왜 a차단기 차단용량을 구하는데 발전기 고장시 G2 용량을 쓰고 변압기 고장시 G1 용량을 쓰는거죠??
김대호 ｜(2026.07.15 10:16)
반갑습니다. 김대호교수 입니다.
질문하신 525페이지 7번 문제(2016년 1회 기출) '차단기 a의 차단용량 산정' 풀이 과정에 대해 설명해 드립니다.
이 부분을 쉽게 이해하시기 위한 핵심은 차단기의 용량은 "해당 차단기를 직접 통과해서 흐르는 가장 큰 고장 용량"을 기준으로 산정한다는 점입니다.
문제의 회로도를 보면 차단기 a는 발전기 G1과 연결되어 있고, 차단기 b는 발전기 G2와 연결되어 병렬로 모선(변압기 측)에 만나는 구조입니다. 차단기 a를 기준으로 고장이 발생하는 위치(위쪽 혹은 아래쪽)에 따라 차단기 a를 통과하는 고장 전류의 출처가 달라집니다.
1. 발전기 쪽 고장 발생 시 (차단기 a의 위쪽 고장)
차단기 a의 윗부분인 발전기(G1) 측에서 단락 사고가 났다고 가정해 보겠습니다.
이때 고장 난 G1에서 생성된 고장 전류는 차단기 a를 통과하지 않고 곧바로 고장 지점으로 빠져나갑니다.
하지만 병렬로 연결된 정상 발전기인 G2에서 생성된 단락 전류는 차단기 b를 지나 모선을 거친 후, 차단기 a를 통해 거꾸로(역류하여) 고장 지점으로 유입됩니다.
즉, 이때 차단기 a를 통과하는 고장 전류는 전적으로 G2가 공급하므로 계산 시 G2의 용량인 30[MVA]를 대입하는 것입니다.
계산: Ps=10100×30=300 [MVA]
2. 변압기 쪽 고장 발생 시 (차단기 a의 아래쪽 고장)
반대로 차단기 a의 아랫부분인 변압기(모선) 측에서 단락 사고가 났다고 가정해 보겠습니다.
이때는 G1에서 생성된 고장 전류가 차단기 a를 통과하여 아래쪽 고장 지점으로 향하게 됩니다. (G2의 고장 전류는 차단기 b를 통과하므로 a와는 무관합니다.)
즉, 이때 차단기 a를 통과하는 고장 전류는 전적으로 G1이 공급하므로 계산 시 G1의 용량인 18[MVA]를 대입하는 것입니다.
계산: Ps=10100×18=180 [MVA]
결론적으로, 차단기 a는 위쪽(발전기 쪽)에서 고장이 나든 아래쪽(변압기 쪽)에서 고장이 나든, 회로에서 발생할 수 있는 가장 가혹한 고장 전류를 안전하게 끊어낼 수 있어야 합니다. 따라서 G2에 의한 역류 고장 용량(300[MVA])과 G1에 의한 직류 고장 용량(180[MVA]) 중 더 큰 값인 300[MVA]를 차단기 a의 최종 차단용량으로 선정하게 되는 것입니다.
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