Lecture 직접 접지 방식

직접 접지 방식의 개요

직접 접지 방식은 아래 그림과 같이 접지 저항이 $0$인 접지 방식을 의미합니다.

직접 접지 방식은 다음과 같은 특징을 가집니다.

• $22.9 [\mathrm{kV}]$, $154 [\mathrm{kV}]$, $345 [\mathrm{kV}]$, $765 [\mathrm{kV}]$ 계통에 적용
• 변압기의 결선이 $\Delta - \mathrm{Y}$, $\mathrm{Y} - \mathrm{Y}$ 인 경우 적용

직접 접지 방식의 지락 전류

다음 그림은 선로의 한 상에 지락 사고가 발생한 경우의 직접 접지 방식의 지락 전류의 경로를 보여주고 있습니다.

직접 접지 방식의 지락 전류는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

• 사고상($a$상)의 전위는 급겨히 강하되며, 사고가 발생하지 않은 건전상($b \,$상, $c \,$상)의 전위는 상승하지 않는다.
• 비 접지 방식에 비하여 지락 전류의 크기가 훨씬 크며, 그림에서 나타낸 화살표 방향으로 흐른다.

다음 그림은 위의 그림에서 변압기의 1차측을 생략하고 2차측을 등가적인 전원으로 표시한 회로입니다.

그림에 지락 전류 $I_g$의 경로를 나타내었습니다. 지락 전류의 크기에 영향을 미치는 요소는 전원으로부터 사고 지점까지의 선로 임피던스입니다.

사고 지점이 전원에 가까울 수록 지락 전류는 커지며, 멀어질 수록 지락 전류는 작아집니다.

직접 접지 방식의 지락 전류는 다음과 같습니다.

$${ \color{red} \mathbf I_g = \,\dfrac{E}{R + j X} } [ \mathrm{A} ]$$

여기서

• $R$ : 고장점 까지의 1선의 저항 $( [ \Omega ])$
• $X$ : 고장점 까지의 1선의 리액턴스 $( [ \Omega ])$
• $E$ : 고장 발생 전의 고장점 대지 전압 $( [ \mathrm{V} ])$

직접 접지 방식의 장점

앞에서 알아본 특성으로 인하여 직접 접지 방식은 다음과 같은 장점을 가집니다.

• 지락 사고시 중성점의 전위가 상승하지 않는다.
• 선로 및 기기의 절연 레벨을 낮출 수 있다.
• 보호 계전기의 동작이 확실하다.

직접 접지 방식의 단점

그러나 그 특성으로 인하여 다음과 같은 단점도 존재합니다.

• 지락 전류가 커서 과도 안정도가 나빠진다.
• 지락 사고시 통신선에 전자 유도 장해를 준다.
• 지락 전류가 커서 기기에 큰 기계적 충격을 줄 수 있다.