학습 모드 | 전력공학

Q11 고장계산 %임피던스

정격용량 10,000kVA, 정격전압 22kV인 변압기의 임피던스가 Z = 4.84Ω일 때 %임피던스는?

① 10% ★ 정답

② 5%

③ 8%

④ 12%

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%임피던스 공식:

\( \%Z = \frac{P_n \cdot Z}{V_n^2} \times 100 \)

\( = \frac{10{,}000 \times 10^3 \times 4.84}{(22 \times 10^3)^2} \times 100 \)

\( = \frac{4.84 \times 10^7}{4.84 \times 10^8} \times 100 = 10\,\% \)

Q12 고장계산 단락전류

22kV 계통에서 %임피던스가 10%일 때 3상 단락전류는 약 몇 A인가? (기준용량 10,000kVA)

① 2,624A ★ 정답

② 1,312A

③ 5,249A

④ 3,937A

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단락전류 공식:

기준전류: \( I_n = \frac{P_n}{\sqrt{3} V_n} = \frac{10{,}000 \times 10^3}{\sqrt{3} \times 22{,}000} = 262.4\,\text{A} \)

\( I_s = \frac{100}{\%Z} \times I_n = \frac{100}{10} \times 262.4 = 2{,}624\,\text{A} \)

Q13 고장계산 단락용량

22kV 계통에서 3상 단락전류가 2,624A일 때 3상 단락용량은 약 몇 MVA인가?

① 100MVA ★ 정답

② 50MVA

③ 200MVA

④ 75MVA

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3상 단락용량 공식:

\( P_s = \sqrt{3} \cdot V_n \cdot I_s \)

\( = \sqrt{3} \times 22{,}000 \times 2{,}624 \)

\( = 1.732 \times 22{,}000 \times 2{,}624 \approx 100 \times 10^6\,\text{VA} = 100\,\text{MVA} \)

또는: \( P_s = \frac{100}{\%Z} \times P_n = \frac{100}{10} \times 10 = 100\,\text{MVA} \)

Q14 고장계산 지락전류

1선 지락고장 시 지락전류를 구하는 데 사용되는 대칭분 성분은?

① 정상분·역상분·영상분 모두 ★ 정답

② 정상분만

③ 정상분·역상분

④ 영상분만

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1선 지락고장 시 대칭분 해석:

1선 지락 고장 시 지락전류는 다음과 같이 표현됩니다:

\( I_a = \frac{3V_a}{Z_1 + Z_2 + Z_0} \)

\(Z_1\): 정상분 임피던스
\(Z_2\): 역상분 임피던스
\(Z_0\): 영상분 임피던스

따라서 정상분·역상분·영상분 모두가 필요합니다.

Q15 고장계산 차단기용량

차단기의 차단용량 선정 시 고려해야 할 가장 중요한 기준은?

① 최대 3상 단락전류(또는 단락용량) ★ 정답

② 정격 부하전류

③ 최대 지락전류

④ 계통 정격전압

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차단기 차단용량 선정 기준:

차단기는 고장 시 흐르는 최대 단락전류(3상 단락)를 안전하게 차단할 수 있어야 합니다.

\( P_{차단} \geq P_s = \frac{100}{\%Z} \times P_n \)

여기서 차단기 차단용량 ≥ 최대 단락용량이 되도록 선정합니다.

Q51 고장계산 대칭좌표법

대칭좌표법에서 평형(정상) 3상 전압·전류에 존재하는 성분은?

① 정상분만 존재한다 ★ 정답

② 영상분만 존재한다

③ 역상분만 존재한다

④ 영상·정상·역상분이 모두 존재한다

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고장·보호 핵심
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\), 차단용량 \(P_s=\sqrt3V_nI_s\), 지락 \(I_g=3I_0\)(대칭좌표법), 보호계전기 시한(순한시·정한시·반한시)으로 협조.

풀이
대칭좌표법

평형 3상에서는 정상분만 존재하고 영상분·역상분은 0입니다. 불평형(고장)이 생기면 역상분·영상분이 나타납니다. \(V_a=V_0+V_1+V_2\)로 분해합니다.

Q52 고장계산 1선지락

송전선로의 1선 지락사고 시 지락점에 흐르는 지락전류 \(I_g\)를 대칭분(영상전류 \(I_0\))으로 나타내면?

① \(I_g=3I_0\) ★ 정답

② \(I_g=I_0\)

③ \(I_g=\dfrac{I_0}{3}\)

④ \(I_g=\sqrt3\,I_0\)

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고장·보호 핵심
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\), 차단용량 \(P_s=\sqrt3V_nI_s\), 지락 \(I_g=3I_0\)(대칭좌표법), 보호계전기 시한(순한시·정한시·반한시)으로 협조.

풀이
1선 지락전류

1선 지락 시 \(I_0=I_1=I_2\)이고 고장상 전류는 \[ I_g=I_0+I_1+I_2=3I_0 \]
영상전류의 3배가 지락전류로 흐릅니다(전자유도장해의 원인).

