전기기사 전력공학 이론: 05-02 중성점 잔류 전압 ⚡

전기기사 전력공학 이론: 중성점 잔류 전압 ⚡

📋 목차

1. 중성점 잔류 전압의 개념
2. 발생 원인과 영향
3. 계산 및 분석
4. 대책 및 방지법
5. 실전 문제

1. 중성점 잔류 전압의 개념

1.1 정의

중성점 잔류 전압이란 3상 전력계통에서 중성점과 대지 간에 발생하는 전위차를 의미합니다.

1.2 특성

• 정상 상태에서는 거의 0
• 불평형 발생 시 증가
• 지락 사고 시 급격히 상승
• 접지 방식에 따라 특성 변화

2. 발생 원인과 영향

2.1 주요 발생 원인

1. 선로 불평형

   • 정전용량 불평형
   • 누설전류 불평형
   • 부하 불평형

2. 지락 사고

   • 1선 지락
   • 2선 지락
   • 단선 지락

3. 계통 조작

   • 차단기 조작
   • 개폐기 동작
   • 부하 절체

2.2 시스템 영향

1. 절연 스트레스

   • 기기 절연 열화
   • 절연 파괴 위험

2. 보호 계전

   • 오동작 가능성
   • 부동작 위험

3. 시스템 안정도

   • 전압 불평형
   • 운전 신뢰도 저하

3. 계산 및 분석

3.1 기본 수식

Vn = (Va + Vb + Vc) / 3
여기서,
Vn: 중성점 전압
Va, Vb, Vc: 각 상 전압

3.2 지락계수 계산

K = (1 + 3K0) / 2
여기서,
K: 지락계수
K0: 영상분 보상계수

3.3 불평형률 계산

Unbalance(%) = (V2/V1) × 100
여기서,
V2: 역상분 전압
V1: 정상분 전압

4. 대책 및 방지법

4.1 설계 단계

1. 적절한 접지 방식 선정

   • 계통 전압 고려
   • 보호 방식 고려
   • 운전 조건 검토

2. 절연 협조

   • 적정 절연레벨 선정
   • 보호기기 설치
   • 접지망 설계

4.2 운영 단계

1. 감시 및 제어

   • 연속 감시
   • 경보 설정
   • 자동 제어

2. 예방 정비

   • 정기 점검
   • 절연 진단
   • 접지저항 측정

5. 실전 문제

문제 1

비접지 계통에서 1선 지락사고 시 건전상 전압은 정상 전압의 몇 배가 되는가?

1) √3배
2) 2배
3) 3배
4) 4배

정답: 1)

해설: 비접지 계통에서 1선 지락사고 발생 시 건전상 전압은 정상 전압의 √3배가 됩니다.

문제 2

중성점 잔류 전압이 가장 크게 발생하는 접지 방식은?

1) 직접 접지방식
2) 저항 접지방식
3) 비접지방식
4) 소호리액터 접지방식

정답: 3)

해설: 비접지방식은 지락사고 시 건전상 전압이 가장 크게 상승하며, 중성점 잔류 전압도 가장 크게 발생합니다.

📝 핵심 포인트

1. 시험 준비

• 계산식 암기
• 접지방식별 특성 이해
• 벡터도 해석 능력

2. 실무 적용

• 보호협조 기준
• 감시시스템 운영
• 유지보수 전략

3. 안전관리

• 절연 진단
• 접지저항 관리
• 이상징후 감시