고장 계산✦

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1.%임피던스법

(1)%임피던스 (E : 상전압)

\[\%Z=\frac{전압강하}{전체전압}=\frac{I\cdot Z}{E}\times 100 \]

여기서 E[V] : 상전압

단상인경우 (V : 상전압)

\[\%Z=\frac{Z\cdot P}{10V^2}\]

3상인경우 (V : 선간전압)

\[\%Z=\frac{Z\cdot P}{10V^2}\]

(2)단락전류

\[ I_s=\frac{E}{Z}\times 100=\frac{I_n}{\%Z}\times 100=\frac{100}{\%Z}\frac{P_n}{\sqrt{3V}}[A]\]

단락용량<차단용량

\[정격전압(V_n)=공칭전압(V)\times 1.1\]

\[단락용량=\sqrt3\times 단락전류\]

\[차단용량=정격전압\times 단락전류\]

\[정격용량=\sqrt3V\times 단락전류\]

\[충전용량=\sqrt3V\times 충전전류\]

2.대칭좌표법

(1)대칭전압(전류)

\[영상분=V_0=\frac{1}{3}(V_a+V_b+V_c)\]

\[정상분=V_0=\frac{1}{3}(V_a+aV_b+a^2V_c)\]

\[역상분=V_0=\frac{1}{3}(V_a+a^2V_b+aV_c)\]

(2)불평형 전압(전류)

\[a상\ V_a=V_0+V_1+V_2\]\[b상\ V_b=V_0+a^2V_1+aV_2\]\[c상\ V_c=V_0+aV_1+a^2V_2\]

(3)발전기의 기본식

\[V_0=-I_0Z_0,\ V_1=E_1-I_1Z_1,\ V_2=-I_2Z_2\]

(4)고장별 대칭분 전류의 크기

종류	대칭분	전류의크기
3상단락	정상분	\[I_1\ne 0,\ I_0=I_2=0\]
선간단락	정상분, 역상분	\[I_1=-I_2\ne 0,\ I_0=0\]
1선지락	정상분, 역상분, 영상분	\[I_1=I_2=I_0/ne 0\]

\[I_1 : 정상분,\ I_2 : 역상분,\ I_0 : 영상분 \]

\[지락전류 I_g=3I_0=\frac{3E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}\]

(5)각 기기별 임피던스

변압기

\[Z_1=Z_2=Z_0\]

송전선로

\[Z_1=Z_2\lt Z_0,\ Z_0=4Z_1\]

발전기

\[Z_1\ne Z_2\]

3.피뢰기

(1)구조

직렬갭
속류를 차단하는 부분, 재헌전압이 낮아야 함

특성요소
뇌전류 방전하는 부분, 정격전압이 높아야 함

실드링
전자기적 충격으로부터 보호하는 부분

(2)피뢰기 전압

정격전압
속류 차단 시 최고전압

충격방전 개시전압(충격파의 최댓값)
이상전압을 방전하기 시작하는 전압

상용주파 방전개시전압
정격전압의 1.5배 이상에서 방전되는 전압

제한전압
방전 중의 단자전압의 파고값(절연 협조의 기본값)

(3)피뢰기의 구비조건

속류차단 능력이 클 것
상용주파 방전개시전압은 높을 것
제한전압 및 충격방전 개시전압이 낮을 것
제한전압 및 충격방전 개시전압이 낮을 것
방전내량이 클 것
내구성 및 경제성이 있을것

