🔌 정상분·역상분·영상분 임피던스란 무엇인가? 1선 지락사고를 가정했을 때(SLG)?

 

 

🔌 정상분(Positive Sequence) ·역상분(Negative Sequence) ·영상분(Zero Sequence) 임피던스(Impedence)란 무엇인가?

(지락사고를 이해하기 위한 대칭좌표 기초 정리)

전력계통에서 단락이나 지락사고를 해석할 때

 

**정상분(Positive Sequence), 역상분(Negative Sequence), 영상분(Zero Sequence)**이라는 말을 자주 듣게 된다.

 

처음 보면 어렵지만, 사실 핵심은 딱 하나다.

 

“복잡한 3상 사고를, 단순한 1상 회로 3개로 나눠서 계산하자”

 

이 방법이 바로 **대칭좌표법(Symmetrical Components)**이다.

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1️⃣ 왜 이런 개념이 필요한가?

정상 상태의 3상 전압·전류는:

• 크기가 같고
• 위상이 120°씩 차이 나며
• 완벽하게 균형 잡혀 있다

하지만 사고가 나면?

• 한 상만 접지에 닿거나
• 두 상이 서로 닿거나
• 상전압이 불균형해진다

👉 이때 3상을 그대로 계산하면 너무 복잡해진다.

그래서 찰스 포르테스큐(Charles Fortescue)가 제안한 방법이 바로:

불균형 3상 = 정상분 + 역상분 + 영상분의 합

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2️⃣ 정상분(Positive Sequence, Z₁)

🔹 개념

• 정상 운전 상태와 완전히 같은 회전 방향
• A → B → C 순서
• 발전기·변압기·선로가 본래 설계된 상태

🔹 회로적 의미

• 전력 전달의 주인공
• 사고 전에도 항상 존재

🔹 정상분 임피던스

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대부분:

• 선로: 리액턴스 지배적
• 변압기: %임피던스
• 발전기: 서브과도/과도 리액턴스

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3️⃣ 역상분(Negative Sequence, Z₂)

🔹 개념

• 정상분과 반대 방향으로 회전
• A → C → B 순서
• 불균형 사고에서만 등장

🔹 왜 위험한가?

• 회전기(발전기·전동기)에 이중 주파수 토크 발생
• 로터 과열의 원인

🔹 역상분 임피던스

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👉 대부분의 계산 문제에서는

Z₂ = Z₁로 가정한다.

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4️⃣ 영상분(Zero Sequence, Z₀)

🔹 개념

• 세 상이 모두 같은 위상
• A = B = C
• 접지 경로가 없으면 흐를 수 없음

🔹 핵심 포인트

• 지락사고에서만 등장
• 접지 방식에 따라 크기가 크게 달라짐

🔹 영상분 임피던스

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• 중성점 접지
• 변압기 결선(Yg, Δ)
• 접지저항 여부

👉 이 모든 것이 Z₀를 결정

 

 

지락사고는 골목(Z₀)이 열려 있어야만 전류가 흐른다.

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6️⃣ 1선 지락 사고(SLG)를 가정하면?

🔥 가장 중요한 사고 유형

1선 지락 사고에서는:

• 정상분
• 역상분
• 영상분

👉 이 3개가 직렬로 연결

 

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7️⃣ 지락사고 전류와 전압의 기본 수식

✔ 지락사고 전류

 

✔ 사고 중 정상분 전압

이 식이 의미하는 바는 아주 단순하다.

“전체 임피던스 중에서 Z₁이 차지하는 비율만큼 전압이 떨어진다”

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8️⃣ 영상 임피던스가 크면 무슨 일이 생길까?

• Z₀ ↑ → 지락전류 ↓
• 지락전류 ↓ → 전압강하 ↓
• 결과: 정상분 전압이 거의 유지

그래서

• 비접지계통
• 저항접지계통
  에서는 지락전류가 작다.

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9️⃣ 시험 & 실무에서 꼭 기억할 포인트

✔ 정상분 = 실제 전력 전달
✔ 역상분 = 불균형의 지표
✔ 영상분 = 접지의 영향
✔ 지락사고 = Z₁ + Z₂ + Z₀ 직렬
✔ Z₀가 사고의 “성격”을 결정

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🔑 한 줄 요약  

정상·역상·영상 임피던스는 불균형 사고를 이해하기 위한 도구이며,
지락사고에서는 세 임피던스가 직렬로 연결되어 전류와 전압을 결정한다.