전기기사실기(단답형) 수변전설비 해설 페이지

1) 주회로의 결선방법 2) 변전실의 위치와 면적 3) 변전실의 형식 4) 감시 및 제어방식 5) 필요한전력의 추정 6) 수전전압 및 수전방식 [tip] 수배내려 주변감시 필수

[해설]

수배전반을 설계할 때는 부하와 계통 조건을 파악한 뒤 이를 반영할 주회로 구성과 설치 공간, 운용 방식까지 함께 검토해야 한다.

• 필요한 전력 추정과 수전전압·수전방식 결정이 선행돼야 회로 규모가 정해진다.
• 주회로 결선방법(단선·복선, 예비선 유무 등)은 신뢰도와 직결된다.
• 변전실의 위치·면적·형식은 기기 배치와 보수 편의성을 좌우한다.
• 감시 및 제어방식은 운전 인력과 자동화 수준에 맞춰 정한다.

1) 유지보수 및 점검이 용이한 곳 2) 부하의 중심에서 가까울 것 3) 인입선의 인입이 쉬울 것 4) 기기 반출입에 지장이 없을 것 5) 침수, 기타 재해발생의 우려가 적은 곳 6) 간선처리 및 증설이 용이한 곳 7) 발전기실, 축전지실이 가급적 가까운 곳 8) 화재폭발의 위험성이 적을 것 [tip] 변전실 위에서 자유부인 기침하며 간 발화

[해설]

변전실 위치는 기능면(운전·보수 편의)과 경제면(배선비용·안전) 양쪽을 함께 만족하도록 선정한다.

• 부하중심에 가깝고 인입선 인입이 쉬울수록 배전거리와 전압강하가 줄어 경제적이다.
• 기기 반출입, 유지보수·점검이 쉬운 곳이어야 운영비가 절감된다.
• 침수·화재·폭발 위험이 적은 곳이어야 설비 안전이 확보된다.
• 발전기실·축전지실과 가까우면 비상전원 연계가 쉽고, 장래 간선 증설도 고려해야 한다.

1) 안전성 2) 경제성 3) 주변환경 4) 신뢰성 5) 보수점검 유지 6) 조작 및 취급 [tip] 안경 주신 보조는 변비 기븐이다

[해설]

변전설비 기본계획은 안전성·신뢰성·경제성을 축으로 하되, 주변환경과 운용 편의까지 종합적으로 검토해 수립한다.

• 안전성: 감전·화재 등 사고 위험을 최소화해야 한다.
• 신뢰성: 정전 없이 안정적으로 전력을 공급해야 한다.
• 경제성: 설비비와 운전비를 합리적 수준으로 유지해야 한다.
• 주변환경·보수점검 유지·조작 및 취급 편의도 함께 고려한다.

1) 감시기능 2) 제어기능 3) 기록기능 4) 계측제어 [tip] 감제기계

[해설]

배전반의 감시제어기기는 계통 상태를 파악하고 조작하는 기능을 목적별로 나눈 구성요소로 이루어진다.

• 감시기능: 전압·전류·상태표시 등을 눈으로 확인.
• 제어기능: 차단기 투입·차단 등을 조작.
• 기록기능: 계통 이상이나 조작 이력을 남김.
• 계측기능: 전력량·전류 등 수치를 측정.

설비 사용을 동시에 하는 정도를 나타낸다

[해설]

수용률은 부하설비가 동시에 사용되는 정도를 나타내는 지표로, 설비용량 대비 실제로 동시에 쓰이는 최대전력의 비율로 정의된다.

$\text{수용률} = \dfrac{\text{최대수용전력}}{\text{부하설비용량 합계}} \times 100\%$

모든 설비가 동시에 최대로 가동되는 경우는 드물기 때문에 수용률은 통상 100%보다 작으며, 변압기 등 공급설비의 용량 산정에 사용된다.

최대전력을 소비하는 기기의 사용 시간대가 서로 다르다

[해설]

부등률은 각 부하의 최대전력이 발생하는 시간대가 서로 다르다는 점을 수치로 나타낸 지표다.

$\text{부등률} = \dfrac{\sum \text{각 부하의 최대수용전력}}{\text{합성 최대수용전력}}$

부하별 최대전력 발생 시각이 겹치지 않을수록 분모(합성 최대전력)가 작아져 부등률은 커지며, 항상 1 이상의 값을 가진다.

공급 설비가 유효하게 사용되고 있는지를 나타낸다

[해설]

부하율은 공급설비가 시간에 걸쳐 얼마나 고르게, 유효하게 사용되는지를 나타내는 지표다.

$\text{부하율} = \dfrac{\text{평균전력}}{\text{최대전력}} \times 100\%$

부하율이 높을수록 최대전력과 평균전력의 차이가 작아 설비 이용률이 좋다는 뜻이고, 낮으면 첨두부하 시간에만 집중적으로 쓰여 설비가 비효율적으로 운용된다는 의미다.

PT사고시 계통에 고장확대를 방지하기 위해서

[해설]

PT(계기용변압기) 회로에 퓨즈를 두는 것은 PT 자체 고장이 계통 전체로 번지는 것을 막기 위해서다.

PT는 권선 수가 많고 절연이 상대적으로 약해 내부 단락 등 고장이 발생하기 쉬운데, 퓨즈가 없으면 이 고장전류가 모선 등 상위 계통에 그대로 파급돼 정전 범위가 커질 수 있다.

퓨즈를 설치해 PT 고장 구간만 신속히 분리함으로써 다른 건전한 회로에 미치는 영향을 최소화한다.

1) 전력용 콘덴서(병렬 콘덴서)를 설치하여 역률을 개선하다 2) 뱅크를구성하여 효율적인 운전관리를 한다 3) 최대 수요전력 제어시스템을 채택한다 4) 고효율 변압기를 채택한다

[해설]

수변전설비의 에너지 절감은 손실 저감(역률 개선·고효율 기기)과 운전 최적화(뱅크 구성·수요제어) 두 방향에서 접근한다.

• 병렬 콘덴서로 역률을 개선하면 무효전력에 의한 손실이 줄어든다.
• 변압기를 뱅크로 구성해 부하에 맞춰 대수제어하면 경부하 시 손실을 줄일 수 있다.
• 최대수요전력 제어시스템으로 피크전력을 억제하면 계약전력과 기본요금을 낮출 수 있다.
• 고효율 변압기는 철손·동손이 작아 상시 손실 자체가 줄어든다.

변압기 1 차측과 2 차측의 위상차를 보정하기 위하여 △-Y로 결선하여야 한다

[해설]

주변압기를 Y-△로 결선하면 1차와 2차 전류 사이에 30° 위상차가 생기므로, 비율차동계전기가 두 전류를 비교할 때 이 위상차부터 보정해야 한다.

CT를 변압기와 반대로 △-Y로 결선하면 1차측 CT와 2차측 CT가 서로 반대 방향의 위상변화를 만들어, 계전기에 들어오는 두 전류의 위상이 다시 일치하게 된다.

위상을 맞추지 않으면 정상 부하 상태에서도 두 전류의 벡터차가 0이 되지 않아 비율차동계전기가 불필요하게 트립하는 오동작이 생길 수 있다.