(4)절연협조

절연협조의 기준 : 피뢰기의 제한전압

선로, 애자>부싱, 차단기>변압기>피뢰기 제한전압

4.이상전압에 대한 방호 장치

(1)가공지선

설치 : 지지물의 최상단

목적 : 직격뢰 및 유도뢰 차폐, 통신선에 대한 전자유도 장해 경감

(2)매설지선

목적 : 역섬락(철탑에서 전선으로 방전)방지

대비책 : 탑각의 접지 저항 감소

(3)개폐 저항기

개폐 서지 이상전압의 억제

(4)서지흡수기

변압기, 발전기 등을 서지로부터 보호

5.변압기

변압기 결선방식✶

변압기 결선의 종류와 특징⁕

(1)Y-Y결선

(2)Δ-Δ결선

(3)V-V결선

(4)단권변압기

단권변압기✶

단권 변압기⁕

단권변압기의 특징
- 고압/저압의 비가 10 이하에 유리하다
- 분로 권선은 가늘어도 되어 재료 절약한다
- 누설자속이 없어 전압 변동률이 작다
- 1차와 2차 권선의 절연이 어려워 단락 시 대전류가 흘러 위험하다

자기용량

\[\omega=e_2I_2[W]\]

부하용량

\[W=V_hI_2[W]\]

\[\frac{자기용량}{부하용량}=\frac{V_h-V_l}{V_h}\]

(5)계기용 변압기와 변류기

계기용 변압기(PT)
- 2차 정격 : 110[V]
- 점검 시 2차측 개방 : 과전류 방지

계기용변류기
- 2차정격 : 5[V]
- 점검 시 2차측 단락 : 과전압 방지

(6)3권선 변압기(Y-Y-Δ)

Δ결선 역할 : 발전소 내에 전력 공급, 제3고조파 억제

6.차단기

(1)차단기의 종류

차단기의 종류⁕

(2)차단기의 정격용량

\[P_s=\sqrt3\times V\times I_s\times10^{-6}[MVA]\]

차단기 2

차단기 관련용어⁕

(3)차단기의 정격차단시간

차단기의 정격차단시간=개극시간+아크소호시간
차단기의 정격 파단시간(표준) :
3[Hz], 5[Hz], 8[Hz]

(4)차단기의 표준 동작책무에 따른 분류

(5)전력퓨즈(PF)

단락전류 차단, 소형 고속도 차단, 재투입 불가능

(6)단로기(DS)

소호기능이 없어 부하전류나 사고전류를 차단할 수 없다
투입시 : 단로기-차단기
차단시 : 차단시-단로기

7.보호 계전 방식(1)

보호계전기의 개요⁕

(1)동작시한에 의한 분류

정한시
정정된 값 이상의 전류가 흐를 때 크기와 무관하게 일정시간 지연 후 동작

반한시
정정된 값 이상의 전류가 흘러서 그 크기와 와 동작시간 반비례하여 동작하는 특성곡선의 기울기에 따라 Standard Inverse, Very Inverse, Extremely Inverse, Long time Inverse가 있음.

정한시성 반한시
정한시와 반한시 특성의 조합된 특성

순한시(순시)
정정된 최소동작전류 이상의 전류가 흐르면 지연 없이 동작
순시는 일반적으로 30ms 이하로 동작

(2)보호 종류에 따른 분류

전기적이상

차동계전기(소용량)
비율차동계전기(대용량)
반한시 과전류계전기(외부)

기계적 이상

부흐홀쯔계전기(변압기보호)
– 가스 온도 이상 검출
– 주탱크와 컨서베이터 사이에 설치
온도계전기
압력계전기(서든프레서)

(3)선로보호

방사상선로

1단에만 전원존재 : 과전류계전기(OCR)
양단에 전원존재 : 방향단락계전기(DS), 과전류계전기(OCR)

환상선로

1단에만 전원존재 : 방향단락계전기(DS)
양단에 전원존재 : 방향거리계전기(DZ)

(4)선택지락계전기(SGR)

선택지락계전기⁕

병행 2회선 송전 선로에서 한쪽의 1회선에 지락 사고 시 회선만을 선택 차단
구성 : 선택지락계전기(SGR)+접지형계기용변압기(ZPT)+영상변류기(ZCT)

(5)표시선계전기

방향비교방식, 전압방향방식, 전류순환방식

(6)반송계전방식

방향비교방식, 위상비교방식, 전송차단방식