Q176 고장계산 1선 지락전류 📄 2020.6 기출

중성점 직접접지 발전기의 1선 지락 시 지락전류는? (Z₀·Z₁·Z₂: 영상·정상·역상 임피던스, Ea: 지락상 무부하 기전력)

① \(\dfrac{E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}\)

② \(\dfrac{2E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}\)

③ \(\dfrac{3E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}\) ★ 정답

④ \(\dfrac{E_a}{3(Z_0+Z_1+Z_2)}\)

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고장·보호 핵심
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\), 차단용량 \(P_s=\sqrt3V_nI_s\), 지락 \(I_g=3I_0\)(대칭좌표법), 보호계전기 시한(순한시·정한시·반한시)으로 협조.

풀이
1선 지락 시 \(I_0=I_1=I_2=\dfrac{E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}\), 지락전류 \(I_g=3I_0=\dfrac{3E_a}{Z_0+Z_1+Z_2}\).

Q197 고장계산 1선 지락 📄 2019.8 기출

3상 무부하 발전기 1선 지락 시 지락전류는? (E: 접지상 무부하 기전력, Z₀·Z₁·Z₂: 영상·정상·역상)

① \(\dfrac{E}{Z_0+Z_1+Z_2}\)

② \(\dfrac{2E}{Z_0+Z_1+Z_2}\)

③ \(\dfrac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2}\) ★ 정답

④ \(\dfrac{E}{3(Z_0+Z_1+Z_2)}\)

💡 해설 보기

1선 지락·영상전류
지락전류 \(I_g=3I_0\). 대칭분(영상·정상·역상) 회로를 직렬 연결해 해석하며, 접지방식에 크게 의존합니다.

풀이
1선 지락 \(I_g=3I_0=\dfrac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2}\).

Q252 고장계산 % 임피던스 📄 2019.3 기출

선간전압 154kV, 1상 임피던스 j8Ω, 기준용량 100MVA일 때 % 임피던스는 약 몇 %인가?

① 2.75

② 3.15

③ 3.37 ★ 정답

④ 4.25

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선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
\(\%Z=\dfrac{PZ}{10V^2}=\dfrac{100000\times8}{10\times154^2}\approx3.37\%\) (P: kVA, V: kV).

Q259 고장계산 선간단락 📄 2018.8 기출

3상 송전선로에서 선간단락이 발생하면?

① 역상전류만 흐른다

② 정상전류와 역상전류가 흐른다 ★ 정답

③ 역상전류와 영상전류

④ 정상전류와 영상전류

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단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
선간(2선)단락은 정상분·역상분 전류가 흐르고 영상분은 없습니다(1선지락은 정·역·영상 모두).

Q270 고장계산 % 리액턴스 📄 2018.8 기출

기준 선간전압 23kV, 3상 기준용량 5000kVA, 1선 유도리액턴스 15Ω일 때 %리액턴스는?

① 28.36%

② 14.18% ★ 정답

③ 7.09%

④ 3.55%

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선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
\(\%X=\dfrac{PX}{10V^2}=\dfrac{5000\times15}{10\times23^2}\approx14.18\%\).

Q302 고장계산 %임피던스 📄 2018.3 기출

%임피던스에 관한 설명으로 틀린 것은?

① 정격전류 증가하면 %Z 감소 ★ 정답

② 직렬리액터 감소하면 %Z 감소

③ %Z 크면 차단기 용량 작아도 됨

④ 옴값 대신 %로 표시

💡 해설 보기

선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
\(\%Z=\dfrac{I_n Z}{V}\)로 정격전류가 증가하면 %Z는 증가합니다. ①이 틀립니다.

Q320 고장계산 영상임피던스 📄 2017.8 기출

고장전류 계산에 영상 임피던스가 필요한 경우는?

① 1선 지락 ★ 정답

② 3상 단락

③ 3선 단선

④ 선간 단락

💡 해설 보기

영상임피던스
영상전류(\(I_0\), 3상 동상)에 대한 임피던스. 지락고장 해석에 필요하며, 중성점 접지상태·대지귀로 경로에 크게 의존합니다.

풀이
1선 지락은 영상분이 관여하므로 영상 임피던스가 필요합니다.

Q321 고장계산 단락전류 📄 2017.8 기출 ✎ 유사

송전단 3300V, 점 P에서 3상 단락 시 단락전류 관련 값은 약 몇 A인가?

① 320

② 330

③ 380 ★ 정답

④ 410

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
\(I_s=\frac{V}{\sqrt3 Z}\)에 회로 임피던스 대입 → 약 380A.

Q341 고장계산 영상전류 📄 2017.5 기출

1차 Δ·2차 Y(중성점 접지) 변압기에서 1차측 선로의 영상전류는?

① 1차 선로에서 ∞

② 1차 선로에서 반드시 0 ★ 정답

③ 변압기 내부에서 0

④ 선로·내부 모두 유한

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1선 지락·영상전류
지락전류 \(I_g=3I_0\). 대칭분(영상·정상·역상) 회로를 직렬 연결해 해석하며, 접지방식에 크게 의존합니다.

