단락 전류란?
단락 전류의 정의
단락 전류는 운전 중에 위상 간이나 위상과 지면(또는 중성선) 사이에 비정상적인 연결이 발생할 때 전력 시스템을 통해 흐르는 전류이다. 이 값은 정격 전류보다 훨씬 클 수 있으며, 단락 점과 전원 공급 사이의 전기적 거리에 따라 달라진다.
단락 유형
3상 단락
2상 단락
단일 대 지면 단락
양방향 단락
계산 목적
단락의 피해를 제한하고 고장 영향 범위를 줄이기 위해서이다.
단락 계산 시나리오
전기 장비와 전류 도체를 선택할 때 단락 전류로 열 및 동적 안정성을 확인해야 한다.
릴레이 보호 장치를 선택하고 설정하여 단락 고장을 올바르게 차단할 수 있도록 해야 한다.
합리적인 주 회로 방식, 운전 모드 및 전류 제한 조치를 결정한다.
가장 심각한 단락 상태에서도 전력 시스템의 전기 장비가 손상되지 않도록 보호하고, 단락 고장으로 인한 피해를 최소화한다.
계산 조건
시스템이 무한 용량을 가진다고 가정한다. 사용자의 단락 후에도 시스템의 버스 전압을 유지할 수 있다. 즉, 계산된 임피던스는 시스템 임피던스보다 훨씬 크다.
고압 장비에서 단락 전류를 계산할 때, 발전기, 변압기, 리액터의 반응항만 고려하고 저항은 무시한다. 대기 중 선로와 케이블의 경우, 저항이 반응항의 1/3보다 클 때만 저항을 고려하며, 일반적으로 반응항만 고려하고 저항은 무시한다.
단락 전류 계산 공식이나 계산 차트는 3상 단락 계산 조건을 기반으로 한다. 단상 단락이나 2상 단락의 단락 전류는 3상 단락 전류보다 작기 때문이다. 3상 단락 전류를 차단할 수 있는 장비는 반드시 단상 단락 전류나 2상 단락 전류도 차단할 수 있어야 한다.
주요 매개변수
Sd : 3상 단락 용량 (MVA), 단락 용량 검사 스위치 차단 용량.
Id : 3상 단락 전류 주파수 성분의 유효값, 단락 전류 검사 스위치 차단 전류 및 열 안정성.
Ic : 3상 단락 첫 주기 전체 전류 RMS, 충격 전류 RMS라고 하며 동적 안정성을 검사한다.
ic : 3상 단락 첫 주기 전체 전류 피크, 충격 전류 피크라고 하며 동적 안정성을 검사한다.
x : 반응항 (Ω)
퍼유닛 값
계산을 위해 참조 용량(Sjz)과 참조 전압(Ujz)을 선택한다. 단락 계산의 각 매개변수는 해당 매개변수의 참조 양(참조 양에 대한 상대값)의 비율로 변환되며, 이를 퍼유닛 값이라고 한다.
퍼유닛 계산
퍼유닛 용량 : S*=S/Sjz
퍼유닛 전압 : U*=U/Ujz
전류 퍼유닛 값 : I*=I/Ijz
무한 용량 시스템의 3상 단락 전류 계산 공식
단락 전류 퍼유닛 : Id*=1/x* (총 반응항 표준 값의 역수)
유효 단락 전류 : Id=Ijz*I*d=Ijz/x*(KA).
유효 충격 전류 값 : Ic=Id*√1+2(KC-1) 2(KA), 여기서 KC 충격 계수는 1.8이므로 Ic=1.52Id
피크 충격 전류 : ic=1.41*Id*KC=2.55Id(KA)
예방 조치
전기 장비를 올바르게 선택하고 검증한다. 전기 장비의 정격 전압은 회로의 정격 전압과 일치해야 한다.
릴레이 보호의 설정 값과 녹아웃의 정격 전류를 올바르게 선택하고, 신속 차단 보호 장치를 채택한다.
변전소에 번개 방지기를 설치하고, 변압기 주변과 선로에 번개 방지기를 설치하여 번개 피해를 줄인다.
대기 중 선로의 시공 품질을 확보하고, 선로 유지 보수를 강화한다.
대기 중 선로의 시공 품질을 확보하고, 선로 유지 보수를 강화한다.
작은 동물이 배전실에 들어가거나 전기 장비에 올라가는 것을 방지하기 위한 관리를 강화한다.
전기 장비에 들어가지 않도록 도전성 먼지를 적시에 제거한다.
케이블이 묻힌 곳에 표시를 세운다.
전력 시스템의 운전 및 유지 보수 인원은 절차를 철저히 연구하고, 규정을 엄격히 준수하며, 전기 장비를 올바르게 운전해야 한다.