임 피 던 스 개 념

 

 임 피 던 스 개 념

 

1.정상,역상,영상 전류 및 임피던스 개념

 

 가. 정상전류란 정상시 전류(상순이 시계방향으로 흐르는 전류)이다. 삼상전류가 120도 위상각을 가

      지고 시계방향으로 회전한다는 것이다.

 나. 역상전류란 정상의 상회전과 반대방향으로 흐르는 전류를 가정하는 것이다. 불평형 고장시      

      전압 불평형이 생긴다면 전압차이에 기인한 역방향의 전류성분이 있을것이라는 것은 회로이론을

      공부하면 알수 있을 것이다.

 다. 영상전류란 단상전류로서 회전하지 않는 성분이다. 즉 변압기 중성점 전류를 생각하면 된다.      

      대칭분 임피던스는 대칭분 전류가 흐를때의 전압강하로부터 임피던스를 가정한 것이다.

 

2. 변압기 임피던스

 

변압기의 경우 회전기가 아닌 정지물이다. 따라서 삼상전류가 정방향이든 역방향이든 그 임피던스효과는 같은 코일을 흐르게 되므로 같을 수밖에 없다. 이것은 선로의 경우도 마찬가지이다. 그리고 변압기의 영상 임피던스는 각상권선에 위상이 같은 단상전류를 흘렸을 때의 값이므로 대체로 같아지며(누설 리액터스 무시) 결선방식에 따라 조금씩 달라진다.

 

 가. 변압기 자체 임피던스만 고려

 

  1) 변압기 임피던스를 정상, 영상임피던스를 같게 보는 경우

     불평형분인 영상전류와 3배수의 고조파 전류가 델타권선내로 순환될수 있기 때문에

     델타결선일 경우이다.

  2) 변압기 영상 임피던스가 무한대인 경우(Z₀≫Z₁≒Z₂)

     와이 결선일 때이다. 왜냐하면 영상전류와 3의배수 고조파가 흐를 통로가 없다. 그래서 중성점을

     접지하면 중성점 전류로 흐르게 되어 인근 통신선에 유도장해의 원인이 된다.

 

 나. 공통고려사항

 

  1) 저항분은 무시

  2) %리액턴스 값은 명판에 기재된 값을 사용하고 기준MVA로 환산하며 3권선 변압기에서

     각 권선의 용량이 다를 경우에는 용량이 적은 쪽을 기준으로 한다.

  3) V결선 변압기는 정확히는 각상의 리액턴스가 다르지만 편의상 △결선 취급한다

  4) %X가 다른 단상변압기를 조합했을 때 BANK는 그 중 최소치를 적용한다

  5) %X가 불명인 변압기에서는 표에 의한 표준치를 적용한다.

 

3. 선로 임피던스

 

임피던스값은 정상분과 역상분이 같다(정지물인 같은 선로에 전류를 정방향으로 흘리나 역방향으로 흘리나 전압강하는 같으니까) 또한 영상분은 중성점 접지방식에 따라 다르며 대지를 귀로하기 때문에 좀 복잡합니다.

 

 가. 직접접지

 

    변압기와 선로로 구성된 회로이므로 변압기는 정상,역상,영상 임피던스가 같으며 선로는

    정상,역상 임피던스는 같고 영상만이 차이가 난다(대지를 귀로하기 때문)

    지락전류는 대지를 귀로하여 변압기 중성점으로 돌아오므로 저항접지나, 임피던스접지가

    아닌 이상 같다고 보아도 약식계산에서는 무방하다는 것이지 영상임피던스는 차이가난다.

    (송전선로에서는 실측값사용)

 

 나. 고저항 접지

 

고저항 접지방식에서는 당연히 지락점과 대지 그리고 중성점 고저항으로 영상전류 가 흐르므로 접지 저항분만큼 영상임피던스가 커집니다. 실제로 고저항 접지의 지락전류는 상전압에 접지저항값을 나누어 지락전류를 약식계산하는 예가 있다. 한가지 추가할 사항은 중성점 접지저항값을 적용시 3배를 해주어야 하는데 이것은 대칭분은 3개의 성분을 분해한 임피던스이나 중성점 저항은 3상의 영상전류가 합쳐 흐르게 되기 때문이다. ⇒ 이말을 잘 이해해야 하는데 정상,역상,영상전류는 삼상에 분산되어 흐르고 영상전류는 삼상이 합쳐져 중성점 접지저항을 통해 흐르게 됨을 같은 대칭분 레벨이 되기 위해서는 3배를 해준다는 뜻이다(물론 고저항접지 약식계산시 분모의 3과 분자의 3이 약분되어 그냥 상전압 나누기 접지저항이된다.)

 

4. 고장시 임피던스

 

 가. 3상단락 고장시는 평형고장이므로 정상분 임피던스만 필요하다

 나. 1선지락과 같은 불평형 고장시는 불평형으로 인한 역상분 임피던스 및 지락전류가 대지로 흐르는

      관계로 영상분 임피던스도 필요하게 된다. (계산식 참고) 흔히 저항접지식 수전설비에서 대지 임

      피던스를 무시하고 접지저항값만으로 지락전류를 계산하는 것은 약식계산이다.