국가기술자격검정 필기시험 문제 제 2 교시 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점) 제 2 교시 2008년도 기술사 제86회(2008년 8월24일 시행) 분야 전기 자격종목 발송배전기술사 1. 변압기의 l차 전압을 정격치로 유지하여 정격주파수와 다른 주파수로 사용하려고 할 때 고려해야할 사항과 그 이유를 설명하고 사용가능성에 대하여 다음 각 경우에 대해 설명하시오. (1) 정격주파수 60Hz를 50Hz로 사용할 경우 (2) 정격주파수 50Hz를 60Hz로 사용할 경우 2. 기력발전소의 기본 장치선도를 작도하고 열효율, 보일 러효율, 열사이클효율, 증기터빈 효율 및 송전단효율을 각각 설명하시오. 3. 분산전원의 확장에 따른 계통운영 방식인, 마이크로 그 리드 계통 운영이 최근 많이 연구되고 있고, 점차 적용 범위가 확대될 것으로 보인다. 마이크로 그리드 계통에 대해 간단히 설명하고, 기존 계통의 운영방식과 마이크 로 그리드계통의 운영방식이 차이가 나타나는 이유를 제시하시오. 4. 전력계통의 모선에 사용하는 모선방식들을 그림으로 그 리고, 이들 각 모선 방식의 보호방식에 대해 설명하시오. 시험시간 수험번호 성 명 제86회 발송배전기술사 문제 및 풀이에 대한 문의는 서울공과전기학원으로 하십시오. 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오.(각 25점) 서울공과전기학원 (02)2676-1113~5 www.sgh.co.kr 5. 최근 전력전자기기의 확대보급에 따라, 비선형 부하가 증가하고 있다. 비선형 부하와 역률과의 상관관계를 설 명하고, 또한 중성선의 과부하 현상에 대하여 설명하시 오. 6. 다음과 같은 특성을 가지고 있는 주 변압기에 비율차동 계전기 적용시, 1)비율차동계전기 보호회로의 결선도를 그리고 2) 동작비율치(%)를 구하시오. 또한 3) 고압측 및 저압측의 CT 결선 방법 및 극성에 대하여 설명하시 오. (단, 계전기는 기계식임) 고압측 저압측 변압기 권선 2권선 변압기 변압비 154kV 22.9kV 변압기 결선 Y(wye) (delta) 변압기 용량 30/40 MVA @ ONAN/ONAF CT 배율 200/5 A 1200/5 A 변압기 Tap 무부하 탭 절환 장치 부 Relay Current Tap [A] 2.9-3.2-3.8-4.2-4.6-5.0-8.7 단, 오차는 (1) 변압기 탭 절환 : 10% (2) CT 오차 : 10% (3) 여유 : 5% 만을 고려한다. 변압기의 l차 전압을 정격치로 유지 문제 1 하여 정격주파수와 다른 주파수로 사용하려고 할 때 고려해야할 사항과 그 이유를 설명하고 사용가능성에 대하여 다음 각 경우에 대해 설명하시오. (1) 정격주파수 60Hz를 50Hz로 사용할 경우 (2) 정격주파수 50Hz를 60Hz로 사용할 경우 1. 개요 1 전기기기의 정격에서 주파수의 변화가 기기에 어떤 영향을 미치는가는 전기기기에 따라 달 라지지만 보통 50[Hz]용 기기를 60[Hz]용에 사용할 경우 일반적으로 임피던스가 증가되고 전류는 감소하므로 수명이 길어 질수 있으며, 60[Hz]용 기기를 50[Hz]용에 사용할 경우는 대체적으로 임피던스가 감소하고 전류는 증가 하므로 수명이 짧아질 수 있다. 2 변압기와 같이 철심을 가진 기기는 주파수가 저하하면 자속밀도가 증가하고 열손실이 늘어 나 효율이 나빠진다. 2. 변압기의 정격 주파수 60[HZ]를 50[Hz]로 사용할 경우 고려할 사항 가. 자속밀도의 영향 이므로 따라서 에서 이다 따라서 이다. 즉 자속밀도 는 당초보다 1.2배 증가함에 따라 소음이 커짐. 나. 철손과 효율에 미치는 영향 (1) 변압기 효율= (2) 변압기의 유기전압은 1 이므로 임 2 철손 이므로 3 철손은 철손 (3) 결과적으로 f 에 반비례하여 철손의 변화가 있 음(즉, 철손은 1.2배 증가함) (4) 따라서 의 산식에 의하여 효율은 당초보다 감소됨. 다. 온도상승의 변화 철손은 1.2배로 커지는 것은 에너지가 온도로 변환한 다는 의미로 온도는 당초의 1.2배로 증가함. 라. 정격출력에 미치는 영향 1 이므로 는 변압기에서 의 조건을 이용하면 다음과 같다 2 즉,, 따라서 로 낮아짐 3 그러므로 P V2I2이므로 출력은 83.3%로 감소됨. 마. 전압변동율에 미치는 영향 1 전압변동율의 표현식 : 여기서 :전압변동률, 리액턴스강하=%lX 108 www.keca.or.kr 전기설비 2009/3 109
