개념 한 쪽
고압 배전선로의 보호방식은 고장 전류를 끊거나 사고 구간을 분리하는 기기들로 이루어진다. 다만 부하를 예비선로로 옮기는 설비는 차단 기능이 없어 차단방식에서 제외된다. 이 단원은 선로 보호기기의 역할 구분과 함께 송전전력 계산, 피뢰기 용어까지 함께 다룬다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「고속도 재폐로방식 등」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 차단방식 판별 | 1 | 보호기기 중 차단 기능이 없는 부하전환 설비를 가리기 |
| 송전전력 계산 | 1 | 상차각과 리액턴스로 무손실 선로의 송전전력을 구하기 |
| 피뢰기 용어 정의 | 1 | 제한전압의 뜻을 방전개시전압과 구별해 고르기 |
고압 배전선로의 보호기기는 사고 전류를 끊거나 사고 구간을 떼어내는 역할을 한다. 퓨즈는 과전류가 흐르면 열로 녹아 끊어지고, 리클로저는 고장전류를 자동 차단했다가 일정 시간 후 재투입을 반복한다. 섹셔널라이저는 리클로저와 짝을 이루어 고장 구간만 골라 분리한다.
반면 ALTS(자동부하전환스위치)는 한쪽 선로에 정전이 생기면 수용가 부하를 예비 선로로 자동으로 옮겨 주전을 계속하게 하는 장치다. 전기를 옮기는 스위치일 뿐 고장전류를 차단하는 기능이 없으므로 고장 전류의 차단방식에 속하지 않는다.
선로 손실을 무시하면 송전전력은 P = (송전전압 × 수전전압 × sin δ) ÷ 리액턴스로 구한다. δ는 양단 전압의 상차각이다. sin 값이 주어지지 않으면 sin 40° = cos 50°처럼 cos 값으로 바꿔 쓸 수 있다.
피뢰기의 제한전압은 방전(동작) 중 뇌 전류가 피뢰기를 통해 흘러가는 순간 단자 사이에 나타나는 전압의 파고치다. 방전개시전압이 방전이 시작되는 순간의 전압인 것과 구별하며, 제한전압은 낮을수록 보호 성능이 좋다고 평가한다.
무손실 선로의 송전전력 계산을 풀어 본다. 송전단 161kV, 수전단 155kV, 상차각 40°, 리액턴스 50Ω일 때 sin 40° = cos 50° = 0.643을 쓰면 P = 161 × 155 × 0.643 ÷ 50 ≈ 320.9 이므로 약 321MW가 된다. kV × kV ÷ Ω = MW로 단위가 맞아떨어진다. cos 40° = 0.766을 잘못 쓰면 408MW, 위상각 항을 빠뜨리면 580MW가 나오는 함정이 있다.
고장 차단방식을 묻는 문제는 퓨즈·리클로저·섹셔널라이저와 ALTS를 구별하게 한다. ALTS는 부하전환(Load Transfer) 설비로 차단 기능이 없다는 점이 답의 근거다.
고압 배전선로의 보호방식에서 고장 전류의 차단방식이 아닌 것은?
정답 ④ · 문항은 고압 배전선로의 보호 방식 중 고장 전류를 차단하는 방식이 아닌 것을 묻고 있다. 퓨즈, 리클로저, 섹셔널라이저는 모두 고장전류를 분리·차단하여 결함 구간을 격리하는 보호장치 계열이다.
퓨즈·리클로저·섹셔널라이저는 고장전류 차단(분리) 계열, ALTS는 예비선로로 부하를 자동 전환하는 설비라 차단방식이 아니다.
송전단 전압이 161kV, 수전단 전압이 155kV, 송수전단 전압의 상차각이 40°, 리액턴스가 50Ω일 때, 선로 손실을 무시하면 송전전력은 약 몇 MW인가? (단, cos 40°=0.766, cos 50°=0.643이다.)
정답 ② · 문제는 무손실 선로에서 송전·수전 전압과 상차각, 리액턴스를 주고 송전전력을 계산하는 문제이다. 무손실 선로에서는 P=Vs·Vr·sinδ/X 공식을 사용하며 sin40°는 주어진 값(=cos50°)=0.643이다.
무손실 선로의 송전전력 P=VsVr·sinδ/X이고, 161×155×0.643÷50×10⁶ ≈ 321MW이다.
피괴기의 제한전압이란?
정답 ③ · 문항은 피뢰기의 제한전압이 무엇을 의미하는지 묻고 있다. 제한전압은 피뢰기가 동작(방전)하는 동안 단자 사이에 나타나는 최고 전압 피크치를 가리키며, 값이 낮을수록 보호 성능이 우수하다.
피뢰기 제한전압은 방전(동작) 중 단자 사이에 나타나는 전압의 파고치로, 낮을수록 보호 성능이 좋다.
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