1강 계통의 유효접지 조건

안녕하십니까. 박권배입니다. 자, 이번 시간부터는요. 이상전압과 피뢰기편을 다뤄 보도록 하겠습니다. 첫 번째 주제는요. 송전 계통에서 유효접지 조건이라고 하는 주제를 가지고 이야기를 해 보도록 하겠습니다. 자, 본문으로 들어가 봅니다. 자, 유효접지 조건이에요. 유효접지 조건은 우리나라에서 어떻게 정의를 해서 사용하고 있는지에 대해서 먼저 알아보도록 하겠습니다. 자, 유효접지 조건이에요. 전력계통에서 1선지락 고장이 발생했다. 그러면 이제 건전상의 전위가 올라가죠. 그때 최대 전위상승 값을 갖다가 상규 대지전압 기준으로요, 상규 대지전압 기준으로 1.3배 이하가 되도록 우리가 중성점을 접지를 하는 것을 갖다가 뭐라 그러냐면 유효접지라고 이야기를 합니다. 또는 이거를 갖다가 대지전압 기준으로 표현하지 않고 선간전압 기준으로 우리가 표현할 때가 있습니다. 그러면 0.75배 이하라고 이야기를 합니다. 자, 1.3E를 갖다가 우리가 선간전압 선간전압은 루트3배죠. 이렇게 되어 있잖아요. 그러니까 1.3을 루트3으로 나누면 정확하게 얼마나 나오냐. 0.75가 돼요. 자, 우리나라 같은 경우는 선간전압 기준으로 우리가 표현하기도 하고. 그다음 대지전압 기준으로 표현하기도 하고. 혼용해서 많이 사용하고 있습니다. 그래서 그 값이 선간전압 기준으로 표현한 값인지 아니면 대지전압 기준으로 표현한 것인지 여러분들이 빨리 파악하는 것도 중요하겠죠. 어떤 우리가 센텐스가 나왔다 그러면. 자, 그러면 이 조건이 우리나라에서는 1.3배 이하라는 조건을 우리가 사용을 하고 있는데요. 자, 이것들은 나라마다 유효접지 조건을 사용하는 기준은 좀 다른 것 같습니다. 어떤 나라들은 1.4배 이하로 사용하는 나라들도 많이 있습니다. 여기는 실제 접지를 하는 실무자 입장에서 접지를 어떻게 하느냐의 관점이지 1.3배냐 1.4배냐라는 기준은 크게 의미는 없다. 뒤에서 이런 설명에 대한 것들을 좀 해 드릴 것입니다. 자, 이런 부분을 갖다 이제 해석을 하자면 유효접지 조건에 대해서 해석을 하자면 1선지락 고장 해석을 한번 해 봐야 된다는 것이죠. 그래서 이제 이 모델링을 한 게 뭐냐면 무부하 발전기에서 1선지락이 났을 때의 대칭분 등가회로를 갖다가 작성을 해 놓은 것입니다. 이 부분들은 우리가 고장 계산을 할 때 우리가 다루는 부분들이거든요. 그래서 고장 계산과 이제 연동해서 우리가 이 부분을 갖다 좀 체크를 해 주시길 바랍니다. 순서상 고장 계산이 약간 뒤에 나오니까 이 부분은 이 결과만 참조하시고 실제 고장 계산편에 가서 조금 더 부족한 부분의 이해가 있다 그러면 거기서 더 이해하면 됩니다. 1선지락이 발생했다 그러면 정상분하고 역상분하고 영상분이 다 존재하게 된다. 그래서 정산분의 등가회로, 역상분, 영상분의 등가회로 세 개가 존재하고, 세 개가 어떻게 합성이 되냐면 직렬로 합성이 된다. 직렬입니다. 이렇게 된 게 직렬로 합성된 모습이죠. 여기서부터 우리가 해석을 해 나가면 됩니다. 이런 부분들은 우리가 고장 계산 부분에서 제가 자세히 좀 설명을 드릴 겁니다. 거기서는 기지조건이라는 걸 세워서 이 회로가 어떻게 되는지를 갖다가 증명해 주는 부분이고요. 실제 우리가 활용하는 측면에서는 여기서부터 시작을 하면 되는 것입니다. 그래서 여기는 활용하는 측면이기 때문에 여기서부터 시작을 하는 것입니다. 기지조건, 미지조건부터 출발하는 게 아니고요. 자, 그러면 이게 1선지락이 났을 때의 대칭분 등가회로가 되어 주고요. 그렇게 되면 직렬회로가 되었기 때문에 I1, I2, I0는 다 같은 조건이 되는 것이죠. 이걸 갖다가 거꾸로 찾아내는 거죠. 기지조건에서부터 찾아내서, 그래서... 이게 같다라는 것은 결국 이게 직렬이 된다. 거꾸로 이제 우리가 이렇게 이야기할 수 있는 것이죠. 근데 이제 우리는 이걸 그려 놓고 거꾸로 이렇게 가는 것이죠. 활용도 측면에서 이렇게 말씀드리는 거예요. 자, 그다음에 이제 I0. I0가 다 계산해 보면 이게 어차피 이 세 전류는 다 같은 전류니까 I0로 이제 대표성 있게 구해 보면 옴의 법칙으로 구하는 거죠. 기전력은 이제 Ea 하나밖에 없으니까 이거는 이제 a상 기준으로 작성된 것이죠. 다음에 Z1, Z2, Z0가 우리가 직렬로 연결돼 있는 구조다. 이렇게 해서 I0까지 우리가 구할 수가 있죠. 