2 60Hz에서 50Hz로 변화하여 사용시는 p(%저 항강하)는 변화 없으나, (%리액턴스강하) %IX는 주 파 수 에 비 례 하 므 로 (%) 가 됨 3 결과적으로 됨 문제 2 2. 기력발전소의 기본 장치선도를 작도하고 열효율, 보일러효율, 열사 이클효율, 증기터빈 효율 및 송전단 효율을 각각 설명하시오. 3 열사이클 효율 4 증기터어빈 효율 호보완성을 가진 것을 말한다. 을알수있음 4 즉, 전압변동률은 주파수에 비례하여 감소됨. 3. 변압기의 정격 주파수 50[HZ]를 60[Hz]로 사용할 경우 고려할 사항 1. 기력 발전소 기본장치 선도 그림1. 마이크로그리드의 구성요소 1 자속밀도의 영향 : 자속밀도는 당초보다 83.3%로 감소함에 따라 소음이 작아짐. 2 철손과 효율에 미치는 영향 : 철손은 당초보 다 83.3%로 감소함에 따라 효율은 증가됨. 3 온도상승의 변화 : 온도상승은 당초의 83.3% 로감소함. 4 정격출력에 미치는 영향 : 정격출력은 전압이 높아짐에 따라 1.2배 증가됨. 5 전압변동율에 미치는 영향 : 전압변동률은 주 파수에 비례하여 증가함. 4. 사용 가능성 (1) 단선도 1 50[HZ]변압기를 60[Hz]와 같은 효율을 맞추 기 위해서는 자속밀도를 낮추어야 하며, 이에 따라 철심의 양이 증가하고 권선(동)의 양도 상대적으로 증가하게 되어 전체 가격이 높아 진다. 2 임피던스룰 고려하지 않으면 50[HZ]용 변압 기는 60[Hz]에 사용가능하지만 60[Hz]용 변압 기를 50[HZ]에 사용 시 손실증가로 용량이 감소되므로 설계검토가 필요하다. 여기서, B : 연료의 소비량[kg/h] Z : 발생 증기량[kg/h] H : 연료의 발영량[kg/h] PT: 증기터어빈 출력[kcal/kg] i1-i4: 각부분에 흐르는 급수 또는 증기의 엔탈피[kcal/kg] PG: 발전기 출력[kW] P : 발전기 출력으로부터 소내용 전력을 뺀 정미공급, 전력[kW] PL: 소내용 전력[kW] 2. 기력 발전소 기본장치 선도 1 열효율 2 보일러 효율 분산전원의 확장에 따른 계통운영 문제 3 방식인, 마이크로 그리드 계통 운영 이 최근 많이 연구되고 있고, 점차 적용범위가 확대될 것으로 보인다. 마이크로 그리드 계통에 대해 간단히 설명하고, 기존 계통의 운영방식과 마이크로 그리드계통의 운영방식이 차이가 나타 나는 이유를 제시하시오. 1. 마이크로 그리드(Microgrid) 계통이란 1 전기사업을 둘러싼 환경의 변호와 분산형전원 의 도입에 대한 높은 사회적 요구에 대응하기 위해서는 대규모 집중전원을 중심으로 한 기 존의 광역적인 전력시스템(그리드(Grid)로 약 칭함)에 DR을 도입할 뿐만 아니라 그것을 전 력공급성능의 향상을 위한 새로운 시스템을 적극적으로 구축하려는것. 2 그리드로부터 독립한 분산전원을 중심으로 한 국소적인 전력공급시스템을 나타내는 것으로 마이크로그리드(Microgrid)라는 용어가 사용되 고, 그리드와 마이크로그리드와는 운용상의 상 2. 기존계통 운용방식과의 차이점 (1) 계통에 대한 운전제어의 시점 다수의 분산전원이 네트워크로 도입된 경우에 개개의 분산전원이 시스템에서 운전 제어될 가능성에 따라 전혀 제어되지 않고 네트워크로 전력을 공급 한다. 미리 정한 프로그램에 따라 네트워크에 전력 을 공급한다. 네트워크의 운용자에 다라 공급전력을 항상 제어한다. 의 세 방식을 나뉜다. 한편 네트워크 전체로서 는 항상 공급력과 수요의 균형이 성립하도록 운전 제어되어야 하지만, 그 경우에는 제어의 주체가 전력시스템(일반전기사업자) 지역공급시스템(직접공급사업자) 자가발전시스템(수용가 자신) 3가지의 형태가 존재한다. 현재는 IT 기술의 활 용을 전제로 c타입의 분산전원군을 상정한 b형 태의 공급시스템(마이크로그리드)에 관심이 쏠 려 여러 가지 형식의 플랫폼과 그리드 형태의 제안이 있고, 국내외로 시행하려고 한다. (2) 에너지정장장치의 역할 이와 같은 공급시스템에서는 전원의 품질향상 과 수용변동에 자율적으로 대처하기 위해 에너 지저장장치의 도입이 효과적이다. 전력의 흡수 방출을 위한 저장장치로는 각종2차 전지, 플라이 110 www.keca.or.kr 전기설비 2009/3 111
