전력공학1

01. 송전 계통의 구성

송전: 대전력을 고전압으로 장거리의 일괄 수송

배전: 소전력을 저전압으로 단거리 수송으로 넓게 분산된 수용가에 전력을 배분

 

02. 송전방식

송전방식에는 직류송전과 교류 송전 방식이 있으나 현재는 거의 대부분이 교류 송전방식을 채택하고 있다.

 

1)교류 송전 방식의 특징

-전압의 승압, 강압이 용이하다.

-교류 방식으로 회전 자계를 쉽게 얻을 수 있다.

-교류 방식으로 일관된 운용이 가능하다.

 

2)직류 송전 방식의 특징

-절연계급을 낮출 수 있다.

-송전효율이 좋다.

-안정도가 좋다.

-단락용량이 적다.

-비동기 연계가 가능하므로 주파수가 다른 계통 간의 연계가 가능하다.

 

03. 전선의 허용전류

전선에 전류가 흐르면 저항에 의한 발열 때문에 전선의 온도가 상승하게 되고 그 온도가 전선의 최고 허용 온도를 초과하면 안 된다. 따라서, 전선의 최고 허용 온도에 대응하는 전류를 전선의 허용전류라 한다.

 

04. 경제적인 전선의 굵기:켈빈의 법칙

건설 후에 전선의 단위 길이를 기준으로 해서 1년간 잃게 되는 손실 전력량의 금액과 건설 시 구입한 단위 길이의 전선비에 대한 이자와 상각비를 가산한 연경비가 같게 되게끔 하는 전선의 굵기가 가장 경제적인 전선의 굵기이다.

 

05. 전선의 이동 및 실제 길이 

이도:전선의 지지점을 연결하는 수평선으로부터 밑으로 내려가 있는 길이를 말한다.

 

06. 애자

애자란 전선을 기계적으로 고정시키고 전기적으로 절연하기 위하여 사용되는 절연 지지체를 애자라고 한다.

 

1) 애자의 구비 조건

-절연 내력이 커야 한다.

-비, 눈, 안개 등에 대해서도 필요한 표면저항을 가져야 한다.

-기계적인 강도가 커야한다.

-온도의 급변에 견디고 습기를 흡수하지 않아야 한다.

-정전 용량이 작아야 한다.

 

2) 애자련의 전압 분포

-애자련의 각 애자 사이의 정전용량이 서로 달라 각 애자에 분포되는 전압 분포가 균등하게 되지 않아 애자련의 연 효율이 저하된다. 따라서, 전압 분담을 균등하게 하기 위하여 사용되는 것이 초호환 또는 초호각이다.

3) 250mm 현수애자 1개의 섬락 전압

-주수 섬락 전압 50kv / 건조 섬락 전압 80kv / 충격 섬락 전압 125kv / 유중 파괴 전압 140kv 이상

 

07. 선로정수

 

1) 선로 정수란 저항, 인덕턴스, 정전용량 및 누설 컨덕턴스의 4가지 정수를 선로 정수라 하며 선로 정수는 전선의 종류, 굵기, 배치에 따라 정해지며 송전전압, 주파수, 전류, 역률 및 기상 등에는 영향을 받지 않는다. 따라서, 리액턴스는 주파수에 관계되므로 선로 정수가 아니다.

 

2) 선로 정수는 선로의 전압강하, 전력손실, 충전전류 등 송배전선로의 전기적 특성을 해석하는데 필요하다.

 

08. 표피효과

전선의 중심부일수록 리액턴스가 커져서 전류가 흐르기 어렵고 전선 표면으로 갈수록 전류가 많이 흐르게 되는 경향을 지니게 된다. 이것을 표피효과라 한다. 표피효과는 주파수가 높을수록, 전선의 단면적이 클수록, 도전율이 클수록, 그리고 비투자율이 클수록 커진다.

 

09. 누설 컨덕턴스

애자는 전선 상호 간 또는 전선과 대지 사이를 절연하지만 완전한 절연은 아니므로 약간의 누설 전류가 흐르게 되며, 이로 인해 유전체 손실, 히스테리시스 손실이 발생하게 된다. 따라서 이와 같은 손실을 표현하기 위하여 누설 저항을 등가적으로 나타낼 수 있으며 이 누설 저항은 매우 크다. 또한, 누설 컨덕턴스는 누설 저항의 역수로 나타낸다.

 

10. 연가

일반적인 3상 3선식 선로에서는 정삼각형 배치가 아니며, 또 지표상의 높이도 서로 같지 아니하므로 이러한 경우 각, 전선의 인덕턴스 및 정전용량은 다르게 된다. 이러한 경우 송전단에서 대칭 전압을 인가하더라도 수전단에서는 비대칭으로 될 것이다. 따라서, 이를 평형 시키기 위하여 송전선로의 길이를 3의 정수배 구간으로 등분하고 지상의 전선을 적당한 구간마다 바꾸어 전체적으로 평형 시키는데 이것을 연가라 한다.

 

1)연가의효과

직렬 공진 방지 / 유도장해 감소 / 선로 정수 평형

 

11. 복도체

가공 송전선로의 1상당 연결된 도체의 수가 2 이상인 것을 말한다. 복도체는 단도체에 비해 전선의 등가 반지름이 증가한다.

 

1) 복도체의 장점

선로의 인덕턴스 감소 / 선로의 정전용량 증가 / 코로나 임계전압 상승 / 선로의 송전용량 증가 /안정도 증대

 

2) 복도체의 단점

페란티 효과에 의한 수전단 전압 상승 / 단락 사고시 각 소도체에 같은 방향의 대전류가 흘러 소도체 상호 간에 흡입력 발생