전력강계에 공급하기 위하여 고전압·대전류를 저전압·소전류로 변성

[해설]

MOF는 CT와 PT를 한 몸체에 결합한 전력수급용 계기용변성기로, 고압·대전류의 계통량을 전력량계가 다룰 수 있는 저전압·소전류로 변성해 공급하는 역할을 한다.

요금 계량용 전력량계는 고압·대전류를 직접 측정할 수 없으므로, MOF가 정해진 변성비로 전압과 전류를 낮춰 전달해야 정확한 전력량 계량이 가능하다.

보호범위를 넓히기 위하여

[해설]

계기용변류기를 차단기의 전원측(1차측)에 설치하는 것은 보호계전기의 보호범위를 넓히기 위해서다.

CT를 차단기보다 전원측에 두면 차단기 자체를 포함한 그 이후 구간의 고장까지 CT가 검출할 수 있어, 차단기 부하측에만 CT를 두었을 때보다 감시하지 못하는 사각지대(무보호 구간)가 줄어든다.

PT 절연파괴시 고·저압 혼촉 사고로 인한 2 차측 전위상승 억제

[해설]

PT 2차측을 접지하는 것은 PT 내부 절연이 파괴돼 고압과 저압(2차) 회로가 혼촉됐을 때 2차측 전위가 위험한 수준까지 오르는 것을 억제하기 위해서다.

PT 2차측은 계측기·계전기 등 사람이 접근하는 회로와 연결되므로, 혼촉 시 접지가 없으면 2차 회로 전체가 고압 전위를 띠어 감전·기기손상 사고로 이어질 수 있다.

접지를 통해 혼촉전류를 대지로 흘려보내 2차측 전위 상승을 제한하고 인체·기기를 보호한다.

1 차측 부하전류가 모두 여자전류가 되어 2 차측에 고전압이 유기되어 절연파괴 위험

[해설]

사용 중인 변류기 2차측을 개방하면 안 되는 이유는 1차측 부하전류가 모두 여자전류로 바뀌어 2차측에 고전압이 유기되기 때문이다.

CT는 전류원 특성을 가져 2차가 정상적으로 폐로(부하나 단락 상태)돼 있어야 자속이 일정 수준으로 유지되는데, 2차를 개방하면 1차전류 전부가 철심을 여자시키는 데 쓰여 자속이 급격히 커지고 2차 권선에 매우 높은 기전력이 유기된다.

이 고전압은 절연파괴나 화재, 감전사고로 이어질 수 있어 CT 점검 시에는 반드시 2차측을 단락한 뒤 작업해야 한다.

1) 신뢰성 2) 선택성 3) 감도 4) 속도

[해설]

보호계전기는 고장을 정확히, 필요한 구간만, 재빨리 검출해 동작해야 하므로 아래 네 가지 특성이 요구된다.

• 신뢰성: 필요할 때 확실히 동작하고 불필요할 때 오동작하지 않아야 한다.
• 선택성: 고장구간만 선택적으로 차단해 정전 범위를 최소화해야 한다.
• 감도: 미세한 고장전류·이상까지 검출할 수 있어야 한다.
• 속도: 고장을 신속히 검출·동작해 피해 확대를 막아야 한다.

1) 과부하 내량이 클 것 2) 부하특성이 좋을것 3) 주파수·온도변화에 보상이 되도록 할것 4) 기계적 강도가클 것 5) 옥내 및 옥외에 설치가 적당한 것

[해설]

적산전력계는 장기간 옥내외에서 정확하게 전력량을 계량해야 하므로 다음과 같은 특성이 요구된다.

• 과부하 내량이 커야 순간적인 전류 증가에도 손상되지 않는다.
• 부하특성이 좋아야 부하가 변해도 계량 오차가 작다.
• 주파수·온도 변화에 대한 보상이 있어야 계절·환경과 관계없이 정확도가 유지된다.
• 기계적 강도가 커야 진동·충격에 강하다.
• 옥내·옥외 어디든 설치할 수 있는 내후성이 있어야 한다.

지락사고시 지락전류 일부가 다른 접지선의 접지점을 통해 흐르게 되어 지락전류 검출이 저하되어 지락계전기가 동작하지 않을 수 있다.

[해설]

관통형 영상변류기(ZCT)의 양끝 접지선이 다른 접지선과 닿으면 안 되는 것은 지락전류의 일부가 다른 접지선으로 우회해 ZCT가 지락전류를 온전히 검출하지 못하기 때문이다.

ZCT는 관통하는 도체들의 전류 벡터합이 0이 아닐 때, 즉 지락전류가 흐를 때만 잔류 자속을 만들어 검출하는데, 지락전류의 일부가 다른 접지점을 통해 대지로 빠져나가면 ZCT를 통과하는 전류가 실제 지락전류보다 작아진다.

그 결과 지락계전기의 검출 감도가 떨어져 정정치 미만으로 판단되면 계전기가 동작하지 않을 수 있어, 접지선은 ZCT 내부를 통과시킨 뒤 다른 접지계통과 분리해 단독으로 접지해야 한다.

단상一영상변류기를 이용한 저항연결 방식 3상一접지형 계기용 변압기(GPT)

[해설]

영상전압(지락사고 시 나타나는 3상 전압의 합성분)을 검출하기 위해 3상 계통에서는 GPT(접지형 계기용변압기)를 오픈델타(broken delta) 결선해 사용하고, 단상 계통에서는 영상변류기(ZCT)의 출력을 저항에 연결해 전압 신호로 얻는다.

3상 GPT는 2차를 오픈델타로 접속하면 평상시 3상 전압의 합이 0이 되어 출력이 없지만, 지락사고가 발생하면 영상분 전압이 남아 개방단에 전압이 나타나는 원리를 이용한다.

단상 방식은 지락전류를 영상변류기로 검출한 뒤 저항을 통해 전압으로 변환하므로, 검출 대상이 전압 자체가 아니라 지락전류에 기반한 간접 방식이라는 점이 3상 GPT 방식과 다르다.

2차측 단락

[해설]

통전 중인 변류기는 2차 회로가 개방되면 1차 전류가 그대로 여자전류로 작용해 2차측에 매우 높은 전압이 유기되어 절연파괴·감전 위험이 생기므로, 기기 교체 전 반드시 2차측을 단락해야 한다.

CT는 전류원 특성을 가져 2차가 개방되면 철심이 급격히 포화되며 뾰족한 고전압 파형이 발생하므로, 정격전류가 흐르는 상태에서 계기·계전기 등을 교체할 때는 단락기구(단락편)로 2차측을 먼저 단락한 뒤 작업에 들어간다.

차단기 : 부하전류 및 고장전류를 차단하는 기능이 있다 단로기 : 부하전류 및 고장전류를 차단하는 기능이 없다

[해설]

차단기와 단로기의 핵심 차이는 부하전류·고장전류를 차단할 수 있는 소호 기능의 유무다.

구분	기능
차단기(CB)	소호장치를 갖춰 부하전류 및 고장전류를 차단 가능
단로기(DS)	소호기능이 없어 부하전류·고장전류 차단 불가, 무부하 상태에서 회로 분리만 담당

이 때문에 단로기는 반드시 차단기가 먼저 회로를 차단한 무부하(무전류) 상태에서만 조작해야 하며, 통전 중 단로기를 개방하면 아크로 인한 큰 사고로 이어진다.

