한다.

    차단기의 정격투입전류는 규정된 조건하에서 표준동작책무 및 동작형태에 따라

    투입할 수 있는 전류를 말한다.

▣ 투입전류는 최초 주파수에서 순시 최대값으로 나타내고 크기는 정격차단전류 실효값의

    2.5배이다.

▣ 단락전류가 흘러 최초 차단을 한 후 재투입할려면 초기 차단시 아크발생(공기 절연파괴

    로 공기를 통해 전류 흐름)으로 강한전류에 의해 강한 반발력이 작용한다. 따라서 재투입

    할려면 이런 강한 반발력을 이기고 재투입해야 한다.

※ 투입전류 : 최초 주파수에서 순시 최대값

순시최대값의 크기는 정격차단전류 실효값의 2.5배이다.​

​

2. 차단기의 정격차단시간

   ▣ 트립코일 여자부터 아크 소호까지의 시간

   ▣ 개극시간과 아크 시간의 합이다.

   ▣ 차단시간 : 3, 5, 8 [cycle/sec]

※ 정격차단시간 = 차단기 여는 시간

​

문제 1. 충전된 콘덴서의 에너지에서 트립되는 방식은 ? 콘덴서 트립방식 (CTD방식)

​

문제2. 차단기 정격투입전류란 투입되는 전류를 최초 투입주파수의 무엇으로 표현하는가?

   ① 최대값

​

문제3. 차단기 정격투입전류는 정격차단전류의 실효값의 몇 배를 기준으로 하는가 ? 2.5배

​

문제4. 차단기의 정격차단시간은 ? ② 투입코일 여자부터 아크 소호시간 까지

​

문제5. 차단기의 차단시간은 ?

   ② 개극시간에서 아크 시간을 합한 것을 말하고 3~8 [cycle/sec]이다.

​

문제6. 차단기의 정격차단시간의 표준이 아닌 것은 ?

   ④ 10[cycle/sec]

​

문제7. 차단기의 표준 동작 책무가 O - 1분 - CO - 3분 - CO 인 것은 ?

   ④ 일반차단기

​

문제 8. 고속도 재투입용 차단기의 표준동작 책무는 ?

   ④ O - t초 - CO - 1분 - CO

​

【 차단기의 종류 등 】

1. 차단기의 종류

 ▣ 차단기는 소호매질, 구조, 사용목적, 설치방법에 따라서 분류되는데 가장 일반적으로는

     소호 매질에 의해 분류된다.

① 유입차단기 (OCB : Oil Circuit Breaker)

② 공기차단기 (ABB : Air Blast Circuit Breaker) - 압축공기 소호매질

③ 진공차단기 (VCB : Vacuum Circuit Breaker)

④ 자기차단기 (MBB : Magnetic Blast Circuit Breaker)

⑤ 가스차단기 (GCB : Gas Circuit Breaker)

⑥ 기중차단기 (ACB : Air Circuit Breaker) - 일반 공기

​

2. 차단기의 특징

 가. 유입차단기 (OCB) - 요즘은 생산 안하나 시험에는 나옴

① 소호매질 : 절연유 - 변압기 절연유와 같다.

   ※ 절연내력 : 30[kV/2.5mm]

② 소호방법

   ▣ 소호실 안에서 아크가 생기면 아크에너지 때문에 기름이 기화하여 많은 수소가스를

       발생시키게 되고 수소가스에 의하여 아크를 소호하게 된다.

 ★

③ 공기차단기와 같이 압축공기를 배출하는 일이 없으므로 방음설비가 필요없다.

④ 보통 상태 공기중에서 보다 소호능력이 크다.

⑤ 높은 재기 전압 상승에서도 차단성능에 영향이 없다.

    Ps = √3 V Is ⇒ V : 회복전압

⑥ 유입차단기는 옥외용이라서 폐쇄배전반에 수납하지 않는다.

⑦ 보수가 번거롭다.