풀이
Δ결선이라 영상전류가 선로로 나가지 못해 1차 선로 영상전류는 0(Δ 내부 순환).

Q354 고장계산 대칭분 임피던스 📄 2017.3 기출 ✎ 유사

송전선로의 영상·정상·역상 임피던스 관계는?

① \(Z_0=Z_1=Z_2\)

② \(Z_1=Z_2 \lt Z_0\) ★ 정답

③ \(Z_1=Z_2 \gt Z_0\)

④ \(Z_1 \lt Z_2=Z_0\)

💡 해설 보기

대칭좌표법의 세 임피던스 (영상·정상·역상)
불평형 고장을 계산할 때 3상 전류를 정상분(1)·역상분(2)·영상분(0)으로 분해하고, 각 성분에 대한 임피던스를 정의합니다.
• 정상 임피던스 \(Z_1\) — 평형 3상(정상 상순 a→b→c) 전류에 대한 임피던스. 평상시 회로 임피던스입니다.
• 역상 임피던스 \(Z_2\) — 상순이 반대(a→c→b)인 역상 전류에 대한 임피던스.
• 영상 임피던스 \(Z_0\) — 세 상의 크기·위상이 모두 같은 영상 전류에 대한 임피던스. 이 전류는 대지·중성선을 통해 귀환합니다.

송전선로(정지기기)에서의 관계
• 선로·변압기 같은 정지기기는 회전자가 없어 상순을 구별하지 못하므로 \(Z_1=Z_2\).
• 영상전류는 세 상이 동상이라 대지(귀로)를 통해 흐르며 폐로 면적이 크고 상호인덕턴스가 더해져 \(Z_0\)가 커집니다(보통 \(Z_0\approx(2\sim3.5)Z_1\)).
→ 따라서 \(Z_1=Z_2 \lt Z_0\).
※ 회전기(발전기·전동기)는 회전자 위치 때문에 \(Z_1\ne Z_2\) — 정지기기만 \(Z_1=Z_2\).
※ 1선 지락전류 \(I_g=3I_0=\dfrac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2}\) 처럼 \(Z_0\)는 지락계산에서 특히 중요합니다.

Q364 고장계산 단락전류 억제 📄 2017.3 기출

송전용량 증가로 단락·지락전류가 증가할 때 억제 대책이 아닌 것은?

① 계통 전압을 높인다

② 고장 시 모선 분리

③ 발전기·변압기 임피던스를 작게 ★ 정답

④ 한류리액터 삽입

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고장·보호 핵심
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\), 차단용량 \(P_s=\sqrt3V_nI_s\), 지락 \(I_g=3I_0\)(대칭좌표법), 보호계전기 시한(순한시·정한시·반한시)으로 협조.

풀이
임피던스를 크게 해야 단락전류가 줄어듭니다. '작게'라 한 ③이 틀립니다.

Q370 고장계산 임피던스 관계 📄 2017.3 기출

송전선로(정지기기)에서 정상 임피던스 \(Z_1\), 역상 \(Z_2\), 영상 \(Z_0\)의 관계로 옳은 것은?

① \(Z_1=Z_2=Z_0\)

② \(Z_1=Z_2 \lt Z_0\) ★ 정답

③ \(Z_1 \gt Z_2=Z_0\)

④ \(Z_1 \lt Z_2=Z_0\)

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대칭좌표법의 세 임피던스 (영상·정상·역상)
불평형 고장 계산에서 3상 전류를 정상분(1)·역상분(2)·영상분(0)으로 분해하고 각 성분의 임피던스를 정의합니다.
• 정상 \(Z_1\) — 평형 3상(정상 상순 a→b→c) 전류에 대한 임피던스(평상시 회로 임피던스).
• 역상 \(Z_2\) — 상순 반대(a→c→b) 전류에 대한 임피던스.
• 영상 \(Z_0\) — 세 상이 동상인 영상 전류에 대한 임피던스. 대지·중성선으로 귀환.

송전선로(정지기기)에서의 관계
• 선로·변압기 등 정지기기는 회전자가 없어 상순을 구별 못 함 → \(Z_1=Z_2\).
• 영상전류는 대지 귀로로 흘러 폐로가 크고 상호인덕턴스가 더해져 \(Z_0\)가 큼(보통 \(Z_0\approx(2\sim3.5)Z_1\)).
→ 따라서 \(Z_1=Z_2 \lt Z_0\).
※ 조건 주의 — 이 관계는 ‘정지기기(송전선로·변압기)’ 기준입니다. 회전기(발전기·전동기)는 회전자 위치 때문에 \(Z_1\ne Z_2\)라 관계가 달라집니다(대개 \(Z_1 \gt Z_2\)).
※ 1선 지락 \(I_g=3I_0=\dfrac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2}\)에서 \(Z_0\)가 특히 중요.

Q417 고장계산 단락전류 📄 2016.3 기출 ✎ 유사

22kV 3상 3선식 선로의 P점 단락 시 3상 단락전류는 약 몇 A인가?

① 6561 ★ 정답

② 8560

③ 11364

④ 12684

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단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
\(I_s=\frac{100}{\%Z}I_n\) 등 회로 임피던스 대입 → 약 6561A.

