단락전류의종류 전력계통에있어서단락전류를구하는경우, 그값을사용하는목적은, 1 계통차단기, 휴즈의선정 2 계전기의조정 3 계통의기계적강도에대한고려 4 계통의열적강도에대한고려등의검사입니다. 이와같은검사에맞게사용하는단락전류는각각다르며, 단락전류의표시방법으로서, 교류분으로표시하는대칭전류와직류분을포함하여표시하는비대칭전류로구분되나, 계통계획에따라서는, 이들의차이를잘아는것이필요합니다. 3상평균비대칭단락전류실효치 : I(rms)ave 3상회로에있어서는각상의비대칭단락전류는각상의투입위상이서로다르기때문에직류분의함유율이다르므로거기에각상의비대칭실효치의상간평균을취한값으로그계통의단락전류를표시하고, 이것을 3상평균비대칭실효치라하며, 대칭단락전류실효치및단락역률을알수있으면 <그림 5>에서 β를구하여다음과같이계산합니다. I(rms)ave= βi(rms)sym 대칭단락전류실효치 : I(rms)sym 단락전류는 <그림 1>과같이교류분과직류분으로구성되어있으며, 교류분실효치로표시하는단락전류를대칭단락전류실효치라말한다. MCCB, ACB, 휴즈를선정하는경우, 이전류에따라선정합니다. 최대비대칭단락전류순시치 : I max 단락투입위상에따라비대칭단락전류의순시치가변하는데비대칭단락전류의순시치가최대로되는투입위상에따른값을최대비대칭단락전류순시치라합니다. 이전류는직렬기기의기계적강도를시험하는경우에사용하고대칭단락전류실효치및단락역률을알수있으면 <그림 5> 에서 γ를구하여이에따라다음과같이계산한다. Imax = γi(rms)sym <그림 1> 단락전류의구성 최대비대칭단락전류실효치 : I(rms)asym 직류분을포함한실효치로표시되는단락전류를비대칭단락전류실효치라하며, 이전류는단락투입위상에따라그값이변하게됩니다. 비대칭단락전류실효치가최대로되는투입위상에따른비대칭단락전류실효치를최대비대칭단락전류실효치라하고, 전선또는 CT등의열적강도를검사하는경우는이전류로검사합니다. 대칭단락전류실효치및회로의단락역률을알수있으면 <그림 5> 로부터 α를구하여이에따라다음과같이산출합니다. 단락전류산출에이용하는계통의임피던스단락전원에서고장점까지의회로를고려한임피던스구성요소로서, 다음의몇가지를고려할필요가있습니다. a. 수전변압기 1차측임피던스전력공급자로부터제시된단락전류로부터산출하여사용하며, 구해진값은리액턴스로생각하여도좋습니다. b. 수전변압기임피던스변압기임피던스는주로 1차전압및변압기용량에따라결정됩니다. 일반적으로변압기임피던스는리액터던스로생각하여도되며, 변압기임피던스는 <표 3>, <표 4>를참조하십시오. I(rms)asym= αi(rms)sym -147
Molded Case Circuit Breakers c. 전동기리액턴스회로에사고가발생하면수 Cycle동안전동기는발전기로서동작하여단락전류를공급하며그일례는 <그림 2>와같습니다. 차단기의동작시간이빠른저압회로에서는상시전동기의발전작용을계산해넣을필요가있으며고압회로의경우에도휴즈를선정하는경우에는고려하여야합니다. 전동기의임피던스는그출력에따라달라지나 25% 정도로생각하면큰차이가없으며또전동기임피던스로생각하여도됩니다. d. 배선의임피던스저압계통에서는 Cable, Busduct의임피던스가단락전류억제에큰역할을하기때문에, Cable, Busduct의리액터스, 저항을고려해야합니다. 전선및 Busduct의임피던스에대해서는 <표 5>, <표 6>에나타내었습니다. < 그림 2> 전동기에서의단락전류 e. 기타저압계통에사용되는주회로기기로서는 MCCB, ACB, CT등이있으며, 이들의임피던스값을알고있는경우에는고려합니다. 단, 그임피던스는단락전류에대한값으로해야만합니다. 일반적으로알고있는수치는정격전류 ( 정상상태 ) 에대한값이며, 그대로사용하면단시간의표화를고려하지않기때문에, 큰값의리액턴스값을사용하게되므로주의가필요합니다. -148