여기서 굳이 뭐 지락전류는 구할 필요는 없는데 지락전류를 구한다 그러면 뭐 a상에서 지락이 났다 그러면 우리가 대칭 좌표법 이론에 따르면 a상 전류는 이렇게 표현할 수 있죠. 정상분, 역상분, 영상분 이렇게 세 개의 합으로요. 자, 그다음에 b상은 어떻게 쓰죠? 이렇게 쓰죠. I0에다가, 이런 것은 그냥 외워 버리면 되죠. 이렇게요. c상은 이렇게 쓰는 거죠. I0에다가 a에 I1에다가 a의 자승인 I2. 이런 거죠. a상에서 났다라고 하는 게 제일 편하겠죠. b상에서 났다고 하는 것보다도 훨씬 더 식이 더 편하잖아요. 그렇죠? 그래서 a상 기준으로 우리가 해석하는 게 더 편리할 겁니다. 그래서 이제 a상 전류, a상에서 지락이 났으면 a상 전류가 지락전류가 되는 것이고 이 세 개의 전류는 같은 전류니까 3I0. 자, I0는 이렇게 표현하니까 이 전류, I0의 세 배 전류가 지락전류가 된다. 이렇게 우리가 지락전류를 심플하게 구할 수가 있는 것이죠. 자, 근데 이제 여기서는 지락전류를 구하는 게 문제가 아니고 건전상의 전위를 갖다 알아보는 것이 해석의 방향이기 때문에 여기서 필요한 것은 뭐냐면 각각의 발전기 기본식이 필요합니다. 그래서 이 부분에서 발전기 기본식 각각 뽑아 주면 돼요. 여기가 정상분이고, 역상분이고, 영상분이죠. 우리가 이제 고장 계산을 갖다가 먼저 했으면 이렇게 설명할 필요 없이 그냥 했다라고 말하고 넘어가려고 했는데 여기는 이제 우리가 하진 않았기 때문에 간단하게만 설명을 드리는 거예요. 그러면 여기서 이 회로에서 우리가 발전기 기본식을 갖다 뽑을 수 있죠. 우리가 전압 방정식 세우면 돼요. Ea는 이렇게 되잖아요. 여기가 V1이잖아요. 그러니까 V1+I1Z1 이렇게 되는 거잖아요. 그래서 이제 이 식이 되는 거예요. 자, 여기는요. 여기는 원래 이제 0V. 발전기가 역상분이랑 영상분은 만들지 않기 때문에 0V는 똑같이 쓰면 되죠. V2에다가 I2에 Z2, 이렇게 되는 거죠. 그다음에 여기도 마찬가지. 영상분도 0V에 V0에 I0에 Z0. 이런 식으로 되는 거죠. 우리가 이제 이걸 갖다가 편리하게 사용하기 위해서는 여기를 갖다가 전부 다 0로 다 바꿔 놔도 상관없는 거죠. 왜 그러냐면 이거잖아요, 이 관계니까. 이 관계를 가지고 우리가 뒤에 이제 전 식에다가 넣어 주면 되겠습니다. 자, 그러니까 이제 V1, V2, V0를 갖다가 이렇게 표현을 할 수가 있는 것이죠. 해석을 좀 더 편리하게 하려고 하면 여기를 갖다가 통일을 시키는 게 낫겠죠. I0, I0, I0로 다 통일시켜 놓으면 좋겠죠. 자, 이 식을 갖다가 우리가 전압식에다 바로 집어넣으면 돼요, 여기다가. 별로 어려운 건 없어요. 자, 1선 지락시 건전상의 대지전위를 갖다 구하는데 실제 우리가 어떤 그래프를 그려 볼 거냐면 이런 그래프를 그려 볼 거거든요. 1선 지락시 건전상의 전위상승을 검토하는데 이 모양이 나오는 데이터는 뭐냐면 c상 전압입니다. b상 전압은 저렇게 나오지 않아요. 그래서 기왕이면 여러분들이 c상 전압을 활용을 하는 게 좋겠습니다. 여러분들이 직접 여기 해 보지 않고서는 b상의 것인지 c상 것인지는 사실 알지 못하잖아요. 그래서 여러분들이 알아야 될 것은 여기가 c상 전위를 갖다가 표현하는 게 아까 보여 줬던 그래프 형식이다라고 보시면 돼요. 그래서 여기서는 c상의 것을 갖다가 활용을 할 것이니까 여러분들이 c상의 것만 한번 여기서는 정의를 해 보도록 하겠습니다. 앞에서 우리가 발전기 기본식을 갖다 한번 정의를 해 봤죠. 자, V1은 이 부분이 이제 발전기 기본식이니까. 전압에 대한 거를 갖다 해석하기 위해서는 발전기 기본식이 필요하다. 전류만 해석하려고 하면 발전기 기본식까지는 필요가 없어요. 자, 이 부분을 갖다 해석하는 게 우리 이번 시간의 주요 내용이 되겠습니다. 자, V0에다가 다 집어넣으면 돼요. 여기다가 이제 여기다 집어넣으면 되죠. 마찬가지로 전압 전류 똑같이 대칭 좌표법 이론에 따라서 지금 a상 기준으로 썼기 때문에 a상은 이렇게 될 거예요. a상은 V0+V1+V2 이렇게 쓰면 되고 Vb는 이렇게요. Vc는 이렇게 쓰는 거죠. 여기다가 그냥 여기다 대입만 해서 정리하면 돼요. 제가 고장 계산 할 때 이 부분을 갖다 풀어 줄 때 제가 순서를 정해 줄 겁니다. 