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고압선로 지락사고 검출·경보장치를 그림과 같이 시설하였다. A선 지락사… | 전기기사 실기 2022년 3회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

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고압선로 지락사고 검출·경보장치를 그림과 같이 시설하였다. A선 지락사고 시 답하시오. (전원 인가·경보벨 스위치 닫힘.) 전원은 3φ3W 6.6[kV]이고, 접지형 계기용변압기(GPT) 3대를 Y결선(중성점 직접접지)해 2차를 개방델타(broken delta)로 접속하였다. PT비는 6,600[V]:110[V]. 2차 개방델타 단자에 전압계 V와 경보벨 B(스위치 SW 직렬)가 접속되어 있다.

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

(2) 2차측 전구 ⓐ의 전압이 0[V]일 때 ⓑ·ⓒ 전구의 전압, 전압계 Ⓥ의 지시전압, 경보벨 Ⓑ에 걸리는 전압[V]은?
① ⓑ 전구의 전압
② ⓒ 전구의 전압
③ 전압계 Ⓥ의 지시전압
④ 경보벨 Ⓑ에 걸리는 전압
문제이미지
해설
정상 시 각 상 대지전압(상전압)은 6,6003≒3,810.5\dfrac{6{,}600}{\sqrt{3}} \fallingdotseq 3{,}810.5 [V].

(1) A선 완전 지락 시 A선 대지전압은 0, 건전상 B·C선 대지전압은 상전압의 3\sqrt{3}배(=선간전압)로 상승한다.
① B선 대지전압 = 6,6003×3=6,600\dfrac{6{,}600}{\sqrt{3}} \times \sqrt{3} = 6{,}600 [V]
② C선 대지전압 = 6,600 [V]

(2) PT 2차 정상 상전압 1103≒63.5\dfrac{110}{\sqrt{3}} \fallingdotseq 63.5 [V]. ⓐ전구 전압이 0이 되면 건전상 2차 전구 전압은 선간전압 상당으로 상승한다.
① ⓑ 전구 전압 = 1103×3=110\dfrac{110}{\sqrt{3}} \times \sqrt{3} = 110 [V]
② ⓒ 전구 전압 = 110 [V]
③ 전압계 Ⓥ(개방델타 잔류전압): 완전 1선 지락 시 영상전압의 3배가 나타나므로
V=3×1103=1103≒190.5V = 3 \times \dfrac{110}{\sqrt{3}} = 110\sqrt{3} \fallingdotseq 190.5 [V]
④ 경보벨 Ⓑ 전압 = 개방델타 잔류전압 = 1103≒190.5110\sqrt{3} \fallingdotseq 190.5 [V]


[해설]

1선 완전 지락이 나면 지락상 대지전압은 0이 되고, 건전상 대지전압은 상전압의 √3배인 선간전압까지 오른다. 정상 상전압은 1차 6,600/3≒3,810.56{,}600/\sqrt{3}\fallingdotseq3{,}810.5[V], 2차 110/3≒63.5110/\sqrt{3}\fallingdotseq63.5[V]이다.

  • B선·C선 대지전압 — 3,810.5[V]의 √3배인 6,600[V]로, 선간전압과 같아진다.
  • B상·C상 전구 전압 — 2차도 같은 비율로 63.5[V]의 √3배인 110[V]가 된다(A상 전구는 0[V]).
  • 전압계 지시 — 개방델타는 2차 세 상 전압의 합을 잰다. 정상 시에는 0이지만, 완전 지락 시에는 영상전압의 3배가 나타난다.
  • 경보벨 전압 — 전압계와 같은 개방델타 단자에 물려 있어 같은 잔류전압을 받는다.

개방델타 잔류전압:
V=3×1103=1103≒190.5V=3\times\dfrac{110}{\sqrt{3}}=110\sqrt{3}\fallingdotseq190.5[V]

혼동 주의: 전구 전압(110[V])은 건전상 한 상의 전압이다. 전압계·경보벨 전압(190.5[V])은 세 상을 합친 잔류전압이라 값이 다르다.

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