퍼센트임피던스에의한단락전류의산출 단락전류의산출방법은, 오옴법 (Ϊ ), 퍼센트임피던스법 (% Impedence), 단위법 (per unit) 등이있습니다. 오옴법단락전원으로부터고장점까지의각임피던스값을전부오옴 Ϊ 값으로환산하여단락전류를산출합니다. 퍼센트임피던스법각임피던스를기준량, 기준전압에대한임피던스로환산하고, 전기예산에필요로하는양을퍼센트로표시한후에, 오옴의법칙을그대로적용합니다. 단위법적당히선정된기준용량을 1.0으로, 계통내의제량을이값과관련하여 10진법의비교로써표시한것으로, 퍼센트임피던스법과는단위법을 100배한값을적용한것만이다릅니다. 계산법은어느것을사용해도결과는동일하게되며, 어떠한방법을적용하여도무방하나, 각자가사용하는방식에따르는것이좋습니다. 여기서는퍼센트임피던스법에대한설명입니다. 기준치의결정먼저계산의기준을설정한다. 이값은적당히선정한다. 일반적으로변압기의정격치를기준치로사용하면됩니다. 기준용량 PB = PT kva 기준전압 VB = VT V 기준전류 IB = IT = PT 10³ A 3VT VB² VT² 기준임피던스 ZB = = Ϊ PB 10³ PT 10³ 각임피던스기준치에의환산 a. 변압기 1 차측임피던스 : %X₁ PB %X₁ = 100 % Q 10³ 단, Q : 1차측단락용량 MVA b. 변압기임피던스 : %ZT 변압기임피던스는일반적으로퍼센트임피던스로표시된다. ( 기준용량 ) = ( 변압기용량 ) 인경우에는 %ZT 를그대로사용하면된다. 기준용량과변압기용량이다른경우에는다음의식에따라기준용량기준으로환산한다. PT = ( 기준용량으로의 % 값환산 ) %ZT %ZB 단상변압기인경우는 3상변압기로등가변환하며, 그퍼센트임피던스는구해진전류치를 3/2 배하면된다. 1 %Z(3 ) = %Z(1 ) 2 c. 전동기리액턴스 : %Xm 일반적으로전동기용량은 kw 로표시되므로, kva로환산한다. (kva로의환산 ) 1.5 ( 전동기출력 kw)%xm = 25% 이므로, 기준용량 Base에서환산한다. PM %Xm PB PB = ( 다른용량에환산식 ) %Xm d. Busduct, Cable의임피던스일반적으로단면적 (Busduct의경우는정격전류 ) 및길이가표시된다. <표 5>, <표 6> 에서 ZC = ( 단위길이당 Ϊ 치 ) ( 길이 ) Ϊ 이것을 % 치로환산한다. ZC %ZC = 100 % (Ϊ 치로준경우 % 치로환산식 ) ZB 같은크기의전선을 2개로사용하는경우에는길이를반분하여계산하는것이적합니다. < 그림 3> 기준치 -149
Molded Case Circuit Breakers 임피던스 Map의작성 (2) 에서구한임피던스에따라임피던스 Map을작성한다. 전원, 전동기등단락전류공급원은임피던스 Map에서는동전위로되기때문에, <그림 4(a)> 와같이무한대모선에이것을연결하여, 고장점 F까지의사이에있는임피던스의직렬, 병렬을주의하여임피던스 Map을만든다. 임피던스의합성 <그림 4(a)>의임피던스 Map에서, 직병렬계산에따라 <그림 4(b)>같이임피던스를정한다. %Z = %R + j %X %Z = (%R)² + (%X)² 각종단락전류의계산 %R 단락역률 cos = 같이 <그림 5> 로부터, %Z α, β, γ를구하여, 각종단락전류를구한다. 3상평균비대칭실효치 IF(rms)ave = βif(rms)sym 최대비대칭실효치 IF(rms)asym = αif(rms)sym 최대비대칭순시치 IFmax = γif(rms)sym 단상단락의경우단상단락의경우에는 (5) 에서구한전류치를 3 배하면된다. 2 3 각단락전류 (1 ) = (3상단락전류 ) α( 또는 γ) 2 < 그림 4> 임피던스 Map 대칭단략전류의실효치산출 IF(3 ) = IF(rms)sym(3 ) PB 10³ = 100 3VB %Z IB = 100 A %Z < 그림 5> -150
