전력공학›송·배전방식과 운용

중성점접지방식

Neutral Grounding Method

중성점을 접지하는 이유
⚡ 1선 지락 사고가 발생하면?
①3상 중 1선이 지락 시 → 건전상에 이상전압 발생
②비접지: 건전상 전압이 √3배 상승 → 절연 파괴 위험
③접지 방식에 따라 이상전압·지락전류·통신 유도장해가 달라진다
4가지 접지방식 선택

비접지·직접접지·저항접지·소호리액터 4가지 중성점 접지방식 회로 비교

방식별 핵심 특성
비접지 방식 (Δ-Δ 3상3선)
건전상 전압 = √3·E, Ig = 3ωCE
지락전류 Ig는 대지정전용량 C에 비례, 소전류 → 고장 계속 운전 가능, 66kV 이하
직접접지 방식 (Y-Y 3상4선)
지락전류 최대, 건전상 전압 ≈ E (상전압)
이상전압 억제 최우수, 전위상승 최소, 절연레벨↓ → 154kV↑ 채택. 단 과도안정도↓
저항접지 방식
Ig = ER + jX03
지락전류 제한, 이상전압 억제, 통신유도장해 감소 — 중간 특성
소호리액터 접지 (공진접지)
XL = 13ωC → IL = IC → Ig ≈ 0
아크 자기소호, 지락전류 최소, 유도장해 최소, 차단능력 최소
비교 및 유도장해
📊 접지방식별 비교 정리
①지락전류 크기: 비접지 < 소호리액터 ≤ 저항 << 직접접지
②이상전압 크기: 직접접지 < 저항 < 비접지 ≈ 소호리액터
③절연레벨: 직접접지가 가장 낮음(경제적) → 초고압에 유리
④과도안정도: 직접접지가 가장 낮음(단점) — 지락전류가 크므로
📡 통신유도장해
①지락전류 클수록 통신선에 전자유도 → 유도장해 심각
②직접접지: 지락전류 최대 → 유도장해 가장 심함
③소호리액터: 지락전류 ≈ 0 → 유도장해 최소
④대책: 차폐선 설치, 연가(트위스트), 중성점 임피던스 삽입
시험 총정리
비접지 지락전류
Ig = 3ωCE
대지정전용량 C 비례
소호리액터 조건
XL = 13ωC
공진 → 지락전류 0
직접접지 특성
지락전류 최대, 절연↓
154kV↑, 과도안정도↓
비접지 건전상
V = √3·E (상전압의 √3배)
66kV 이하 배전
🎯 시험 포인트
①비접지: Ig = 3ωCE, 건전상 √3E 상승, Δ-Δ 3상3선식
②직접접지: 지락전류 최대, 전위상승 최소, 절연↓, 과도안정도↓ — Y-Y 3상4선식
③소호리액터: XL = 1/(3ωC) 공진, 지락전류 최소, 차단능력 최소, 유도장해 최소
④유도장해: 지락전류↑ → 장해↑ (직접접지가 가장 심함)
⑤우리나라: 154kV↑ 직접접지, 22.9kV 배전 중성선 다중접지
📝 대표 기출문제
①[기출유형] 비접지 계통에서 1선 지락 시 건전상 전압과 지락전류 공식을 쓰시오. (답: V = √3E, Ig = 3ωCE)
②[기출유형] 소호리액터의 공진조건을 유도하시오. (답: IL = IC, ωL = 1/(3ωC), L = 1/(3ω²C))
③[기출유형] 직접접지 방식의 장단점 4가지를 쓰시오. (답: 장-이상전압최소/절연↓/보호용이, 단-지락전류최대/유도장해/과도안정도↓)