Q427 고장계산 모선임피던스 📄 2016.3 기출

단락용량 5000MVA, 전압 154kV 모선의 등가 임피던스는 약 몇 Ω인가?

① 2.54

② 4.74 ★ 정답

③ 6.34

④ 8.24

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고장·보호 핵심
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\), 차단용량 \(P_s=\sqrt3V_nI_s\), 지락 \(I_g=3I_0\)(대칭좌표법), 보호계전기 시한(순한시·정한시·반한시)으로 협조.

풀이
\(Z=\dfrac{V^2}{P_s}=\dfrac{154000^2}{5000\times10^6}\approx4.74\,\Omega\).

Q430 고장계산 지락전류 📄 2016.3 기출 ✎ 유사

154kV 송전선로에서 지락임피던스를 통한 1선 지락전류 관련 값은?

① \(\frac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2+3Z_g}\) ★ 정답

② \(\frac{E}{Z_1}\)

③ \(\frac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2}\)

④ \(\frac{E}{3Z_g}\)

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1선 지락전류
중성점 접지방식에 따라 크게 달라집니다. 직접접지는 단락전류급으로 큼, 비접지·소호리액터는 작음. 대칭분으로 \(I_g=3I_0\).

풀이
지락저항 Zg 포함 1선 지락전류 \(I_g=\dfrac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2+3Z_g}\).

Q434 고장계산 %리액턴스 환산 📄 2015.8 기출 ✎ 유사

전압 V₁ 기준 %리액턴스 Xp1을 전압 V₂ 기준으로 환산하면?

① \(X_{p1}\)

② \(X_{p1}\frac{V_2}{V_1}\)

③ \(X_{p1}\left(\frac{V_1}{V_2}\right)^2\) ★ 정답

④ \(X_{p1}\left(\frac{V_2}{V_1}\right)^2\)

💡 해설 보기

선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
%리액턴스는 기준전압 제곱에 반비례 환산 \(X_{p2}=X_{p1}(V_1/V_2)^2\).

Q467 고장계산 3상단락 📄 2015.5 기출

Y결선 발전기 3상 단락 시 단락전류는? (Z₀, Z₁, Z₂ 대칭분 임피던스)

① \(\frac{E}{Z_0}\)

② \(\frac{E}{Z_2}\)

③ \(\frac{E}{Z_1}\) ★ 정답

④ \(\frac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2}\)

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
3상 단락은 정상분만 관여 \(I_s=\dfrac{E}{Z_1}\).

Q475 고장계산 단락용량 📄 2015.3 기출 ✎ 유사

66kV 3상단락, 등가정상임피던스가 자기용량 40MVA 기준 %Z=20%일 때 단락용량은 몇 MVA인가?

① 100

② 150

③ 200 ★ 정답

④ 250

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
\(P_s=\frac{100}{\%Z}P_n=\frac{100}{20}\times40=200\,\text{MVA}\).

Q484 고장계산 퍼센트임피던스 📄 2015.3 기출 ✎ 유사

%임피던스에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 기준용량에 비례

② 단락전류 계산에 사용

③ 전압강하 백분율

④ 전선 굵기와 무관(기준전압 제곱 반비례 아님) ★ 정답

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
%임피던스는 기준전압 제곱에 반비례하여 환산되므로 ④ 설명이 틀립니다.

Q517 고장계산 지락전류 📄 2014.5 기출 ✎ 유사

66kV, 송전전력 20000kW, 역률 0.8 선로에서 a상 완전 지락 시 지락전류를 결정하는 주 인자는?

① 부하전류

② 대지정전용량·중성점접지 ★ 정답

③ 역률

④ 송전전력

💡 해설 보기

1선 지락전류
중성점 접지방식에 따라 크게 달라집니다. 직접접지는 단락전류급으로 큼, 비접지·소호리액터는 작음. 대칭분으로 \(I_g=3I_0\).

풀이
1선 지락전류는 대지정전용량과 중성점 접지방식으로 결정됩니다.

Q531 고장계산 3상단락 📄 2014.3 기출 ✎ 유사

154kV 계통 F점에서 3상 단락 시 %임피던스로 단락전류를 구할 때 필요한 것은?

① 기준용량·%임피던스·기준전류 ★ 정답

② 역률

③ 부하전류

④ 주파수

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
\(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\)으로 %임피던스와 기준전류가 필요합니다.

Q537 고장계산 지락전류 📄 2014.3 기출

3상 무부하 발전기에서 a상 지락 시 지락전류는?

① \(\frac{E}{Z_1}\)

② \(\frac{E}{Z_0}\)

③ \(\frac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2}\) ★ 정답

④ \(\frac{E}{Z_0+Z_1}\)

💡 해설 보기

1선 지락전류
중성점 접지방식에 따라 크게 달라집니다. 직접접지는 단락전류급으로 큼, 비접지·소호리액터는 작음. 대칭분으로 \(I_g=3I_0\).