그 순서는 이렇게 됩니다. 이걸 갖다가 각각의 발전기 기본식을 먼저 작성한다. 이게 1번이 되고, 두 번째. 이 값을 각각 대입을 시키는 것입니다. 그럼 대입을 한번 시켜 보죠. 그러면 대입을 시켰더니 이렇게 되겠죠. 자, 이 부분이죠. 그다음에 여기 보면 a 빼고 이 부분이 대입이 됐죠. 그다음에 여기다 a 자승 빼 놓고 이 부분이 대입이 됐죠. 대입이 두 번째입니다. 발전기 기본식을 갖다 먼저 세우고. 그다음에 각각에 대칭분 전압값을 대입을 하면 됩니다. 그다음에 이제 뭐 하면 되냐면 묶습니다. I0로 묶습니다, I0로 묶습니다. 두 번째. 세 번째죠. 네, 세 번째. 첫 번째가 발전기 기본식. 두 번째가 그다음에 뭐냐면 대칭분 전압 대입을 하면 되고요, 식에다가. 세 번째가 이제 I0로 묶으면 돼요. I0로 묶어요. 네 번째는 뭐냐면 I0 값을 갖다가 대입하면 돼요. 앞에서 우리가 I0 값을 갖다 구해 놨죠. 묶었죠. -I0로 묶는 게 낫겠죠. 다 마이너스를 달고 있으니까. 그러면 이렇게 되죠. 네 번째는 I0를 갖다가 대입을 하는 것이죠. 그래서 앞에서 우리가 I0를 갖다가 구해 놨죠. 어떻게 됐죠? I0는... 이렇게 Z1+Z2+Z0의 Ea. 이렇게 됐었잖아요. 그렇죠? 이 값을 갖다가 그대로 대입을 하면 됩니다. 다섯 번째는 뭐냐면 통분이죠. 통분이에요. 다섯 번째, 통분이에요. 여기가 지금 있잖아요. 그래서 여기랑 여기랑 지금 분모를 갖다 맞춰 줘야 되죠. 그래서 여기는 1 분의 이렇게 되어 있다고 보시면 돼요. 통분을 시켜 주는데 얘로 통분을 하는 거죠. 그러니까 분자, 분모에다가 얘를 한 번씩 곱해 주면 되는 거죠. 그래서 이렇게 Z1+Z2+Z0 이렇게요. 그다음에 Z1+Z2+Z0 이렇게 되면 여기가 통분이 된 거죠. 그래서 분자만 이제 우리가 깔끔하게 정리를 하면 된다는 거죠. 분자를 정리할 때 통분을 하고요. 그다음에 6번은 분자를 정리할 때 각각의 인피던스별로 Z0, Z1, Z2로 이렇게 묶어 주면 된다라는 부분입니다. 자, 그래서 한번 정리를 한번 해 보죠. 여기 보면 Z0부터, Z0부터 모아 보죠. Z0는 여기에 있고, 그다음에 그 값은 여기에 있는 것이죠. 여기서 보면 여기에 Ea가 있고 여기에 Ea가 있으니까 공통이잖아요. 여기가 이제 Ea로 공통으로 묶이게 되고요. 그다음에 이제 여기 Z0요. Z0는 여기는 a를 하나 가지고 있고, 여기는 Z0고 여기가 마이너스가 있으니까 좀 주의할 필요가 있겠네요. 그래서 여기를 플러스 값부터 써 주면 a부터 써 주면 되죠. a, 여기는 1이 아니라 -1이죠. -1 이렇게 되고. 분자 부분만 정리를 하는 거예요. 그다음에 이제 Z1, Z1을 한번 묶어 보죠, Z1. Z1은 지금 여기에 있죠? Z1은 여기도 있고, 여기에 있죠. 그러니까 한번 묶어 보죠. 그러면 a가 있고, 그다음에 여기는 여기도 a가 있네요. 근데 앞에가 마이너스 있으니까 -a, 이런 식으로 되는 거죠. 그다음에 Z2. Z2는, Z2는 마지막 이거하고 그다음에 여기에 가 있죠. 그래서 a, 여기가 a죠. a, 그다음에 -a의 자승. 이렇게 되는 거죠. 이런 부분이에요. 자, 그래서 이렇게 정리가 된 거예요. 여기 부분은 이제 없어지겠죠. 그래서 Ea 부분은 두 개가 공통이니까 여기서 묶였고. 그다음에 통분되어 있기 때문에 분모는 이렇게 되고요. 그래서 이제 이렇게 정리가 끝나는 것입니다. 그래서 이 부분을 갖다가 우리가 자주 해 봐야 될 거기 때문에 여러분들이 좀 순서를 정해 놓고 이렇게 갔으면 좋겠어요. 자, 이제 이 부분이죠. 그래서 이제 c상의 전위값만 가지고 왔습니다. 이거 가지고 이제 해석을 하는데 이걸 가지고 직접 해석하는 게 좀 어렵기 때문에 이거를 갖다가 조금 더 조건을 갖다가 좀 더 완화해서 조건을 갖다가 좀 완화해서 해석을 해 보도록 하겠습니다. 이런 가정들을 해 봅니다. Z1하고 Z2는 우리가 통상적으로 거의 같다라고 봐도 크게 해석상 오류는 나지 않죠. 그래서 jX1으로 이제 같다라고 이렇게 가정합니다. 여기서는 R 성분은 매우 작기 때문에 우리가 선로에서는 굉장히 좀 작죠, X1에 비해서는. 그래서 여기는 R1 성분은 여기서는 무시를 하고 이 jX1, 리액턴스 파트만 있다고 가정하고 이 두 개 값은 또 같다. 이렇게 놓은 겁니다. 