차단기가 계통에 사용될 때 차단-투입-차단의 동작을 반복하게 되는데 그 시간 간격을 나타내는 일련의 동작을 규정한 것

[해설]

동작책무는 차단기가 실제 계통 운용 중 겪는 차단-투입-차단 등의 반복 동작 순서와 그 사이의 시간 간격을 규정한 것이다.

예를 들어 재폐로가 적용되는 배전선로에서는 사고 발생 시 차단 후 일정 시간 뒤 재투입하고 사고가 지속되면 다시 차단하는 일련의 동작이 반복되므로, 차단기는 이런 반복 패턴을 견딜 수 있는 성능을 갖추도록 동작책무 규격에 맞춰 설계된다.

규정된 시간동안 차단기에 흘러도 이상이 없는 전류

[해설]

정격단시간전류는 규정된 짧은 시간(통상 1초, 규격에 따라 2초) 동안 차단기에 흘러도 이상 없이 견딜 수 있는 전류의 열적·기계적 내량을 나타내는 값이다.

단락사고 발생 후 보호계전기가 동작해 실제로 트립되기까지의 짧은 시간 동안 큰 고장전류가 흐르므로, 이 값은 차단기가 그 시간 동안 열적·전자력적으로 파손되지 않고 버틸 수 있는지를 판단하는 기준이 된다.

1) 유입차단기(OCB : Oil Circuit Breaker) 2) 진공차단기(VCB : Vacuum Circuit Breaker), Vacuum : 진공 3) 자기차단기(MBB : Magnetic Blow-out Circuit Breaker), Magnetic : 자기 4) 공기차단기(ABB : AirBlast Circuit Breaker) 5) 가스차단기(GCB : Gas Circuit Breaker)

[해설]

차단기는 아크를 소멸시키는 소호매질이 무엇이냐에 따라 종류가 나뉜다.

• 유입차단기(OCB): 절연유가 아크열로 분해되며 발생하는 가스로 냉각·소호
• 진공차단기(VCB): 고진공에서 아크가 급속히 확산·소멸하는 성질 이용
• 자기차단기(MBB): 자계로 아크를 소호실로 밀어내 냉각·소호
• 공기차단기(ABB): 압축공기를 아크에 직접 분사해 소호
• 가스차단기(GCB): SF6가스의 우수한 절연·소호능력을 이용

현재 배전급 수변전설비는 VCB, 특고압 이상 대용량 계통은 GCB가 주로 채용되며, OCB·MBB·ABB는 화재·소음 등의 단점으로 국내 신설 설비에서는 잘 쓰이지 않는다.

최대수요 전력량계

[해설]

MDW는 일정 수요시한(국내 전기요금 기준은 15분) 동안의 평균 사용전력을 계속 갱신하며 그중 최대값(최대수요전력)을 지시·기록하는 계기다.

전력회사는 이 최대수요전력을 근거로 계약전력과 기본요금을 산정하므로, MDW는 수용가의 부하관리(피크 억제) 및 전기요금 산정에 직결되는 핵심 계기다.

1) 유입 차단기 2) 진공 차단기 3) 가스 차단기

[해설]

고압 이상 계통에서는 절연유·진공·SF6가스를 소호매질로 쓰는 유입차단기·진공차단기·가스차단기가 주로 사용된다.

자기차단기(MBB)나 공기차단기(ABB)도 고압~특고압 일부에 쓰인 적이 있으나 화재 위험, 소음, 유지보수 부담 때문에 현재는 소형·무화재 특성이 뛰어난 VCB와 대용량 특고압에 적합한 GCB가 주력으로 채용된다.

1) 2 전류 요소 2) 단일 전압요소 3) 단일 전류요소 4) 전압·전류 요소

[해설]

이 분류는 보호계전기가 동작 여부를 판단할 때 이용하는 전기량의 종류와 개수에 따른 구분이다.

2전류요소는 두 개의 전류를 비교해 그 차이나 비율로 동작하는 방식(예: 비율차동계전기 계열)이고, 단일전류요소는 하나의 전류 크기만으로 동작하는 방식(예: 과전류계전기)이다.

단일전압요소는 전압 하나만으로 동작하는 방식(과전압·부족전압계전기)이며, 전압·전류요소는 전압과 전류를 함께 이용해 임피던스나 위상 관계로 동작하는 방식(거리계전기·방향계전기)이다.

1) 콘덴서 트립방식 : 콘덴서에 충전된 에너지에 의해 트립되는 방식 2) 직류전압 트립방식 : 별도로 설치된 축전지의 직류전원(압)에 의해 트립되는 방식 3) 과전류 트립방식 : 변류기의 2 차전류(과전류)에 의해 트립되는 방식 4) 부족전압 트립방식 : 전압의 저하에 의해 트립되 는 방식

[해설]

트립방식은 차단기 트립코일에 동작 에너지(전원)를 어떻게 공급하는가에 따른 분류이며, 정전 중에도 확실히 트립되도록 전원을 확보하는 것이 핵심이다.

콘덴서식·직류전압식은 별도의 콘덴서·축전지를 전용 전원으로 사용해 계통이 정전돼도 트립을 보장하고, 과전류식·부족전압식은 CT의 2차전류나 계통전압 저하 등 계통 자체에서 얻은 신호를 트립 에너지원 겸 동작 신호로 활용한다는 점에서 서로 다르다.

ABB : 특고압용(66[kv]) ACB : 저압용

[해설]

ABB와 ACB는 둘 다 공기를 소호매질로 쓰지만 적용 전압 구간이 다르다: ABB(공기차단기)는 특고압(66kV급) 대용량 계통에, ACB(기중차단기)는 저압 배전반에 사용된다.

ABB는 압축공기를 아크에 강하게 분사해 소호하는 대용량 구조인 반면, ACB는 자연 상태의 공기 중에서 아크를 신장·냉각시켜 소호하는 저압용 구조로 설계 목적 자체가 다르다.

1) 변류기(CT) 2) 계기용 변압기(PT) 3) 차단기(CB) 4) 단로기(DS)

[해설]

GIS는 SF6가스로 채운 밀폐 탱크 안에 CT, PT, CB, DS 등 수변전에 필요한 주요 기기를 일체화한 설비다.

이렇게 여러 기기를 하나의 가스 절연 용기에 집약함으로써, 옥외 기중절연 방식으로 각 기기를 개별 설치할 때보다 설치면적을 크게 줄일 수 있다.

1) 소형화할수 있다 2) 소음이 적어 환경조화를 기할 수 있다 3) 대기중 오염물의 영향을 받지 않아 신뢰성이 높다 4) 충전부가 완전 밀폐되어 있어 안전성이 높다 5) 공장조립이 가능하여 공사기간을 단축할 수 있다 6) 보수점검 주기가 길어진다(고장이 잘 안나니까 가끔만 해줘도 된다고 이해하세요)

[해설]

GIS의 여러 장점은 대부분 SF6가스로 충전부를 완전 밀폐한 구조에서 비롯된다.

충전부가 밀폐되어 대기 중 먼지·오염의 영향을 받지 않아 신뢰성과 안전성이 높고, 옥외 기중절연 방식보다 소형화가 가능해 설치면적과 소음을 줄이며, 공장에서 미리 조립해 현장에 반입하므로 공사기간도 단축되고 보수점검 주기도 길어진다.

