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

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공칭전압 140[kV] 송전선로의 4단자정수가 A=0.9A=0.9, B=j380B=j380, C=j0.5×103C=j0.5\times10^{-3}, D=0.9D=0.9이다. 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 QcQ_c[kVar]를 구하시오.
해설
(1) 무부하 → Ir=0I_r=0, 따라서 Vs3=AVr3\dfrac{V_s}{\sqrt{3}}=A\dfrac{V_r}{\sqrt{3}}
① 수전단전압 Vr=VsA=1540.9=171.11[kV]V_r=\dfrac{V_s}{A}=\dfrac{154}{0.9}=171.11\,[\mathrm{kV}]
② 송전단전류 Is=CVr3=0.5×103×171.11×1033=j49.4[A]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) 1543=0.9×1403+j380Ic\dfrac{154}{\sqrt{3}}=0.9\times\dfrac{140}{\sqrt{3}}+j380\,I_cIc=j42.54[A]I_c=-j42.54\,[\mathrm{A}] (지상)
Qc=3VrIc=3×140×42.54=10,315.4[kVar]Q_c=\sqrt{3}\,V_rI_c=\sqrt{3}\times140\times42.54=10{,}315.4\,[\mathrm{kVar}]


[해설]

무부하 상태(Ir=0I_r=0)에서는 4단자정수식의 전류항이 사라져 Vs=AVrV_s=AV_r 관계만 남으므로, 송전단전압을 A로 나누면 수전단전압이 바로 나온다(154/0.9=171.11[kV]).

송전단전류는 Is=CVr3I_s=C\dfrac{V_r}{\sqrt{3}}로 남는데, C가 순허수(어드미턴스) 성분이라 전류가 진상(충전전류)으로 나타난다. 무부하인데도 수전단전압이 송전단보다 높아지는 페란티 현상과 같은 맥락이다.

(2)는 수전단전압을 정격 140[kV]로 낮춰 유지하는 데 필요한 조상설비 용량을 B정수(직렬 리액턴스)로 역산한 것으로, 전류가 지상(-j)으로 나온다는 것은 분로리액터로 여분의 충전 무효전력을 흡수해야 한다는 뜻이다.

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