도면은 어느 154[kV] 수용가 수전설비 단선결선도의 일부이다. 주어진 도면과 표를 이용해 답하시오. 변압기 표준용량 [MVA] 30 40 50 75 100 CT 1차 정격전류 [A] 200 400 600 800 1,200 1,500 CT 2차 정격전류 [A] 5 (1) 변압기 2차 부하설비 용량 51[MW], 수용률 70[%], 부하역률 90[%]일 때 변압기 용량[MVA]을 표준용량으로 구하시오. (2) 변압기 1차측 DS의 정격전압[kV]은? (3) CT₁의 변류비를 계산하고 표에서 선정하시오. (단, 여유율 1.25배, …

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도면은 어느 154[kV] 수용가 수전설비 단선결선도의 일부이다. 주어… | 전기기사 실기 2024년 1회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

도면은 어느 154[kV] 수용가 수전설비 단선결선도의 일부이다. 주어진 도면과 표를 이용해 답하시오.

변압기 표준용량 [MVA]	30	40	50	75	100

CT 1차 정격전류 [A]	200	400	600	800	1,200	1,500
CT 2차 정격전류 [A]	5

(1) 변압기 2차 부하설비 용량 51[MW], 수용률 70[%], 부하역률 90[%]일 때 변압기 용량[MVA]을 표준용량으로 구하시오.
(2) 변압기 1차측 DS의 정격전압[kV]은?
(3) CT₁의 변류비를 계산하고 표에서 선정하시오. (단, 여유율 1.25배, (1)의 표준용량 기준)
(4) VCB의 정격차단전류가 23[kA]일 때 차단용량[MVA]은?
(5) 과전류계전기의 정격부담이 9[VA]일 때 계전기의 임피던스[Ω]는?
(6) 변류비 1,200/5인 CT₇의 1차 전류가 600[A]일 때, CT₇ 2차에서 비율차동계전기(87T) 단자에 흐르는 전류[A]는? (단, 변압기 결선 보정을 위해 CT₇ 2차는 Δ결선이다.)

해설

(1)

P=\dfrac{\text{설비용량}\times\text{수용률}}{\text{역률}}=\dfrac{51\times0.7}{0.9}=39.67\,[\mathrm{MVA}]

→ 표준용량 40 [MVA] 선정

(2) 154[kV] 계통이므로 DS 정격전압 = 170 [kV]

(3) 변압기 1차전류

I_1=\dfrac{40\times10^3}{\sqrt{3}\times154}=150\,[\mathrm{A}]

, 여유율 1.25 적용

150\times1.25=187.5\,[\mathrm{A}]

→ CT₁ = 200/5 선정

(4)

P_s=\sqrt{3}\,V_n I_s=\sqrt{3}\times25.8\times23=1{,}027.8\,[\mathrm{MVA}]

(VCB 정격전압 25.8[kV])

(5)

Z=\dfrac{VA}{I^2}=\dfrac{9}{5^2}=0.36\,[\Omega]

(6) CT₇ 2차 전류

i_2=600\times\dfrac{5}{1{,}200}=2.5\,[\mathrm{A}]

CT 2차가 Δ결선이므로 계전기 단자에는

\sqrt{3}

배의 전류가 흐른다.

I=\sqrt{3}\times2.5=4.33\,[\mathrm{A}]

[해설]

이 문제는 154[kV] 수전설비 표준설계를 부하용량 산정→변압기 표준용량 선정→관련 기기 정격 산출 순서로 묻는 문제다.

(1) 수용률·역률을 반영한 $P=\dfrac{\text{설비용량}\times\text{수용률}}{\text{역률}}$ 로 소요용량(39.67[MVA])을 구한 뒤, 이를 웃도는 표준용량을 표에서 선정한다.
(2) DS 정격전압은 공칭 154[kV] 계통에 대응하는 표준 정격전압인 170[kV]를 쓴다.
(3) 변압기 1차 정격전류 $I_1=\dfrac{40\times10^3}{\sqrt{3}\times154}=150\,[\mathrm{A}]$ 에 여유율 1.25배를 곱한 187.5[A] 이상인 CT 1차 정격전류를 표에서 고른다.
(4) 차단용량 $P_s=\sqrt{3}\,V_n I_s$ 에서 $V_n$ 은 계통 공칭전압이 아니라 VCB 자신의 정격전압(도면상 25.8[kV])을 쓰는 점에 주의한다.
(5) 계전기 임피던스는 정격부담을 정격 2차전류의 제곱으로 나눈 $Z=\dfrac{VA}{I^2}$ 로 구한다.
(6) CT비로 2차전류(2.5[A])를 구한 뒤 Δ결선이므로 비율차동계전기 단자전류는 $\sqrt{3}$ 배가 된다는 점이 채점 포인트다.

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