​

나. 공기차단기 (ABB : Air Blast Circuit Breaker)

① 소호매질 : 10~20[kg/㎠]의 압축공기 사용

② 소호방법 : 압축공기를 불어 넣어 소호한다.

③ 차단기에 소형의 압축공기를 대기중에 방출하므로 폭발음이 발생한다.

④ 방음설비가 필요하다.

​

다. 진공차단기 (VCB : Vacuum Circuit Breaker) ★ 가장 많이 사용한다.

① 소호매질 : 진공상태를 유지한다.

② 소호방법 : 진공의 절연성과 아크생성물이 진공중에서 확산시켜 없앤다.

③ 6[kV]급, 22.9[kV]급 소내 전력용으로 가장 많이 사용한다.

④ 소형경량이다.

⑤ 아크나 가스를 외부로 방출없어 폭발음이 없어 조작음이 낮다.

⑥ 기름을 쓰지 않고 아크가 외부로 나오지 않으므로 화재, 폭발의 염려가 없어서

    안전하다.

⑦ 기름이나 가스를 사용하지 않으므로 유지보수에 유리하다.

⑧ 회로의 고유주파수에 차단성능이 좌우되지 않는다.

​

라. 자기차단기 (MBB : Magnetic Blast Circuit Breaker) : 소호매질이 자기이다.

​

마. 가스차단기 (GCB : Gas Circuit Breaker)

① 소호매질 : 절연가스 SF6 : 육불화유황가스

② 소호방법 : 가스를 압축하여 분출하여 소호한다.

③ SF6 가스의 특징

ⓐ 무색, 무취, 무독성이다.

ⓑ 절연내력이 공기의 2~3배이다.

ⓒ 소호능력이 공기의 100~200배이다.

ⓓ 밀폐구조로 소음이 작다.

ⓔ 금구류 고장 등으로 재기전압에도 성능이 우수하다.

ⓕ 154[kV], 345[kV]에서 주로 사용한다(변전소에서 사용한다)

​

바. 기중차단기 (ACB : Air Circuit Breaker)

① 소호 매질 : 일반공기를 사용한다.

② 저압용이다.

1. 차단기 정격전압 (회복전압)

​

가. 차단기 정격전압

 ▣ 규정한 조건에 따라 그 차단기에 부과할 수 있는 사용회로전압의 상한 (최고전압)

2. 차단기 표준동작 책무

 ▣ 차단기는 송수전 점검 및 정비 등을 계획적으로 하는 것 외에 전력계통 등에 고장이 발생

     하면 신속하게 차단하고 계통의 안정도를 위해서 재투입하는 통로를 가진다.

     차단기에 부과된 1회 혹은 2회 이상의 투입 - 차단 또는 투입 후 바로 차단동작을 일정의

     시간간격을 두고 행하는 일련의 동작을 표준동작책무라고 한다.

3. 정격차단전류

​

▣ 규정된 조건하에서 표준동작책무 및 동작상태에 따라 차단할 수 있는 전류의 한도

    = 단락전류

4. 차단기 트립방식의 종류

① 직류전압트립방식(DC방식) : 축전지 등의 제어용 직류전원에 의하여 트립되는 방식

② 과전압트립방식

③ 콘덴서트립방식(CTD방식) : 충전된 콘덴서의 에너지(방전전류)에 의해 트립되는 방식

④ 부족전압트립방식

​

【 차단기 전류 】

1. 정격투입전류

​

▣ 차단기는 지락·단락 등의 사고전류를 차단한 다음에 재투입할 수 있어야 한다.

    차단기의 정격투입전류는 규정된 조건하에서 표준동작책무 및 동작형태에 따라

    투입할 수 있는 전류를 말한다.

▣ 투입전류는 최초 주파수에서 순시 최대값으로 나타내고 크기는 정격차단전류 실효값의

    2.5배이다.

▣ 단락전류가 흘러 최초 차단을 한 후 재투입할려면 초기 차단시 아크발생(공기 절연파괴

    로 공기를 통해 전류 흐름)으로 강한전류에 의해 강한 반발력이 작용한다. 따라서 재투입

    할려면 이런 강한 반발력을 이기고 재투입해야 한다.