l 간이계산법에의한단락전류의산출 단락전류는그검사항목에대한시간, 노력을어느정도기울여서정확히구해야하는경우도있으나, 아무리정확히계산하여도그정확도에는한도가있다. 따라서, 여기서는도표를이용하여대칭단락전류실효치를실용에제공하는정도에서간이계산법을설명한다. 기준치의결정 변압기의정격치를기준치로하면된다. PB = PT kva VB = VT V IB = IT A VT 2 ZB = Ϊ PTX10 3 주1) 임의의전압 E일때의산출법 E에가까운곳의전압곡선을선택하여산출한다. 예를들면, 220V의경우 (200V 곡선치 ) 200 에서구해진다. 220 주2) 임의의임피던스 Zt(%) 일때의산출법 Zt(%) 에최대로가까운임피던스곡선을이용해서산출한다. 예를들면 4( 또는 5) 420V, Zt=4.5% 의경우 %Z=4% 곡선치 ( 또는 5% 곡선 ) 에서구한다. 4.5 주3) 이곡선범위밖일때, 또는 200VA 초과또는 100kVA 미만일때는이곡선에서구해진값에 10n배하여구한다. < 그림 7> 변압기용량과대칭단락전류 전동기까지의단락전류 IA(M) = 4 Σ( 전동기정격전류 ) A 점에있어서의대칭단락전류 IA = IA(R)+IA(M) <그림 6> 기준치 수전회로로부터의단락전류변압기 1차측임피던스는계산을간단히하기위하여무시한다. <그림 7>에의하여변압기로부터의단락전류를구한다. ( 변압기 1차측임피던스를고려한경우는다음과같이변압기까지의전류를계산한다.) IA(R) = 단, %X1 = 100 [%] Q 10³ %RT 가분명치않으면, %ZT %TT 하여 IA(R) = 100 A %X1+%XT IB (%RT)² +(%X1+%XT)² IB PB 100 A Busduct 에의한감소계수 a 를구한다. IA 를구하여, 10VT < 그림 10> 에서 Busduct에의한감소계수 a를구한다. IC(rms)sym = a X IA 리액턴스에의한단락전류의감소회로에단상변압기가들어있는경우, 리액턴스로하여계산을한다. < 그림 8> 의점에서전원측全임피던스를리액턴스로간주하면 EB XC = 3 IC C-D 점간의리액턴스 : XD Ϊ (1 T 의임피던스 ) -151
l Molded Case Circuit Breakers XD/XC 를구하여 <그림 9> 에서리액턴스에의한감소계수 d를구한다. D점에있어서전류 ID = d IC 1 단상변압기의임피던스 XD = X (1 ) 로계산한다. 2 단상단락의경우 3 ( 각전류 ) = (3상단락전류) γ( 또는 α) 2 a. EC전압기준에서의단락전류 ID(rms)sym 3 = d IC(rms) sym 3 b. ED전압기준에서의단락전류 ID(rms)sym 3 = d IC(rms)sym 3 EC/ED <그림 9> 리액턴스에따른단락전류의감소계수 : d Cable에따른감소계수 b를구한다. ID 를구하여, <그림 13> 에서 Cable에의한감소계수 b를 10VT 구한다. 애자인출배선의경우는, <그림 13> 에서구해도지장이없다. 대칭단락전류실효치의산출대칭단락전류실효치 IF(rms)sym = b ID D Busduct 의 보통형 Busduct 종류저항리액턴스임피던스크기정격전류 R X Z [mm] 재질 (A) [Ϊ /m] [Ϊ /m] [Ϊ /m] 200 3X25 2.41X10-4 1.312X10-4 2.74X10-4 400 6X40 0.751X10-4 1.02X10-4 1.267X10-4 600 6X50 0.607X10-4 0.91X10-4 1.094X10-4 동 800 6X75 0.412X10-4 0.72X10-4 0.830X10-4 Cu 1000 6X100 0.315X10-4 0.60X10-4 0.678X10-4 1200 6X125 0.261X10-4 0.516X10-4 0.578X10-4 1500 6X150 0.221X10-4 0.449X10-4 0.500X10-4 2000 6X125X2 0.129X10-4 0.79X10-4 0.800X10-4 <그림 10> 보통형 Busduct(Cu) 에서의단락전류감소계수 a 각종단락전류단락역률을알고있는경우는 <그림 5> 에따라 α, β, γ를구한다. 단락역률을알수없는경우는 <표 1>에서 α, β, γ를구한다. 