다음은 발송배전기술사 계산문제 중 송전선로상에서 3상 단락고장 발생 시 차단기의 용량산출 풀이입니다.
고장점 임피던스, 단락전류, 차단기 용량, 결론 순으로 서술하겠습니다.
[문제] $F _{1}$점에서 3상 단락고장이 발생한 경우, 다음 물음에 답하시오.
1) $F _{1}$점에 유입되는 고장전류[kA]
2) 차단기 C의 차단용량[MVA]
(단, 모선전압은 345[kV]이고, 각 부분의 설비용량과 임피던스는 그림과 같다.)
[답]
1. 고장점 임피던스
1) 100[MVA] 기준 임피던스 환산
· $X_{G1} =10[\%] \times \frac{100}{200} =5[\%]$ · $ X_{T1} =10[\%] \times \frac{100}{200} =5[\%]$
· $X_{G2} =10[\%]$ · $ X_{T2} =10[\%]$
· $X_{G3} =10[\%] \times \frac{100}{50} =20[\%]$ · $ X_{T3} =10[\%] \times \frac{100}{50} =20[\%]$
· $X_{G4} =20[\%]$ · $ X_{T4} =10[\%]$
· $X_{R} =5[\%]$
2) 고장점 임피던스($X_{F}$)
· $X_{a} = \frac{10 \times 20}{10+20} =6.67[ \%]$
· $X_{b} = 5+ \frac{30 \times 40}{30+40} =22.14[ \%]$
· 따라서, 고장점 임피던스($X_{F}$)는
· $X_{F} = \frac{ X_{a} \times X_{b} }{X_{a} + X_{b}} = \frac{6.67 \times 22.14}{6.67 + 22.14 } =5.126[\%]$
2. 단락전류($I_{S}$)
· $I_{S}= \frac{100}{\% X_{F}} \times I_{n} = \frac{100}{5.126} \times \frac{100 \times 10^{3} }{ \sqrt{3} \times 345 } = 3.265[kA]$
3. 차단기 C의 차단용량
· 차단기 C의 동작조건은 좌·우 측 모두 보호구간이므로 임피던스가 적은 것을 적용하면 된다.
· $P_{S}= \frac{100}{\% X_{a}} \times P_{n} = \frac{100}{6.67} \times 100 = 1,500[MVA]$
4. 결론
1) $F _{1}$점에 유입되는 고장전류[kA]는 $3.265[kA]$
2) 차단기 C의 차단용량은 $1,500[MVA]$
오늘은 발송배전기술사 계산문제로 나올 법한 송전선로상에서 3상 단락고장 발생 시 차단기의 용량을 산출해보았습니다.
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