공칭전압 140[kV] 송전선로의 4단자정수가 A=0.9, B=j380… | 전기기사 실기 2024년 3회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

공칭전압 140[kV] 송전선로의 4단자정수가

A=0.9

B=j380

C=j0.5\times10^{-3}

D=0.9

이다. 무부하 상태에서 송전단에 154[kV]를 가할 때 답하시오.

(1) ① 수전단 전압[kV] ② 송전단 전류[A]를 구하시오.
(2) 수전단 전압을 140[kV]로 유지하기 위한 조상설비 무효전력

Q_c

[kVar]를 구하시오.

해설

(1) 무부하 →

I_r=0

, 따라서

\dfrac{V_s}{\sqrt{3}}=A\dfrac{V_r}{\sqrt{3}}

① 수전단전압

V_r=\dfrac{V_s}{A}=\dfrac{154}{0.9}=171.11\,[\mathrm{kV}]

② 송전단전류

I_s=C\dfrac{V_r}{\sqrt{3}}=0.5\times10^{-3}\times\dfrac{171.11\times10^3}{\sqrt{3}}=j49.4\,[\mathrm{A}]

(진상)

(2)

\dfrac{154}{\sqrt{3}}=0.9\times\dfrac{140}{\sqrt{3}}+j380\,I_c

→

I_c=-j42.54\,[\mathrm{A}]

(지상)

Q_c=\sqrt{3}\,V_rI_c=\sqrt{3}\times140\times42.54=10{,}315.4\,[\mathrm{kVar}]

[해설]

4단자 방정식에서 무부하는 수전단전류가 0이므로 $E_s=AE_r$ , $I_s=CE_r$ 만 남는다.

수전단전압은 송전단전압을 A로 나눠 구한다.
$V_r=\dfrac{V_s}{A}=\dfrac{154}{0.9}=171.11\,[\mathrm{kV}]$

송전단전류는 C정수에 수전단 상전압을 곱해 구한다.
$I_s=C\dfrac{V_r}{\sqrt{3}}=j0.5\times10^{-3}\times\dfrac{171.11\times10^3}{\sqrt{3}}=j49.4\,[\mathrm{A}]$

수전단을 140[kV]로 유지하려면 B정수에 흐르는 조상전류를 역산한다.
$\dfrac{154}{\sqrt{3}}=0.9\times\dfrac{140}{\sqrt{3}}+j380\,I_c$
$I_c=-j42.54\,[\mathrm{A}]$
$Q_c=\sqrt{3}\,V_rI_c=\sqrt{3}\times140\times42.54=10{,}315.4\,[\mathrm{kVar}]$

진상인 송전단전류는 선로 정전용량의 충전전류이며 이로 인해 수전단전압이 올라가는 현상이 페란티 현상이다.

조상전류가 지상이므로 분로리액터로 남는 충전 무효전력을 흡수한다.

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