개념 한 쪽
송전 계통을 안정적으로 운영하려면 고장을 대비한 보호 방식과 전력 손실·안정도를 함께 다룬다. 주보호가 멈췄을 때 대신 동작하는 후비보호, 송전선로에서 가장 잦은 지락사고, 그리고 직렬 리액턴스를 줄이는 안정도 대책이 서로 맞물린다.
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출제기준 단원 「전력손실의 경감」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 후비보호 정정 판단 | 1 | 백업 보호의 정정값이 주보호와 같은지 가리기 |
| 안정도 향상 대책 고르기 | 1 | 직렬 리액턴스를 늘리는 선지가 대책인지 판단하기 |
| 직격뢰 차폐 설비 구분 | 1 | 전선 상부에서 낙뢰를 대신 받는 설비를 고르기 |
후비보호계전기는 주보호가 부동작하거나 결함이 있을 때 대신 동작하는 백업 보호다. 주보호가 먼저 동작할 시간을 주어야 하므로 동작시간을 지연시키는 등 정정값을 주보호와 다르게 설정한다. 정정값을 주보호와 같게 두면 백업의 의미가 사라진다.
송전선로에서 가장 많이 발생하는 사고는 지락사고다. 번개나 애자 표면의 오염, 이물 접촉 등으로 전선이 대지와 이어지며 생긴다. 단락사고는 대부분 지락이 원인이 되어 일어나는 2차 사고에 가깝고, 단선이나 지지물 전도는 빈도가 낮다.
안정도는 계통이 외란을 받아도 발전기가 동기를 유지하는 능력이다. 최대 전송 전력은 P = (E·V/X)·sinδ로 나타나므로 직렬 리액턴스 X가 작을수록 최대 전송 전력이 커지고 안정도가 높아진다. 그래서 병행 다회선·복도체, 속응여자 방식, 고속도 차단기가 향상 대책이 되고, 직렬 리액턴스를 늘리거나 회선수를 줄이는 것은 오히려 안정도를 떨어뜨린다.
직격뢰를 막는 차폐효과가 가장 큰 것은 전선 상부에 설치해 접지한 가공지선이다. 낙뢰를 대신 받아 대지로 방전시킨다. 매설지선은 지락 전위를 낮추고, 서지흡수기는 유입 서지를 흡수하며, 정전방전기는 정전기를 방전시키는 장치라 직격 차폐와는 역할이 다르다. 역삼락은 낙뢰 전류가 탑각 접지저항을 흐르며 철탑 전위가 상승해 생기므로 접지저항을 작게 하는 것이 가장 유효하다.
유도 장해를 막는 전력선측 대책으로는 연가, 중성점 고저항 접지, 차폐선 설치가 있다. 배류 코일은 지락 시 정전용량성 전류를 보상해 아크를 소화하는 장치라 유도 장해 방지와는 목적이 다르다. 초호각은 이상전압 때 애자 대신 호각 간극에서 방전이 일어나게 해 애자 파손을 막는다.
피뢰기에서 방전이 시작되는 순간의 단자전압 순시값은 방전개시 전압이고, 방전 중 단자전압의 파고값은 제한전압이라 한다. 제한전압이 낮을수록 피뢰기 성능이 좋다.
보호계전기 문제는 후비보호의 정정값이 주보호와 같다고 하는 선지를 함정으로 낸다. 백업은 늦게, 다르게 동작한다는 원리로 걸러낸다. 안정도 문제는 직렬 리액턴스를 늘리거나 회선수를 줄이는 방향의 선지가 답이 된다. 직격뢰 차폐를 물으면 가공지선을, 역삼락 방지를 물으면 탑각 접지저항 저감을 고른다.
후비보호계전기방식의 설명으로 틀린 것은?
정답 ① · 문항은 후비(백업) 보호계전기의 설명 중 틀린 것을 묻고 있다. 후비보호는 주보호가 동작하지 못할 경우를 대비한 백업으로 동작시간이나 정정값을 주보호와 다르게 설정해 협조하도록 하는 것이 원칙이다.
후비보호계전기는 주보호 부동작 시 동작하는 백업 보호로, 주보호와 정정값을 다르게 설정한다.
송전선로의 아정도 향상 대책이 아닌 것은?
정답 ③ · 문제는 송전선로의 안정도 향상 대책이 아닌 것을 찾으라고 요구하고 있다. 전송전력 식 P = EV sinδ / X에서 직렬 리액턴스 X를 증가시키면 전송능력과 안정도가 저하되므로 X 증가(직렬리액턴스 증가)는 향상 대책이 아니다.
전송전력 P = EV sinδ/X이므로 직렬 리액턴스 증가는 안정도를 낮춘다 — 향상 대책이 아니다.
다음 중 직격뢰에 대한 차폐효과가 가장 큰 것은?
정답 ① · 문제는 직격뢰(직접적인 낙뢰)에 대한 차폐효과가 가장 큰 대책을 묻고 있다. 가공지선은 전선 상부에 설치되어낙뢰를 대신 받아 안전하게 대지로 흘려보내므로 직격뢰 차폐 효과가 가장 크다.
직격뢰 차폐는 전선 상부의 가공지선이 낙뢰를 대신 받아 대지로 방전시키는 방식이라 효과가 가장 크다.
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