[발송배전기술사] 중성점 잔류전압!

다음은 발송배전기술사 송전공학 문제 중 중성점 잔류전압에 대한 설명입니다.

중성점 잔류전압의 정의 및 개요도, 발생요인, 크기, 영향, 저감대책 순으로 서술해 보겠습니다.

[문제] 송전선로에서 발생되는 중성점 잔류전압(Residual Voltage)에 대하여 설명하시오.(제110회 2교시, 제112회 1교시)

[답]

1. 중성점 잔류전압(Residual Voltage : $E_{n}$)의 정의 및 개요도

  1) 중성점 잔류전압(Residual Voltage : $E_{n}$)의 정의

    · 송전선로의 각 상의 정전용량은 연가의 불충분으로 인해 다소간의 차이가 있어 중성점 비접지 방식에서는 중성점에

      전위가 존재하게 되는데, 이 전압을 중성점 잔류전압(Residual Voltage)이라 한다.

  2) 개요도

 

2. 중성점 잔류전압 발생요인

  1) 정상상태

    · 송전선의 연가 불충분으로 인한 3상 대지정전용량의 불평형으로 인해 발생

  2) 과도상태

     (1) 차단기의 3상 동시 미개폐, 단선 등으로 인한 정전용량의 불평형으로 인해 발생

     (2) 부하의 불평형으로 인해 발생

 

3. 중성점 잔류전압의 크기

  1) 조건

    · $\dot{ E_{a} } = E_{a}$,   $\dot{ E_{b} } = a ^{2} E_{a}$,   $\dot{ E_{c} } = a E_{a}$        · $a=- \frac{1}{2} +j \frac{ \sqrt{3} }{2} $

  2) 충전전류

    · $\dot{ I_{a} }=j \omega  C_{a} (\dot{ E_{n} }+\dot{ E_{a} })$        · $\dot{ I_{b} }=j \omega  C_{b} (\dot{ E_{n} }+\dot{ E_{b} })$        · $\dot{ I_{c} }=j \omega  C_{c} (\dot{ E_{n} }+\dot{ E_{c} })$ 

    · $\dot{ I_{a} }+\dot{ I_{b}  }+\dot{ I_{c}  }= 0$(∵중성점 비접지이므로)

  3) 중성점 잔류전압($ \dot{ E_{n} } $) 산출

    · $ j \omega \dot{ E_{n} }( C_{a}  +C_{b}  +C_{c} )+ j \omega (C_{a}  \dot E_{a}+C_{b} \dot E_{b}+C_{c} \dot E_{c})=0$

    · $\dot{ E_{n} }= -  \frac{C_{a} \dot E_{a}+C_{b} \dot E_{b}+C_{c} \dot E_{c}}{ C_{a}  +C_{b}  +C_{c} }$

  4) 조건을 대입하고 정리하면

  · $| \dot{ E_{n} }  | = \frac{ \sqrt{ C_{a}(C_{a}-C_{b})+  C_{b}(C_{b}-C_{c})+ C_{c}(C_{c}-C_{a})} }{ C_{a}+C_{b}+C_{c}}  \times  \frac{V}{ \sqrt{3} } [V]$

 

4. 중성점 잔류전압의 영향

  1) 유도장해 발생

     · 중성점의 잔류전압으로 인해 중성점에 전류가 흐르게 되고, 이 것이 유도장해의 원인인 기유도전류($3 \dot{ I_{0} } $)로 나타

       나게 된다.

  2) 인·축에 위험 초래

     · 중성점의 전위상승으로 인해 인·축에 대한 감전 등 위험초래

  3) 소호리액터  접지방식 : 직렬공진시 중성점에 영상전류가 흘러 이상전압 발생, 유도장해 발생

  4) 다중 직접접지방식 : 중성선과 연결된 부하의 전위상승으로 절연레벨 상승

  5) 저항접지계통

     (1) 각 선의 인덕턴스 불평형으로 인해, 각 상의 전압강하가 달라진다.

     (2) 3상 불평형으로 수전단측 역률저하

 

5. 중성점 잔류전압의 저감대책

  1) 송전선로 연가

     · 송전선로 연가(회전식, Jumper Type)를 통하여 정전용량의 평형유지

  2) 소호리액터의 과보상

     · 소호리액터의 용량을 공진을 벗어날 수 있도록 약 10[%] 정도 과보상

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 송전공학 문제로 나올 법한 중성점 잔류전압에 대하여 알아 보았습니다.