풀이
1선 지락전류 \(I_g=3I_0=\dfrac{3E}{Z_0+Z_1+Z_2}\).

Q569 고장계산 퍼센트리액턴스 📄 2013.8 기출

66kV 3상3선식에서 1선 리액턴스 17Ω를 100MVA 기준으로 환산한 %리액턴스는?

① 19.5

② 39 ★ 정답

③ 78

④ 3.9

💡 해설 보기

%리액턴스(퍼센트 임피던스) 환산
기준용량 \(P\)와 선간전압 \(V\)에 대한 옴(Ω) 리액턴스의 백분율입니다. 실무 공식:
\[ \%X=\frac{P[\text{kVA}]\times X[\Omega]}{10\,V[\text{kV}]^2} \]공식의 유도
\(\%X=\dfrac{I_n X}{E}\times100\), 정격전류 \(I_n=\dfrac{P}{\sqrt3\,V}\), 상전압 \(E=\dfrac{V}{\sqrt3}\) 대입 → \(\%X=\dfrac{X P}{V^2}\times100\), kVA·kV 단위로 정리하면 분모에 \(10\)이 붙습니다.

대입 (\(P=100\text{MVA}=100{,}000\text{kVA},\ V=66\text{kV},\ X=17\,\Omega\)):
\[ \%X=\frac{100{,}000\times17}{10\times66^2}=\frac{1{,}700{,}000}{43{,}560}\approx 39\,\% \]※ 함정 — ‘19.5’는 절반, ‘78’은 2배, ‘3.9’는 자릿수(\(\div10\)) 실수. 분모는 \(10V^2\)(\(V\)는 kV).

Q575 고장계산 △-Y 지락 📄 2013.6 기출 ✎ 유사

△(1차)-Y(중성점 접지, 2차) 변압기에서 2차 지락 시 1차측에 나타나는 전류는?

① 영상분

② 정상분만

③ 0

④ 순환하며 선전류로 나타남 ★ 정답

💡 해설 보기

△-Y 변압기, 2차 지락 시 1차 전류 (그림)

2차(Y, 중성점 접지)에서 1선 지락이 나면 대칭좌표법으로 영상·정상·역상 세 성분의 전류가 흐릅니다. 각 성분이 1차(△)측에 어떻게 나타나는지가 핵심입니다.

① 영상분(\(I_0\)): Y측은 접지된 중성점을 통해 \(I_0\)가 흐릅니다. 1차 △측에서는 이 영상전류가 Δ 권선 안에서 순환할 뿐, Δ에는 영상분이 빠져나갈 선로 경로가 없어 1차 선로엔 영상분이 안 나옵니다.
② 정상·역상분(\(I_1,I_2\)): 변압기를 통해 1차 선전류로 전달됩니다(±30° 위상변위).

→ 결국 1차측에도 선전류가 흐릅니다(0이 아님). 영상분은 Δ 안에서 순환하고, 정상·역상분이 선전류로 나타나므로, 종합하면 ‘순환하며 선전류로 나타남’(정답 ④)이 가장 옳습니다.

오답 정리
• ① 영상분 — 영상분은 Δ 안에서 순환하고 1차 선로엔 나오지 않음
• ② 정상분만 — 정상분뿐 아니라 역상분도 함께 나타남
• ③ 0 — 정상·역상분이 전달되어 1차 선전류는 0이 아님
∴ 정답 ④.

Q580 고장계산 퍼센트리액턴스 📄 2013.6 기출

66kV 3상3선식에서 1선 리액턴스 15Ω를 100MVA 기준으로 환산한 %리액턴스는?

① 17.2

② 34.4 ★ 정답

③ 68.8

④ 3.4

💡 해설 보기

%리액턴스(퍼센트 임피던스) 환산
기준용량 \(P\)와 선간전압 \(V\)에 대한 옴(Ω) 리액턴스의 백분율입니다. 실무 공식:
\[ \%X=\frac{P[\text{kVA}]\times X[\Omega]}{10\,V[\text{kV}]^2} \]공식의 유도
\(\%X=\dfrac{I_n X}{E}\times100\) (정격전류의 전압강하 비율). 여기서 정격전류 \(I_n=\dfrac{P}{\sqrt3\,V}\), 상전압 \(E=\dfrac{V}{\sqrt3}\)를 대입하면
\(\%X=\dfrac{X P}{V^2}\times100\) 이고, \(P\)를 kVA·\(V\)를 kV로 쓰면 단위환산으로 분모에 \(10\)이 붙습니다.

대입 (\(P=100\text{MVA}=100{,}000\text{kVA},\ V=66\text{kV},\ X=15\,\Omega\)):
\[ \%X=\frac{100{,}000\times15}{10\times66^2}=\frac{1{,}500{,}000}{43{,}560}\approx 34.4\,\% \]※ 함정 — 보기 ‘17.2’는 절반(\(\sqrt3\) 관련 실수), ‘68.8’은 2배, ‘3.4’는 자릿수(\(\div10\)) 실수. 공식의 분모는 \(10V^2\)(\(V\)는 kV 단위)임에 주의하세요.