※ 투입전류 : 최초 주파수에서 순시 최대값

순시최대값의 크기는 정격차단전류 실효값의 2.5배이다.​

​

2. 차단기의 정격차단시간

   ▣ 트립코일 여자부터 아크 소호까지의 시간

   ▣ 개극시간과 아크 시간의 합이다.

   ▣ 차단시간 : 3, 5, 8 [cycle/sec]

※ 정격차단시간 = 차단기 여는 시간

​

문제 1. 충전된 콘덴서의 에너지에서 트립되는 방식은 ? 콘덴서 트립방식 (CTD방식)

​

문제2. 차단기 정격투입전류란 투입되는 전류를 최초 투입주파수의 무엇으로 표현하는가?

   ① 최대값

​

문제3. 차단기 정격투입전류는 정격차단전류의 실효값의 몇 배를 기준으로 하는가 ? 2.5배

​

문제4. 차단기의 정격차단시간은 ? ② 투입코일 여자부터 아크 소호시간 까지

​

문제5. 차단기의 차단시간은 ?

   ② 개극시간에서 아크 시간을 합한 것을 말하고 3~8 [cycle/sec]이다.

​

문제6. 차단기의 정격차단시간의 표준이 아닌 것은 ?

   ④ 10[cycle/sec]

​

문제7. 차단기의 표준 동작 책무가 O - 1분 - CO - 3분 - CO 인 것은 ?

   ④ 일반차단기

​

문제 8. 고속도 재투입용 차단기의 표준동작 책무는 ?

   ④ O - t초 - CO - 1분 - CO

​

​

1. 개폐장치의 종류 (고압이상 사용)

  ▣ 고압이상에 사용하는 개폐장치에는 차단기, 단로기, 전력용 퓨즈가 있다.

    ⊙ 차단기는 아크를 소호할 수 있어 무하전류나 단락전류를 차단할 수 있으나

       단로기는 아크를 소호할 수 없어 무하전류나 단락전류를 차단할 수가 없으며

       전력용 퓨즈는 아크 소호능력은 없으나 단락전류, 고장전류를 차단할 수 있다.

▣ 차단기

⊙ 차단기는 정상적인 부하전류를 개폐하는 것은 물론 고장시에 발생하는 고장전류도

    개폐할 수 있으며 차단기는 소호능력이 있다.

​

가. 차단기 용량 (Ps)

 ▣ 차단기 용량이란 ?

   ⊙ 차단기의 차단능력을 하나의 양으로 표현하기 위한 것으로 이것은 전력계통의 고장계산

       을 할 때는 단락용량과 같다.

   ⊙ 차단기용량에도 일정 여유가 있어야 하므로 차단기 용량은 최소 단락용량과 같거나

       커야 한다.

※ 차단기 용량은 단락전류에 의하여 결정된다.

  ⊙ 회로에서 공급전압은 일정하므로 단락전류에 의하여 차단용량이 결정된다.

      단락전류는 동기임피던스에 의하여 결정된다.(%Z에 의하여 결정된다)

      그런데 동기임피던스도 주어지므로 공급전압이 어떻게 변화하느냐에 따라

      차단용량이 결정된다.

​

문제 1. 3상 전력용 차단기의 차단용량이라 함은 ?

문제2. 3상 전력용 차간기 정격용량은 차단전압[V]과 정격차단전류의 곱의 몇배인가?

   ④ √3배

​

문제3. 전력회로에 사용되는 차단기의 차단용량을 결정할 때 이용되는 것은 ?

   ① 예상 최대 단락전류

​

문제 4. 차단기 용량을 MVA로 나타낼 때 고려해야 하는 요소는 ?

   ④ 상계수 √3, 차단기 정격전압(회복전압 [kV]), 차단전류 [kV]

​

문제 5. 차단기의 차단용량을 표시하는 단위는 ? MVA

​

문제 6. 수전용 차단기의 정격차단용량을 결정하는 중요한 요소는 ?