우리가 회전기를 빼놓고서는 이 선로나 변압기에서는 두 개의 값이 같은 게 통상적이에요. 그다음에 영상분은 크게 차이가 나죠. 그래서 별도로 정의를 해 주는데 Z0=R0+jX0로 정의를 해서 여기다가 대입을 한 것입니다. 그래서 여길 갖다가 이제 대입을 해 주면 여기 부분이 있죠. 그렇죠? Z0 부분. Z0 부분에다는 이게 이제 대입이 되는 거고요. 이 부분이죠. 자, a-1 그다음에 X1. Z2에다가는 여기다가 이게 대입된 것이죠. 그다음에 a-a의 자승 이렇게 되어 있죠. 그다음에 이제 이 두 개는 지금 같아요. 이 두 개는 같은 값이에요. 여기서 같은 값으로 정의를 해 줬어요. 그래서 2X1으로 지금 정의가 됐고 그다음에 여기 부분에 Z0의 R0 부분하고 그다음에 여기는 리액턴스 파트를 갖다가 다 두 개를 묶었죠. 리액턴스 파트를 갖다가 여기는 j로 다 묶은 거죠, 이 부분은. 그다음에 Ea는 어디로 사라졌냐 그러면 여기를 갖다가 Ea로 나눈 것이죠. 그래서 상규 대지전압 기준으로 이 전위상승 값이 얼마가 나타나느냐. 이게 뭐 1이 됐다 그러면 전위상승이 나타나지 않은 것이죠. 이런 식으로요. 여기가 이제 1이죠. 이 K값이라고 하는 것은, 여기서 말하는 K값이라고 하는 것은 여기 이 Y축의 값을 의미합니다. 그래서 1이 됐다 그러면 정확하게 상규 대지전압과 Vc가 같은 값이다라고 보시면 되죠. 1선지락이 났음에도 불구하고요. 그런 걸 의미합니다. 이제 이걸 가지고 그래프를 그려 보는데 이 부분이 이제 K값이 되겠습니다, 여기 부분이에요. 자, 여기서 X1, X1의 값으로 여기를 갖다가 다 나눕니다. X1의 값으로 나누게 되면 X1은 이제 정상분의 리액턴스죠. 정상분의 리액턴스 값을 가지고 다 분자, 분모를 나누어 줍니다. 그러면 여기가 이렇게 되겠죠, 이런 식으로. 그다음에 여기는 이제 나눠서 없어지고요. 그다음에 여기 부분이고 그다음에 여기는 나눠서 없어지고, 여기 이렇게 남겠죠. 그래서 결론적으로 보면 제가 이렇게 음영으로 표시해 놨듯이 두 가지 우리가 팩트를 뽑을 수가 있는데요. 이것들 나머지는 다 상수들이고 두 가지 팩트를 뽑을 수가 있는데 X1 분의 R0죠, X1 분의 R0예요. 여기는 정상분의 리액턴스고, 여기는 영상분의 저항입니다. 이 파트하고 이 부분하고 그다음에 X1하고, X0 이 두 부분이죠. 그래서 이 그래프를 그릴 때 이걸 갖다가 뭘로 취하냐면 변수로 취합니다. X축의 변량으로 이 부분을 잡고요. 이 부분은 뭘로 잡냐면 파라미터로 잡습니다. 그래서 이 변수를 갖다가 변화를 시키면서 그다음에 이 파라미터 값도 한번 같이 동시에 변화시켜서 이 그래프를 그려 보는 것이죠. 자, 그래서 이 그래프를 그린 게 바로 이거다라고 보시면 되겠습니다. 그래프를 갖다가 그려 보니까 가장 대표적인 걸 한번 보면. 여기요. 이게 파라미터죠. 이 파라미터를 갖다가 1인 경우. 그러니까 1인 경우에 이 변수로, 이 변수로 한번 플로팅을 한번 해 보니까 어떤 그래프 모양이 나오냐면 이 파란색처럼 이런 그래프가 나옵니다. 그렇게 그려 보니까 X가 1일 때의 그림을 그려 보니까 이렇게 파란색처럼 이런 모양의 그래프가 이렇게 나와요. 이렇게요. 이런 걸 보고 우리가 유효접지 조건을 갖다가 우리가 세우는 겁니다. 이런 그래프를 그려 보고 이 파라미터 값을 바꿔 보면서요. 이렇게 그래프를 그리다 보면... 그래서 우리가 여러분들 서브노트를 보다 보면 이렇게 여러분들 그림이 되어 있을 겁니다, 대부분. 어떻게 되어 있냐면 이 부분이요. 한번 제가 서브노트대로 그림을 그려 볼게요. 변수를 갖다가 어떻게 잡았냐면 X1 분의 X0를 갖다가 변수로 잡았죠. 이때 파라미터를 갖다가 잡을 때 이게 기준이라고 보면 돼요. X1의 R0를 갖다가 1일 때를 갖다가 기준으로 한번 제가 작성을 한번 해 보면 대략적으로 우리가 피크가 나오는 곳이 어디 근처냐면 -2 근처가 되고요. 그다음에 우리가 유효접지 조건을 사용할 때 3까지 1, 2, 3. 유효접지 조건이 되려면 이 K값이죠. K값은 이제 Vc에다가 E의 상규 대지전압으로 나눈 것이죠. 그래서 여기가 상규 대지전압에 대한 배수잖아요. 1선지락이 났을 때. 그래서 우리나라 같은 경우는 유효접지 조건을 어떻게 정의했냐면 1.3배 이하가 되도록이라고 했어요. 