개념 한 쪽
전력계통의 운전에서는 부하의 성질과 신뢰도를 수치로 평가한다. 여러 수용가의 최대전력을 합칠 때 생기는 차이를 부등률로, 설비가 실제로 쓰이는 정도를 수용률과 부하율로 나타낸다. 고장이 났을 때는 접지 방식과 %임피던스가 고장 전류의 크기를 결정한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
출제기준 단원 「계통의 운전 및 신뢰도」의 공개 문제 2개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 부등률 계산 | 1 | 개별 최대수용전력 합과 합성 최대수용전력으로 부등률 구하기 |
| 접지 방식 특성 판단 | 1 | 지락 시 이상전압이 최저가 되는 중성점 접지 방식 가리기 |
부등률은 각 수용가의 최대수용전력 합을 합성 최대수용전력으로 나눈 값이다. 모든 수용가가 동시에 최대 부하가 되는 일은 거의 없으므로 합성 최대전력은 개별 합보다 작아지고, 부등률은 1 이상이다(모두가 동시에 최대가 되면 1). 분모와 분자를 바꾸면 1보다 작은 값이 나오므로 방향을 잡는 실마리가 된다.
합성 최대전력은 설비용량 × 수용률 ÷ 부등률로 구한다. 수용률은 곱하고 부등률은 나눈다는 구분이 핵심이다. 부등률을 곱해버리면 개별 합보다 큰 엉뚱한 값이 나온다. 부하율은 1일 사용전력량을 최대전력 × 24로 나눈 값으로, 하루 평균 전력이 최대 전력의 몇 퍼센트 수준인지 보여준다.
단락고장 때 고장점에서 흐르는 피상전력은 기준 용량 ÷ (%임피던스 ÷ 100)으로 구한다. %임피던스가 작을수록 고장 용량이 커진다. %를 소수로 바꾸지 않으면 결과가 100배 어긋나므로 주의가 필요하다.
지락 고장이 나면 건전상의 대지 전압이 올라가는 이상전압이 생기고, 그 크기는 중성점 접지 방식에 따라 달라진다. 중성점을 직접 접지하면 중성점 전위가 대지로 고정되어 이상전압이 가장 낮지만 지락전류는 커진다. 반대로 비접지식은 이상전압이 최대가 된다. 접지가 강할수록 이상전압은 작아지고 지락전류는 커지는 반대 관계다.
수용가 4개의 최대수용전력이 각각 70, 75, 85, 100kW이고 합성 최대수용전력이 250kW일 때, 부등률은 (70+75+85+100) ÷ 250 = 330 ÷ 250 = 1.32다.
66kV 계통에서 3상 단락고정이 발생했을 때, 고장점에서 바라본 계통의 정상 상태 등가 임피던스를 100MVA를 기준으로 환산하면 25%가 된다. 이때 고장 피상전력 = 100 ÷ (25 ÷ 100) = 400MVA다. 계통 전압인 66kV는 이 계산에 쓰이지 않는다.
3상 부하전류는 P = √3VIcosθ에서 I = P ÷ (√3 × V × cosθ)로 구한다. √3(1.732)과 역률 cosθ를 빠뜨리면 오답이 나온다.
연간 최대수용전력이 70kW, 75kW, 85kW, 100kW인 4개의 수용가를 합성한 연간 최대수용전력이 250kW이다.이 수용가의 부등률은 얼마인가?
정답 ② · 문제는 개별 최대수용전력 합과 합성 최대수용전력으로 부등률을 계산하는 문제이다. 부등률은 개별 최대수용전력 합을 합성 최대수용전력으로 나눈 값이므로 (70+75+85+100)÷250 = 330÷250 = 1.32가 된다.
부등률=개별 최대수용전력의 합÷합성 최대수용전력=330÷250=1.32다.
송전계통의 중성점을 접지하는 목적으로 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 송전계통의 중성점 접지는 대지전위 상승 억제, 소호리액터에 의한 아크 소멸, 지락 보호 계전기의 확실한 동작 등을 목적으로 합니다. 하지만 중성점 접지를 실시하면 1선 지락 시 고장 전류가 크게 증가하므로 차단기가 차단해야 하는 전류(차단용량)가 오히려 커지게 됩니다.
중성점 접지는 지락전류를 크게 하므로 차단기의 차단용량은 경감되지 않고 오히려 증가한다.
선로의 부하가 균일하게 분포되어 있을 때 배전선로의 전력손실은 이들의 전부하가 선로의 말단에 집중되어 있을때에 비하여 어느 정도가 되는가?
정답 ③ · 문항은 부하가 선로에 균일 분포할 때 전력손실이 말단에 집중된 동일 총부하 상황에 비해 얼마인지 묻는다. 균일 분포에서는 선로를 따라 전류가 선형적으로 감소하므로 손실은 전류 제곱의 적분 결과로 말단 집중 부하의 1/3이 된다.
부하가 균일 분포하면 전류가 선로를 따라 줄어 손실은 말단 집중 부하의 1/3이 된다.
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