   수전점의 단락전류

차단기, 단로기, 전력퓨즈  기출문제

문제1. 유입차단기(OCB)의 특징이 아닌 것은 ? ①

① 방음설비가 있다.                       ② 부싱변류기를 사용할 수 있다.

③ 공기차단기보다 차단능력이 크다.  ④ 높은 대지전압상승에도 차단능력에 차이가 없다.

​

문제2. 차단기의 절연유를 여과한 후 절연내력을 시험하였을 때 절연내력은 최소한

   몇 [kV]이상이면 양호한 것으로 판단하는가? 단, 절연유의 시험기기는 구 직경이

   12.5[㎜] 인데 간격은 2.5[㎜]이다.  ③ 30[kV/2.5㎜]

​

문제3. 유입차단기의 구조이다. A의 명칭은 ? 가동접촉자

​

문제4. 수십 기압의 압축공기를 소호실로 보내 소호하는 차단기는? ② 공기차단기(ABB)

​

문제5. 공기차단기의 공기압력은 ? 10~20[kg/㎠]

​

문제6. 진공차단기(VCB)의 특징이 아닌 것은 ? ③

   ① 화재 위험이 거의 없다. ② 소형 경량으로 조작이 간단하다.

   ③ 동작시 소음이 크다.     ④ 소호실이 없어 유지보수가 거의 필요없다.

    ※ 차단시간이 짧고 차단시간이 회로 주파수의 영향을 받지 않는다.

       서지흡수기를 달아야 한다.

​

문제7. SF6 가스차단기의 특징으로 틀린 것은 ? ②

  ① SF6 가스 절연내력은 공기의 2~3배, 소호능력은 100~200배이다.

  ② 아크에 의해 가스가 분해되어 유독가스가 발생한다.

  ③ 밀폐구조로 소음이 없다.

  ④ 근거리 고장 등 가혹한 재기전압에 대해서도 우수하다.

​

문제8. SF6 가스차단기를 공기차단기와 비교하여 옳은 것은 ? ①

  ① 밀폐구조로 되어 있다.

​

문제9. 차단기와 차단기 소호매질을 잘못 연결한 것은 ? ③

  ① 공기차단기 - 압축공기 ② 가스차단기 - SF6 가스

  ③ 자기차단기 - 진공      ④ 유입차단기 - 절연유

​

문제10. 회로의 전류를 차단할 때 소호작용과 관계없는 것은 ? ①

   ① 재점호   ② 유증작용   ③ 압력작용   ④ SF6 가스

​

문제 11. 차단기를 신규로 설치할 때 소내 전력공급용 6[kV]급과 22.9[kV]급에

  가장 많이 사용하는 것은 ? 진공차단기 (VCB)

​

문제 12. 345[kV]급에 가장 많이 사용되는 차단기는 ? 가스차단기 (GCB)

​

문제13. 차단기의 차단책무가 가벼운 차단기는 ? ③

   ③ 중성점을 소호리액터로 접지한 장거리 송전선로의 송전전류 차단

​

문제14. 고압폐쇄배전반에 수납할 수 없는 차단기는 ? ① 유입 차단기 (옥외용이므로)

​

문제 15. 단로기에 대한 설명으로 틀린 것은 ? ①

   ① 단로기는 소호능력이 있다.   ② 배전용단로기는 Disconnecting Bar로 차단한다.

   ③ 단로기는 회로를 분리하거나 계통의 접속을 바꿀 때 사용한다.

   ④ 고장전류는 물론 부하전류를 차단할 수 없다.

​

문제 16. 다음중 부하전류의 차단능력이 없는 것은 ? ④ 단로기 (DS)

​

문제 17. 고장전류와 같은 대전류를 차단할 수 있는 것은 ? ③ 차단기 (CB)

​

문제18. 다음 그림과 같은 배전선이 있다. 부하의 급전 또는 정전을 할 때 조작방법으로

   옳은 것은 ?