3상단락비대칭평균치 I F(rms)ave = βi F(rms)sym 최대비대칭실효치 I F(rms)ave = αi F(rms)sym 최대비대칭순시치 I F(rms)ave = γi F(rms)sym < 그림 11> Cable(600V Ⅳ) 에서의단락전류감소계수 b ( 금속관, Duct 배선 ) < 표 2> 단락역률이불분명한경우의 α, β, γ 치 대칭단락전류실효치 [A] 2500 이하 2501 5000 5001 1000 1001 15000 15001 25000 25000 초과 최대비대칭실효치 α 1.0 1.03 1.13 1.18 1.25 1.33 계 수 3 상평균실효치 β 1.0 1.02 1.07 1.09 1.13 1.17 최대비칭순시치 γ 1.48 1.64 1.94 2.05 2.17 2.29 < 그림 12> Cable(600V Ⅳ) 에서의단락전류감소계수 b ( 경질비닐배선 ) 상기 Data 는 Fuji 전기에서제공한 Data 입니다. -152
계산예 계산 1 < 그림 13> 의경우에대하여퍼센트임피던스법과간이계산법에의해단락전류를산출해본다. < 그림 13> 퍼센트임피던스법 (1) 기준치 PB = 750kVA VB = 420V IB = 1031A ZB = 0.237Ϊ (2) 각임피던스 a. 변압기 1차측리액턴스 %X1 750 = 100 = 0.075 % 1000 10 3 b. 변압기임피던스 %RT = 1.4% %XT = 4.8% c. 1 Tr 임피던스 %RT1 = 1.15 750 1 20 2 = 21.6 % %XT1 = 1.68 750 1 20 2 = 31.5 % d. 전동기리액턴스 %Xm1 = 750 120 1.5 25 = 104 % %Xm2 = 750 140 1.5 25 = 89 % %Xm3 = 750 100 1.5 25 = 125 % %Xm4 = 750 115 1.5 25 = 108.7 % e. Cable 임피던스 여기서는전체금속관에서의임피던스로환산함. 2 100mm 2 10m의경우 %RC1 0.00018 10 = 1 100 = 0.38 % 0.237 2 %XC1 0.00013 10 1 = 100 = 0.27 % 0.237 2 125mm 2 20m의경우 %RC2 = 0.00014 20 0.237 100 = 1.18 % %XC2 0.00013 20 = 0.237 100 = 1.09 % 250mm 2 50m의경우 %RC3 0.00007 50 = 0.237 100 = 1.47 % %XC3 = 0.00013 50 0.237 100 = 2.74 % 14mm 2 30m의경우 %RC4 = 0.0013 30 0.237 100 = 16.45 % %XC4 0.00015 30 = 100 = 1.88 % 0.237-153
Molded Case Circuit Breakers (3) 임피던스의 Map의작성단락전류공급원으로되는것을무한대모선에연결한다. <그림 14> (4) 임피던스의합성직병렬계산에따라합성한다. IF2(rms)sym은 3상단락전류 ( 등가적으로 ) 이다. 따라서이것을단상단락전류로환산한다. I F2(rms)1Ϊ sym = 7989 3 2 = 6919 A cos 2 39.06 = 54.2 = 0.72 (6) 각종단락전류 그림5 에서 α, β, γ를구한다. a. F1고장점 cos ₁ = 0.422에서 α = 1.05 β = 1.3 γ = 1.74 IF1(rms)ave = 1.03 16900 = 17407 A IF1(rms)asym = 1.05 16900 = 17745 A IF1max = 1.74 16900 = 29406 A b. F2고장점 cos ₂ = 0.72에서 α = 1.0 β = 1.48 I F21 (rms)asym = 1.0 6919 A I F21 max = 1.48 6919 = 10240 A < 그림 15> a. F1 고장점 b. F2 고장점 간이계산법 (1) 기준치 PB = 750kVA VB = 420V IB = 1031A ZB = 0.237Ϊ %Z1 = (2.57) 2 +(5.53) 2 = 6.1[%] %Z2 = (39.06) 2 +(37.55) 