1) 소호능력이 뛰어나다(공기의 약100 배) 2) 열전도성이 뛰어나다 3) 무색·무취·무해한 불연기체로 유독가스가 발생하지 않는다 4) 안전성이 뛰어나다 5) 절연내력이 뛰어나다 6) 불활성이므로 화재위험이 없다 7) 절연회복이 빠르다

[해설]

SF6가스가 차단기 소호매질로 널리 쓰이는 이유는 공기의 약 100배에 이르는 소호능력과 우수한 절연내력·열전도성 때문이다.

무색·무취·불연성이라 화재 위험이 없고 화학적으로 안정된 불활성 기체이며, 아크 소호 후 절연회복이 빨라 반복되는 개폐 동작에서도 안정적인 성능을 유지한다.

1 ) 탭 : 과전류 계전기의 최소동작전류를 정정(설정) 2) 레버 : 과전류 계전기의 동작시간을 정정(설정)

[해설]

탭은 계전기가 동작을 시작하는 최소동작전류(정정전류)를, 레버는 정정전류를 초과한 뒤 실제 동작까지 걸리는 시간을 설정하는 요소다.

탭 정정은 정상 부하전류와 고장전류를 구분하는 감도 설정이고, 레버 정정은 상위·하위 계전기 사이의 동작시간 차를 두어 보호협조가 맞도록 조정하는 데 쓰인다.

1) 케이블 절연파괴에 의한 단락 2) 인축의 접촉에 의한 단락 3) 변압기 내부 절연불량에 의한 단락 4) 모선에서의 선간 및 3 상 단락

[해설]

변전실 단락사고는 대부분 절연 열화·파괴나 충전부에 대한 이물질·인축의 접촉에서 비롯된다.

• 케이블 절연이 열화·파괴되어 도체 간 단락
• 쥐·새 등 인축이 충전부에 접촉해 단락
• 변압기 내부 권선의 절연불량으로 인한 단락
• 모선에서 선간 또는 3상이 직접 단락

1 ) 고성능·다기능 가능 2) 소형화 할 수 있다 3) 융통성이 있다 4) 변성기의 부담이 작아진다 5) 신뢰도가 높다

[해설]

디지털 계전기는 마이크로프로세서 연산으로 동작하므로 전자기식 아날로그 계전기보다 기능이 다양하고 소형·정밀하다.

소프트웨어로 여러 보호기능을 하나의 계전기에 구현할 수 있어 고성능·다기능화와 소형화가 가능하고 정정값 변경이 쉬워 융통성이 크며, 소비전력이 작아 변성기(CT·PT) 부담이 줄고 자기진단 기능으로 신뢰도가 높아진다.

무부하 상태에서 정격전압의 110%를 인가하여 계기의 원판이 1회전 이상 회전하는 현상

[해설]

잠동현상은 전력량계가 무부하 상태임에도 원판이 저절로 회전해버리는 오차 현상이다.

정격전압의 110%를 인가한 무부하 상태에서 원판이 1회전 이상 회전하면 잠동으로 판정하며, 이는 전압코일이 만드는 자속이 원판에 미소한 구동력을 만들어 제동력을 넘어서기 때문에 생긴다.

1) 원판에 작은 철편을 붙인다 2) 원판에 작은 구멍을 뚫는다

[해설]

잠동은 무부하 시에도 원판을 돌리는 미소 구동력이 제동력을 넘어설 때 발생하므로, 원판에 정지 토크를 만들어 주는 방법으로 방지한다.

원판에 작은 철편을 붙이거나 작은 구멍을 뚫으면 그 부분에서 전압코일 자속과의 상호작용이 비대칭이 되어 원판을 특정 위치에 붙잡아 두는 힘이 생기고, 그 결과 부하가 없을 때의 미소 회전이 억제된다.

1) 차단기의 단락용량 결정 2) 보호계전기 정정 3) 기기에 가해지는 전자력 추정

[해설]

단락전류 계산은 계통 설계 시 기기가 견뎌야 할 고장전류 크기를 미리 산정하기 위한 것이다.

• 차단기의 단락(차단)용량을 결정하는 근거가 된다
• 보호계전기의 정정값(동작전류·시간)을 설정하는 데 쓰인다
• 단락 시 기기에 가해지는 전자력을 추정해 기계적 강도를 검토한다

계통내의 각 기기·기구 및 애자 상호간에 적정한 절연강도를 지니게 함으로써 계통설계를 경제적,합리적으로 할 수 있게 한것

[해설]

절연협조는 계통 내 각 기기·기구·애자 상호간의 절연강도에 합리적인 단계(순서)를 두어 계통 전체를 경제적·합리적으로 설계하는 개념이다.

피뢰기의 제한전압을 기준점으로 삼아 그보다 여유 있게 다른 기기의 절연강도를 배분하면, 모든 기기를 과도하게 높은 절연으로 설계하지 않고도 이상전압으로부터 계통을 보호할 수 있다.

동심 중성선 수밀형 저독성 난연성 전력케이블

[해설]

FR-CNCO-W는 지중 배전선로용 전력케이블의 구조·성능을 기호로 나타낸 것으로, 동심중성선 수밀형 저독성 난연 전력케이블을 뜻한다.

• FR : 화재 시 유독가스 발생이 적은 저독성 난연(Flame Retardant)
• CN : 절연층 위에 중성선 도체를 동심으로 배치한 동심중성선(Concentric Neutral)
• C : 가교폴리에틸렌(XLPE) 절연
• O : 폴리올레핀(할로겐 프리) 시스
• W : 물이 도체·차폐층을 따라 침투하지 못하게 한 수밀형(Water-blocking)

1) 한류 리액터 설치 2) 고 임피던스 기기 채택 3) 고장전류 제한기 채택 4) 모선계통 분리운용 5) 모선전압 격상

[해설]

단락용량 경감대책은 계통의 임피던스를 높이거나 고장전류 통로를 분리해 단락전류 자체를 줄이는 방향으로 이루어진다.

• 한류리액터를 설치해 임피던스를 인위적으로 높인다
• 고임피던스 변압기 등 고임피던스 기기를 채택해 고장전류를 제한한다
• 고장전류 제한기(한류퓨즈 등)를 채택한다
• 모선을 계통별로 분리 운용해 단락용량이 한 지점에 집중되지 않게 한다
• 모선전압을 격상(승압)해 동일 전력에서 흐르는 전류 자체를 줄인다

선로애자 > 결합 콘덴서 > 기기부싱 > 변압기 > 피뢰기

[해설]

이 순서는 절연협조에 따라 피뢰기의 제한전압(가장 낮은 절연강도)을 기준으로 다른 기기의 절연강도(BIL)를 여유 있게 높여 배치한 결과다.

피뢰기가 가장 먼저 방전해 이상전압을 제한하도록 절연강도를 최저로 설계하고, 변압기·기기부싱·결합콘덴서·선로애자 순으로 절연강도를 점차 높여 피뢰기가 확실한 보호협조 기준점 역할을 하도록 한다.

1 ) 인버터 : 역변환 장치, 직류一교류 로 변환 2) 컨버터 : 순변환 장치, 교류一직류 로 변환 3) CVCF : 정전압 정주파수 전원공급장치, V : 전압, F : 주파수

[해설]

세 용어 모두 직류와 교류 사이의 전력변환과 관련되며, 변환 방향과 출력 안정화 여부로 구분된다.

