[발송배전기술사] 계통에서 3상 단락 고장 발생 시 전용량 차단방식에 의한 고장전류 산출 및 차단기 용량 산정!

다음은 발송배전기술사 계산문제 중 계통에서 3상 단락 고장 발생 시 전용량 차단방식에 의한 고장전류 산출 및 차단기 용량 산출 풀이입니다.

[문제] 그림과 같은 계통의 S점에서 3상 단락고장이 발생한 경우 전용량 차단방식으로 고장전류 및 차단기 C의 용량을 구하시오. 단, 모선전압은 100[kV]이다.

[답]

1. 전용량 차단방식의 정의

  · 전용량 차단방식이란 S점 단락용량을 계산하여 이 보다 상위 값으로 차단기 용량을 선정하는 방법을 말한다.

 

2. S점에서 3상 단락고장이 발생한 경우 고장전류 산출

  1) 자기용량에 대한 값인 각 부의 임피던스를 기준용량 10[MVA]로 환산한다.

     (1) $G_{1}  발전기 : 20[ \%] \times  \frac{10}{200} =1[ \%]$

          $G_{1} 측 변압기 : 6[ \%] \times  \frac{10}{200} =0.3[ \%]$

     (2) $G_{2}  발전기 : 15[ \%] \times  \frac{10}{100} =1.5[ \%]$

          $G_{2} 측 변압기 : 5[ \%] \times  \frac{10}{100} =0.5[ \%]$

     (3) $G_{3}  발전기 : 8[ \%] \times  \frac{10}{50} =1.6[ \%]$

          $G_{3} 측 변압기 : 4[ \%] \times  \frac{10}{50} =0.8[ \%]$

     (4) 기준용량 $P_{n} = \sqrt{3} V_{n}I_{n}=10[MVA]$ 에서 기준전류 $I_{n}$은 $I_{n} =  \frac{ P_{n}}{\sqrt{3} V_{n}}   =  \frac{ 10 \times  10^{3} }{\sqrt{3} \times 100}   =57.7[A]$

  2) S점에서 본 합성임피던스 $\%Z$

    · $\%Z = (1+0.3) /  / (1.5+0.5) /  / (2+0.8+1.6)= \frac{1}{ \frac{1}{1.3}+\frac{1}{2,0}+ \frac{1}{4.4}} =0.679[\%]$

  3) 3상 단락고장전류 $I_{S}$ 산출

    · 3상 단락고장전류 $I_{S} =  \frac{100}{ \% Z }  \times I_{n}$ 이므로,

    · $I_{S} =  \frac{100}{ \% Z }  \times I_{n} =  \frac{100}{ 0.679}  \times 57.7=8,498[A]$

  4) 결론

    · 3상 단락고장전류는  $8,498[A]$ 이다.

 

3. 차단기 C의 용량 산정

  1) 단락용량을 계산하여 이 보다 상위 값으로 차단기 용량을 선정하면 되므로

  2) 단락용량 $P_{S}$ 산출

    · 단락용량 $P_{S}=\frac{100}{ \% Z }  \times P_{n}$ 이므로,

    · $P_{S}=\frac{100}{ \% Z }  \times P_{n} = \frac{100}{ 0.679 }  \times 10 =1,473[MVA]$ 

  4) 결론

     · 차단기 C의 차단용량은 $1,473[MVA]$ 이상 이어야 한다.

 

4. 끝맺음말

  1) 계통의 S점에서 3상 단락고장이 발생한 경우 전용량 차단방식의 3상 단락고장전류는  $8,498[A]$ 이고,

  2) 차단기 C의 차단용량은 $1,473[MVA]$ 이상 이어야 한다.

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 계산문제로 나올 법한 계통에서 3상 단락 고장 발생 시 전용량 차단방식에 의한 고장전류 산출 및 차단기 용량을 산출해보았습니다.