    정전 : CB → DS 급전 : DS → CB

​

문제 19. 인터록에 대한 설명으로 옳은 것은 ? ①

   ① 차단기가 열려 있어야 만 단로기를 닫을 수 있다.

​

문제 20. 배전선로의 퓨즈는 주로 어떤 전류의 차단을 목적으로 하는가 ? 단락전류 차단

​

문제 21. 전력퓨즈에 대한 설명으로 틀린 것은 ? ①

   ① 정전용량이 크다.  ② 가격이 싸다. ③ 무소음 무방출이다.

   ④ 변성기, 릴레이가 필요 없다. ⑤ 고속차단을 한다.

​

문제 22. 전력퓨즈의 특성이 아닌 것은 ? ②

  ① 현저한 한류 특성이 있다. ② 부하전류는 안전하게 차단한다.

   ③ 소형, 경량이다.             ④ 변성기나 릴레이가 필요없다.

5. 보호계전시스템 : 판정부

  ▣ 검출부에서 전압, 전류 등의 신호를 받아 사고의 유무와 동작의 필요성 유무를 판정하여

      필요시 동작부에 지시를 내리는 부분으로 대부분 계전기(Relay)로 구성된다.

※ 판정부 계전기(Relay)는 용도와 동작시간에 따라 분류한다.

​

가. 용도에 따른 분류

   R : Relay O : Over 과 (過) U : Under 부족 V : Voltage 전압 C : Current 전류

   G : 접지 - 지락

 ▣ 종류

   ⊙ OCR (51) - UCR (37)

       OVR(59) - UVR (27)

     ※ SGR 선택지락계전기 : Selective Ground Relay

   ⊙ 비접지 계통에서 사용 - 병행 2회선 (다회선)과 관련 있음

   ⊙ 병행 2회선 송전선로에서 한쪽의 1회선에 지락 고장이 발생한 경우 이것을 검출하여

       고장회선만을 선택하여 차단

▣ DGR : Directional Ground Relay, 지락방향계전기

▣ DR : Distance Relay : 거리계전기

   ⊙ 계전기가 설치된 위치로 부터 고장점까지의 거리에 비례한 한시(시간)에서

       동작하며 "전압과 전류비"가 일정치 이하인 경우에 동작하는 계전기

★ 비율차동계전기

 ▣ 발전기(87G), 변압기 (87T) 등의 내부고장 보호용 계전기

 ▣ 비율차동계전기는 두 CT의 양쪽 전류차로 동작한다.

 ▣ 비율차동계전기 : RDfR - Ratio Differential Relay

 ▣ 비율차동계전기는 전선의 전류와 CT의 전류는 반대방향으로 흐르게 되는 데

     CT1 과 CT2의 전류가 서로 반대방향으로 흐르게 하여

     평상시에는 CT1 과 CT2의 전류가 같게 되므로 동작코일에는 전류가 흐르지 않고

     고장시에는 CT1 과 CT2의 전류의 차가 발생하여 동작코일이 동작하게 된다.

     한편, 억제 코일은 평상시 전류에도 차이가 발생하는데 그 차가 30[%]이내에서는

     동작코일이 작동하지 않도록 전류의 흐름을 억제하는 역할을 한다.

▣ CT의 결선방법은 보호하는 변압기의 결선이 Y결선이면 △결선으로 변압기가 △결선

    이면 Y결선으로 서로 반대 결선을 한다. 이는 1, 2차 변류기의 2차 전류 I​1, I2의 위상

    을 동일하게 하기 위함이다.

 【 차단기 전류탭 】

【 계전기 동작시간에 의한 분류 】

① 순한시 : 정정된 최소 동작전류가 흐르면 즉시 동작 : 고속도 계전기

② 정한시 : 정정된 값 이상의 전류가 흐를 때 동작전류의 크기에 관계없이

                정해진 시간에 동작한다.

③ 반한시 : 전류가 작으면 늦게, 전류가 크면 빨리 동작, 정정된 값 이상의 전류가

               흘러 동작할 때 전류값이 클 수록 빨리 동작하고 전류가 작을 수록

               늦게 동작한다.

