전기기기 기출문제 해설 · 변압기

핵심: 단락전류는 %임피던스에 반비례한다. \[ I_s=\frac{100}{\%Z}\,I_n \]

① %임피던스(%Z)의 의미
%Z는 정격전류 In을 흘릴 때 임피던스에서 떨어지는 전압강하가 정격전압의 몇 %인가를 나타냅니다. 즉 \(\%Z=\dfrac{I_n Z}{V_n}\times100\). 예를 들어 %Z=5%면, 정격전류를 흘리는 데 정격전압의 5%만 있으면 됩니다.

② 단락이 나면?
출력단이 0Ω으로 단락되면 정격전압 전체(100%)가 오직 내부 임피던스 %Z에만 걸립니다. 정격전압의 5%로 In이 흐른다면, 100%가 걸릴 때는 \(\dfrac{100}{5}=20\)배의 전류가 흐릅니다.
\[ I_s=\frac{V_n}{Z}=\frac{100}{\%Z}\,I_n=\frac{100}{5}\,I_n=20\,I_n \]
③ 왜 반비례인가 (직관)
%Z는 곧 "전류를 막는 내부 저항의 크기"입니다. 막는 힘(%Z)이 작을수록 단락 시 폭발적으로 큰 전류가 흐릅니다. 그래서 %Z가 작은 기기일수록 차단기 차단용량을 크게 잡아야 합니다.

④ 함께 외울 공식
• 단락전류 \(I_s=\dfrac{100}{\%Z}I_n\)
• 단락용량 \(P_s=\dfrac{100}{\%Z}P_n\) (정격용량의 100/%Z배)
암기 팁: "100 ÷ %Z" → %Z=5%면 20배, 4%면 25배, 10%면 10배. (정답: 20배)