기초 개념 · Basics IEC 60909-0

단락전류는 어떻게 정해지나: IEC 60909 입문What sets short-circuit current: an IEC 60909 primer

전원·변압기·케이블 임피던스, 전압계수 c, 최대·최소 단락전류의 쓰임
Source, transformer and cable impedances, voltage factor c, maximum vs minimum currents

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한 줄 요약 In one line

단락전류는 "전압 ÷ 고장점까지의 임피던스 합"이며, IEC 60909-0은 이 계산을 누가 해도 같은 결과가 나오도록 전압과 임피던스를 정하는 규칙을 줍니다.

Short-circuit current is voltage divided by the total impedance up to the fault; IEC 60909-0 fixes the rules so everyone gets the same answer.

왜 필요한가 Why it matters

핵심 개념: 등가 전압원 The equivalent voltage source

실제 계통에는 여러 전원과 부하가 있지만, IEC 60909-0은 고장점에 크기 c·Un/√3인 전압원 하나만 두고 나머지는 임피던스로만 다룹니다. 그러면 3상 단락전류는

I"k3 = c · Un / (√3 · |Zk|)

임피던스는 어디서 오나 Where the impedance comes from

전원 계통 Q0.31 mΩ (<1%)변압기 T8.35 mΩ (11%)간선 240㎟×21.60 mΩ (2%)분기 16㎟69.17 mΩ (87%)합계 Σ≈ 79.41 mΩ (산술합, 실제는 R·X 벡터합)

아래 예제의 회로 끝 고장에서 구간별 임피던스 크기입니다. 회로 끝으로 갈수록 가는 케이블의 임피던스가 압도적이 되어 단락전류가 크게 줄어듭니다.

손계산 예 Worked example

22.9 kV 전원(최대 520 MVA) → 1 000 kVA 22.9/0.38 kV 변압기(uk 6 %, 부하손 9.5 kW) → 주배전반까지 구리 240 ㎟ 2병렬 30 m → 분전반까지 구리 16 ㎟ 60 m.

  1. 어림값: 정격전류 In = 1 000 kVA / (√3 × 380 V) = 1519 A, I"k ≈ In / 0.06 = 25.3 kA
  2. 변압기 2차 단자: KT = 0.963, I"k3 = 26.6 kA, R/X = 0.158, κ = 1.630, 피크 ip = κ·√2·I"k = 61.4 kA
  3. 주배전반(30 m 뒤): I"k3 = 23.1 kA, ip = 48.1 kA
  4. 분전반(16 ㎟ 60 m 뒤): 최대 I"k3 = 3.2 kA, 최소 2상 I"k2 = 1.6 kA

주배전반 차단기는 약 23.1 kA 이상을 끊을 수 있어야 하고, 분전반의 보호장치는 최소값 1.6 kA에서도 제시간에 동작해야 합니다. 같은 계통이라도 위치에 따라 최대·최소가 크게 다릅니다.

Transformer terminals 26.6 kA (peak 61.4 kA), main switchboard 23.1 kA, sub-board maximum 3.2 kA and minimum line-to-line 1.6 kA.

여러 가지 단락전류 The family of currents

기호뜻쓰임
I"k초기 대칭 단락전류(실효값)기본값, 차단용량 검토
ip피크 단락전류 = κ·√2·I"k모선·기기의 전자력 강도, 투입 용량
Ith열등가 단락전류케이블·도체의 열적 강도(I²t)
I"k2, I"k12상 단락, 1선 지락 전류최소 고장 전류, 보호 감도, 보호도체

실무 팁과 자주 하는 실수 Tips and common mistakes

확인 퀴즈 Check your understanding

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Q1. 변압기 2차 단락전류를 대략 어림하는 식은?Quick estimate of the transformer secondary fault current?
Q2. 최소 단락전류는 주로 무엇을 확인하는 데 쓰나?The minimum short-circuit current is mainly used to check…
Q3. IEC 60909의 전압계수 c를 쓰는 이유는?Why does IEC 60909 use the voltage factor c?
Q4. 피크 단락전류 ip가 √2·I"k보다 큰 이유는?Why is the peak current ip larger than √2·I"k?

계산기로 확인하기 Try it in the calculators

규격 원문의 문장과 표를 옮기지 않고 풀어 썼으며 조항 번호로 근거를 밝혔습니다. 그림은 이 사이트에서 직접 그렸습니다. · Paraphrased with clause references; figures drawn by this site.