휠, SMES 등의 실용화 개발이 이루어지고, 2차 전지로부터 도입이 시작되었다. 마이크로그리드가 그리드와 접속되어 있는 경 우네는 분산전원에서는 대처할 수 없는 부하의 전력수요를 그리드로부터 공급하는 것이 가능하 다. 분산 전원이 공급전력의 품질을 보충할 경우 를 포함하여 이들은 개념과 구성면에서 UPS와 기술적으로 공통성이 있고, 항상 연관하여 논할 수 있다. 또한 역으로 마이크로그리드 자체에서 부하제어를 하고, 그리드에 긴급하게 전력융통을 하는것도 가능하다. (3) 운전제어의 플랫폼 마이크로그리드의 운용자가 전기사업자가 아닌 경우 에는 시스템의 비즈니스모델 이 상정되어도 그것을 실 현하는 것이 기술적으로 어려운 경우가 있다. 이와 같 은 경우를 지원할 목적으로 표준적인 구성하드웨어를 상정한 다음 버추얼파워플랜트 등처럼 오픈 IT 네트워 크를 통한 부하정보에 근거하여 그것을 운전 제어하는 플랫폼도 여러 가지 제작되어 있다. (4) 직접공급네트워크에 대한 시도 이와 같은 상황하에서 국내외에 많은 마으크로그리 드의 구축을 시행하고 있고, 그 목적도 전력시장의 자 유화 안에서 경제성이 높은 공급시스템의 실현을 지향 하는 것에서 다품종의 (전력품질) 전력을 공급하는 능 력을 가진 시스템의 구축과 디지털사회에서 IT 기기에 적한 직류공급을 목료 한 것등 다양하다. 1. 개요 송전선로, 발전기, 변압기 등의 설비가 접속되는 공통도체인 모선을 보호하기 위하여 적용하는 보호 계전방식으로서 이 보호방식의 특징은 모선에 접속 되는 단자수가 많기 때문에 C.T의 포화현상이 문제 가 되며 모선범위의 고장은 전력공급에 큰 지장을 주므로 오동작이 없어야하며 신속한 동작이 요구된 다. 실제로 사용되는 보호방식에는 전압차동방식, 위 상비교방식, Linear Couper방식, 전류비율차동방식, 방향비교방식, 차폐모선방식 등이 있다. 2. 모선 방식 가. 1차측 결선방식 (1) 단모선 1 단로기, 차단기, 변압기가 일렬로 배치된 방식으로 2 특징은 발 변전소의 소요기기 및 면적이 적으므로 경제적으로 유리하나 모선측 각 기기사고시 변전소의 전체정전을 유발하므 로 신뢰도가 매우 낮다. 3적용 : 66 kv 이하의 인출 회선수가 적은 배전용 변전소 등 비교적 중요도가 적은 옥내변전소에 사용하며 4 종류 : 일괄모선방식과 분할모선방식이 있 다. ( : 차단기, : 단로기) 그림2. 분할 모션방식 (2) 환상모션 방식 1 항상 2계통 이상에서 수전하는 경우에 채 용되는 방식으로 Ring 모션이라고도 함 2특징 ᄀ 소요면적이 적고 모선의 부분정지, 차단기 의 점검에는 편리하지만, ᄂ 계통운영은 2층 모선만큼 자유도가 없으 며, 제어 및 보호회로가 복잡하게 되고, ᄃ 직렬기기의 전류용량이 크게 되는 것 동 결점이 있기 때문에 거의 사용하지 않음 그림3. 환상 모션방식 구 분 특 징 및 적 용 2중 모선 방식 (그림6,7,8 참조) 절환 모선방식 (그림 9 참조) 2또는 4BUS Tie CB방식 (그림10 참조) 그림4. 2.0차단방식 그림6. 표준 2중모선 1 단모선에 비해 소요면적은 증가하지만 기기의 점검, 계통운용상 편리하며 사고를 국한시킬 수 있고 전체 정전을 유발치 않으므로 신뢰도가 높아 계통의 중요 변전소나 고신뢰도를 요구하는 변전소에 사용된다. 2 1회선당 2개씩 차단기를 가지게 하는 것으로 한 쪽 모 선의 고장시에 다른쪽 모선으로 절체하여 회선정전을 시키지 않아도 되는 장점은 1.5CB방식과 같다. 3 차단기의 경제성 면에서 1.5차단 방식보다 불리하다 4 표준 2중모선, 변형 2중모선으로서 변전소 모선방향 의 확장이 곤란한 경우에 사용된다 1 Transfer bus는 단모선의 발변전소보다는 좀 중요도 가 큰 배전 변전소 등에 적용 2 평상시는 주 모선으로 운전하지만 회선 또는 차단기 등의 점검시에는 주모선에서 Transfer CB를 거쳐서 인출시킨다 1 이 방식은 일본에서 500kV 계통에 적용하고 있는 방 식으로 모선 사고시에 CB사이의 모선 구역만 정전시 킬 수 있으므로 신뢰성이 높다 2 그림9에서 1~4가 Tie CB인데 34번 Tie CB를 빼 면 2BUS Tie CB방식이 된다 그림5. 