인버터는 직류를 교류로 바꾸는 역변환 장치이고, 컨버터는 반대로 교류를 직류로 바꾸는 순변환 장치다.

CVCF는 정전압·정주파수(Constant Voltage Constant Frequency) 전원공급장치로, 인버터를 이용해 부하 변동과 무관하게 전압(V)·주파수(F)를 일정하게 유지하는 무정전전원 계열 설비다.

1) 최종확인 2) 접지선 제거 3) 점검 기록

[해설]

점검이 끝난 뒤에는 작업 중 걸어둔 접지선을 반드시 제거하지 않으면 재통전 시 지락사고로 이어지므로, 최종확인부터 마무리 기록까지 순서대로 지키는 것이 핵심이다.

최종확인은 공구·이물질 잔류와 배선 복구 상태를 점검해 통전 전 안전을 확보하는 단계이고, 접지선 제거는 실제 전원 투입 전 마지막 안전조치다.

점검 기록은 이후 유지보수 이력 관리와 사고 원인 추적의 근거자료가 되므로 함께 요구된다.

1) 명칭 : 부하 개폐기 2) 기능과 역할 : - 무부하 및 부하 전류가 흐르고 있는 회로 개폐 - 개폐빈도가 낮은 송배전선 및 수변전 설비 인입구 개폐 3) 같은 용도로 사용되고 있는 기기 : 자동 고장구분 개폐기(ASS), 기중 부하 개폐기(IS)

[해설]

LBS(Load Breaking Switch)는 무부하는 물론 부하전류가 흐르는 상태에서도 개폐할 수 있는 부하개폐기이므로, 개폐 빈도가 낮은 수변전 설비 인입구나 송배전선 구분개소에 주로 쓰인다.

단로기(DS)와 달리 부하전류 개폐 능력이 있어 미리 부하를 끊지 않고도 회로를 열고 닫을 수 있다는 점이 특징이다.

같은 용도로는 자동화 기능을 더한 ASS(자동 고장구분 개폐기)나 기중 부하 개폐기인 IS(인터럽터 스위치)가 쓰인다.

1) 비대칭파 제거법 2) 고조파 억제법 3) 감도 저하법

[해설]

변압기 투입 시 발생하는 여자돌입전류는 정상 부하전류와 파형이 크게 달라, 이 파형 차이를 이용해 비율차동계전기의 오동작을 막는 것이 세 방법의 공통 원리다.

비대칭파 제거법은 여자돌입전류의 직류 성분(비대칭파)을 걸러 정상 파형만 계전기에 전달하는 방식이고, 고조파 억제법은 돌입전류에 풍부한 제2고조파 성분을 검출해 동작을 저지하는 방식이다.

감도저하법은 투입 초기 일정 시간 동안 계전기의 동작감도를 일부러 낮춰 돌입전류 구간을 지나치게 하는 방법이다.

1) 명칭 : 기중형 고장구간 자동개폐기 2) 기능 : - 고장구간을 자동으로 개방하여 사고의 파급을 방지 - 전부하상태에서 자동 또는 수동으로 개방하여 과부하 보호

[해설]

AISS는 기중형 고장구간 자동개폐기로, 특고압 수용가 인입구 등에 설치돼 고장이 발생한 구간만 자동으로 개방해 사고 파급을 막는 역할을 한다.

또한 전부하 상태에서 자동 또는 수동으로 개방할 수 있어 과부하 보호나 계획 정전작업 준비에도 활용된다.

1) 특징 : @ 단위 폐쇄 배전반이라 불리는 금속제 외함에 수전설비를 구성하는 기기들을 넣어서 제작한 것 @ 사고발생시 사고의 확대가 방지된다 @ 제작소에서 표준화 할수 있으므로 증설이나 보수에 편리하다 2) 장점 : 공사비가 저렴하다, 공사기간이 단축된다, 안정성이 높다, 신뢰도가 높다, 전용 면적을 줄일 수 있다(개방형에 비해 30[%]~40[%] 가량 줄일 수 있음)

[해설]

폐쇄형 수배전반은 수전설비를 구성하는 기기들을 금속제 외함(단위 폐쇄 배전반)에 넣어 제작하므로 사고 시 확대를 외함 내로 국한시킬 수 있다는 점이 개방형과의 핵심 차이다.

제작소에서 규격화·표준화해 만들기 때문에 증설·보수가 편리하고, 현장 공사기간과 공사비를 줄일 수 있다.

기기가 밀집 배치되어 개방형 대비 전용면적을 30~40[%] 줄일 수 있고, 안전성·신뢰도도 함께 높아진다.

- 장점 @ 한쪽 Y결선의 중성점을 접지할 수 있다 @ y결선의 선간전압은 상전압의 ✓3 배 이므로 절연이 용이하다 - 단점 @ 중성점 접지로 인한 유도장해를 초래한다 @ 1 상이 고장나면 전원공급이 불가능하다

[해설]

Δ-Y 결선은 Y측 중성점을 접지할 수 있어 이상전압 억제와 지락보호에 유리하지만, 그 중성점 접지가 곧 통신선 유도장해를 초래한다는 점이 대표적인 단점이다.

장점으로는 Y결선의 선간전압이 상전압의 $\sqrt{3}$배가 되므로, 같은 선간전압을 기준으로 보면 권선 절연이 그만큼 쉬워진다는 이점도 함께 꼽힌다.

또 3상 중 1상만 고장나도 전원 공급이 불가능해지는데, 이는 한 상이 빠져도 V결선으로 계속 운전할 수 있는 Δ 결선과 대비되는 한계다.

1) ASS : @ 무전압시 개방이 가능 @ 과부하시 자등으로 개폐할 수 있는 고장 구분 개폐기 @ 개폐기로서 돌입전류 억제기능이 있다. 2) 인터럽터 스위치 : @ 수동조작만 가능 @ 과부하시 자동으로 개폐할 수 없고 돌입전류 억제기능이 없다 @ 300[KVA] 이하에서 ASS 대신 사용한다

[해설]

ASS와 인터럽터 스위치는 모두 고압 개폐기지만, ASS는 무전압 시 개방과 과부하 시 자동 개폐가 가능한 반면 인터럽터 스위치는 수동조작만 가능하다는 것이 가장 큰 차이다.

ASS는 개폐기로서 돌입전류 억제기능까지 갖춘 고장구분개폐기인데, 인터럽터 스위치는 이 기능이 없어 통상 300[kVA] 이하의 소용량 설비에서 ASS 대신 사용된다.

①: 1.3
②: 120
③: 1.25
④: 2

[해설]

고압 퓨즈의 용단특성은 정상 부하전류에서는 녹지 않고 단락·과전류 시에만 신속히 용단되도록 정한 값으로, 포장퓨즈와 비포장퓨즈가 서로 다른 배수를 쓴다.

포장퓨즈는 정격전류의 1.3배에 견디고 2배 전류에서 120분 이내에 용단되며, 비포장퓨즈는 1.25배에 견디고 2배 전류에서 2분 이내에 용단된다.

즉 비포장퓨즈 쪽이 견딤 배수는 더 낮고 용단시간은 훨씬 짧으므로, '포장 = 1.3배·120분, 비포장 = 1.25배·2분'으로 짝지어 외워두면 혼동을 피할 수 있다.

