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전기산업기사 개폐장치 및 모선 — 차동·과전류 계전기와 선로 정수 관리

개폐장치 및 모선 세트는 비율차동계전기와 반한시 과전류계전기, 복도체·연가의 효과, 전압강하 계산, 열의 일당량과 양수식 발전을 묻는다.

2026-10-22 기준 · 전기산업기사 대시보드

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뜻

사고를 가리는 첫 문은 '안인가 밖인가'다 — 발전기·변압기 내부고장의 주보호는 비율차동계전기다. 설비 입구와 출구 양쪽의 CT 전류를 비교하면 정상이거나 외부 사고일 때는 두 전류가 같고 내부고장에서만 차가 생기므로 외부 사고와 구분되어 차단기를 끊는다. 과전류계전기는 과부하·단락용, 역상계전기는 결상·불평형 검출용으로 용도가 갈린다.

과전류계전기의 동작 시간은 전류와 반비례한다 — 반한시성 특성은 전류가 클수록(고장이 클수록) 동작시간이 짧아져 가벼운 과부하는 기다렸다 끊고 큰 사고전류는 즉시 끊는 보호협조를 만든다. 정한시성은 전류 크기와 무관하게 정해진 시간 뒤에 동작한다 — 반한시의 '반'은 반비례의 반이다.

모선에 거는 도체는 묶을수록 성질이 좋아진다 — 같은 단면적이라도 복도체(다도체)는 등가반경이 커져 인덕턴스는 감소하고 정전용량은 증가한다(L↓·C↑). 인덕턴스가 줄면 리액턴스가 줄어 송전용량이 늘고 전계가 여러 도체에 분산되어 코로나도 줄어든다. 3상 전선의 자리를 일정 구간마다 순서대로 돌려 주는 연가는 정수 평형·통신선 유도장해 감소·직렬 공진 방지의 효과를 내지만 대지 정전용량의 총량 자체는 줄이지 못한다.

전압 변환의 자유가 교류를 살렸다 — 교류 송전의 장점은 변압기로 승압·강압이 자유롭다는 것이고, 절연계급 저감·표피효과가 없는 송전효율·리액턴스가 없는 안정도는 모두 직류의 장점이라 바꿔 놓은 보기가 함정이다. 배전 전압강하에서 단상 2선식은 전기가 두 선을 왕복하므로 e=2I(Rcosθ+Xsinθ)로 계수가 2다 — 순저항 부하 100V·3kW(I=30A)에 선로 저항 0.15Ω이면 e=2×30×0.15=9V, 급전점 전압은 100+9=109≈110V다.

세트에는 밑천 계산도 함께 들어 있다 — 열과 일은 1kcal=427kg·m로 환산되며 '427=kg·m/kcal'을 한 세트로 외운다. 경부하 때 남는 전력으로 펌프를 돌려 상부 저수지에 물을 올려 두었다가 첨두부하 때 떨어뜨려 발전하는 것이 양수식발전소이고, 역섬락은 탑각 접지저항에 의한 철탑 전위 상승이 원인이므로 접지저항을 낮추는 것이 근본 대책이다.

예제

① 단상 2선식 전압강하 — 2×30×0.15=9V, 급전점 전압 약 110V. ② 복도체 — 인덕턴스 감소·정전용량 증가.

자주 묻는 물음

내부고장 검출의 주보호 계전기는?
비율차동계전기이다. 양단 CT의 전류 차가 일정 비율을 넘으면 내부고장으로 판정해 외부 사고와 구분한다.
복도체로 바꾸면 인덕턴스와 정전용량은?
인덕턴스는 감소하고 정전용량은 증가한다. 등가반경이 커지는 탓에 송전용량도 늘고 코로나도 줄어든다.
반한시성 과전류계전기의 특성은?
전류가 클수록 동작시간이 짧아지는 반비례 특성이다. 고장이 클수록 빨리 끊어 보호협조에 유리한다.
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