1.5차단방식 그림7. 변형 2중모선 (3) 복모션 문제 4 전력계통의 모선에 사용하는 모선방 식들을 그림으로 그리고, 이들 각 모선 방식의 보호방식에 대해 설명 하시오. 그림1. 일괄모션 방식 구 분 특 징 및 적 용 11.5차단방식은한쪽모선사고시에도 다른 쪽 모선 으로 중간의 Tie CB를 이용해서 절체할 수 있어 차단 1.5 차단기 기 점검시에도 송전을 계속할 수 있고 양모선의 사고 방식 및 시에도 사고를 국한시킬 수 있어, 회선정전이 되지 않 2.0 차단기 는 장점이 있어 특별히 고신뢰도를 요구하는 계통변 방식 전소(345kV, 765kV)에 사용 (그림4,5 참조) 2 회선 2개에 CB 3개기 있으므로 1.5차단 방식이라 함 3 2중모선 방식에 비해 차단기, 단로기 등이 많아지므 로 경제적으로 불리하고 제어회로가 복잡하게 된다. 그림8. 표준 2중분할모선 그림9. 절환모선방식 주모 보조모선 1234 모선연락용 차단기 그림10. 2 또는 4BUS Tie CB방식 112 www.keca.or.kr 전기설비 2009/3 113
3. 모선 보호방식 3-1. 전류차동 방식 가. 전류비율 차동방식 그림10. 비율자동방식 회로도 1 C.T 2차 회로의 차동회로에 억제코일과 동작 코일이 있는 비율차동계전기를 사용 2 C.T 특성 오차에 의한 오동작을 방지 할 수 있음 3 동작원리 모선 그림11. 내부 고장시 모선 율에 따라 동작(비율차동 계전원리임) ᄃ 모선의 회선수가 많아지면 몇 개의 비율차동계 전기를 조합하고 차동회로를 직렬접속하여 보 호하거나 다억제형 계전기를 사용함. ᄅ 외부사고시에는 차동회로에 흐르는 전류가 많 이 왜형되어 있어 고조파 억제형 사용 나. 공심변류기(Linear Coupler)방식 1 C.T 포활문제를 철심이 없는 변류기(공심변류 기)를 사용하여 해결한 방식 2 Linear Coupler의 특성차로 새기는 전압의 최고 치보다 모선 내부의 최소전류 고장시의 전압이 크면 적용이 가능함 최소전류 고장시의 전압이 크면 적용이 가능함 공심 CT 즉 전류차동방식의 C.T포화특성에 따른 오동 작 문제점을 해결할 수 있도록 차동계전기의 저항을 C.T포화시의 회로저항보다 크게 하여 계전기에 유입하는 전류를 동작전류이하로 제 한한 것. 2 C.T 오차전류에 의한 오동작을 방지 할 수 있 고 외부고장에서 CT 포화에 의한 오동작도 방 지할수있음 3 C.T포화특성에 의한 오동작이 없고, 내부사고 만을 검출하는 방식으로 대규모 S/S에서 많이 적용중임 4 C.T 2차 회로의 전압을 높지 않게 하기 위하여 병렬로 전압제한 저항(Varistor)을 설치함 5 또한 전압계전기와 직병렬로 필터를 설치하여 전압계전기는 C.T 2차전류의 기본파에만 응동 함 6 내부고장 : C.T 2차회로를 환류할 수 없어 차 동회로에 놓는 전압이 발생하여 전류계전기 동 작 7 외부고장 : 차동회로의 높은 임피던스로 C.T 2 차회로 분류 8 전압계기와 병렬로 전류계전기 설치 반파로 나누고 그 조의 OR회로를 통하여 위상 비교계전기에 공급. 3 이 방식은 전류의 크기와 무관하게 사고의 판 별을할수있음 4 C.T 2차전류를 입력변환기의 전압으로 변환해 서 사용되므로 회로의 변환이 용이하고, 복잡 한 변환을 하는 모선에 적합. 5 C.T 포화의 영향을 받지 않음. 6 모선 고장시 전류 유출회로가 있으면 오동작 할수있음 7 각 회선의 전류 위상이 모두 동상이면 모선사 고 1회선의 전류라도 역위상이면 외부사고로 판단함 3-4. 방향비교 방식 1 모선에 이어지는 모든 회로에 전력방향계전기 를 설치하고 그 접점의 짝지움에 의해 사고를 검출 그림12. 외부 고장시 ᄀ 전체 피더의 Vector 합전류의 유무로 고장을 판별 즉, 모선사고시, 외부사고 ᄂ 각 피더의 C.T 2차회로를 일괄하여 비율차동 회로를 구성, RC(억제코일)과 OC(동작코일)비 3-2. 