IEC-단락전류-계산방법
IEC단락전류 계산방법에 대하여 다음 4가지 전류의 의미와 계산하는 방법 및 차단기 전격 선정과 보호협조의 전용(I”k,Ip,Ib,Ik)
전력계통에 있어서 단락전류를 구하는 경우 그 값을 사용하는 목적은 다음과 같다.
- 계통의 차단기, 퓨즈의 선정
- 계전기의 조정
- 계통의 기계적 강도에 대한 고려
- 계통의 열적 강도에 대한 고려
단락전류의 형태
IEC 60909 계산방법 및 적용
1) IK”
(Inital Symmetrical Short Circuit Current)
- 정의 : 차과도 리액턴스에 의해서 제한되는 초기 대칭 단락전류를 의미한다.
- 계산방법 : 초기 과도전류의 교류 실효치는 다음 식으로 계산한다.
\[I_K”=\frac{CV_n}{\sqrt{3}\times Z_K}\]
\[C: Voltage Factor, V_n:공칭전압 \]\[Z_K:고장상태에서의 등가임피던스\]
| 공칭전압 | 최대단락전류 | 최소단락전류 | |
|---|---|---|---|
| 저전압 | 1,000[V]이하 | 1.05 | 1.00 |
| 중전압 | 1[kV]초과 35[kV]이하 | 1.10 | 1.00 |
| 고전압 | 35[kV]초과 230[kV]이하 | 1.10 | 1.00 |
- 적용 : 초기과도전류는 고, 저압 퓨즈 차단용량을 결정하는데 사용되고, 또한 다른 계산의 기초가 된다.
2) Ip
(Peak Short Circuit Current)
- 정의 : 단락전류의 최대치를 말한다
- 계산방법 : 초기과도전류의 최대치는 첫 주파수의 파고치를 다음 식으로 계산한다.
\[I_P=\frac{\sqrt2\times X\times I_K”}{R},\frac{X}{R}:직류분, \sqrt2\cdot I_K” : 최대치\]
- 적용 : 초기 과도전류의 최대치는 차단기의 투입 정격을 결정하는 데 사용되고, 또한 단락전류에 의한 기계적인 힘을 계산하는 데 적용된다.
3) Ib
(Symmertrical Breaking Current)
- 정의 : 차단기 접점이 개극되는 순간에 흐르는 대칭전류를 의미한다
- 계산방법
| 대칭단락전류의계산 | 교류전위의감쇄원인이되는요인 |
|---|---|
| ·동기기의경우Ib=uI”K ·비동기기의 경우 Ib=uqI””K ·여기서 u와q는 교류전류의 감쇄원이 되는 요소 | ·각 기기의 단락전류에의 기여도 ·X/R Ratio ·차단기의 개극시간 ·회전기의 특성에 따라 달라지는 계수 |
- 적용 : 차단기의 차단 용량을 계산하는 데 적용한다.
4) IK
(Stead State Short Curcuit Current)
- 정의 : 과도 상태가 지난후 정상 상태로 되었을 경우에 흐르는 전류를 말한다
- 계산방법
\[I_{K-max}=\lambda_{max}\times I_{rG}\]
\[I_{K-min}=\lambda_{min}\times I_{rG}\]
\[\lambda 발전기의 유기전압과 초기 대칭 단락전류 사이의 비율함수\]
\[I_{rG}:발전기의 등급\]
- 적용 : 발전기의 단락비 또는 동기 임피던스를 고려하는 데 참고가 된다
단락전류의 종류별 사용
| 고장전류 | 사이클 | 발전기 | 회전기 | 전동기 | 사용 |
|---|---|---|---|---|---|
| 사이클 | 1/2 | – | \[X”_d\] | \[X”_d\times (1~1.2)\] | 케이블 굵기, 순시Tap선정,ACV,PF선정 |
| Interrupting | 3~8 | \[X”_d\] | \[X’_d\] | \[X”_d\times (1.5~3)\] | 고압 및 특고압 차단기 용량 선정 |
| SteadyState | 30 | \[X’_d\] | – | – | 한시Tap선정 |
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