24-3다음 수전설비 단선 결선도를 보고 물음에 답하시오.기준 용량: … | 2024년 전기산업기사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

(1) 명칭 : 피뢰기 / 기능 : 이상전압이 내습하면 이를 대지로 방전시키고, 방전이 끝난 뒤 속류를 차단한다

(2) 833.33[MVA]

(3) ① 계기용 변압기 ② 전압계 ③ 전류계 ④ 과전류 계전기 ⑤ 지락 과전류 계전기

(4) 36.88[kA]

(5) 2.6[%]

[해설]

(1) LA는 피뢰기(Lightning Arrester)다. 뇌 또는 개폐에 의한 이상전압이 들어오면 그 전류를 대지로 흘려보내 기기의 절연을 지키고, 이상전압이 사라진 뒤 상용주파 전압에 의해 계속 흐르려는 속류를 차단하여 계통을 원래 상태로 되돌린다. 도면에서 LA가 단로기를 거쳐 주회로에서 분기해 접지로 내려가는 것도 이 때문이다.

(2) 차단용량은 기준용량을 그 지점까지의 %임피던스로 나눈 값이다. 도면에 전원측 기준용량 100,000[kVA], %Z 12[%]가 주어져 있다.

$P_s=\dfrac{100}{\%Z}\,P_n=\dfrac{100}{12}\times 100=833.33\;[\mathrm{MVA}]$

따라서 VCB에 필요한 최소 차단용량은 833.33[MVA]이다. 여기서는 변압기보다 전원측에 있는 차단기이므로 변압기의 %임피던스는 들어가지 않는다.

(3) C 부분은 전력퓨즈를 거쳐 주회로 전압을 받고, VCB 아래의 변류기에서 전류도 함께 받아 오는 자리다. 곧 계기용 변압기(PT)로 전압을 낮추어 전압계·전류계로 계측하고, 같은 신호로 과전류 계전기(OCR)와 지락 과전류 계전기(OCGR)를 동작시켜 VCB를 트립시키는 계측·보호반이 놓인다.

(4) ACB는 변압기 2차 380[V]측에 있으므로, 전원측 %임피던스에 변압기 %임피던스까지 더한 값으로 단락전류를 구한다. 변압기 %Z는 자기 용량 1,000[kVA] 기준이므로 먼저 100,000[kVA] 기준으로 환산한다.

$\%Z_t=4\times\dfrac{100{,}000}{1{,}000}=400\;[\%]$

$\%Z=12+400=412\;[\%]$

$I_s=\dfrac{100}{\%Z}\times\dfrac{P_n}{\sqrt{3}\,V}=\dfrac{100}{412}\times\dfrac{100\times 10^{6}}{\sqrt{3}\times 380}\times 10^{-3}$

따라서 최소 차단전류는 36.88[kA]이다. 기준용량과 기준전압을 반드시 짝지어 써야 하며, 100,000[kVA]로 환산했으면 전류도 380[V]·100[MVA] 기준으로 구해야 한다.

(5) 전압변동률은 %저항 강하와 %리액턴스 강하를 부하율만큼 줄여서 쓴다. 도면의 %Z = 4[%], %R = 1.2[%]이고 최대 부하가 800[kVA]이므로 부하율은 $\dfrac{800}{1{,}000}=0.8$이다.

$p=1.2\times 0.8=0.96\;[\%]$

$q=\sqrt{4^{2}-1.2^{2}}\times 0.8=3.8158\times 0.8=3.0526\;[\%]$

$\varepsilon=p\cos\theta+q\sin\theta=0.96\times 0.8+3.0526\times 0.6=0.768+1.8316$

따라서 전압변동률은 2.6[%]이다. %리액턴스 강하는 주어지지 않으므로 $q=\sqrt{\%Z^{2}-\%R^{2}}$로 먼저 구해야 하고, 부하율 0.8을 $p$와 $q$ 양쪽에 모두 곱해야 한다는 점이 이 계산의 요령이다.