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그림은 변류기를 영상 접속해 잔류 회로에 지락계전기 DG를 삽입한 것이… | 전기기사 실기 2020년 1회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

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그림은 변류기를 영상 접속해 잔류 회로에 지락계전기 DG를 삽입한 것이다. 선로전압 66[kV], 중성점은 300[Ω] 저항 접지, 변류비 300/5[A]이다. 송전전력 20,000[kW], 역률 0.8(지상)에서 a상에 완전 지락사고가 발생했다. 각 물음에 답하시오. (단, 부하의 정상·역상 임피던스 등 기타 정수는 무시한다.)
(1) 지락계전기 DG에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?
(2) a상 전류계 A에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?
(3) b상 전류계 B에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?
(4) c상 전류계 C에 흐르는 전류는 몇 [A]인가?
문제이미지
해설
(1) 지락전류 Ig=V/3R=66,000/3300=127.02I_g = \dfrac{V/\sqrt{3}}{R} = \dfrac{66{,}000/\sqrt{3}}{300} = 127.02 [A]
DG 전류 Idg=Ig×1CT=127.02×5300=2.12I_{dg} = I_g \times \dfrac{1}{CT비} = 127.02 \times \dfrac{5}{300} = 2.12 [A]

(2) 부하 선전류 Il=20,0003×66×0.8=218.69I_l = \dfrac{20{,}000}{\sqrt{3}\times 66 \times 0.8} = 218.69 [A] = 174.95j131.22174.95 - j131.22 [A]
a상은 부하전류와 지락전류(실수분)가 합성 : Ia=(174.95+127.02)2+131.222=329.25I_a = \sqrt{(174.95+127.02)^2 + 131.22^2} = 329.25 [A]
전류계 A : 329.25×5300=5.49329.25 \times \dfrac{5}{300} = 5.49 [A]

(3) b상은 부하전류만 흐름 : Ib=218.69×5300=3.64I_b = 218.69 \times \dfrac{5}{300} = 3.64 [A]

(4) c상도 부하전류만 흐름 : Ic=218.69×5300=3.64I_c = 218.69 \times \dfrac{5}{300} = 3.64 [A]


[해설]

완전 지락사고 시 지락전류는 중성점 저항으로 정해지고 DG는 이 지락전류를 변류비로 축소해 받으며, 사고가 없는 b·c상은 부하전류만, 사고상인 a상은 부하전류와 지락전류가 합성된 전류가 흐른다는 점이 핵심이다.

지락전류는 상전압을 중성점 저항으로 나눈 Ig=66,000/3300=127.02AI_g=\dfrac{66{,}000/\sqrt3}{300}=127.02\,\mathrm{A}이고, DG 전류는 여기에 변류비(5/300)를 곱한 2.12A2.12\,\mathrm{A}다.

부하 선전류Il=20,0003×66×0.8=218.69AI_l=\dfrac{20{,}000}{\sqrt3\times66\times0.8}=218.69\,\mathrm{A}이며 b·c상 전류계는 이 값에 변류비를 곱한 3.64A3.64\,\mathrm{A}를 지시한다.

a상은 부하전류의 유효분에 지락전류가 실수축으로 더해지므로 벡터합으로 Ia=(174.95+127.02)2+131.222=329.25AI_a=\sqrt{(174.95+127.02)^2+131.22^2}=329.25\,\mathrm{A}가 되고, 전류계 A는 여기에 변류비를 곱한 5.49A5.49\,\mathrm{A}를 지시한다.

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