① 선택지락계전기(SGR)·방향지락계전기(DGR) 동작에 필요한 유효전류를 만든다.
② 제3고조파 전압 발생 방지
(그 외 : 중성점 불안정 등 이상현상 억제)

[해설]

한류저항기(NGR)는 중성점과 대지 사이에 저항을 넣어 지락 시 선택지락계전기(SGR)·방향지락계전기(DGR) 동작에 필요한 유효전류를 만들어주는 것이 설치의 첫째 목적이다.

중성점을 저항으로 접지하면 지락전류 크기가 저항값으로 제한되면서도, 계전기가 검출할 수 있는 유효(저항)성분 전류가 확보된다.

부수적으로 제3고조파 전압 발생을 억제하고 중성점 전위의 불안정 등 이상현상을 막는 효과도 있다.

(1) 리클로저(R/C)
(2) 선로개폐기(LS)

[해설]

(1)은 가공 배전선로 사고 시 스스로 회로를 차단해 아크를 끈 뒤 곧바로 재투입하는 리클로저(R/C)이고, (2)는 무부하 상태에서만 개폐하는 선로개폐기(LS)다.

리클로저는 수목 접촉이나 낙뢰 같은 순간 사고로 정전이 발생해도 자동 재폐로를 통해 정전시간을 최소화하는 데 목적이 있다.

선로개폐기는 차단 능력이 없어 반드시 무부하 상태에서만 조작해야 하는 책임분계점 개폐용 기기라는 점이 리클로저와 구분된다.

(1) 3극 50[A]
(2) 퓨즈 정격 20[A]
(3) 전류계(정격전류) 5[A]

[해설]

전류계붙이 개폐기 기호는 극수·정격전류, 내장 퓨즈 정격, 전류계 정격을 순서대로 표시한 것이다.

3P50은 3극(3P) 구조에 정격전류 50[A]임을 뜻하고, f20A는 개폐기에 내장된 퓨즈 정격이 20[A]임을 나타낸다.

A5는 개폐기에 부착된 전류계의 정격전류가 5[A]임을 표시한 것으로, 실제 부하전류를 지시하는 계기의 규격을 뜻한다.

① 50
② 170

[해설]

빈칸의 두 수치는 기술원이 상주 감시하지 않는 변전소를 시설할 수 있는 조건을 규정한 것으로, 대상 범위와 변압기 사용전압 상한을 각각 나타낸다.

①은 이 규정이 적용되는 변전소의 범위를 정한 값으로, 50[kV]를 초과하는 특고압을 변성하기 위한 설비까지 포함한다는 뜻이다.

②는 이 규정이 적용되는 변압기의 사용전압 상한으로, 사용전압 170[kV] 이하의 변압기를 시설하는 변전소로 한정된다.

(1) 과전류계전기
(2) 지락계전기
(3) 결상계전기
(4) 과전압계전기
(5) 전력계전기

[해설]

다섯 계전기는 각각 검출 대상 이상현상이 다른 보호계전기로, 약호의 이름이 곧 동작 조건을 나타낸다.

OCR은 과전류, GR은 지락전류, OVR은 과전압을 검출해 동작하는 계전기이며, PWR은 전력 이상을 검출하는 전력계전기다.

OPR(결상계전기)은 3상 중 한 상이 끊어지는 결상을 검출하는 계전기로, 전동기의 단상운전에 의한 소손을 막기 위해 사용된다.

① 부하율을 높여 운전(첨두부하 평준화)
② 부등률을 높여 운전(부하 사용 시각 분산)
③ 부하의 역률 개선

[해설]

최대수요전력은 순간적으로 몰리는 피크 부하를 낮추면 억제되므로, 부하 사용을 시간적으로 고르게 분산시키는 것이 세 방법의 공통 목표다.

부하율을 높인다는 것은 평균전력을 최대전력에 가깝게 끌어올려 첨두부하를 평준화한다는 뜻이고, 부등률을 높인다는 것은 여러 부하의 최대전력 발생 시각을 분산시켜 합성 최대전력을 줄인다는 뜻이다.

역률 개선은 무효전력을 줄여 같은 유효전력을 공급하는 데 필요한 피상전력(전류)을 낮춤으로써 최대수요전력을 억제하는 효과를 낸다.

절연내력 시험전압 = 최대사용전압 × 접지방식별 배수.

(1) 7,000[V] 이하 비접지 : ×1.5
(2) 7,000[V] 초과 25,000[V] 이하 중성점 다중접지 : ×0.92

[tip] 시험전압은 최대사용전압에 배수를 곱한 값(저압은 최저 500[V])

[해설]

절연내력 시험전압은 최대사용전압에 접지방식별 배수를 곱한 값으로 정해지며, 중성점 접지가 튼튼할수록(다중접지) 지락 시 이상전압이 낮아 배수도 작아진다.

(1) 7,000[V] 이하 비접지 계통은 절연 여유를 크게 두어야 하므로 1.5배가 적용되고, (2) 7,000[V] 초과 25,000[V] 이하 중성점 다중접지 계통은 이상전압이 억제되어 0.92배로 완화된다.

접지방식이 견고할수록 시험전압 배수가 낮아지는 경향은 다른 전압 구간에도 일관되게 적용된다.

명칭 : 자동부하전환개폐기(Automatic Load Transfer Switch)

용도 : 상용전원 정전 또는 전압이 일정값 이하로 떨어지면 예비전원으로 자동 절환하여 중요 부하에 무정전 전원을 공급하는 개폐기.

[해설]

ALTS는 자동부하전환개폐기로, 상용전원이 정전되거나 전압이 일정값 이하로 떨어지면 예비전원으로 자동 절환해 부하 공급을 이어주는 개폐기다.

병원·전산실처럼 정전이 치명적인 중요 부하에 무정전(또는 순간정전 최소화) 전원을 공급할 목적으로 상용·예비 두 계통 사이에 설치된다.

정전이 복구되면 다시 상용전원 쪽으로 자동 복귀하는 동작까지 포함하는 것이 일반적이다.

① 환상(루프) 모선 방식
② 2중 모선 방식
③ 1.5 차단기(one and a half breaker) 모선 방식

(이 외 : 단일 모선 방식)

[해설]

변전소 모선 결선방식은 신뢰도와 공사비(구성 복잡도)의 절충으로 선택되며, 단일 모선에서 다중화할수록 정전 없이 유지보수·사고 대응이 가능해진다.

환상(루프) 모선 방식은 모선을 고리 형태로 구성해 어느 한 구간이 고장 나도 반대 방향으로 전력을 우회 공급할 수 있고, 2중 모선 방식은 모선을 두 계통으로 나눠 한쪽 점검 중에도 다른 쪽으로 전력을 공급한다.

1.5차단기 방식은 두 회선에 세 대의 차단기를 배치해 차단기 한 대의 고장이나 점검 중에도 정전 없이 운전되도록 하는 고신뢰도 방식이다.

22.9[kV] 큐비클식 수변전설비 변전실의 유효높이는 4.5[m] 이상으로 한다.

① 소형·경량이고 화재 위험이 없어 안전하다.
② 동작 소음이 작고 차단부 수명이 길다.
③ 고속 개폐가 가능하고 차단 성능이 우수하다.

(참고 : 진공 중 아크 소호로 절연회복이 빠르나, 개폐 서지가 잘 생겨 서지흡수기가 필요하다.)

