소호리액터 접지

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1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다

38회 시험 중에서 8번 나왔습니다

2010~2022년 기출 38회 시험 기준

출제 회차 2010년 1차 · 2011년 3차 · 2016년 2차 · 2016년 3차 · 2018년 2차 · 2019년 1차 · 2020년 2차 · 2022년 1차

2 쉬운 설명

소호리액터 접지는 중성점과 대지 사이에 코일(리액터)을 넣는 접지 방식이다. 1선 지락이 나면 선로의 대지 정전용량을 통해 충전전류가 흐르는데, 리액터가 이 전류를 반대 성질의 지상 전류로 상쇄해 지락전류를 거의 0 으로 만들고 아크가 저절로 꺼지게 한다. 소호는 아크를 끈다는 뜻이며, 아크가 저절로 꺼지므로 일시적인 지락 사고는 정전 없이 지나갈 수 있다.

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충전전류와 리액터 전류가 서로 상쇄되는 상태가 병렬공진이다. 1선 지락이 나면 선로의 정전용량으로는 앞선(진상) 전류가, 리액터의 인덕턴스로는 뒤진(지상) 전류가 서로 반대 방향으로 흐른다. 두 전류의 크기가 같아지도록 맞추면 합이 0 이 되어 지락전류가 사라지며, 이때의 공진 조건이 $\omega L=\frac{1}{3\omega C}$ 이다. 여기서 $C$ 는 1상의 대지 정전용량이고, 리액터가 3상 대지 정전용량 $3C$ 와 병렬공진한다. 소호리액터의 리액턴스는 문항에 따라 $\omega L$ 또는 $X_{L}$ 로 적으며 같은 양이다.

리액턴스를 구하는 계산은 1상의 대지 정전용량 0.5 $\mu\mathrm{F}$ , 주파수 60 Hz 인 3상 송전선의 문항을 기준으로 순서를 잡는다. 먼저 공진 조건 $\omega L=\frac{1}{3\omega C}$ 를 세운다. 여기서 $\omega=2\pi f$ 는 각속도이고 $\omega=2\pi f=2\pi\times 60\approx 377\,\mathrm{rad/s}$ 이다. 분모는 $3\omega C=3\times 377\times 0.5\times10^{-6}\approx 5.65\times10^{-4}$ 이고, $\omega L=\frac{1}{5.65\times10^{-4}}\approx 1768\,\Omega$ 이므로 가장 가까운 보기는 1770 Ω 이다.

중성점 접지 방식별로 1선 지락 때의 지락전류를 비교하면, 직접접지는 중성점을 곧바로 땅에 이어 지락전류가 가장 크고, 저항접지는 저항으로 지락전류를 줄이지만 소호 리액터접지만큼 줄이지는 못한다. 비접지는 선로 충전전류만큼의 지락전류가 흘러 소호 리액터접지보다 크다. 소호 리액터접지는 지락전류를 거의 없애 가장 작다. 유도 장해(송전선 전류가 근처 통신선에 전압을 끼어들게 해 잡음을 일으키는 현상)는 전류가 클수록 커지므로 순서도 같아, 유도 장해가 가장 적은 방식은 소호 리액터접지이다.

같은 식을 쓰는 다른 계산으로, 한 상의 대지 정전용량이 0.4 μF, 주파수가 60 Hz 인 3상 송전선이면 세 상의 정전용량이 중성점에서 보면 나란히 이어져 $3C$ 가 되므로 $X_{L}=\frac{1}{3\omega C}$ 이다. $\omega=2\pi f$ 이므로 $\frac{1}{3\times2\pi\times60\times0.4\times10^{-6}}\approx2210\,\Omega$ 이고, 보기 중 가장 가까운 값은 2217 Ω 이다.

소호리액터를 접속시키는 변압기의 리액턴스 $X_{t}$ 가 주어지면 공진탭의 리액턴스를 다시 구한다. 1상의 대지 정전용량이 $C$ , 주파수가 $f$ 인 3상 송전선에서 영상회로의 소호리액터는 $3\omega L$ 로 보이고 변압기 리액턴스 $X_{t}$ 가 직렬로 더해진다. 이 합이 대지 정전용량의 리액턴스 $\frac{1}{\omega C}$ 와 같을 때 공진하므로 $3\omega L+X_{t}=\frac{1}{\omega C}$ 이고, 풀면 $\omega L=\frac{1}{3\omega C}-\frac{X_{t}}{3}$ 이다.

3 이 개념이 나온 기출문제

해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.

4 체크리스트 + 암기팁

암기팁 소호리액터

\displaystyle \omega L=\frac{1}{3\omega C}

—

3C

와 공진.

암기팁 유도 장해 최소는 소호 리액터접지, 최대는 직접접지.

함정 주의 지락전류를 없애는 공진은 병렬공진이다. 직렬공진은 인덕턴스와 정전용량이 직렬로 이어진 회로의 공진이고, 임피던스의 크기를 말하는 보기(고임피던스·저임피던스)는 공진 상태를 뜻하는 말이 아니다.

소호리액터가 인덕턴스와 선로의 정전용량을 어떤 상태로 만들어 지락전류를 소멸시키느냐를 묻는 문항의 답은 병렬공진이다. 직렬공진은 인덕턴스와 정전용량이 직렬로 이어진 회로에서 일어나는 공진이며 소호리액터는 선로 정전용량과 병렬 관계이므로 맞지 않고, 고임피던스·저임피던스는 공진 상태를 뜻하는 말이 아니다.
공진 조건 $\omega L=\frac{1}{3\omega C}$ 에는 1상이 아니라 3상 대지 정전용량 $3C$ 가 쓰인다. 계산 문항에서는 $\omega=2\pi f$ 로 각속도를 먼저 구하고, 계산값에 가장 가까운 보기를 고른다.
1선 지락 때 지락전류가 가장 큰 것은 직접접지이고, 저항접지와 비접지는 소호 리액터접지보다 크다. 지락전류가 가장 작은 송전계통과 유도 장해가 가장 적은 접지 방식은 모두 소호 리액터접지이고, 유도 장해가 가장 큰 방식은 직접접지이다.

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차단기의 차단능력이 가장 가벼운 경우는 중성점을 소호리액터로 접지한 장거리 송전선로의 지락전류 차단이다. 지락전류가 리액터 전류와 거의 상쇄되어 차단기가 끊을 전류가 가장 작고, 단락 사고와 직접접지·저항접지 계통의 지락전류는 이보다 훨씬 크다.
소호리액터를 접속하는 변압기의 리액턴스 $X_{t}$ 가 주어지면 공진 조건은 $3\omega L+X_{t}=\frac{1}{\omega C}$ 이고, 풀면 $\omega L=\frac{1}{3\omega C}-\frac{X_{t}}{3}$ 이다. 보기에서는 변압기 리액턴스에 $\frac{1}{3}$ 이 곱해져 빼는 모양을 찾는다.