[전기기사] 차단기 단락전류 계산법 (옴법, %법, 단위법)[실기]

1. 차단기 단락전류 계산법 
  1.1 옴법
  1.2 %법
  1.3 단위법

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아래 그림처럼 송전선의 S점에 3상 단락이 발생할 경우 단락전류와 단락용량을 계산하시요.

문제조건

G1 : 15[MVA], 11[kV], %ZG1= 30[%]                         G1 ----┐

G2 : 15[MVA], 11[kV], %ZG2= 30[%]                                   ├--------|T|----------X(S)--- 

T:    30[MVA], 11[kV]/154[kV], %ZT= 8[%]              G2 ----┘

송전선 TS사이 50[km], Zl=0.5[Ω/km]

 

정답

옴법

%법

$\%Z = \frac{PZ}{10V^2}$ 위의 식을 변형하면 $Z=\frac{\%Z10V^2}{P}$ ZG1=ZG2 = $\frac{30\times10\times154^2}{15\times10^3}$=474.32[Ω] Zt = $\frac{8\times10\times154^2}{30\times10^3}$=63.24[Ω] Zl = 0.5x50 = 25[Ω] $\frac{1}{1/474.32+1/474.32}$ = $\frac{474.32\times474.32}{474.32+474.32}$ 고장점에서 본 총 임피던스는 Z=$\frac{1}{1/474.32+1/474.32}$+63.24+25 =325.4[Ω] 단락전류 $I_s = \frac{E}{Z} = \frac{V/\sqrt3}{Z} = \frac{154\times10^3/\sqrt3}{325.4}$ = 273[A] 단락용량 $P_s = \sqrt3V_sI_s = \sqrt3\times(154\times10^3)\times273\times10^{-6}$ ≒ 73[MVA]

기준용량 30 [MVA] 정격전류 $I_n=\frac{P}{\sqrt3V}$ = $\frac{30\times10^6}{\sqrt3\times154\times10^3}$ = 112.47[A] %ZG1 = %ZG2=$\frac{30}{15}\times30[\%]$=60[%] %ZT=8[%] Zl = 0.5x50 = 25[Ω] $\%Zl = \frac{PZ}{10V^2}$ =$\frac{30\times10^3\times25}{10\times154^2}$ = 3.16....[%] 고장점에서 본 총 %임피던스는 [30MVA기준] %Z= $\frac{1}{1/60+1/60}$ + 8 + 3.16 =41.16[%] 단락전류 $I_s = \frac{100}{\%Z}I_n$ = $\frac{100}{41.16}\times112.47$ = 273[A] 단락용량 $P_s = \frac{100}{\%Z}P_n$ = $\frac{100}{41.16}\times30$ ≒ 73[MVA]

 

참고 : 건설종합기술정보, 전기기사 실기 2015-2

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아래 그림에서 송전단 전압을 PU법을 이용하여 구하여라.

19kV, Xg=15%  T: 20/154kV,300MVA Xt=8%                         T:154/24kV 280MVA Xt=9%          부하(Load): 22.9kV, 200MW+j100MVar

G----------Vs-----------|T|-----------------------------------선로-------------------------------|T|-------------Load------------>

                                     선로50km(0.05+j0.1)  

[풀이]

1. 기준량 설정

    1.1 기준용량 : 100MVA

    1.2 기준전압 : 송전단 20KV, 송전선로 154KV, 수전단 24KV

    1.3 기준 임피던스 : Zbase=$\frac{V^2}{P}$=$\frac{154^2}{100\times10^3}$ = 237.16[Ω]

2. 각 수치의 PU로 변환

     2.1 임피던스 

                      Xtspu = $0.08\times\frac{100}{300}$ = j0.0266 [pu]

                      Xl = (0.05+j0.1) x 50[km] = 2.5+j5.0  따라서 Xlpu = Xl/237.16 = 0.01+j0.021 [pu]

                      Xtrpu = $0.08\times\frac{100}{280}$ = j0.032 [pu]

     2.2 수전단 전압

                       Vrpu = 22.9/24 = 0.954 [pu]

     2.3 부하설비

                      Loadpu= (200-j100)/100 = 2-j1 [pu]

     2.4 부하전류

                       Ipu = Loadpu / Xrpu = (2.0-j1.0)/0.954 = 2.096-j1.048 [pu]

3. 송전단 전압

    Vspu = Ipu ( Xtspu+ Xlpu +Xtrpu ) + Vrpu

    Vspu = (2.096-j1.048) x ( j0.0266 + 0.01+j0.021 + j0.032 ) + 0.954 = 1.0557+j0.155 = 1.059

    Vs = 1.059x20kV = 21.942 [kV]  (20kV : 송전단전압)

참고 : 건설종합기술정보