단락전류(%임피던스법) 계산기

정격전류에 100/%Z를 곱합니다. 3상이면 정격전류 In = kVA×1000/(√3×V)이고 단락전류 Isc = In × 100/%Z입니다. 500kVA·380V·4%인 변압기라면 정격전류가 약 760A, 단락전류가 약 19kA로 추정됩니다.

2차를 단락시킨 채 1차에 전압을 올려 정격전류가 흐르게 만들었을 때, 그 전압이 정격전압의 몇 %인가입니다. 정격전압의 %Z만으로 정격전류가 흐른다는 뜻이므로 정격전압을 다 걸면 100/%Z배가 흐릅니다. 단락전류 식이 여기서 그대로 나옵니다.

임피던스가 작으면 사고 때 흐르는 전류가 커지기 때문입니다. %Z가 작은 변압기는 부하가 걸려도 2차 전압이 덜 떨어지는 좋은 변압기지만, 바로 그 이유로 단락전류가 커져 더 큰 차단용량이 필요합니다. %Z를 6%에서 3%로 낮추면 단락전류가 두 배가 됩니다.

정격용량에 100/%Z를 곱합니다. 500kVA·4%면 12.5MVA입니다. 전류와 같은 비례식이며 3상에서는 단락용량 = √3 × 선간전압 × 단락전류로도 확인할 수 있습니다.

상위 계통에도 임피던스가 있어 실제 단락전류가 이만큼 줄어들기 때문입니다. 전원 단락용량을 변압기 용량 기준으로 환산해 %Zs = 100×kVA/S로 두고 %Z에 더합니다. 모르면 0으로 두는 편이 안전합니다 — 실제보다 큰 전류가 나와 차단기를 과하게 고르게 될 뿐 모자라게 고르지는 않습니다.

순시 피크는 이 값보다 큽니다. 여기서 나오는 것은 대칭분 실효값이고, 사고 위상에 따라 직류분이 실려 첫 반주기의 순시 피크가 커집니다. IEC 60909-0은 κ = 1.02 + 0.98·e^(−3R/X)로 어림하며 피크는 κ·√2·Isc입니다. 다만 전동기 기여분까지 더해지면 실효값도 커질 수 있습니다.

계산한 단락전류 이상인 표준 정격을 고릅니다. IEC 62271-100이 쓰는 R10 계열은 6.3·8·10·12.5·16·20·25·31.5·40·50·63·80·100kA입니다. 나중에 변압기를 키우거나 전원측이 보강될 여지가 있으면 한 단계 위를 고르기도 합니다.

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