Q590 고장계산 영상임피던스 📄 2013.6 기출

고장전류 계산에서 영상 임피던스가 필요한 경우는?

① 3상 단락

② 선간 단락

③ 1선 지락(비대칭) ★ 정답

④ 무부하

💡 해설 보기

영상임피던스
영상전류(\(I_0\), 3상 동상)에 대한 임피던스. 지락고장 해석에 필요하며, 중성점 접지상태·대지귀로 경로에 크게 의존합니다.

풀이
영상분이 관여하는 1선 지락(지락고장)에서 영상임피던스가 필요합니다.

Q619 고장계산 구전극 저항 📄 2012.8 기출 ✎ 유사

반지름 a, b 두 구전극이 도전율 k 매질에 거리 r로 놓일 때 저항은?

① \(4\pi k(a+b)\)

② \(\frac{1}{4\pi k}\left(\frac1a+\frac1b\right)\) ★ 정답

③ \(\frac{r}{k}\)

④ \(\frac{k}{r}\)

💡 해설 보기

선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
\(R=\dfrac{1}{4\pi k}\left(\dfrac1a+\dfrac1b\right)\).

Q629 고장계산 1선 지락 📄 2012.8 기출

3상 발전기 단자 고장에서 \(I_0=I_1=I_2\)인 경우는?

① 1선 지락 ★ 정답

② 2선 단락

③ 3상 단락

④ 선간 단락

💡 해설 보기

1선 지락·영상전류
지락전류 \(I_g=3I_0\). 대칭분(영상·정상·역상) 회로를 직렬 연결해 해석하며, 접지방식에 크게 의존합니다.

풀이
영상·정상·역상 전류가 같은 고장은 1선 지락입니다.

Q632 고장계산 단락용량 📄 2012.5 기출 ✎ 유사

A점 차단기의 단락용량은 무엇으로 계산하는가?

① 부하전류

② 기준용량÷합성%리액턴스 ★ 정답

③ 역률

④ 전압만

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
\(P_s=\dfrac{100}{\%X_{합성}}\times P_{기준}\).

Q638 고장계산 영상임피던스 📄 2012.5 기출

고장전류 계산에서 영상임피던스가 필요한 경우는?

① 3상 단락

② 선간 단락

③ 1선 지락 ★ 정답

④ 무부하

💡 해설 보기

영상임피던스
영상전류(\(I_0\), 3상 동상)에 대한 임피던스. 지락고장 해석에 필요하며, 중성점 접지상태·대지귀로 경로에 크게 의존합니다.

풀이
영상분이 관여하는 1선 지락에서 필요합니다.

Q669 고장계산 단락전류 📄 2012.3 기출 ✎ 유사

단락점까지 1선 임피던스 Z=6+j8Ω, 단락 전 전압 22.9kV인 3상 선로의 단락전류는 약 몇 A인가?

① 660

② 1322 ★ 정답

③ 2291

④ 500

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
\(|Z|=10\), \(I_s=\dfrac{22900/\sqrt3}{10}\approx1322\,\text{A}\).

Q734 고장계산 퍼센트리액턴스 📄 2010.7 기출 ✎ 유사

154kV, 1선 유도리액턴스 20Ω, 100MVA 기준 3상 송전선의 %리액턴스는 약 몇 %인가?

① 4.2

② 6.3

③ 8.4 ★ 정답

④ 10.5

💡 해설 보기

퍼센트 리액턴스 환산
\[ \%X=\frac{P_{\text{kVA}}\cdot X}{10\,V_{\text{kV}}^2}\,[\%] \]
· \(P\): 기준용량[kVA], \(X\): 리액턴스[Ω], \(V\): 기준(선간)전압[kV]
실제 임피던스를 기준용량·기준전압에 대한 백분율로 나타낸 값입니다.

계산
\(\%X=\dfrac{P_{kVA}X}{10 V_{kV}^2}=\dfrac{100000\times20}{10\times154^2}\approx8.4\%\).

Q758 고장계산 퍼센트리액턴스 📄 2010.5 기출

66kV, 3상1회선에서 1선 리액턴스 26Ω, 전류 300A일 때 %리액턴스는 약 몇 %인가?

① 10.2

② 20.5 ★ 정답

③ 30.8

④ 41

💡 해설 보기

퍼센트 리액턴스 환산
\[ \%X=\frac{P_{\text{kVA}}\cdot X}{10\,V_{\text{kV}}^2}\,[\%] \]
· \(P\): 기준용량[kVA], \(X\): 리액턴스[Ω], \(V\): 기준(선간)전압[kV]
실제 임피던스를 기준용량·기준전압에 대한 백분율로 나타낸 값입니다.

계산
\(\%X=\dfrac{\sqrt3 IX}{V}\times100=\dfrac{\sqrt3\times300\times26}{66000}\times100\approx20.5\%\).

Q810 고장계산 차단용량 📄 2009.7 기출

합성임피던스 0.25%(10000kVA 기준)인 곳에 설치하는 차단기 용량은 몇 MVA인가?