2 = 54.2[%] (5) 대칭단락전류의산출 a. F1고장점 1031 I F1(rms)sym = 100 = 16900 A 6.1 2.57 cos 1 = = 0.422 6.1 b. F2고장점 ( 단성회로 ) 1031 IF2(rms)sym = 100 = 1902 A (420V기준 ) 54.2 1031 420 = 100 = 7989 A (100V기준 ) 54.2 100 (2) 수전회로에서의단락전류변압기 1차측임피던스는무시한다. < 그림7> 에서IA(R) = 20500 A (3) 전동기에서의단락전류합계전동기용량 = (120+140+100+115) 1.5 = 713 kva 713 IA(M) = 4 = 3920 A 3 420 (4) A점에서의대칭단락전류 IA = 20500+3920 = 24420 A -154
(5) Cable에따른감소 a. F1고장점에대하여 2 100mm 2 10m에따른감소 2 100mm 2 10m는 100mm 2 5m에상당 l IA 20 24420 = = 29.1 10E 10 420 Cable에따른감소계수 b = 0.935 C 점에서의단락전류 Ic(rms)sym = 0.935 24420 = 22850 A 125mm 2 20m에따른감소 l IC 20 22850 = = 108.9 10E 10 420 IF1(rms) sym = 0.785 244850 = 17940 A b. F2고장점에대하여 14mm 2 30m에따른감소 l Ic 30 24420 = = 174.4 10E 10 420 Cable에따른감소계수 b = 0.249 I D(rms)3 sym = 0.24 24420 = 6080 A 리액턴스 (1 Tr) 에의한감소 1 Tr 의 %X를기준용량에대하여환산 XD = 750 2/20 = 75% 1 Tr에서전원측의임피던스 XA IB 1031 XA = 100 = 100[%] ID 6080 XD를등가 3상으로환산하여양쪽의비를취한다. XD/2 750 2 6080 = = 2.21 XA 20 2 1031 100 (6) 각종단락전류 표1 에서 α, β, γ를구한다. a. F1고장점의경우 α= 1.25 β = 1.13 γ = 2.17 IF1(rms)ave = 1.13 17940 = 20272 A IF1(rms)asym = 1.25 17940 = 22425 A IF1max = 2.17 17940 = 38930 A b. F2고장점의경우 α= 1.13 γ= 1.94 IF21 (rms)asym = 1.13 7076 = 7945 A IF21 max = 1.94 7076 = 13727 A < 표 2> 단락전류의비교 대실칭효단치전락류 3 칭상전평류균실비효대치 최전대류비실대효칭치 고장점 퍼센트임피던스법계산치 간이계산법계산치 퍼센트임피던스법계산치 간이계산법계산치 퍼센트임피던스법계산치 간이계산법계산치 F₁ 16900A 17940A 106% 17407A 20272A 116% 17745A 22425A 126% F₂ 6919A 7076A 102% - - - 6919A 7995A 115% < 그림 9> 에서 리액턴스에의한감소계수 d = 0.32 IF2(rms)3 sym = 0.32 6080 = 1945 A (420V 기준 ) = 0.32 6080 420/100 = 817 [A] (100V 기준 ) 3 I F2(rms)1 sym = 8171 = 7076 A 2-155
