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그림과 같은 송전계통 S점에서 3상 단락사고가 발생했다. 조건을 참고해… | 전기기사 실기 2020년 2회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

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그림과 같은 송전계통 S점에서 3상 단락사고가 발생했다. 조건을 참고해 T2(3권선 변압기) 각 %리액턴스를 100[MVA] 기준으로 환산하고 1차(%X1)·2차(%X2)·3차(%X3) 값을 구하시오. (5점)

【조건】
번호기기명용량전압%X
1발전기(G)50,000[kVA]11[kV]30
2변압기(T₁)50,000[kVA]11/154[kV]12
3송전선-154[kV]10 (10,000[kVA] 기준)
4변압기(T₂)
1차
25,000[kVA]154[kV]12 (25,000[kVA] 기준, 1차~2차)
2차30,000[kVA]77[kV]15 (25,000[kVA] 기준, 2차~3차)
3차10,000[kVA]11[kV]10.8 (10,000[kVA] 기준, 3차~1차)
5조상기(C)10,000[kVA]11[kV]20
문제이미지
해설
3권선 변압기의 권선간 측정 %리액턴스를 100[MVA] 기준으로 환산: %X′=%X×기준용량측정기준용량\%X'=\%X\times\dfrac{\text{기준용량}}{\text{측정기준용량}}

· %X12=100,00025,000×12=48\%X_{12}=\dfrac{100{,}000}{25{,}000}\times12=48 [%]
· %X23=100,00025,000×15=60\%X_{23}=\dfrac{100{,}000}{25{,}000}\times15=60 [%]
· %X31=100,00010,000×10.8=108\%X_{31}=\dfrac{100{,}000}{10{,}000}\times10.8=108 [%]

3권선 등가 Y변환:
① %X1=12(%X12+%X31−%X23)=12(48+108−60)=48\%X_1=\dfrac{1}{2}(\%X_{12}+\%X_{31}-\%X_{23})=\dfrac{1}{2}(48+108-60)=48 [%]
② %X2=12(%X12+%X23−%X31)=12(48+60−108)=0\%X_2=\dfrac{1}{2}(\%X_{12}+\%X_{23}-\%X_{31})=\dfrac{1}{2}(48+60-108)=0 [%]
③ %X3=12(%X23+%X31−%X12)=12(60+108−48)=60\%X_3=\dfrac{1}{2}(\%X_{23}+\%X_{31}-\%X_{12})=\dfrac{1}{2}(60+108-48)=60 [%]


[해설]

3권선 변압기의 %X는 권선쌍 사이에서 서로 다른 용량 기준으로 측정된 값이다. 그래서 먼저 100[MVA] 기준으로 환산한 뒤 Y등가회로로 나눈다.

기준용량 환산(%X' = %X × 기준용량/측정기준용량):
%X12=12×100,00025,000=48\%X_{12}=12\times\dfrac{100{,}000}{25{,}000}=48 [%]
%X23=15×100,00025,000=60\%X_{23}=15\times\dfrac{100{,}000}{25{,}000}=60 [%]
%X31=10.8×100,00010,000=108\%X_{31}=10.8\times\dfrac{100{,}000}{10{,}000}=108 [%]

Y등가 분리(자기 권선이 들어간 두 쌍은 더하고, 자기 권선이 없는 쌍은 뺀 뒤 절반):
%X1=12(48+108−60)=48\%X_1=\dfrac{1}{2}(48+108-60)=48 [%]
%X2=12(48+60−108)=0\%X_2=\dfrac{1}{2}(48+60-108)=0 [%]
%X3=12(60+108−48)=60\%X_3=\dfrac{1}{2}(60+108-48)=60 [%]

혼동 주의: 환산할 때는 각 권선의 정격용량(30,000[kVA] 등)이 아니라 괄호 안의 측정 기준용량을 분모에 넣는다. 2차 값이 0[%]로 나오는 것은 계산상 정상이다.

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