[해설]

진공차단기(VCB)는 진공 중 아크 소호 방식을 쓰기 때문에 다른 매체(가스·기름) 차단기보다 소형·경량이면서도 절연회복이 빨라 고속 개폐와 우수한 차단 성능을 얻을 수 있다.

기름을 쓰지 않아 화재 위험이 없고, 소호실 구조가 간단해 동작 소음이 작으며 차단부 수명이 길다는 것이 실무상 큰 장점이다.

다만 진공 중 급격한 전류 차단으로 개폐 서지(과전압)가 발생하기 쉬워, 변압기 등을 보호하려면 서지흡수기 설치가 함께 요구된다.

(1) 조치 : 변류기(CT) 2차측을 단락한 뒤 교체한다.
이유 : CT 2차가 개방된 채 1차에 전류가 흐르면 2차에 고전압이 유기되어 절연이 파괴되고 작업자 감전 위험이 있다.

(2) LBS(고압부하개폐기) — 부하전류 개폐가 가능하고 한류퓨즈와 조합하면 단락보호도 된다.

(3) 기기 : 서지흡수기(SA, Surge Absorber)
위치 : VCB 2차측과 몰드변압기 1차측 사이. VCB 개폐 서지로부터 변압기를 보호한다.

[해설]

세 문항 모두 2차측 개방·서지·부하전류 조작이라는 관점에서 수전설비 취급의 기본 안전 원칙을 묻고 있다.

(1) 통전 중인 CT의 2차측 기기를 교체할 때는 반드시 2차측을 단락한 뒤 작업해야 하는데, 1차 전류가 흐르는 상태에서 2차가 개방되면 큰 고전압이 유기되어 절연 파괴와 감전 사고로 이어지기 때문이다.

(2) DS는 무부하 상태에서만 개폐 가능하므로 부하전류 개폐가 필요한 자리에는 LBS(고압부하개폐기)로 대체할 수 있고, 한류퓨즈와 조합하면 단락보호까지 겸할 수 있다.

(3) VCB의 개폐 서지로부터 몰드변압기를 보호하려면 VCB 2차측과 변압기 1차측 사이에 서지흡수기(SA)를 설치한다.

① 설명 : 비오차는 CT의 공칭(정격) 변류비가 실제 변류비에 대해 얼마나 벗어나는지를 백분율로 나타낸 오차이다.
② 공식 : $\varepsilon = \dfrac{\text{공칭변류비} - \text{실제변류비}}{\text{실제변류비}} \times 100$ [%]

[해설]

비오차는 CT가 공칭(정격)변류비대로 정확히 변류하지 못하는 정도를 나타내는 오차이므로, 계량·보호 정밀도를 좌우하는 핵심 성능지표다.

정의상 비오차는 공칭변류비와 실제변류비의 차를 실제변류비로 나눈 백분율로 계산되며, 식으로 나타내면 다음과 같다.

$\varepsilon = \dfrac{\text{공칭변류비} - \text{실제변류비}}{\text{실제변류비}} \times 100\ [\%]$

(1) DM : 최대수요전력계
(2) OCB : 부하전류 개폐 및 단락(고장)전류 차단
(3) PF : 단락전류 차단
(4) SC : 진상전류를 공급해 부하 역률 개선
(5) MOF : PT·CT를 한 함에 내장해 전력량계에 계량용 전압·전류 공급
(6) GR : 지락전류를 검출해 차단기를 트립
(7) ZCT : 영상전류를 검출해 GR에 공급
(8) OS : 유입개폐기
(9) VS : 전압계용 절환개폐기, AS : 전류계용 절환개폐기

[해설]

단선결선도의 각 기기는 계측·보호·개폐·역률개선이라는 서로 다른 역할을 맡아 배치되므로, 명칭보다 역할을 짝지어 이해하는 것이 채점 포인트다.

(1) DM(최대수요전력계)은 MOF로부터 전압·전류를 받아 최대수요전력을 계측하고, (2) OCB는 평상시 부하전류 개폐와 함께 단락 등 고장전류 차단까지 담당하며, (3) PF는 개폐 기능 없이 단락전류 차단만을 전담한다.

(4) SC는 진상전류를 공급해 부하 역률을 개선하고, (5) MOF는 PT·CT를 한 함에 담아 전력량계에 계량용 전압·전류를 공급하며, (6) GR은 (7) ZCT가 검출한 영상전류를 받아 지락 시 차단기를 트립시킨다.

(8) OS는 유입개폐기이고, (9) VS·AS는 각각 하나의 계기로 여러 상을 순차 측정할 수 있게 해주는 전압계용·전류계용 절환개폐기다.

정격전압 = 공칭전압 × $\dfrac{1.2}{1.1}$배.
(1) 25.8[kV] (2) 170[kV] (3) 362[kV]

정격차단시간
(4) 5[cycle] (5) 3[cycle] (6) 3[cycle]

[해설]

차단기의 정격전압은 계통 전압 변동을 감안해 공칭전압보다 높게 표준화되고, 정격차단시간은 계통 전압(용량)이 클수록 사고 파급을 막기 위해 더 짧게 정해진다.

정격전압은 공칭전압의 $\dfrac{1.2}{1.1}$배를 기준으로 잡아 표준값으로 정하므로 22.9→25.8[kV], 154→170[kV], 345→362[kV]를 쓴다.

정격차단시간은 22.9[kV]급이 5[cycle]인 데 비해 154·345[kV]급은 사고가 계통 안정도에 미치는 영향이 커 3[cycle]로 더 빠르게 차단하도록 규정된다.

(1) 특고압(고압) 차단기
① GCB : 가스차단기 (SF₆ 가스 소호)
② ABB : 공기차단기 (압축공기 소호)
③ VCB : 진공차단기 (진공 중 소호)
(이 외 OCB 유입차단기, MBB 자기차단기 등도 가능)

(2) 저압 차단기
① ACB : 기중차단기
② MCCB : 배선용 차단기
③ ELB : 누전차단기

[해설]

차단기는 소호매체와 사용전압대에 따라 종류가 나뉘며, 특고압(고압)급과 저압급은 요구되는 차단 성능과 명칭 체계가 서로 다르다.

(1) 특고압(고압) 차단기로는 SF₆ 가스로 소호하는 GCB(가스차단기), 압축공기로 소호하는 ABB(공기차단기), 진공 중에서 소호하는 VCB(진공차단기) 등이 쓰인다(이 외 OCB·MBB 등도 가능).

(2) 저압 차단기로는 기중에서 개폐하는 ACB(기중차단기), 배선 보호용인 MCCB(배선용차단기), 누전 검출 기능이 더해진 ELB(누전차단기)가 대표적이다.

표의 5개 계측장비는 모두 권장 교정·시험주기가 1년이다.

① 1년
② 1년
③ 1년
④ 1년
⑤ 1년

[tip] 계측장비 교정주기는 모두 "1년"으로 통일해서 외우면 된다.

[해설]

계전기 시험기·절연내력 시험기 등 다섯 계측장비는 측정 정확도를 유지하기 위해 국가표준기본법과 관련 지침에 따라 주기적 교정이 요구되며, 권장 주기는 모두 1년으로 같다.

