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1[전기산업기사 필기] 15년 2회차
그림과 같은 평형 3상 발전기가 있다. a상이 지락한 경우 지락전류는 어떻게 표현되는가? (단, Z0: 영상 임피던스, Z1: 정상 임피던스 Z2: 역상 임피던스이다.)
문제 이미지
1
EaZ0+Z1+Z2\dfrac{E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}
2
3EaZ0+Z1+Z2\dfrac{3E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}
3
Z0EaZ0+Z1+Z2\dfrac{-Z_0E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}
4
2Z2EaZ1+Z2\dfrac{2Z_2E_a}{Z_1+Z_2}
해설

그림은 Y 결선 3상 발전기로, 중성점이 대지에 접지되어 있고 a상 단자가 대지로 이어진 1선(a상) 지락 상태다. b·c상 단자는 개방되어 전류가 흐르지 못하므로 경계조건은 Ib=Ic=0I_b=I_c=0, 지락점에서 Va=0V_a=0 이다.

대칭좌표법을 적용하면 Ib=Ic=0I_b=I_c=0 에서 I0=I1=I2=13IaI_0=I_1=I_2=\dfrac{1}{3}I_a 이고, Va=V0+V1+V2=0V_a=V_0+V_1+V_2=0V1=EaI1Z1V_1=E_a-I_1Z_1, V2=I2Z2V_2=-I_2Z_2, V0=I0Z0V_0=-I_0Z_0 를 대입하면 Ea=I0(Z0+Z1+Z2)E_a=I_0(Z_0+Z_1+Z_2), 즉 I0=EaZ0+Z1+Z2I_0=\dfrac{E_a}{Z_0+Z_1+Z_2} 를 얻는다.

따라서 지락전류는 Ig=Ia=3I0=3EaZ0+Z1+Z2I_g=I_a=3I_0=\dfrac{3E_a}{Z_0+Z_1+Z_2} 이다. 1선 지락에서는 영상·정상·역상 임피던스가 직렬로 합해지고 기전력이 3배로 나타나는 것이 핵심이며, 이 때문에 중성점 접지방식이 결정하는 영상 임피던스 Z0Z_0 가 지락전류 크기를 좌우한다.

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