[발송배전기술사 제140회 4교시 1번]

1)

• 대칭좌표법을 활용한 1선 지락전류 및 3상 단락전류 산출
• 유효접지 조건인 정상 및 영상 임피던스 비율 관계 적용
• 각 고장 전류 비를 임피던스 비로 치환하여 부등식 도출

공식: $I_{1G} = \frac{3 E}{Z_0 + Z_1 + Z_2}$, $I_{3S} = \frac{E}{Z_1}$, $Z_1 = Z_2$, $\frac{Z_0}{Z_1} \le 3$, $\frac{I_{1G}}{I_{3S}} = \frac{3 Z_1}{Z_0 + 2 Z_1} = \frac{3}{\frac{Z_0}{Z_1} + 2}$, $\frac{I_{1G}}{I_{3S}} \ge \frac{3}{3 + 2} = \frac{3}{5}$

풀이 순서: 1선 지락전류와 3상 단락전류의 기본 수식 정의 → 발전기 기본 조건인 정상 임피던스와 역상 임피던스 동일 조건 적용 → 두 고장 전류의 비율 수식 구성 → 유효접지 조건 중 영상 및 정상 임피던스 비(3 이하) 대입 → 분모 최대치 대입을 통한 부등식 최소값 산출 → 최종적으로 3상 단락전류의 60% 이상이 1선 지락전류임을 증명

2)

• 지락 고장 시 건전상 전위 상승 억제로 전력기기 절연 보호
• 피뢰기 제한전압 및 정격전압 선정의 합리적 기준 제공
• 단절연 및 저감절연 적용을 통한 변압기 절연 비용 절감
• 보호계전기 동작의 확실성 및 선택성 확보