중성선 개방

중성선 개방이란

중성선 개방은 3상4선식 저압 계통에서 중성선이 끊어지는 고장이다.

중성점 전위가 이동하고, 부하 불평형과 맞물려 상마다 전압이 달라진다.

제135회, 제128회, 제117회 기출에 나온 개념이다.

3상4선식과 중성선

3상4선식 저압은 상간 전압 380V와 상전압 220V를 함께 공급한다.

중성선은 세 상의 부하 전류가 합쳐져 돌아가는 길이다.

중성선이 살아 있으면 상전압은 거의 일정하게 유지된다.

끊어지면 상마다 전압이 달라지고, 상간 전압 380V는 그대로 남는다.

중성점 전위와 밀만의 정리

중성점 전압은 밀만의 정리로 구한다.

각 상의 전원 전압에 어드미턴스를 곱해 더하고, 어드미턴스 합으로 나눈다.

중성선이 살아 있으면 중성점 전위는 0V이므로 상전압은 220V로 유지된다.

개방되면 중성점 전위가 0이 아니게 되고, 각 상 전압이 달라진다.

계산 예제

예제로 확인해 보자. 상별 임피던스가 1Ω, 2Ω, 3Ω으로 다르다.

어드미턴스는 임피던스의 역수이므로 1S, 0.5S, 1/3S가 된다.

분모는 세 어드미턴스의 합으로 1.833S이다.

임피던스가 작은 상일수록 어드미턴스가 커서 중성점 전압에 더 큰 영향을 준다.

정답은 a상이다. 임피던스가 가장 작아 어드미턴스가 가장 크다.

헷갈리는 점과 시험 포인트

시험에서 자주 틀리는 부분을 짚어 보자.

단선 시 전압이 변하지 않는다고 쓰는 것은 틀린 답이다.

중성선과 접지선은 다르다. 중성선은 평상시에도 전류가 흐른다.

계산에서는 전원 전압을 복소수로 두고 위상을 살린다.

정리

정리하자. 중성선은 3상4선식의 전압 공급 핵심 도체다.

중성선이 끊어지면 중성점 전위가 이동하고 상전압이 불평형이 된다.

경부하 상은 과전압, 중부하 상은 저전압 위험이 있다.

밀만의 정리로 중성점 전압을 구하고 각 상 전압을 계산한다.