– 도면과 같은 345kV 변전소의 단선도와 변전소에 사용되는 주요 제원을 이용하여 다음 각 물음에 답하시오.* 내가 개인적으로 공부할 때 가장 좋아하는 형태의 문제야.단답 문제, 계산 문제가 섞인 종합선물세트다.요즘 공부할 때 하루에 많은 문제를 풀지 않고 있기 때문에 이렇게 작은 문제가 많고 계산 문제와 단답 문제가 섞여 있는 문제가 나오면 좋겠다. 한꺼번에 여러 문제를 푼 것 같은 느낌이 들기 때문이다.어쨌든 이 문제의 핵심은 작은 문제(3)번이다.(3)번 문제를 풀어가는 과정이 재미있었다.나머지 문제는 단답암기 형태의 문제다.
(1) 도면의 345[kV] 측모선 방식은 어떤 모선 방식인가?(2)도면에서 ①번 기기의 설치 목적은 무엇인가?(3)도면에 주어진 제원을 참조하여 주변압기에 대한 등가% 임피던스(ZH, ZM, ZL)를 구하고 ②번 23[kV] VCB의 차단용량을 계산하시오. (단, 그림과 같은 임피던스회로는 100[MVA]기준이다.) ① 등가% 임피던스 (ZH.ZM.ZL) ② 23[kV]VCB 차단용량 (4)도면의 345[kV]GCB에 내장된 계전기용 BCT의 오차계급은 C800이다. 부담은 무엇[VA]인가?(5)도면의 ③번 차단기의 설치 목적을 설명하시오, (6)도면의 주변압기 1 Bank(단상 x 3대)를 증설하여 병렬 운전을 하고자 한다. 이때 병렬운전을 할 수 있는 조건 4가지를 적어라.문제를 하나씩 확인하면서 하나씩 따가자.
(1)변전소의 단선도를 보면#1 BUS#2 BUS라고 표시된 부분이 있다.이것이 의미하는 것은 전력의 모선이 2홈런이라는 뜻이다.하나의 모선만 들어와서 전력을 공급하는 것이 아니라 2개 모선이 연결되어 있는 형태를 “이중 모선 방식”으로 알려졌다.이중 모선 방식은 하나의 모선이 고장 나거나 사고가 발생하더라도 다른 하나의 모선이 여유가 있어, 무정전으로 전력을 공급할 수 있다.또 한 모선에 연결된 설비를 점검하기 때문에 전원을 끄지는 않고 예비 모선에 연결시키고 점검하는 모선을 점검하면 무 정전으로 전력을 공급할 수도 있다.즉, 고장이 발생할 때나 점검할 때도 무 정전으로 공급할 수 있다는 장점이 있다.(2)도면에서 가장의 기기는 Sh.R라는 기호로 표시되어 있어 보조 설치에도 분로 리액터와 쓰여지고 있다.즉, 분 이슬 리액터의 역할을 묻는 문제이다.분로 리액터에서 리액터(L)은 지상 분을 전원 공급한다.기본적으로 우리가 알고 있는 콘덴서(C)이 아니라 리액터를 설치하는 이유는 무엇일까?콘덴서의 역할이 역률 개선으로 있는 것으로 알고 있다.그런데, 리액터를 설치하면 역률이 나빠질 텐데 왜 설치할까?바로 콘덴서가 너무 과잉 보상하면 오히려 송전 끝 전압보다 수전단의 전압이 올라”페란 티 현상”이 발생하기 때문이다.즉, 병렬로 리액터를 만들어 놓고 콘덴서가 과잉 보상하면 리액터에서 역률을 정상 범위에 돌리고 페란 티 현상을 막는 것이다.(3)변압기가 3권선 변압기에 연결됐다.1차 345kV, 2차는 154kV, 3차는 23kV전원을 각각 공급할 수 있다.그런데 세권 선 변압기의 등가 모선에서%Z(퍼센트 임피던스)이 1~2차 동안 1~3차 동안 2~3차 간의%Z값이 주어졌다.각 변압기의%Z를 계산한다는 문제이다.또 23kV모선에서 사고 발생시에 차단기의 차단 용량도 계산해야 할 문제다.이 문제의 핵심은 1)코라우슈·브릿토 법으로 각 변압기의%Z를 계산하는가?2)3권선 변압기에 각 모선에 연결된%Z를 기준 용량에 맞추어 변화시켰는지?3)합성%Z를 계산했니?4)차단 용량(Ps)를%Z법으로 계산하는가?정도로 생각할 수 있다.아래에 정리된 문제 푸는 방법을 보면서 각각의 내용을 생각해서 풀 수가 없는지 스스로 살펴본다.
