수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의수배전설비의단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과단락전류계산과차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기차단기선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정선정수배전설비의단락전류계산과차단기선정목차
단락전류계산목적 단락전류계산법 계산법의종류 임피던스법 단락전류의계산 단락전류의종류 단락전류공급원 단락전류계산에필요한임피던스 비대칭계수 단락전류계산 상단락 단락전류계산예 수변전설비 저압배전설비 맺음말
단락전류의계산목적 차단기차단용량결정 케이블의굵기선정 전력기기의절연레벨결정 보호계전기의정정 계통의구성 단락전류계산법 단락전류계산방법에는대칭좌표법 클라크좌표법 법 임피던스법 법등이있으나건축전기설비에는 임피던스법이주로사용되고있다
계산법의종류 옴법 법은단락전원으로부터고장점까지의기기 선로등의각부분의 임피던스를옴값으로환산하여계산 상전압 발전기 변압기 선로임피던스 각부분의임피던스는기준전압 로환산필요 회로중변압기가있으면기준전압으로환산해야하는불편이있음 임피던스법 많이사용 기기 선로등의각임피던스를기준용량 기준전압에대한임피던스 법 단위법 로환산하여오옴의법칙을적용하여계산
값을 한 임피던스로표시한것으로 전압 전류 전력등에어떤기준량을정하고그기준전압또는기준전 Ω Ω 류에몇배인가를표시하는방법 기준 임피던스법 임피던스의정의 회로의임피던스 에정격주파수 정격전압에서정격전류 정격전류 I[A] ZI 가흘렀을때임피던스에의한전압강하 와 회로전압 과의백분율로 나타낸것 E[V] 정격전압
임피던스를사용하는이유 는기준전압이달라도 임피던스값의환산이불필요 구간별로임피던스의크기를정량화가능기준용량동일시 로부터단락전류계산이편리 (1차측) (2차측) I 1 I 2 Z 1 E1 Z 2 E 2 그림 변압기의 차회로
예를들어그림과같은변압기의회로에서 일때 변압비즉 권수비를 라하면 이므로 따라서변압기의임피이던스를 로나타내면고압측에서보거나저압측에서보아도그값이같기때문에옴법처럼기준전압으로환산불필요 기준기준용량 설정 전원의단락용량 수전변압기용량및 차변압기용량이서로하여통일된고장전류를계산하기위해설정 한전의기준용량은 적용 수전측기준인경우수전최대 달라서 를모두같은 기준용량 으로환산 변압기용량으로하면편리 단락전류계산시전제조건 부하전류는무시 상단락 전류로계산 가장큰값
정상전압으로공급 사고발생시전동기류는정상운전상태기여전류고려 비를모를경우큰값을적용 비가커질수록과도현상이커 지고 단락전류가커진다 계통 계통 의 임피던스는무시 정확한계산은불가능하므로 를전제한다 과도상태는 이후로 구분되며 과도리액턴스상태를고려 단락전류의계산 단락전류종류 고장전류형태 고장전류는시간경과에따라변화
계통의고장전류는횡축에대하여 대칭인교류분전류가흐르고 여기에직류분이포함되면비대칭전류가된다직류분은회로정수 비에따라크기가정해지고시간과함께감쇄 계통에회전기가연결되면대칭분고장전류도시간에따라
크기가변화 대칭단락전류실효치 차단기접점이개방되는시점의고장전류교류분만의실효치로표시 임피던스로계산할수있는전류 적용 고압및특고압차단기 차단용량선정 최대비대칭단락전류실효치 고장발생후 시점의고장전류 가장큰값직류분을포함한실효치로표시 적용 케이블의굵기검토 변성기정격검토 최대비대칭단락전류순시치 단락발생후 에서최대가되는순시값 적용 직렬기기의기계적강도를검토할때사용 의 배 상평균비대칭단락전류실효치
상회로에서각상의단락발생위상이다르기때문에직류분함유율이달라지므로각상의비대칭단락전류의실효값을평균한값 고장전류공급원 전동기의기여전류전동기가연결된계통에고장이발생하면고장후수까지는전동기에직결된부하의회전에너지관성에의해전동기는발전기로작용하고자신의과도리액턴스에반비례한고장전류를사고점으로공급 유도전동기 잔류자속만이영향 수 후에소멸 동기전동기 타여자방식 감쇄가비교적느림 공급전류의크기 한전계통 정상전압과기준에의한공급전류 발전기 정격전류의 배전류 동기전동기 정격전류의 배전류 유도전동기 정격전류의 배 배전류
단락전류계산에필요한임피던스참조 전원측 전력회사에협의하면필요한차단용량을제시 이때제시한단락용량으로전원측 임피던스를계산 단락용량을기준로환산 기준용량제시단락용량 기준용량 단락용량 수용가는개략 를적용 케이블및전선 기술계산핸드북등의자료집참조 제작업체의 를이용 케이블은 로 가주어지므로이를 로환산 표시
А 단 기준용량 기준전압 임피던스참고값 예 의선로정수가 로했을경우의 임피던스값 선로길이 기준용량 을
변압기 변압기 임피던스는변압기명판에표시된것을이용 임피던스를알수없을경우표준임피던스를적용 를기준 로환산 는기준 변압기의표준임피던스
계통전압 권선의 임피던스전압 고전압 저전압 표준 저감 변압기 이고 인경우
