電氣設備技術計算 5. 故障電流計算.

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1 電氣設備技術計算 5. 故障電流計算

2 目 次 5.1 전력계통의 기초방정식 5.2 평형 3상 단락고장계산 5.3 불평형 고장계산 5.3.1 발전기 기본식
目 次 5.1 전력계통의 기초방정식 5.2 평형 3상 단락고장계산 5.3 불평형 고장계산 발전기 기본식 선 지락전류 선 단락전류 선 지락전류

3 고장전류의 계산목적 (1) 고장을 제한하거나 신속히 제거하기 위한 차단기 선정.
(2) 계통기기나 선로의 기계적, 열적강도 선정. (MOF, CT, 차단기, 전선 및 케이블 등) (3) 보호계전방식의 선정 및 보호계전기정정. (4) 순시전압강하 검토. (5) 접지선 굵기 계산

4 5.1 전력계통의 기초방정식 전력계통의 모선방정식을 행렬로 나타내면 또는 Ibus = Ybus ·Vbus
5.1 전력계통의 기초방정식 전력계통의 모선방정식을 행렬로 나타내면 또는 Ibus = Ybus ·Vbus Vbus = Y-1bus · Ibus = Zbus · Ibus 단위는 PU

5 5.2 평형 3상 단락고장계산 BUS ‘K’에서의 3상단락전류 계산식 IK(F) : BUS K의 3상단락전류(pu)
VK(0) : BUS K의 무부하 모선전압(pu) ZKK : BUS K의 합성임피던스(pu) Zf : 고장점의 단락임피던스(pu)

6 5.3 불평형고장계산 5.3.1 발전기 기본식 V0 = -Z0·I0 V1 = Ea-Z1·I1 V2 = -Z2·I2
5.3 불평형고장계산 발전기 기본식 불평형의 대칭좌표변환 V0 = -Z0·I0 V1 = Ea-Z1·I1 V2 = -Z2·I2

7 5.3.2 1선지락고장 계산식 Z1, Z2, Z3 : 정상, 역상, 영상임피던스(pu) Ea : 발전기전압(pu)
선지락고장 계산식 Z1, Z2, Z3 : 정상, 역상, 영상임피던스(pu) Ea : 발전기전압(pu) Zf : 고장점임피던스(pu) 고장조건 : Ib= Ic= 0 Va = Ia· Zf

8 선단락고장 계산식 고장조건 : Ia = 0, Ib+Ic= 0 Vb = Vc

9 선지락고장 계산식 고장조건 : Ia = 0 Vb = Vc =If· Zf

10 MATLAB Program에 의한 고장계산
[Matrix Laboratory] 1. 평형3상단락고장계산 2. 불평형고장계산(대칭좌표법) (1) 1선지락고장계산 (2) 2선단락고장계산 (3) 2선지락고장계산

11 평형3상단락고장계산 예제 5.3 [mfile name : b.m] p73 From To R X
zdata = [ ]; Zbus = zbuild(zdata) symfault(zdata, Zbus) %p69

12 불평형고장전류 계산 예제 5.4(p91) (1) 발전기 중성점의 리액턴스는 100MVA Base 0.25/3 pu
(2) 평형3상단락, 1선지락, 2선단락, 2선지락일 때 Bus(3)의 고장점 impedance Zf = j0.1 pu 기기명 Base MVA 전압[kV] X1 X2 X0 G1 100 20 0.15 0.05 G2 T1 20/220 0.1 T2 L12 220 0.125 0.3 L13 0.35 L23 0.25 0.7125

13 [mfile name : c.m] (p122) ↓ zdata1 = [0 1 0 0.25 zdata0 = [0 1 0 0.40
↓ [mfile name : c.m] (p122) zdata1 = [ zdata0 = [ ]; ]; zdata2 = zdata1; %역상임피던스=정상임피던스 Zbus1 = zbuild(zdata1) Zbus0 = zbuild(zdata0) Zbus2 = Zbus1; %[Z1]=[Z2] disp('(a) Symmetrical three-phase fault') %평형3상단락고장(p69) symfault(zdata1, Zbus1) disp('(b) Line-to-ground fault' ) %1선지락고장(p78) lgfault(zdata0, Zbus0, zdata1, Zbus1, zdata2, Zbus2) disp('(c) Line-to-line fault') % 2선단락고장(p83) llfault(zdata1, Zbus1, zdata2, Zbus2) disp('(d) double line-to-ground fault') % 2선지락고장(p88) dlgfault(zdata0, Zbus0, zdata1, Zbus1, zdata2, Zbus2)

14 PU값을 실제값으로 계산 3상단락전류[kA], 3상비대칭단락전류[kA], 3상비대칭계수(K3) 표시
A=-(2*pi*r/x); B=exp(A); C=1+2*B; D=1+B/2; K=(sqrt(C)+2*sqrt(D))/3; %3상 비대칭계수 In=100000/(sqrt(3)*22.9); %22.9kV 100MVA Base current(in) fprintf('Total fault current = %8.4f [kA] \n\n', Ifm*In/1000) fprintf('three-phase asymmetric fault current = %8.4f [kA] \n\n', Ifm*In*K/1000) %3상비대칭단락전류 fprintf('Angle degrees = %8.4f \n\n', Ifmang) fprintf('three-phase asymmetric factor(K3) = %8.4f \n\n', K )