전압차동 방식(주 보호방식에 많이 사용됨) Feeder CB 모선 전압 R/Y 기본파 통과필터 전압제한 저항 (Varistor) 전류계 전기 87H 1점 접지 1 변류기 차동회로에 전압차동계전기(고임피던스 내장)삽입으로 차전류 검출. BUS 3-3. 위상비교방식 1 C.T 2차 전류위상만으로 고장위치 판별 입력 변환기 위 상 비 고 R/Y 2 모선에 이어지는 모든 회로의 변류기 2차전류 가 입력변환기에 의해 전압으로 변환되고, 이 전압은 정류기에 의해 양(+)반파와 음(-)의 2 내부사고 : 내부방향 동작 외부사고 : 외부방향 동작 3-5. 환상 모선보호 방식 1 환상모선(Ring-bus)에 대해서는 피더 사이에 두고 2개의 C.T를 써서 보호 2 피더가 송전선이면 Pilot 계전방식을 사용하고 변압기나 발전기에는 차동보호 방식을 사용 3-6. 방향거리 계전방식(후비보호용에 적용) 1 2회선 송전선으로부터 수전하고 있는 S/S에서 각 회선에 C.T 2차측을 병렬로하여 합전류를 만들고, 이것에 의하여 방향거리 R/Y를 동작 시킴 114 www.keca.or.kr 전기설비 2009/3 115
방향거리 R/Y 2 거리계전기의 정정치를 변압기 2차측 사고에는 동작이 되지 않도록 최저거리에 정정하면 모선 사고에만 동작함. 문제 5 OZ CB 1. 비선형 부하와 역률과의 상관관계 모선 역률이란 교류회로에서 전원에서 공급된 전력이 부하에서 유효하게 이용되는 비율을 말하며, 리액턴 스 성분이 포함된 경우에는 전압과 전류 사이에는 위상차가 생기어 저항 R만인 회로의 전력에 곱한 만큼의 전력이 소비된다. 그러나, 과거에는 비선형 특성을 지니는 부하들이 많지 않아 고조파에 의한 역률 저하가 그다지 문제시 되지 않았지만 근래에 와서 전력계통 내에 중요한 문제 중의 하나로 부각 되었다. 다시말해서, 비선형 부하가 있는 경우에는 고조파율로 인하여 역률이 저하되고 있으며, 고조파 로 인한 역률 계산은 다음과 같이 계산한다. CB OCG 최근 전력전자기기의 확대보급에 따 라, 비선형 부하가 증가하고 있다. 비선형 부하와 역률과의 상관관계를 설명하고, 또한 중성선의 과부하 현 상에 대하여 설명하시오. Tr 따라서, 고조파에 의한 전류 파형이 왜곡되면, 시 스템의 역률이 저하함을 알 수 있고, 고조파 왜율이 100%인 경우에 역률은 기본파 성분만 있을 경우에 비해 70%수준이 된다. 여기서, 을 기본파 역률 FPF (Fundamental Power Factor)이라 하며, 혹은 전압과 전류간 위상의 차이에서 나타나는 지수라는 의미에 서 변위율(Displacement Factor)이라 하기도 한다. 고조파가 포함된 역률을 다음 식과 같이 표현하기도 한다. 역률(기본파 성분의 변위율) (고조파율:HF (Harmonic Factor))= DF HF 2. 중성선의 과부하현상 중성선(N)이란 Y결선하는 경우 그 중성점에 접속 되는 전선(인출한 선)을 말하고, 3상 4선식 회로의 중성선에는 각 상의 부하가 평형하고 있더라도 부하 에 고조파 전류 발생원이 있으면, 6N-3의 영상분 고 조파 전류의 3배의 전류가 흐르게 된다. 이러한 현 상으로 인하여 중성선의 과열을 초래하게 된다. 내선규정 제 205-9절(간선의 굵기 및 기구의 용 량)에 의하면, 중성선의 굵기에 대하여 고조파가 발 생하는 장소에서는 중성선의 굵기는 전압선과 동일 하게 하도록 하고 있다. 표1. 4심 및 5심 케이블 고조파 전류의 환산계수 상전류의 제3고조파 성분 0~15[%] 15~33[%] 33~45[%] >45[%] 상전류를 고려한 규격 결정 1.0 0.86 - - 환산계수 중성선 전류를 고려한 규격 결정 - - 0.86 1.0 IEC 60364에 의하면, 중성도체에 부하 감소 없이 전류가 흐르는 경우에는 회로의 허용전류 결정시 고 조파전류에 대한 환산계수를 고려하도록 하고 있다. 표1에 제시된 환산계수를 이용하여, 4개의 부하도 체를 갖는 케이블의 허용전류를 구할 수 있다. 환산 계수는 상 도체의 고조파 전류에 의한 가열효과도 고려한 것이다. 또한, 중성선 전류가 상전류보다 높을 것으로 생 각되는 경우, 중성선 전류를 고려하여 케이블의 규 격을 정해야 한다. 3. 결론 전력케이블의 규격 선정시에 고려할 사항으로는 허용전류, 전압강하, 기계적 강도, 고조파전류, 수용 율 등에 의해 결정된다. 