④ 반한시성 정한시 : 반한시와 정한시를 조합한 것으로 동작전류가 작을 경우에는

               동작시간이 커질수록 동작시간이 짧게 되고 전류가 특정값 이상이면 동작전류에

               상관없이 일정한 시간에 동작하는 것

​

문제1. ZCT의 사용목적은 ? Zero Phase = 영상=지락 =접지

   ③ 지락전류 검출(영상전류 검출)

​

문제2. 변전소에서 비접지 선로의 접지 보호용으로 사용하는 계전기에 영상전류를

   공급하는 계전기는 ? ZCT

​

문제3. 변류기의 2차측을 단락하는 이유는 ? 2차측 절연보호를 위하여

​

문제4. 6.6[kV] 고압 비접지 배전선로에서 지락보호를 위하여 특별히 필요하지

   않는 것은 ? ②

   ① DGR ② CT ③ ZCT ④ GPT

​

문제5. 여러회선 비접지 3상 3선식 배전선로에 방향계전기를 사용하여 선택지락보호를

   위해 필요한 것은 ?

   ③ 접지계전기 (GPT), ZCT

​

문제6. 비접지 3상3선식 배전선로에서 선택지락보호를 하려 한다. 필요하지 않은 것은 ?

   ④ CT

​

문제7. 그림과 같이 변류비가 200/5 인 전류가 흐를 때 1차에 150[A]의 3상 평형전류가

   흐를 때, 전류계 A3에 흐르는 전류는 몇 [A]인가 ?

문제8. 22.9[kV] Y결선의 자가용 수전설비의 계기용변압기의 2차측 정격전압은

   몇 [V]인가 ? ① 110[V]

​

문제9. 영상변류기를 사용하는 계전기는 ? ③ 접지계전기

​

문제10. 보호계전기가 구비해야 할 조건이 아닌 것은 ? ③

   ※ 보호동작이 정확, 확실하고 감도가 예민해야 한다.

      단락전류가 열적, 기계적으로 견뎌야 한다.

      오래 사용해도 특성변화가 없어야 한다.

   ③ 계전기의 소비전력이 커야한다.

​

문제11. 전ㅇ납이 정정치 이하가 되었을 때 동작하는 것은 ? UVR 부족전압계전기

​

문제12. 과부하 또는 외부의 단락사고시 동작하는 것은 ? OCR

​

문제13. 선택지락계전기 SGR이 사용되는 것은 ? ④ 다회선의 접지고장선의 선택

​

문제14. 중성점 저항접지방식의 병행 2회선에 사용되는 것은 ? ③ 선택지락계전기 SGR

​

문제15. 변압기의 내부고장 보호용으로 사용되는 것은 ? ④ 비율차동계전기

​

문제16. 보호계전기에서 발전기, 변압기, 모선의 보호에 사용되는 것은 ? 비율차동계전기

​

문제17. 차동계전기는 무엇으로 동작하는가? ④ 양쪽 CT의 전류차

​

문제 18. 변압기 보호용 비율차동계전기를 사용하여 △-Y결선의 변압기를 보호하려 한다.

   변압기 1차측에 설치하는 변류기의 결선방식은 ? Y-△ 결선

​

문제 19. 3상 결선 변압기가 한상이 결상되어 단상 운전하는 경우 소손방지를 위하여 사용

   하는 계전기는 ? ③ 역상 계전기

문제 20. 다음은 어떤 계전기의 동작특성을 나타낸 것이다. 어떤 계전기인가? DR

   ▣ 전압과 전류비를 사용하는 계전기

​

문제21. 동작전류의 크기에 관계없이 일정한 시간에 동작하는 계전기 특성은 ? 정한시

​

문제22. 계전기의 동작특성이 전류가 크면 빨리 동작하고 전류가 작으면 늦게 동작하는

   특성을 갖는 계전기는 ? 반한시

​

문제 23. 최소동작전류가 일정값 이상이 흐르면 즉시 동작하는 계전기는 ? 순한시