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– 500MVA 기준으로 주어진 각 변압기의 %Z를 기준용량에 맞게 변환시킨다.- 코라우스 브리지법에서 1-2차, 1-3차, 2-3차간의 %Z값을 1차(Zh), 2차(Zm), 3차(ZL) %Z값으로 변환한다.- 이때 처음에는 500, 100MVA 기준으로 섞여있던 것을 모두 100MVA 기준으로 맞췄는지 확인하자. (500MVA 기준으로 해도 상관없다. 단, 나중에 기준 용량 값을 넣을 때 500MVA를 계산할 때 기준 용량으로 넣어야 함)-콜라우슈브리지 법과 기준 용량에 맞게 1차, 2차, 3차 %Z 값을 계산할 수 있다.
-23kV모선 측에 사고가 발생하고 차단기가 작동하면 차단 용량은 얼마인지 계산하는 문제이다.이 문제에서는 합성 저항을 구하는 방법을 사용해야 한다.다만, 기준이 23kV측이므로, 어느 부분이 병렬로 이어지는지 헷갈리기 때문에 기준이 23kV측에서 바라본 때의 모습임을 인지해야 한다.-345kV측에 모선 자체가 가진%Z가 추가로 0.4%가 있고 154kV측에도 모선 자체가 가진%Z가 추가로 0.67%가 있다.-직렬로 연결되는 부분의 저항을 합성하고 하나로 한 뒤 각 모선끼리 계산해야 한다.-1차 측(345kV)와 2차 측(154kV)는 3차 측(23kV)에서 보면 두 부분이 병렬로 연결되어 있다.-1차 측과 2차 측의%Z를 병렬 합성한다.-병렬 합성이 계산되면 23kV측 모선의%Z와 직렬 연결된 상태여서 최종적으로 차단기 차단 용량에 계산되는 전체%Z합산치가 나오게 된다.
– 단락용량의 계산방법은 2가가 있다.단락전류(Is)에 의한 계산과 %Z에 의한 계산의 2가지이다.이 문제에서는 %Z를 즐겁게 구했으므로 %Z법으로 단락용량을 계산한다.
(4)오차 계급 C800의 부담[VA]를 계산하는 문제이다.-사실상 암기 문제다.-문제로 주어진 것 중에서[VA]로 계산되고 나오는 힌트가 없기 때문이다.-변류기와 계전기에서 이차 측의 전류는 항상 5[A]이다.그러므로 이런 유형의 문제는 전류치는 항상 5[A]와 암기해야 한다.그렇다면 마지막 열쇠는 문제 속에 있다.-오차 계급 C800이 의미하는 것이 저항이기 때문이다.-C800에서 문자(C)전후”0″의 숫자를 빼면[8]만 남게 된다.-이것이 저항의 값이다.즉, 8오ー무이 C800가 의미하는 값이다.-앞으로는 항상 고정된 값이 전류 5[A]이라고 문제로 주어진 8[Ω]에서 전력 부담이 얼마인지 계산하면 좋다.이 때 쓰는 공식이 전력(P)공식 중 P=I² R이다.(5)도면의 3번 차단기 설치 목적은 무엇인가?-이 문제는 헷갈린다.-일반적인 차단기의 설치 목적인 사고 전류 차단, 부하 전류 개폐 등에서 사용 수도 있을 것 같다.-그러나 도면을 봐야 이 차단기의 목적이 제대로 알 수 있다.-도면에는#1 BUS#2 BUS를 선택하도록 하는 부분에 이 차단기가 연결되어 있다.-즉, 2개 모선을 선택하도록 하는 차단기이다.-#1 BUS를 사용하고#1 BUS에 연결시키기 위해서는 스위치를 변환해야 한다.그런데 일반적으로 개폐기와 단로기는 부하 전류를 개폐시킬 수 없다.아크를 소호시키는 능력이 없기 때문이다.-이런 때 스위치를 설치하고 모선을 전환(전환) 할 때 발생하는 아크를 개폐기를 통해서 소호한다.(6)변압기의 병렬 운전 조건을 묻는 문제이다.① 극성이 마찬가지임 ② 정격 전압이 마찬가지임 ③%임피던스가 같은 것 같기 ④ 내부 저항과 누설 리액턴스 대비가 같은 것*함께 보면 좋은 문제들을 링크했던.자세한 내용은 참고하세요.
전기기사 실기문제풀이(수전설비에서 전원측을 바라본 합성임피던스계산 및 용량계산문제) 【21년 3회】 테이블 스펙 유형의 문제이다. 테이블 스펙 문제는 정말 티켓을 잘 찾아봐야 해. 문제로 요구하는 m.blog.naver.com
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