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전압 33,000 [V], 주파수 60 [c/s], 선로길이 7 [km… | 전기기사 실기 2023년 1회 기출유형문제 기출문제 상세 페이지

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전압 33,000 [V], 주파수 60 [c/s], 선로길이 7 [km]인 1회선 3상 지중송전선로의 3상 무부하 충전전류와 충전용량을 구하시오. (단, 케이블 1선당 작용정전용량 0.4 [μF/km])

(1) 충전전류
(2) 충전용량
해설
정전용량 C=0.4×7=2.8C = 0.4 \times 7 = 2.8 [μF], ω=2πf=2π×60\omega = 2\pi f = 2\pi \times 60 [rad/s].

(1) 충전전류 (대지전압 = 선간/√3)
Ic=ωClV3=2π×60×0.4×10−6×7×33,0003=20.11I_{c} = \omega C l \dfrac{V}{\sqrt{3}} = 2\pi \times 60 \times 0.4 \times 10^{-6} \times 7 \times \dfrac{33{,}000}{\sqrt{3}} = 20.11 [A]

(2) 충전용량 (3상)
Qc=3 ωCl(V3)2=3 VIc=3×33,000×20.11×10−3=1,149.52Q_{c} = 3\,\omega C l \left(\dfrac{V}{\sqrt{3}}\right)^{2} = \sqrt{3}\,V I_{c} = \sqrt{3}\times 33{,}000 \times 20.11 \times 10^{-3} = 1{,}149.52 [kVA]


[해설]

지중 케이블은 작용정전용량이 커서 부하가 없어도 충전전류가 흐른다. 충전전류는 대지전압(선간전압/√3)을 기준으로 구한다.

C = 0.4 × 7 = 2.8[μF]
Ic=ωCV3I_c = \omega C \dfrac{V}{\sqrt{3}}
Ic=2π×60×2.8×10−6×33,0003I_c = 2\pi\times60\times2.8\times10^{-6}\times\dfrac{33{,}000}{\sqrt{3}}
Ic≒20.11I_c \fallingdotseq 20.11 [A]

3상 충전용량은 선간전압과 충전전류를 곱해 구한다.
Qc=3 VIcQ_c = \sqrt{3}\,V I_c
Qc=3×33,000×20.11×10−3Q_c = \sqrt{3}\times33{,}000\times20.11\times10^{-3}
Qc ≒ 1,149.52[kVA]

혼동 주의: 충전전류 식에 선간전압을 그대로 넣으면 값이 √3배 커진다. 반드시 V/√3을 넣는다.

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