대지전압 기준으로 봤을 때요. 자, 그럼 여기가 이제 피크가 이렇게 돼요. 피크가 여기가 되니까 거의 피크가 여기에 맞춰서 그려 주면 되겠죠. 이런 식으로 되고. 그다음에 이제 1 기준이에요. 1 기준일 때 이렇게 와서 이런 식으로 된단 말이에요. 이렇게 그린단 말이에요. 서브노트대로 그려 보면 그래요. 그래서 여기가 이렇게 되도록. 여기가. 여기가 이 범위대로 되도록, 여기가 이 부분이거든요. 그래서 유효접지 조건을 잡을 때 이렇게 했어요. 파라미터 값은 X1 분의 R0는 1 이하가 되도록 1 이하가 되도록 하고 그다음에 여기 범위예요, 여기. 여기 변수에 대한 부분은 X0의 X1은 0보다는 크고 3보다는 작은 범위면, 0에서 3 범위면 1.3 이하를 갖다가 만족하는 범위다. 이렇게 접지를 하면 우리가 유효접지 조건을 만족할 수 있다라고 이야기를 합니다. 서브노트대로 한번 제가 그림을 그려 본 거예요. 자, 그러면 여기다가 여러분들이 그림을 그릴 때 여러분 답안지 작성할 때 실제로는 이렇게 하세요. 크게 상관은 없으니까. 이렇게 1 기준으로 작성을 하나 해 놓고 그다음에 0.5하고 1.5를 좀 그려 줬으면 좋겠어요. 그러면 1.5를 한번 그려 볼게요. 1.5를 그릴 때는 어떻게 그리면 되냐면 1.5예요. 여기는 이 파라미터 값이 좀 더 커진 거죠. 여기서는 좀 더 작아지고 여기서는 좀 작아지도록 그려 주고 그다음 여기서는 좀 더 커지도록 그려 주면 돼요, 이런 식으로. 이런 식으로 이렇게 그려 주면 돼요. 이런 식으로요. 그렇게 되면 여기서는 여기가 만족을 못 하죠. 여기 이 범위 내에서, 1.3배를 갖다 상회하게 되죠. 물론 여기서 이 X축의 음의 영역에서는 더 작아지는 쪽으로 그림이 나오지만 이쪽의 양의 영역에서 보면 1.3배를 갖다가 넘게 되죠. 그래서 유효접지 조건을 갖다가 만족하는 경우가 잘 나오지 않죠. 이런 경우죠. 그다음에 이제 이게 얼마라고 제가 이야기를 했냐면 여기 한 1.5 정도 되는 경우. 그다음에 0.5 정도 되는 경우를 한번 그림을 그려 보도록 하겠습니다, 0.5요. 0.5는 여기가 1이고 여기가 1.5니까 여기서는 0.5니까 0.5는 이쪽으로 가야 되겠죠. 그래서 0.5는 이쪽으로 피크가 오도록 그려 주면 되겠죠. 이쪽으로 피크가 오도록 그려 주면 되고 그다음에 여기 값은 여기보다, 1.3보다 여기보다 더 낮은 위치를 지나가도록 이렇게 그려 주면 되죠, 이런 식으로. 이런 식으로 이렇게 그려 주면 돼요, 이렇게. 이해되시죠? 그래서 여기 같은 경우는 파라미터 입장에서 보면 여기가 이제 0.5니까 파라미터 입장에서 보면 1 이하가 되면 이 조건을 갖다가 만족하게 되는 것이죠. 여기는 0.5잖아요. 그래서 이런 식으로 우리가 서브노트들의 대부분 그림은 이렇게 되어 있을 것입니다. 무슨 이야긴지 아시겠죠? 그래서 우리가 이런 조건을 만족하면 우리는 유효접지 조건으로 접지가 됐다라고 이야기를 하는 겁니다. 파라미터 이 값은 1 이하가 되도록 합니다. 0.5는 1보다 더 낮은 값으로 위치하게 되기 때문에 여기가 1 이하가 된다 그러면 1.3 이하를 갖다가 만족할 수 있다. 그다음에 여기서 보면 양의 영역 전 영역에서 만족을 하는 게 아니라 3을 넘어가게 되면 또 이렇게 상회하는 부분이 생기잖아요. 그렇죠? 그래서 0에서 3 범위. 여기는 0에서 3 범위 내에 존재할 때 이 두 조건을 갖다가 동시에 만족할 때 우리는 유효접지가 되었다라고 이야기를 하는 것이죠. 그래서 이 부분을 갖다가 조금 더 자세히 바라보면 이건 답안지 작성을 할 때는 이렇게... 답안 작성할 때는 이렇게 하세요. 제가 이거에 대해서는 뭐 여러분들한테 다른 의견을 드리고 싶은 생각은 없어요. 하지만 우리는 엔지니어들이기 때문에 사실은 좀 정확하게는 알고 우리가 이 부분을 갖다가 이야기를 할 필요가 있다. 그래서 제가 추가적으로 말씀을 좀 드려 보도록 하겠습니다. 진짜 이게 맞는 그림이냐. 사실은 정확하지 않은 그림이기 때문에 그래요. 여기서 봐도 사실 정확하게 맞지 않죠. 여기가 0.5니까 여기가 1이잖아요. 1이면 여기가 1.3쯤 되잖아요. 여기가 1이니까 1.5가 여기니까 1.3이 여기잖아요. 벌써 파란색은 여기 1.3보다 여기 위에 있잖아요. 그리고 만족하는 범위도 여기 조금밖에 없어요, 사실은. 