특히, 전선의 고조파 전류에 의한 허용 전류의 변화, 배선 방식에 의한 고조파 전류의 분포, 포설 방법에 의한 유도장해가 문제시 되고 있으므로 관심을 가져야 한다. 이에 따라 1990년대 중반부터 IEC를 중심으로 고 조파 관리기준을 제정, 적용하고 있고 일본에서도 고조파 유출억제를 위한 가이드라인을 설정하여 적 극 보급하고 있다. 국내에서도 고조파에 대한 관리 기준을 구체적으로 제정하고 보급하여 고조파로 인 한 여러 안전사고 발생을 최소화하여야 한다. 다음과 같은 특성을 가지고 있는 주 변압 문제 6 기에 비율차동계전기 적용시, 1)비율차동 계전기 보호회로의 결선도를 그리고 2) 동작비율치(%) 를 구하시오. 또한 3) 고압측 및 저압측의 CT 결선 방법 및 극성에 대하여 설명하시오. (단, 계전기는 기계식임) 고압측 저압측 변압기 권선 2권선 변압기 변압비 154kV 22.9kV 변압기 결선 Y(wye) (delta) 변압기 용량 30/40 MVA @ ONAN/ONAF CT 배율 200/5 A 1200/5 A 변압기 Tap 무부하 탭 절환 장치 부 Relay Current Tap [A] 2.9-3.2-3.8-4.2-4.6-5.0-8.7 단, 오차는 (1) 변압기 탭 절환 : 10% (2) CT 오차 : 10% (3) 여유 : 5% 만을 고려한다. 1. CT 변류비 변압기 1차 정격 전류 변압기 2차 정격 전류 이나. 실제에 있어 150%과부하 운전이 30분정도 가능하므로 1차 전류 112.5 1.5=168.7A 2차 전류 756.3 1.5=1134.5A 따라서, CT는 다음과 같이 선정한다. 1차 측 200/5A, 2차 측 1200/5A 부정합(Mismach율)의 검토 3.15 정격전류의 비= 4.87 =0.647 3.2 정정탭값의 비= 5.0 =0.640 0.647-0.640 부정합의 비= 0.640 100=1.09(%) 2. 동작비율 정정 변압기 탭 전환에 의한 오차 : ±10% 변류비 부정합 : 1.09% 변류비 오차 : ±10% 여유 : ±5% 116 www.keca.or.kr 전기설비 2009/3 117
비율탭 = 10+1.09+10+5=26.09% 따라서, 이에 가까운 30% Tap에 정정. 3. 고압측 및 저압측의 CT결선 방법 및 극성 1차, 2차(또는 3 차)측 CT에 흐르 는 전류 위상이 다 르므로, 위상각 보 비 율 정을 위하여 Y- 차 동 결선의 변압기에는 계 위상각이 30 상이 전 기 하므로 변압기 결 선과 상반되게 1차 그림13. CT결선 에는, 2차에는 Y결선으로 동위상으로 만든다. 따라서, 그림2와 같이 변압기 1차측(154kV)이 Y결선이므로 CT는 결선 전기 기술사 기 사 기능사 소방 철도 노동부 국비무료교육 및 환급교육 지정기관 전기에 관한 한 최고의 명문임을 자부합니다 1964년 국내최초로 설립한 이래 42년간 150,000여명의 전기기술자를 배출한 최고의 명문! 기술사과정 기사과정 수강료환급 기술사, 기사 기출문제: 홈페이지 참조 강의과정 반별 강의시간 수요정규반 수요일 19:00 22:00 발송배전 일요정규반 일요일 10:00 15:00 기 술 사 고 급 반 토요일 15:00 18:00 수요정규반 수요일 19:00 22:00 건축전기 일요정규반 일요일 10:00 15:00 기 술 사 고 급 반 토요일 15:00 18:00 전기철도 일요정규반 일요일 10:00 15:00 기 술 사 고 급 반 토요일 10:00 13:00 교수진: 분야별, 과목별 최고의 권위교수진 유상봉: 공학박사/국내최다 5종목 기술사보유/ Y대교수 한찬호: 기술사/ (주)HS E&C 대표이사/ I대학 겸임교수 변융태: 기술사(3종목)/ 공학석사/ (주)C엔지니어링 소장 김재구: 기술사/ (주)J엔지니어링 이사/ D대학 겸임교수 이국희: 기술사/ D대학 겸임교수 /D엔지니어링(주) 이사 김정철: 기술사/ H철도기술(주)고문/ 전기철도 저서 다수 강홍주: 기술사/H기공 S복합화력발전소 부장 外 4인 강의과정 전기(산업)기사반 전기공사(산업)기사반 전기철도(산업)기사반 소방설비(산업)기사반 전기기능사반 각 과정별 필기특강반 각 과정별 실기특강반 개 강 정규반: 매월10일 특강반: 공단원서접수 첫날 강의시간 오전반 10:00 12:30 오후반 16:00 18:30 야간반 19:00 21:30 서울공과 전 기학원 으로 하며, 2차측(22.9kV)은 결선이므로 CT는 Y 결선으로 한다. 