[건축전기설비기술사 제140회 2교시 6번]

2교시 6번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분

그림과 같은 조건에서 접지형 계기용 변압기(GPT)를 사용하여 영상전압을 검출하는 경우 다음 사항을 설명하시오.

[그 림]
건축전기설비기술사 2교시 6번 그림 1
  1. 지락고장 시 등가회로
  2. GPT 1차측과 3차측 영상전압
  3. GPT 사용 시 주의사항
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답안 구조

  1. 개요
  2. 1선 지락고장 시 등가회로
  3. GPT 1차측·3차측 영상전압
  4. GPT 사용 시 주의사항
  5. 결론

용어 정의

GPT(접지형 계기용 변압기)
1차 Y결선 중성점 접지, 3차 오픈델타 결선으로 비접지 계통의 지락 시 영상전압을 검출하는 계기용 변압기
CLR(한류저항)
GPT 3차 오픈델타에 접속하는 저항으로 SGR 동작용 유효분 전류를 공급하고 중성점 이상전압·철공진을 억제
SGR(선택지락계전기)
ZCT 영상전류와 GPT 영상전압의 위상을 비교해 지락 회선만 선택 차단하는 방향성 계전기

핵심 내용

1)

  • 고장점 고장 전 대지전압을 전원으로 하는 테브난 등가회로
  • 지락저항 R_g 직렬, GPT 중성점 등가저항 R_N과 계통 대지정전용량 병렬
  • R_N은 3차 CLR을 1차로 환산한 값(권수비 제곱 반영)
  • 지락전류 = GPT 유효분 전류 + 건전·고장 피더 충전전류 합

공식: I˙g=E˙Rg+Z˙p\dot{I}_g = \frac{\dot{E}}{R_g + \dot{Z}_p}, 1Z˙p=1RN+jωCtotal\frac{1}{\dot{Z}_p} = \frac{1}{R_N} + j\omega C_{total}, I˙g=I˙N+I˙c\dot{I}_g = \dot{I}_N + \dot{I}_c

2)

  • 1차 영상전압은 중성점 전위 변위, 완전지락 시 상전압 크기
  • 지락저항이 클수록 영상전압 감소(등가회로 분압)
  • 3차 오픈델타 단자에는 세 상 영상전압 합(3배)을 권수비로 환산한 전압 출현
  • 정상 시 평형으로 오픈델타 전압은 영(잔류전압만)

공식: V˙0=E˙ Z˙pRg+Z˙p\dot{V}_0 = \dot{E}\, \frac{\dot{Z}_p}{R_g + \dot{Z}_p}, V3rd=3V0nV_{3rd} = \frac{3 V_0}{n}

풀이 순서: 등가회로에서 병렬 임피던스 Z_p 산정 → 분압으로 1차 영상전압 V_0 산정 → 권수비 n으로 3차 오픈델타 전압 환산

3)

  • GPT 1차 중성점 접지 확실히 시공, 3차 오픈델타 극성 확인
  • CLR 용량은 SGR 동작 유효전류와 철공진 억제 조건으로 선정
  • 1차 퓨즈 용단·결상 시 영상전압 발생에 의한 오동작 대책
  • 케이블 차폐 접지선의 ZCT 관통 처리로 영상전류 오검출 방지
  • 건전 피더 충전전류가 반대 방향으로 흐르므로 방향성 SGR 적용

AI 작성 답안 개요 · 검수 전 · 채점기준과 기준답안은 공개되지 않습니다. 참고용 개요입니다.

출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)

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