전기설비 진단·보호에 쓰이는 시험·측정장비는 사용하면서 오차가 누적될 수 있어, 정기 교정을 통해 측정값의 신뢰성을 담보해야 하기 때문이다.

다섯 장비 모두 같은 주기를 적용하므로 개별 수치를 따로 외울 필요 없이 '전부 1년'으로 정리해두면 된다.

(1) DM : 최대수요전력계(Demand Meter), 15분 평균전력의 최댓값 측정
(2) 단로기 정격전압 : 25.8[kV]
(3) PF(전력퓨즈) : 단락 등 고장전류를 차단해 후단을 보호(부하전류는 통전)
(4) SC(전력용 콘덴서) : 무효전력 공급으로 역률 개선
(5) 22.9[kV]용 피뢰기 정격전압 : 18[kV](다중접지 계통)
(6) ZCT(영상변류기) : 지락 시 영상전류를 검출해 지락계전기에 공급
(7) GR(지락계전기) : 영상전류가 정정값 이상이면 동작해 차단기 트립
(8) CB(차단기) : 부하전류 개폐, 사고 시 단락·지락 등 고장전류 차단
(9) VS(전압계용 전환개폐기)
(10) AS(전류계용 전환개폐기)
(11) OS : 유입개폐기(Oil Switch)
(12) MOF(계기용 변성기) : PT·CT를 한 함에 담아 전압·전류를 변성해 전력량계에 공급
(13) 600[A] : 차단기에 연속 통전 가능한 정격전류

[해설]

22.9[kV] 수전설비 문제는 기기마다 명칭·역할·정격값이 규격으로 정해져 있어, 약호를 풀어 쓰는 데 그치지 말고 그 값의 근거까지 함께 답해야 한다.

정격값 두 개가 핵심이다. 단로기(DS)는 계통 최고전압을 기준으로 25.8[kV]를 쓰고, 피뢰기(LA)는 22.9[kV] 다중접지(유효접지) 계통이므로 18[kV]를 쓴다 — 비접지 계통용 21[kV]와 혼동하지 않아야 한다. 3.3[kV]측에 표기된 600[A]는 사고전류가 아니라 차단기가 연속 통전할 수 있는 정격전류다.

보호 계열은 ZCT → GR → CB 순으로 이어진다. ZCT가 지락 시 영상전류를 검출하면 GR이 정정값 이상에서 동작해 CB를 트립시키는 흐름이다. PF는 이와 별도로 단락 등 고장전류를 차단하되 부하전류는 그대로 통전시키고, CB는 평상시 부하전류 개폐까지 담당한다.

계측·보상 계열은 DM(최대수요전력계, 15분 평균전력의 최댓값 측정), MOF(PT·CT를 한 함에 담아 전력량계에 공급하는 계기용 변성기), 전압계·전류계 1대로 3상을 절환 측정하게 해주는 VS·AS, 무효전력을 공급해 역률을 개선하는 SC(전력용 콘덴서), 그리고 유입개폐기 OS로 정리된다.

전기안전관리자의 직무 고시(고압 이상)
① 2 (월 2회)
② 10 (10일 이상)
③ 3 (월 3회)
④ 7 (7일 이상)
⑤ 4 (월 4회)
⑥ 5 (5일 이상)
⑦ 5 (월 5회)
⑧ 4 (4일 이상)
⑨ 6 (월 6회)
⑩ 3 (3일 이상)

[tip] 점검 횟수가 많아질수록 점검 간격은 짧아진다.

[해설]

안전관리대행의 점검주기는 수전설비 용량이 클수록 사고 파급이 크다는 전제로, 용량 구간이 올라갈수록 월 점검 횟수는 늘리고 점검 간격은 좁히도록 전기안전관리자의 직무에 관한 고시에 정해져 있다.

기준선은 1~300[kW] 이하의 월 1회·20일 이상이고, 300 → 500 → 700 → 1,500 → 2,000[kW] 구간을 지날 때마다 횟수는 월 2·3·4·5·6회로 하나씩 늘고, 간격은 10·7·5·4·3일 이상으로 짧아진다.

채점 포인트는 횟수와 간격이 서로 반대로 움직인다는 규칙성, 그리고 구간 경계값(300/500/700/1,500/2,000[kW])에 맞춰 빈칸을 정확히 채우는 것이다.

(1) LA용 DS(단로기). 단, 지중 인입선이고 보호장치가 있으면 자동고장구분개폐기(ASS)도 생략 가능.
(2) 2회선(예비지중선 포함 2회선)
(3) CNCV-W 케이블(수밀형) 또는 TR CNCV-W 케이블(트리억제형). 난연 요구 장소는 FR CNCO-W(난연) 케이블.
(4) 인터럽터 스위치(Interrupter Switch). 300[kVA] 이하면 ASS 대신 사용 가능.

[해설]

22.9[kV-Y], 1,000[kVA] 이하 수전설비는 규모가 작아 표준결선도의 일부 기기를 생략할 수 있게 한 간이수전설비 규정이다.

결선도에서 생략할 수 있는 것은 LA용 DS(단로기)이며, 여기에 더해 지중 인입선이면서 보호장치가 있는 경우에는 자동고장구분개폐기(ASS)까지 생략할 수 있다. 한편 300[kVA] 이하에서는 ASS 대신 상대적으로 저렴한 인터럽터 스위치를 쓸 수 있다.

공동주택처럼 정전 피해가 큰 수용가는 예비지중선을 포함해 2회선으로 인입하는 것이 바람직하고, 케이블은 수밀형인 CNCV-W(또는 트리억제형 TR CNCV-W)를 쓰며 난연이 요구되는 장소에는 FR CNCO-W를 쓴다.

① OCR : 과전류계전기(Over Current Relay)
② OVR : 과전압계전기(Over Voltage Relay)
③ UVR : 부족전압계전기(Under Voltage Relay)
④ GR : 지락계전기(Ground Relay)

[해설]

네 계전기는 모두 정정값과 비교해 이상 여부를 판단하는 보호계전기로, 감시하는 전기량과 동작 조건이 각각 다르다.

OCR은 전류가 정정값을 초과할 때, OVR은 전압이 상승할 때, UVR은 반대로 전압이 떨어질 때 동작하며, GR은 정상 시 0에 가까운 영상전류가 지락으로 커질 때 동작한다.

채점 포인트는 영문 약호를 Over/Under + Current/Voltage/Ground + Relay로 정확히 풀어 과전류·과전압·부족전압·지락 계전기라고 쓰는 것이다.

① 차단시간이 가장 짧아 고속 개폐·차단성능이 우수하다(단, 개폐서지 발생 우려).
② 소호·절연 매질이 고진공이라 기름·가스가 불필요하고 화재 위험이 없어 옥내 설치에 적합하다.
③ 소형·경량·불연성·저소음이며 보수가 적고 수명이 길다.

[해설]

VCB는 소호·절연 매질로 고진공을 쓰는 차단기로, 이 매질 특성이 나머지 장단점을 모두 설명한다.

진공의 절연내력과 소호능력이 커서 차단시간이 짧고 고속 개폐·차단성능이 우수하지만, 그만큼 전류 차단이 급격해 개폐서지가 발생할 우려가 있다.

기름이나 가스를 쓰지 않아 화재 위험이 없고 소형·경량·불연성·저소음이며 보수가 적고 수명이 길어, 옥내 수변전반에 널리 채택된다.