Molded Case Circuit Breakers 계산2 그림16 의경우에대하여간이계산법으로단락전류를산출해본다. b) 단락전류 ISA 를구하면, ISA = 1000 kva 1000 100 = 34990 A 3 6.6 kv 1000 0.25% 차단기의차단용량 MVA 은 MVA = 3 단락전류 ka 선간전압 kv B점에서의단락전류 : ISB a) Impedence Map작성 Impedence를직렬합산하면 Ztot = 0.25+0.01+8 = 8.26 % Impedence 를직렬합산하면 tot=0.25+0.01+8=8.26 % < 그림 16> (1) 각점에서의정격전류를구한다. A점에서정격전류 InA는다음과같이구한다. 500 kva 1000 InA = = 43.7 A 3 6.6 kv 1000 B점에서의정격전류 InB는다음과같이구한다. InB = C 점에서의정격전류 Inc 는다음과같이구한다. InC = 100 kva 1000 = 17.5 A 3 3.3 kv 1000 20 kw 1000 = 77.2 A 3 220 V 0.85 0.8 (2) 기준용량을 1000kVA로하여각점에서의단락전류를구한다. A점에서의단락전류 ISA a) Impedence Map 작성 b) 단락전류 ISB를구하면 1000 kva 1000 100 ISB = = 2118 A 3 3.3 kv 1000 8.26 차단기의차단용량 MVA 은 MVA = 3 단락전류 ka 선간전압 kv C점에서의단락전류 : Isc a) Impedence Map작성 Impedence를병렬합산하면 1 Z = 1 1 1 + + 33.26 2001 8001 b) 단락전류 Isc 를구하면 Isc = 1000 kva 1000 100 3 220 V 32.58 % = 32.58 % = 8055 A 계산공식 정격전류 : I n= 단락전류 : I s = 변압기용량 3 정격전압변압기용량 100 3 정격전압 %Z -156
변압기및선로임피던스의예 < 표 3> 변압기의임피던스예 변압기의종류 3상변압기 임피던스 6.3kV/210V 유입식 6.3kV/210V 몰드 20kV/420V 유입식 20kV/420V 몰드 변압기의용량 (VA) ZT[%] RT[%] XT[%] ZT[%] RT[%] XT[%] ZT[%] RT[%] XT[%] ZT[%] RT[%] XT[%] 20 2.19 1.94 1.03 30 2.45 1.92 1.53 4.7 2.27 4.12 50 2.47 1.59 1.89 4.7 1.94 4.28 75 2.35 1.67 1.66 4.4 1.56 4.11 100 2.54 1.65 1.96 4.6 1.5 4.24 150 2.64 1.64 2.07 4.2 1.29 4.0 200 2.8 1.59 2.31 4.5 1.17 4.35 300 3.26 1.46 2.92 4.5 1.2 4.33 500 3.61 1.33 3.36 4.7 0.08 4.69 5.0 1.56 4.76 6.0 1.0 5.92 750 4.2 1.55 3.9 6.0 0.8 5.95 5.0 1.40 4.80 6.0 0.9 5.93 1000 5.0 1.35 4.82 7.0 0.7 6.96 5.0 1.26 4.84 6.0 0.8 5.95 1500 5.1 1.22 4.95 7.0 0.6 6.97 5.5 1.2 5.37 7.0 0.75 6.96 2000 5.0 1.2 4.85 7.5 0.65 7.47 5.5 1.1 5.39 7.0 0.7 6.96 < 표 4> 변압기의임피던스예 < 표 5> Cable 임피던스예 (600V 비닐전선 ) 변압기의종류 단상변압기 임피던스 6.3kV/210V 유입식 6.3kV/210V 몰드 변압기의용량 (VA) ZT[%] RT[%] XT[%] ZT[%] RT[%] XT[%] 10 14.9 14.9 0.268 20 14.0 14.0 0.503 30 14.8 14.8 0.523 50 13.6 13.6 0.494 75 11.0 11.0 0.558 100 8.87 8.85 0.562 200 7.70 7.68 0.571 300 5.75 5.69 0.619 500 5.08 4.97 1.05 750 5.05 4.92 1.16 1000 4.03 3.93 0.904 2000 4.55 4.50 0.637 3000 4.29 4.22 0.768 5000 3.26 3.18 0.725 7500 2.72 2.81 0.775 10000 2.5 2.07 1.40 2.33 2.18 0.823 15000 2.37 1.84 1.49 2.04 1.82 