또한, 변류기의 극성은 1차전류의 방 향에 대하여 2차전류의 방향을 나타내는 특성으로 감극성과 가극성이 있으며, 우리나라에서는 감극성 을 표준으로 하고 있다. 그림14. 변류기의 극성 극성의 규약은 1차전류가 K단자(또는 극성기호를 붙인 단자)로 그림3에 표시한 화살방향으로 유입될 때, 2차전류는 k단자(또는 극성기호를 붙인 단자)에 서 화살방향으로 유출된다. 역으로 1차전류가 L단자 로 유입하면 2차전류는 l단자로 유출된다. 근로자능력개발향상을 위하여 본원의 교 육과정 수료시, 노동부에서 수강료의 70 100%를 무상 지원(환급)함 수강료 환급(개인) 특징: 회사와 무관, 수강생이 수강료 납부 수료후 수강생에게 환급 대상: 300인 미만 업체에 재직중이거 나 또는 40세 이상 근로자로서 고용 보험적용자 재직자 환급(회사) 특징: 소속된 회사에서 수강료납부 수료 후 회사로 환급 대상:고용보험적용업체에 재직중인 모든 근로자 국비무료교육 대상:전기공사기사, 전기기사 및 산 업기사를 취득하고자 하는 실업자 로서 취업희망자 특전: - 전원 취업알선 - 매월 교통비 지급 - 수강료, 교재비 등 일체무료 - 노동부인정 수료증발급 www.sgh.co.kr 2676-1113 5 서울 영등포구 당산동 455번지(지하철2,5호선 영등포구청 역 하차, 문래역방면 60m) 애항외과 이일철 원장 프로필 장 에서 발끝까지 이일철 원장 화장실에서 학문? 에 힘씁니다? (변비) 외과전문의 / 대장항문 세부전문의 국군수도병원 외과과장 / 누가의원 원장 온누리병원 원장 인하대학교 의과대학 외래교수 이렇게 아름다울 수는 없다! (대장내시경) 저 귀여운 것이 악마로 변하다니 (대장용종) 변을 봐도 시원하지가 않아요! 김남식 원장 애항외과 김남식 원장 프로필 외과전문의 / 대장항문 세부전문의 삼성병원 외과 / 대장항문 clinic송내 외과 원장 성균관대학교 의과대학 외래부교수 인하대학교 의과대학 외래교수 Chapter 05 Chapter 06 Chapter 07 Chapter 08 118 www.keca.or.kr 전기설비 2009/3 119
대장에 암이 생겼을 경우 우리 몸은 어떻게 느낄까요? 불행히도 암종이 상당한 크기가 되기까지 대부분의 사람들은 별다른 느낌을 갖지 못합니다. 암이 자라 상당한 크기가 되어 장 내부의 공간을 막을 정도까지 되면 그 제서야 언제부턴가 변이 시원치 않은 것 같다. 라는 느낌을 어렴풋이 느끼게 됩니 다. 그런데 문제는 이런 느낌이 들 경우, 즉 배변이 시원하지 않은 느낌이 반드시 암에 의한 증상은 아니라는 것입니다. 그러다보니 우리는 누구나 쉽게 우리 몸이 미약하게 보내는 심각한 질병의 이상 신호를 무시하게 되는 것입니다. 아래에 환자분들이 제게 와서 말씀한 내용을 챠트에 그대로 적은 것을 옮겨 보고 또 그 분들의 진단 결과까지 몇 가지 예로 들어 봅니다. 보시면서 일상생활 가운데 가볍게 알고 지내던 변비가 사실은 무서운 질병의 미약한 신호 가운데 하나였음을 간접적으로라도 경험해 보시기 바랍니다. 치질, 내시경, 정맥류 전문병원 54세 남자분 - 변비가 2~3개월전부터 생겼어요. 염소똥처럼 나와 요. 비데를 사용해야 변을 보게 되요. 출혈도 아마 그 무렵부 터였던 것 같아요. 변볼 때 까시가 걸린듯하게 따끔한 느낌 이 들어요. 배변 후에는 부드러운 혹이 밀려 나와요. - 이 분은 오랜 변비로 인하여 치질이 걸린 것으로 생각하 고 병원에 오셨습니다. 저는 치질 수술 전에 내시경 검사를 받기를 권하였고, 검사 결과 직장에서 매우 진행된 암종을 발견하였습니다. 56세 여자분 - 변비가 평생 있었어요. 변에서 피가 비쳐요. 가스가 독 하게 나와요. 배꼽 위쪽으로 배가 많이 아파요. 3~4년 전 내 과에서 대장내시경 검사를 받았었는데 별 이상은 없었어요. 6개월 전에 위내시경 검사 받았는데 위에 약간 염증이 있다 고 했어요. - 이 분은 평생 변비가 있어 왔기 때문에 최근의 변비 증 세는 특별한 증상이 아니라고 생각하였고, 더구나 몇 년 전 대장내시경검사에서 특별한 이상 소견이 발견되지 않았었기 때문에 대수롭지 않게 생각하고 내원하였습니다. 