회전기임피던스 회전기단락직후내부임피던스가적기때문에단락순시의전류는차과도리액턴스에이어서과도리액턴스의해제한 회전기적용임피던스 기준 구분 유도전동기 동기전동기 발전기 비고 비대칭계수 고장발생초기의비대칭고장전류값 교류분대칭전류 분전류포함 고장전류속에포함된 분의감쇄율등에대한정확한값을알아야되기때문에매우어렵고복잡실제계산시는어떤계수를곱하여구하는것이일반적 < 그림 > 회전기단락전류의시간적변화 는 분이포함된비대칭전류의실효치계산시적용 비대칭실효치 대칭분실효치
는단락회로의 의비에따라결정 단락전류의계산방법 단락전류계산순서 단선결선도준비검토 임피던스자료수집및변환 임피던스도작성및합성 단락전류계산 단락전류계산방법및절차 전력계통파악 단선결선도를준비하고계통구성 변압기운전방법 발전기전동기 임피던스조사 변환 현장기기의명판 시험성적서 케이블포설방법등으로부터각종 조사된임피던스를 로환산하고이들 를기준용량 등의계통운영방법 결선등계통을파악 기기및케이블의임피던스를조사 의 로변환 임피던스도작성및합성 기기나선로의임피던스 리액턴스 저항치등의정수를결정하 발전기 전동기등전원의역할을하는것은무한대모선으로 사고점에서본전원측의임피던스를합성 고임피던스도를작성 간주하여한전전원과병렬접속
예 점의고장전류를계산하기위한임피던스 및합성 < 그림 > 단선결선도 < 그림 > 임피던스맵
< 그림 > 임피던스맵 < 그림 > A, B, C 점고장시임피던스합성 단락전류산출 상대칭단락전류
임피던스 기준전류 기준용량 예 계통의 기준전류는 차단기용량선정 차단용량 정격전압 정격차단전류 여유도 정격전압 공칭전압 여유도장래변압기용량증설 부하증설등을고려하여차단기차단용적용 비대칭단락전류 비대칭계수 비대칭계수 단상비대칭계수 상비대칭계수 에는 인경우 하고 일때는그림의 인경우라도고압차단기는 가 를초과하지않으므 량산정시계산전류값에 배정도여유도 를적용 로대칭전류만으로차단기용량을선정하고있음
일반적으로고압이상의차단기에서는대칭단락전류로표시함 동작시간이빠른고압 등은비대칭전류를표시할때예 고압에 적용비대칭전류 값적용 도있음 비대칭계수를적용
그림 비와차단기접촉자개리시간에따른 값 비대칭계수표에의한 값
단락회로 단상 상 단락회로 단상 상평균 비대칭계수 비대칭계수 비대칭계수 비대칭계수 단락전류계산예 수변전설비 의제건축전기설비기술사핵심문제총람 상 문 참조 점과 점의단락전류를구하고 시판되는차단기의용량선정
100 MVA %Z = 2 154/22.9 kv 60 MVA A 1000 kv A 22.9/380V %Z = 5.5 G 400 kv A X d = 10% B 각 를기준 로환산하면 전원측 기준 변압기 무시가능
변압기 발전기 발전기가없는경우 단 작성 임피던스합성 점 점 단락전류계산
%Z S = 2 %Z TA = 24.2 %Z TB = 550 B 차단기선정 점 급 점 급
정격전압 정격차단전류 정격전류 정격투입전류 치 정격차단시간 기준 저압배전설비 단락전류산출시의사고점기준
차측 변압기 주차단기 간선용차단기 분전반 주차단기 분기차단기 배전반 분전반 주차단기변압기 차측에서배전반모선까지의전로가 절연전선또는케이블인경우 당해전로말단모선에서발생한단락전류의값 나도체인경우 주차단기의부하측단자에서발생한단락전류의값 간선용차단기 절연전선또는케이블인경우 분전반주차단기전원측에서발생한단락전류값 나도체인경우 간선용차단기의부하측단자에서발생한단락전류의값
분전반주차단기분전반주차단기의부하측단자에서발생한단락전류의값 분기차단기분기회로의제부하점에서발생한단락전류의값 계산전제 전원측임피던스를 으로간주 변압기임피던스 케이블임피던스 차단기임피던스만고려 전동기부하에대한고려는개략운전중인정격전류의 배를더한값을적용 방사상배전방식을기준 단락사고에영향을주는발전기 동기전동기등이있는계통은별도계산방법에의함 임피던스값 가 변압기임피던스 자기용량기준
용량 Φ 변압기 Φ 변압기 용량 Φ 변압기 Φ 변압기 나 선로임피던스
단면적 단면적 Φ선로 Φ선로 Φ선로 Φ선로 다 의 리액턴스 기다리기술계산핸드북
정격 리액턴스 기준 라 의 임피던스 기다리기술계산핸드북
정격전류 기준 기준 정격전류 단락전류계산방법 단락전류계산식 를선정하기위해서는대칭단락전류실효치를계산
기준환산값 기준전압 기준전류 기준 임피던스 당 라 계산예 계통구성도 과 점위단락전류계산
Φ 부하는 전동기로간주함 기준치결정 기준 각 임피던스를기준용량으로환산
변압기 임피던스를환산하면 및 임피던스 케이블 임피던스를환산하면 임피던스합성 점의종합임피던스 점의종합임피던스
단락전류계산및차단기용량결정 점의단락전류 전동기기여전류를변압기 차정격전류의 배로계산하면 주차단기의차단용량은 급 이상의것을선정 점의단락전류 전동기기여전류 을고려하면간선차단기의용량은 급 이상의것을선정
맺음말 전력계통에대한안전성및신뢰성은단락전류에의해좌우 계산잘못시 강도부족 차단기용량부족등폭발 정전사고발생 고장전류의계산은매우중요 단락전류계산의목표 단락전류계산값은시험을통해서확인불가능 사고시흐르게될단락전류의참값을추구 고장전류계산방법은 등각국가및단체에따라다소차이가있고 임피던스계산을위한제정수선정이복잡하여 고장전류를정확히계산하는것은불가능 전기관련단체 학회등에서단락전류계산표준모델제시필요