0.937 20000 2.57 1.76 1.87 1.90 1.60 1.02 30000 2.18 1.58 1.50 50000 2.05 1.47 1.42 75000 2.27 1.46 1.74 100000 2.48 1.49 1.98 150000 3.39 1.31 3.13 200000 3.15 1.31 2.87 300000 2.23 1.28 2.96 500000 4.19 1.09 4.03 전선의 크기 1.6mm 2mm 3.2mm 5.5mm 2 8mm 2 14mm 2 22mm 2 30mm 2 38mm 2 50mm 2 60mm 2 80mm 2 100mm 2 125mm 2 150mm 2 200mm 2 250mm 2 325mm 2 전선 1가닥의길이 1m당임피던스 [Ϊ ] 강관또는 강관또는 Duct 에들어 Duct 에들어 옥내의 있는절연전선 있는 Cable 애자배선 또는 Cable 비닐관배선 전선 1 가닥의 길이 1m 당 저항 [Ϊ ] 0.0089 0.0056 0.00020 0.00012 0.00031 0.0022 0.0033 0.0023 0.0013 0.00015 0.00010 0.00026 0.00082 0.00062 0.00048 0.00037 0.00030 0.00023 0.00018 0.00013 0.00009 0.00022 0.00014 0.00012 0.00009 0.00007 0.00005 < 비고 1> 60Hz 에는, 리액턴스가 1.2 배가되기때문에전원측리액턴스에 1/2 의리액턴스를가하여 IB 를구한다. < 비고 2> 전선이 2 가닥또는 3 가닥의병렬로쓰인리액턴스와저항은전선의길이를실제길이의 1/2 또는 1/3 한것으로계산하면된다. 상기 Data 는 Fuji 전기에서제공한 Data 입니다. -157
Molded Case Circuit Breakers < 표 6> Busduct 의임피던스예 (LS 산전 ) Aluminium Conductor Ampere Rating (A) R [ 10-4 Ω/m] 50Hz 60Hz X Z R X Z 600 800 1000 1200 1350 1500 1600 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 1.257 0.323 1.297 1.385 0.387 1.438 0.848 0.235 0.879 0.851 0.282 0.896 0.641 0.185 0.667 0.645 0.222 0.682 0.518 0.152 0.540 0.523 0.183 0.554 0.436 0.129 0.454 0.443 0.155 0.469 0.378 0.113 0.394 0.386 0.135 0.409 0.360 0.107 0.375 0.367 0.128 0.389 0.286 0.084 0.298 0.293 0.101 0.310 0.218 0.065 0.228 0.221 0.078 0.235 0.180 0.054 0.188 0.184 0.064 0.195 0.143 0.042 0.149 0.146 0.051 0.155 0.126 0.038 0.131 0.129 0.045 0.136 0.120 0.036 0.125 0.122 0.043 0.130 0.095 0.028 0.099 0.098 0.034 0.103 Copper Conductor [ 10-4 Ω/m] Ampere Rating (A) R 50Hz 60Hz X Z R X Z 600 800 1000 1200 1350 1500 1600 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6500 0.974 0.380 1.045 0.977 0.456 1.078 0.784 0.323 0.848 0.789 0.387 0.879 0.530 0.235 0.580 0.536 0.282 0.606 0.405 0.185 0.445 0.412 0.222 0.468 0.331 