여기도 좀 벗어나고 있죠. 그래서 이제 조금 더 우리가 자세하게 알아보기 위해서 이거는 이제 여러분들이 실제 답을 쓸 때는 이렇게 쓰시라는 얘기예요. K가 1.3 이하가 되는 조건은 이거, 파라미터는 이런 조건. 1보다 작으면 된다. 자, 그다음에 여기 같은 경우는 3보다 작으면 된다. 물론 여기는 0보다 커야 돼요. 이쪽으로 가면 안 돼요. 이 부분을 갖다가 우리가 유효접지 조건이라고 이야기를 해요. 근데 실제의 내용을 갖다가 좀 더 자세히 쳐다보면 이래요. 여러분들이 실제로 플로팅을 직접 해 보면 여러분들 다 알게 될 이야기긴 한데 안 해 보신 분들이 이렇게 우기면 안 되죠. 그래서 정확한 걸 갖다가 좀 더 이야기를 해 주면, 보세요. 1.3 이하 조건이 실제 되기 위해서는 그래 가지고는 안 되죠, 사실은. 한번 보세요. 1.3 이하가 되기 위해서는 이게 빨간색이 1.3이에요. 여기가 1이고, 여기가 1.5니까, 빨간색 라인이 1.5니까 만약에 1.3 조건을 만족시키려면 파라미터가 어느 정도는 되어야 되냐면 최소한 0.5 정도는 되어야 돼요, 0.5. 0.5. 1 이하 가지고는 안 돼요. 1도, 1 보세요, 1. 1은 파란색이잖아요. 0.5보다 훨씬 높잖아요, 지금 여기. 더 높은 영역에 있잖아요. 그래서 사실은 만족하지 못해요, 이 부분에서는. 또 일부 만족하는 부분이 있긴 해요. 근데 굉장히 작죠, 사실은. 여기서 뭐 3까지라고 했는데 3은 여기니까 여기도 만족시키지 못하네요. 그래서 사실은 이렇게 접지를 하면 이렇게 접지를 하게 되면 실제는 1.3 이하가 아니라 사실은 좀 정확하게 이야기하면 1.4 이하에 가까워요, 사실은. 자, 보세요. 1.4배면 여기 이게 파란색이잖아요. 여기 파란색이죠? 파란색으로 놓고 보면 1 보세요. 이 파란색 그래프를 보면 실선 그래프를 보면 대체적으로 만족하죠. 얘의 아래에 놓여 있죠, 여기서 보면. 그리고 3, 여기 3이 여기니까 뭐 대충 다 만족하고 또 근데 여기서 보니까 이 부분은 만족을 못 하죠. 거의 0에서부터 0 근처에서는 만족을 못 하고 있죠. 여기 부분에서, 0 근처에서는 만족 못 하고 있죠. 근데 뭐 그럼에도 불구하고 1.4배 이하라 그러면, 이 조건이라 그러면 뭐 대체적으로 여기 부분은 완벽하진 않지만 대체적으로 만족하는 편이다라고 말할 수가 있는 것이죠. 여기는 이제 0보다 큰 조건으로 이렇게 표시했을 때 그래요. 근데 여기 부분도 일부분은 만족하지 못한 부분이 존재한다라는 것이죠. 그래서 우리가 제가 이제 이런 말씀을 드렸어요. 서두에서 어떤 나라들은 유효접지 조건을 갖다가 1.3이 아니라 1.4배 이하로 쓰는 나라들도 되게 많이 있다라는 것이죠. 그래서 우리나라에서 1.3배 이하라고 말하면서 동일하게 이 조건이라고 주장을 한다 그러면 사실은 1.3이나 1.4나 같은 이야기가 되는 거죠. 사실 이렇게 해 놓으면 1.3을 만족을 못 하거든요, 엄밀히 말하면. 제가 말씀드리는 것은 우리가 여러분들이 나중에 답안지를 쓸 때의 내용과 답안지 쓸 때는 제가 칠판에 그려 줬던대로 쓰면 돼요, 그렇게. 근데 왜 제가 그렇게 말씀을 드리냐면 우리가 채점하는 사람들이 그런 걸 다 이해하고, 알고 우리가 채점을 하는 게 아니라 자기들도 자기 서브노트 가지고 공부했던 대로 문제 내고, 채점하고 그럴 거 아닙니까. 근데 여러분들이 좀 다르게 쓰면 이 사람이 잘 모르나 보다 하고 이상하게 채점 결과가 나올 수가 있죠. 그래서 답안지는 제가 그렇게 가라고 말씀을 드리는 거고 조금 더 우리가 정확한 것을 갖다가 아는 것은 우리가 이제 좋은 엔지니어가 되는 과정이기 때문에 그런 부분들은 좀 필요하다는 의미에서 제가 설명을 굳이 드리는 거예요. 그래서 1.3 이하가 되려면 이런 정도가 되어야 이제 거의 더 맞고 1.4배 이하를 유효접지 조건으로 삼는다면 우리가 미리 언급했던 우리나라에서 이런 조건 이런 조건 이하가 된다 그러면 여기는 이렇게 되는 거예요. 이거는 거의 만족하는 거죠. 근데 일부 여기서 만족이 안 되는 거죠. 이거는 제가 그린 그림이니까 여러분들이 좀 신뢰성이 떨어질 수도 있죠. 그래서 제가 다른 데이터를 갖다 제시를 하면 이렇습니다. 자, 보세요. 이 데이터를 보시면 여기가 1.3배가 여기예요. 여기 1.3배 라인이 이거고요. 