실제로 항 문 검사에서 치질이 꽤 심한 상태여서 치질로 진단하고 치질 수술을 권한 상태였고, 혹시 다른 가능성을 배제하기 위하여 대장내시경 검사를 시행하였습니다. 대장내시경 검사상 구불 결장(에스상결장)에 장 내부를 막을 정도의 암 덩어리가 발 견되었습니다. 65세 여자분 - 몇 달 전부터 다이어트요법으로 체지방분해제를 복용했 었어요. 그런데 한 3개월 전부터는 화장실 가고 싶으면 변 보 러 가기 전에 팬티에 변이 묻어요. 화장실을 자주 가게 되고 120 www.keca.or.kr 전기설비 2009/3 121
잔변감도 있고요. 변을 보 려고 힘을 주면 변은 안 나오 고 피가 나오기도 해요. 저녁때 더 심하고 이게 반복되니까 항 문이 아퍼서 왔어요. 체지방 분 해제 효과인지 체중은 5Kg 정 도 빠졌어요. 지금은 안 먹어요. 내과에서는 식이섬유를 많이 먹 으라고 해요. - 이 분은 다이어트 요법 때 문에 변비 증상이 생겼고 그러다 보니 변보기가 힘들어지며 출혈까지 있는 것으로 생각하고 있다가 항문이 아파서 그 치료를 위해 병원에 오 신 분이었습니다. 내과에서는 변비 치료를 위하여 식이섬유의 복용을 권유 받았지요. 그 러나 사실은 직장암이 오래전부터 진행하여 오다가 그 진행 상태가 최 고조에 달하게 되었을 때 시작한 다이어트 요법과 암의 증상이 겹쳐 나 타난 것이었습니다. 암의 진행으로 인한 체중감소까지도 다이어트 요법 효과라고 생각하였을 정도였으니까요. 특히 이 분은 과거에 좌측 대퇴골 골절로 수술을 받으셨으며, 자궁근 종으로 수술을 받으셨고, 또 우측 어깨 인대 파열로 곧 수술을 받을 예 정인 상태였습니다. 잦은 병원 생활 경험으로 자신의 상태를 나름대로 진단할 수 있는 능 력이 된다고 생각하고 있었지요. 내시경 검사 결과 매우 진행된 직장암 으로 진단되었습니다. 어떻게 보면 역설적으로 다이어트 요법 때문에 암이 발견된 경우라고 할 수 있습니다. 50세 여자분 - 변비가 있어요. 보통 2~3일에 한 번 보는데 몹시 딱딱해요. 작년부 터는 가끔씩 견딜만할 정도로 아랫배가 아파요. 병원 오기 2~3일 전부 터는 갑자기 변이 묽게 나오더니 피도 나오네요. - 이 분은 항문 검사 결과 수술적 치료를 해야 할 만큼 치질이 꽤 심한 상태였는데 수술 전 대장내시경 검사를 했으면 좋겠다는 생각이 들어 권하였습니다. 검사 결과 상행결장에 꽤 많이 자란 암종이 발견되 어 치질 수술은 뒤로 미루고 대학병원에 진료를 의뢰하여 암수술을 받 게 하였습니다. 저는 대장항문외과 전문의이다 보니까 진료실에서 만나 뵙는 환자분 들 중 변비 증상을 말씀하시는 분들이 매우 많습니다. 변비는 대부분 식습관이 규칙적이지 못하여 오는 증상이고, 불규칙한 배변 습관, 스트 레스, 다이어트 요법 등의 다양한 약물 복용, 생활 리듬의 변화 등이 변 비를 일으키는 요인이 됩니다. 변비는 일상생활 가운데 매우 흔한 증상이고 원인도 다양하며, 특히 여성들은 만성 변비에 시달리는 경우가 많기 때문에 가볍게 생각하고 넘어가기가 쉽습니다. 실제로 변비 증상을 가진 분들 중 극히 일부분의 예에서 암이 발견되 기는 하지만, 무시 못 할 만큼의 비중인 것은 엄연한 현실이고, 또 암이 라는 질병은 새삼 그 위상에 대하여 설명할 필요도 없을 정도로 굉장히 심각한 질병 아니겠습니까? 불행히도 변비는 암이 비교적 진행 되어야 나타나는 말기 증상이기 때문에 이것으로 암을 진단하는 기준을 삼을 수는 없습니다. 그러나 비 록 늦더라도 아직 치료의 기회가 있을 때 암을 진단하는 것은 환자 본 인의 남은 생과 삶의 질, 사랑하는 가족들을 생각할 때 결코 소홀히 할 수 없는 것입니다. 그러므로 대장암은 예방하는 것이 최선의 방책이며, 할 수만 있다면 조기에 진단하여야 하고, 그러기 위하여서 나이 50세를 넘기는 시기부 터는 정기적이고 유효한 검진을 받도록 하는 것이 좋습니다. 최소한 치료의 기회를 놓치지 않기 위하여서라도 우리 몸이 사소한 증상으로 신호를 보낼 때에는 조기에 적절한 관심을 가지시고, 전문의 의 도움을 받으시기 바랍니다. 122 www.keca.or.kr 전기설비 2009/3 123