0.152 0.364 0.338 0.183 0.384 0.331 0.152 0.364 0.338 0.183 0.384 0.282 0.129 0.311 0.289 0.155 0.328 0.235 0.107 0.259 0.241 0.128 0.273 0.166 0.076 0.182 0.169 0.091 0.192 0.141 0.065 0.155 0.144 0.078 0.164 0.122 0.056 0.135 0.127 0.068 0.143 0.110 0.051 0.121 0.113 0.061 0.126 0.094 0.043 0.104 0.096 0.052 0.109 0.082 0.038 0.091 0.084 0.045 0.096 0.078 0.035 0.086 0.080 0.043 0.091 0.068 0.028 0.074 0.071 0.031 0.077 주 ) 저항 R 은 95 에서의도체저항값 -158
1 예 예는한장의도표를이용하여계통상의임의의위치에대한단락전류의계산은물론계통조건이다른경우에도연속적으로조작함으로써필요한위치의단락전류를계산할수있습니다. 도표설명 P좌표... 변압기용량 (kva) Is₁ 좌표... 단락전류치 (ka) Is₂ 좌표... Cable에서의감쇠를고려한단락전류치 (ka) 곡선... 변압기의 % 임피던스 (%) 곡선... Cable의길이 (m) 곡선... Cable의길이 (mm 2 ) 곡선... IS2을표시 (ka) 참고 : 곡선은 Cable(600V IV) 경질비닐관배선의경우에적용한것임. 단락전류를구하는방법 (1) 3 상변압기의경우 변압기직하단 (A) 의단락전류치 P좌표상의변압기용량 (e) 와 A곡선의교점 (f) 에대한 IS1좌표값 (g) 를구한다. 단, 변압기의 1차측임피던스무시한다. 2 Cable의임피던스를고려한위치 (B 점, C점 ) 의단락전류치 IS1좌표상의단락전류치 g(ka) 의 B곡선상의값 (h) 를구한다. (h) 를 Is1 축에평행하게이동하여 C곡선과의교점 (i) 를구한다. (i) 를 IS2축에평행하게이동시켜 D곡선의 (g) 값과교점 (j) 의 IS2좌표치 (k) 를구한다. (2) 단상변압기의경우 1 변압기직하단의단락전류치 3 상변압기의경우와동일하게구하여그값에 3배를한다. (g ka) 2 Cable의임피던스를고려한위치의단락전류치 Is 좌표상의 g 에 2~3 배를곱한다. 3 상변압기의경우와동일하게 IS2값을구한다. 그값에 3/2 배를한다. 주의사항 1. 전동기 Contribution은고려하지않았습니다. 필요한경우에는전동기정격전류의약 4배를하여주십시오. 2. 정격전압은 AC200V, 400V로하여실제흐르는단락전류치는산출치보다약간작아집니다. 따라서전류치는안정성을고려하여산출해주십시오. 3. 산출한전류치는대칭실효치입니다. -159
Molded Case Circuit Breakers 단락전류산출그래프 (1) A점의단락전류치 (ISA) P 좌표상의변압기용량 (500kVA) 와 A직선 (5%) 과의교점 f의 IS1 좌표치 (g) 를구한다. ISA=29kA(g) (2) B점의단락전류치 (ISB) IS1좌표상의단락전류치 g(=29ka) 의 곡선 (20m) 상의값h 를구한다. h 를 Is₁ 축과평행하게이동하여 곡선 (200mm 2 ) 과의교점i를 구한다. i를 IS2축과평행이동하여 곡선 (g=29ka) 과의교점 j를구한다. ISB=19kA(k) Cable 길이 변압기의 % 임피던스 -160
(3) C점의단락전류치 (Isc) B점에서의단락전류치 k(=19ka) 의 IS1좌표상의값 (19kA) 와 B곡선 (15m) 와의교점 m을구한다. m을 IS1축과평행하게이동하여 C곡선 (30mm 2 ) 과의교점 n를구한다. n을 IS2축과평행하게이동하여 D곡선 (l=19ka) 과의교점 p의 IS2 좌표치 (g) 를구한다. ISC=10kA(g) c Cable 600V IV 의크기 mm 2 ( 경질비닐관배선 ) -161