그래서 이 안에가 들어가야 우리가 만족하는 조건인데 잘 보시면 X1 분의 X0, 이게 우리가 여기 이항이잖아요. X축의 값인데. 자, 1인 조건에서 보면요. 이게요. 이게 파라미터잖아요. 파라미터가 1인 조건에서 보면, 이 부분이 만족을 못 하고 있죠. 여기도 이 부분이 만족 못 하고 있죠. 그러니까 결국 동시에 만족하는 것은 여기밖에 안 돼요. 여기 부분밖에 안 되잖아요, 여기. 1이면서, 여기가 파라미터가 1이면서 여기가 이제 1에서 3 범위 내에서 전체적으로 다 만족하지 못한다는 거죠. 만족하는 범위는 여기밖에 없어요, 여기밖에. 그러니까 파라미터 1이면서 만족하는 범위는 여기예요. 여기는 만족 못 하고 있죠, 이 영역에서. 자, 여기서 보세요. 여기가 1.3이라 그랬잖아요. 1.3인데 여기 보세요. 여기 부분, 여기 만족 못 하고 있잖아요, 지금. 이 영역. 만족하는 범위는 여기밖에 없어. 살짝 여기가 거의 만족했는지 안 했는지도 정확하게 구분이 안 될 정도예요. 거의 경계선 부분이죠. 그다음 좀 지나니까 다시 또 여기 올라가고 있잖아요. 그래서 실제로 바라보면 이 조건이 1.3배 이하 조건은 사실 아니라는 것이죠. 그건 좀 여러분들이 명확하게 했으면 좋겠어요. 그러니까 여러분들 서브노트에 작성된 그것은 사실은 이거는 정확한 데이터가 아니다라고 보시면 정확할 것 같습니다. 근데 제가 이제 이렇게 말씀드리는 이유는 뭐냐면 여러분들이 이런 부분들을 조금 더 정확하게 알고 이렇게 우리가 지금 표현하고 있다. 그렇지만 우리가 좀 실무자 입장에서 여러분들이 그 현장에서 실무자라고 한다면 여러분들이 직접 그려 보고 어떤 조건에서 접지할 것인지를 갖다가 정확하게 우리가 제시를 하는 게 맞겠죠. 그다음에 1.4가 된다면 1.4 라인이 여기잖아요. 1.4배, 그럼 여기 파란색 여기 부분이잖아요. 1.4배가 된다 그러면 1인 조건에서 파라미터가 1인 조건에서 바라봤을 때 대부분 다 만족을 하죠. 대부분 다 만족을 하잖아요. 그렇죠? 대부분 만족하는데 이 부분에서 아직 이 부분에서 여기 0 근처, 이 부분에서 지금 조금 만족 못 하고 있죠. 그래프가 이렇게 되기 때문에. 그렇죠? 대부분 다 만족을 하고 있죠. 뭐 4까지, 뭐 4 넘어서까지도 만족을 하고 있는데 만족을 한단 이야기잖아요. 근데 이 부분에서 만족을 못 하고 있잖아요. 여기서도 보시면, 보세요. 1.4 라인이 여기잖아요. 이 부분에서 파라미터가 1인 기준으로 바라보면 이 영역에서는 만족을 못 하고 여기는 다 만족을 대부분 다 하고 있죠, 4 넘어까지. 그러니까 이 그래프랑 이 그래프는 사실 같은 그래프다라고 보시면 될 것 같아요. 자, 그래서 여러분들이 유효접지 조건을 갖다가 이렇게 말을 하면서도 1.3 이하가 되는 조건 이거다라고 이야기하면서도 사실은 이 정도가 되려면 이 값이 1.3이 아니라 뭐라고 보시는 게 더 가깝단 이야기예요? 1.4에 가깝다, 이 조건은. 그렇게 보시면 되겠습니다. 한전 용어 정리 같은 경우에도 다 유효접지 조건을 갖다가 1.3배 이하 조건이 되는 조건은 뭐 이 조건이라고 이야기를 하니까 여기가 하나 빠졌다면 여기예요. 0보다 큰 이 부분이에요. 이 조건이라고 이야기를 하고 있기 때문에 제가 그 부분을 갖다가 강제로 바꿀 생각은 없지만 여러분들 사실 우리가 다른 것은 명확하게 알아야 된다는 것이죠. 그다음에 여기 변수 이 부분. 이 부분이 양의 영역이 있으면 상관이 없는데 음의 영역으로 넘어갈 수가 있거든요. 음의 영역으로 넘어가게 되면 굉장히 큰 과전압이 걸린다는 것이에요. 1.3배의 문제가 아니죠. 1.3배냐 1.4배냐 그런 문제가 아니죠. 여기가 뭐 커 봐야 이쪽에서는 뭐 커 봐야 1.73배의 수준으로 끝날 겁니다. 비접지라 그러면 1.73배까지 가는 것이죠. 직접 접지 중에서 우리가 유효접지 조건을 따르게 되면 우리가 1.3배나 뭐 1.4배 우리나라에서는 1.3배라고 이야기를 하고 있으니까 그렇게 말할 뿐이에요. 이런 조건에 우리가 만족하게 되면 굉장히 큰 과전압이 발생할 수 있다라는 이야기가 되겠습니다. 그래서 이제 여기 영상공진 조건을 갖다가 한번 찾아 보면 이렇게 돼요. 이 부분이죠? 이 부분이 이제 무한대로 치솟는 부분이죠. 무한대로 올라가는 그런 부분이에요. 