① 1000

② 2000

③ 3000

④ 4000 ★ 정답

💡 해설 보기

3상 차단기의 차단용량
\[ P_s=\sqrt3\,V_n I_s\,[\text{MVA}] \]
· \(V_n\): 정격(선간)전압, \(I_s\): 정격차단전류
또는 \(P_s=\dfrac{100}{\%Z}P_n\). 단락 시 계통이 감당해야 할 용량입니다.

계산
\(P_s=\dfrac{100}{\%Z}P_n=\dfrac{100}{0.25}\times10000=4\times10^6\text{kVA}=4000\,\text{MVA}\).

Q822 고장계산 단락전류 📄 2009.5 기출 ✎ 유사

66kV 3상3선 단락점의 단락전류를 정하는 것은?

① 기준용량·%리액턴스로 계산 ★ 정답

② 역률

③ 부하전류

④ 주파수

💡 해설 보기

단락전류 — %리액턴스(임피던스)에 반비례
\[ I_s=\frac{100}{\%X}\,I_n \]
· \(I_n\): 기준(정격)전류 \(=\dfrac{P_n}{\sqrt3\,V_n}\), \(\%X\): 퍼센트 리액턴스강하
기준용량과 기준전압에서 기준전류 \(I_n\)을 먼저 구하고, \(\%X\)로 나눠 단락전류를 얻습니다.
의미 — \(\%X\)가 작을수록(전원이 튼튼할수록) 단락전류가 커집니다. 차단기 용량 선정의 기초식입니다.

Q828 고장계산 대칭좌표법 📄 2009.5 기출 ✎ 유사

1선 지락 등 3상 불평형 고장 계산에 사용하는 방법은?

① 중첩원리

② 테브낭

③ 키르히호프

④ 대칭좌표법 ★ 정답

💡 해설 보기

불평형(비대칭) 고장 해석 → 대칭좌표법
1선 지락·2선 단락처럼 3상이 불평형이 되는 고장은 그대로 풀기 어려워, 불평형 상량을 영상·정상·역상 세 개의 대칭분으로 분해해 계산합니다.
\[ V_a=V_0+V_1+V_2,\quad I_a=I_0+I_1+I_2 \]
각 대칭분 회로(영상·정상·역상 임피던스)를 고장 조건에 맞게 연결해 고장전류를 구합니다.
비교 — 3상 평형 고장(3상 단락)은 한 상만 계산하면 되지만, 불평형 고장은 반드시 대칭좌표법이 필요합니다.

Q868 고장계산 퍼센트리액턴스 📄 2008.7 기출

154kV 3상1회선 1선 리액턴스 25Ω, 전류 400A일 때 %리액턴스는 약 몇 %인가?

① 5.6

② 8.4

③ 11.25 ★ 정답

④ 22.5

💡 해설 보기

퍼센트 리액턴스 환산
\[ \%X=\frac{P_{\text{kVA}}\cdot X}{10\,V_{\text{kV}}^2}\,[\%] \]
· \(P\): 기준용량[kVA], \(X\): 리액턴스[Ω], \(V\): 기준(선간)전압[kV]
실제 임피던스를 기준용량·기준전압에 대한 백분율로 나타낸 값입니다.

계산
\(\%X=\dfrac{\sqrt3 IX}{V}\times100=\dfrac{\sqrt3\times400\times25}{154000}\times100\approx11.25\%\).

Q874 고장계산 퍼센트리액턴스 📄 2008.5 기출

66kV 3상1회선에서 1선 리액턴스 22Ω, 전류 300A일 때 %리액턴스는 약 몇 %인가?

① 8.6

② 17.3 ★ 정답

③ 34.6

④ 5.8

💡 해설 보기

퍼센트 리액턴스 환산
\[ \%X=\frac{P_{\text{kVA}}\cdot X}{10\,V_{\text{kV}}^2}\,[\%] \]
· \(P\): 기준용량[kVA], \(X\): 리액턴스[Ω], \(V\): 기준(선간)전압[kV]
실제 임피던스를 기준용량·기준전압에 대한 백분율로 나타낸 값입니다.

계산
\(\%X=\dfrac{\sqrt3 IX}{V}\times100=\dfrac{\sqrt3\times300\times22}{66000}\times100\approx17.3\%\).

Q894 고장계산 리액턴스 환산 📄 2008.3 기출

154/22.9kV, 40MVA 변압기의 %리액턴스가 14%일 때 1차측 환산 리액턴스는 약 몇 Ω인가?

① 41

② 62

③ 83 ★ 정답

④ 104

💡 해설 보기

선로정수 핵심
인덕턴스 \(L=0.05+0.4605\log\dfrac{D}{r}\)[mH/km], 정전용량 \(C=\dfrac{0.02413}{\log(D/r)}\)[μF/km], 충전전류 \(I_c=2\pi fCE\), 등가선간거리 \(D_e=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}\).

풀이
\(X=\dfrac{\%X}{100}\times\dfrac{V^2}{P}=0.14\times\dfrac{154000^2}{40\times10^6}\approx83\,\Omega\).

