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고압 선로의 접지사고 검출·경보장치를 그림과 같이 시설하고 A선에 완전… | 전기기사 실기 2020년 2회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

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고압 선로의 접지사고 검출·경보장치를 그림과 같이 시설하고 A선에 완전지락이 발생했다. 다음에 답하시오.
(단, 전원 인가·경보벨 스위치 닫힘. GPT 1차는 Y결선·중성점 접지, 2차는 개방델타(오픈델타) 결선, PT비 6,600[V]:110[V].)

(1) 1차측 A선 대지전압이 0[V]일 때 B·C선 대지전압[V]은?
① B선의 대지전압
② C선의 대지전압

(2) 2차측 전구 ⓐ 전압이 0[V]일 때 ⓑ·ⓒ 전구 전압, 전압계 Ⓥ 지시값, 경보벨 Ⓑ 전압[V]은?
① ⓑ 전구의 전압
② ⓒ 전구의 전압
③ 전압계 Ⓥ의 지시 전압
④ 경보벨 Ⓑ에 걸리는 전압

문제이미지

해설

(1) 1차측 대지전압
정상 시 각 상 대지전압 = 상전압

\dfrac{6{,}600}{\sqrt{3}}=3{,}810.5

[V].
A선 완전지락으로 A선이 0이 되면 중성점이 이동, 건전상 B·C선은 선간전압으로 상승.
① B선의 대지전압

=\dfrac{6{,}600}{\sqrt{3}}\times\sqrt{3}=6{,}600

[V]
② C선의 대지전압

=\dfrac{6{,}600}{\sqrt{3}}\times\sqrt{3}=6{,}600

[V]

(2) 2차측(개방델타) 전압
PT 2차 상전압 =

\dfrac{110}{\sqrt{3}}

[V]. A상 지락으로 ⓐ=0이면 건전상 ⓑ·ⓒ는 선간전압으로 상승.
① ⓑ 전구의 전압

=\dfrac{110}{\sqrt{3}}\times\sqrt{3}=110

[V]
② ⓒ 전구의 전압

=\dfrac{110}{\sqrt{3}}\times\sqrt{3}=110

[V]
③ 전압계 Ⓥ(개방델타 단자): 1선 완전지락 시 잔류전압은 상전압의 3배.

\dfrac{110}{\sqrt{3}}\times3=190.53

[V]
④ 경보벨 Ⓑ 전압: 개방델타 단자전압과 동일.

\dfrac{110}{\sqrt{3}}\times3=190.53

[V]

[해설]

접지형 계기용 변압기(GPT)로 지락을 검출하는 원리는 이렇다. 1선이 완전지락되면 그 상의 대지전압은 0이 되고, 건전상의 대지전압은 √3배인 선간전압까지 오른다.

B·C선 대지전압은 상전압 6,600/√3[V]의 √3배인 6,600[V]로 오른다.
b·c 전구 전압은 PT 2차 상전압 110/√3[V]의 √3배인 110[V]로 오르고, a 전구는 0[V]가 되어 꺼진다.
전압계 V에는 개방델타 양단에 세 상전압의 벡터합인 영상전압, 곧 상전압의 3배인 190.53[V]가 걸린다.
경보벨은 전압계와 같은 개방델타 단자에 병렬로 연결돼 있으므로 똑같이 190.53[V]가 걸린다.

개방델타는 평상시 세 상전압이 서로 상쇄돼 거의 0[V]다. 그래서 여기에 전압이 나타나면 지락으로 판단하고 경보를 울린다.

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