이때는 굉장히 큰 과전압이 생길 수 있는 부분인데 이 조건을 갖다가 찾아 보면 음의 영역으로 나타났을 때 그 볼 수 있는 현상 중의 하나입니다. 그러면 이제 분모가 0이 된다 그러면 분모가 0이 된다 그러면 이 값은 이제 무한대가 되는 것이죠. 이 값이 이제 무한대가 될 수 있음을 갖다가 이제 이론적으로 이야기를 해 보는 거예요. 이 부분을 갖다가 0으로 놓고 보고 이게 이제 파라미터 부분이었잖아요. 그래서 파라미터를 갖다가 여기서 이제 0. 0으로 이제 0이라는 조건으로 놓고 보면. 그래서 이제 이 값을 갖다가 얼마로 놓느냐에 따라서 이제 이 피크점의 위치는 살짝살짝씩 달라지겠죠. 그래서 정확하게 다 여기에 겹치는 건 아니고요. 그래서 이 값을 갖다가 구해 보면 -2가 된다는 것이고. 이게 0이 되는 조건은 여기가 이제 -2가 되면 0이 되죠. 그래서 -2, 제가 그래프를 갖다가 그릴 때 우리가 가장 피크점이 되는 것은 -2 근처가 될 거다. 그랬을 때 그렇게 그려 주시면 좋다고 이야기를 했죠. 그래서 이제 파라미터가 0을 기준으로 봤을 때 여기가 -2잖아요. 그러면 여기가 이제 조금씩 값이 이렇게 주어지게 되면 여기서 이제 이 값이 좀 더 증가하게 되면 왼쪽으로 조금 더 시프트하는 경향으로 답이 나타나기도 합니다. 이런 영역은 사실 위험한 영역이죠, 사실. 운전상에서. 우리가 논하는 영역은 여기 양의 영역이잖아요. 양의 영역에서 우리가 뭐 여기서 1.3배 이하로 운전하기 위해서 접지를 어떻게 하느냐. 그러니까 접지를 하는 거죠. 근데 우리가 이제 비접지를 하게 되면 대지정전 용량이 굉장히 큰 경우에서는 우리가 영상분, 여기 이제 분자가 영상분 리액턴스잖아요. 이 값이 음의 영역으로 도달할 수도 있습니다. 이 정전 용량이 굉장히 큰 경우에 음의 영역으로 도달하면 우리가 마이너스 영역으로 우리가 갈 수 있기 때문에 우리가 이제 일반적으로 대용 수용가들은, 대용량 수용가들은 비접지를 운영하다가 이제 대용량 같은 경우는 아마 케이블의 정전 용량이 굉장히 커지기 때문에 이쪽으로 넘어올 가능성도 있어요. 그래서 큰 수용가들 같은 경우에... 예를 들어서 옛날에 비접지로 운영하다가 직접 접지로, 뭐 직접 접지로 바꿔서 이제 운영하는 그런 경우도 있어요. 물론 보호를 갖다가 지락 보호를 잘하기 위해서 바꾸는 경우도 있지만 사실은 그런 것보다는 이런 위험성들이 증대되는 상태에서 접지 계통을 갖다가 비접지에서 중간에 뭐 직접 접지가 부담스러우면 저항 접지로 한 번 바꿨다가, 이때의 흔적들이 뭐냐면 Ground TR 같은 거. 접지 TR이라든가 지그재그 TR. Ground TR이라든가 그다음에 지그재그 TR이라는 것이죠. 지그재그 TR 같은 걸로 우리가 접지를 갖다가 하는 것이죠. 변압기를 바꾸면 되는데 변압기는 델타 변압기로 그대로 두고 우리가 이제 모선에다가 Gound TR이라든지 그다음에 지그재그 TR을 통해서 우리가 접지 계통으로 변환을 시키는 그런 부분들도 흔적으로 남아 있을 겁니다. 자, 이번 시간에는요. 전력 계통의 유효접지 조건에 대해서 말씀 드렸습니다. 자, 그래서 우리가 유효접지 조건을 갖다가 전력 계통 입장에서 설계를 할 때 무조건 유효접지 조건을 잡기 위해서 전 변압기를 갖다가 Y로 두고, Y로 두는 것까지는 맞는데요. 다 직접 접지를 수행하느냐. 뭐 꼭 그런 것은 아닙니다. 이 1.3배라는 유효접지 조건을 갖다가 만족하기 위해서 우리가 이제 정상분 리액턴스하고 영상분 리액턴스 값을 갖다가 적당히 우리가 조절을 해야 되는데 그때 직접 접지만 다 수행하는 게 아니고 이때 이제 비접지와 직접 접지를 갖다가 적절히 섞어 가면서 전체적으로 우리가 유효접지 조건이 1.3배 이하가 되도록 우리가 실제로는 접지 설계를 한다는 것입니다. 그래서 전압이 높은 측의, 뭐 7657 변압기 같은 경우는 대부분 다 직접 접지를 한다고 보시면 되고. 345 같은 경우도 거의 직접 접지를 한다고 보시면 되고. 154 같은 경우는 하는 데도 있고, 하지 않는 데도 있다. 그렇게 우리가 구분해서 볼 필요는 있는 것이죠. 중요한 것은 뭐냐면 전체적으로 우리가 이 리액턴스 값이 영상분 리액턴스하고 정상분 리액턴스의 그 비가 유효접지 조건에 들어가도록 우리가 접지 조건을 선정을 한다는 것입니다. 자, 이런 부분입니다. 그러면 또 다음 시간에 뵙겠습니다.