중성점접지방식

Neutral Grounding Method

중성점 접지는 1선 지락 때 건전상 전압 상승과 지락전류를 다루는 계통 접지 방식이에요. 비접지·직접·저항·리액터 접지에 따라 이상전압·지락전류·보호·통신 유도가 갈려요. 방식 선택은 전압 등급과 보호 철학의 타협이에요. 네 가지 방식을 비교하며 장단이 어떻게 뒤집히는지 살펴봐요.

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

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)

X_L = 13ωC → I_L = I_C → 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

X_L = 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↓)