Q897 고장계산 선간단락 📄 2008.3 기출

3상 송전선로에서 선간단락이 발생했을 때 옳은 것은?

① 정상·역상분만 관여 ★ 정답

② 영상분만

③ 영상=정상

④ 전류 0

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
선간단락은 정상·역상분이 관여하며 영상분은 없습니다.

Q913 고장계산 영상임피던스 📄 2020.9 기출

고장전류 계산에서 영상 임피던스가 필요한 경우는?

① 3상 단락

② 선간 단락

③ 1선 지락 ★ 정답

④ 무부하

💡 해설 보기

영상임피던스
영상전류(\(I_0\), 3상 동상)에 대한 임피던스. 지락고장 해석에 필요하며, 중성점 접지상태·대지귀로 경로에 크게 의존합니다.

풀이
영상분이 관여하는 1선 지락에서 필요합니다.

Q929 고장계산 퍼센트리액턴스 📄 2020.9 기출

선간전압 V(kV), 3상 정격용량 P(kVA), 리액턴스 X(Ω)일 때 %리액턴스는?

① \(\frac{PX}{V^2}\)

② \(\frac{PX}{10V^2}\) ★ 정답

③ \(\frac{10PX}{V^2}\)

④ \(\frac{PX}{V}\)

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
\(\%X=\dfrac{P_{kVA}X}{10V_{kV}^2}\).

Q936 고장계산 퍼센트임피던스 📄 2021.3 기출

%임피던스에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 기준용량에 비례

② 단락전류 계산에 사용

③ 전압강하 백분율

④ 기준전압 제곱에 비례 ★ 정답

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
%임피던스는 기준전압 제곱에 반비례합니다.

Q946 고장계산 퍼센트리액턴스 📄 2021.3 기출

기준 선간전압 23kV, 3상 용량 5000kVA, 1선 리액턴스 15Ω일 때 %리액턴스는 약 몇 %인가?

① 7.1

② 14.2 ★ 정답

③ 28.4

④ 3.5

💡 해설 보기

퍼센트 리액턴스 환산
\[ \%X=\frac{P_{\text{kVA}}\cdot X}{10\,V_{\text{kV}}^2}\,[\%] \]
· \(P\): 기준용량[kVA], \(X\): 리액턴스[Ω], \(V\): 기준(선간)전압[kV]
실제 임피던스를 기준용량·기준전압에 대한 백분율로 나타낸 값입니다.

계산
\(\%X=\dfrac{P_{kVA}X}{10V_{kV}^2}=\dfrac{5000\times15}{10\times23^2}\approx14.2\%\).

Q950 고장계산 영상임피던스 📄 2021.3 기출

송전선로 고장전류 계산에 영상 임피던스가 필요한 경우는?

① 1선 지락 ★ 정답

② 3상 단락

③ 선간 단락

④ 무부하

💡 해설 보기

영상임피던스
영상전류(\(I_0\), 3상 동상)에 대한 임피던스. 지락고장 해석에 필요하며, 중성점 접지상태·대지귀로 경로에 크게 의존합니다.

풀이
영상분이 관여하는 1선 지락에서 필요.

Q958 고장계산 단락전류 📄 2021.5 기출 ✎ 유사

송전계통 S점 3상 단락 시 단락전류를 정하는 것은?

① 기준용량·%임피던스 ★ 정답

② 역률

③ 부하전류

④ 주파수

💡 해설 보기

3상 단락전류 — 기준용량·%임피던스로 계산
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n,\qquad I_n=\frac{P_n}{\sqrt3\,V_n} \]
· \(\%Z\): 고장점까지의 합성 퍼센트 임피던스, \(I_n\): 기준전류
또는 차단용량 \(P_s=\dfrac{100}{\%Z}P_n\)으로 바로 구할 수도 있습니다.
핵심 — 단락전류는 %임피던스에 반비례합니다. 주파수·부하전류와는 무관합니다.

Q976 고장계산 모선임피던스 📄 2021.8 기출

단락용량 3000MVA, 모선전압 154kV일 때 등가 모선 임피던스는 약 몇 Ω인가?

① 3.95

② 5.9

③ 7.9 ★ 정답

④ 15.8

💡 해설 보기

고장·보호 핵심
단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\), 차단용량 \(P_s=\sqrt3V_nI_s\), 지락 \(I_g=3I_0\)(대칭좌표법), 보호계전기 시한(순한시·정한시·반한시)으로 협조.

풀이
\(Z=\dfrac{V^2}{P_s}=\dfrac{154^2}{3000}\approx7.9\,\Omega\).

Q994 고장계산 선간단락 📄 2022.3 기출

3상 송전선로가 선간(2선)단락되었을 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

① 영상분만 관여

② 정상·역상분이 관여 ★ 정답

③ 전류 0

④ 영상=정상

💡 해설 보기

단락전류·단락용량
\[ I_s=\frac{100}{\%Z}I_n,\qquad P_s=\frac{100}{\%Z}P_n \]%임피던스에 반비례. 대칭좌표법으로 각 고장별 계산.

풀이
선간단락은 정상·역상분이 관여합니다(영상분 없음).

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