[전력공학][송배전][5] 전선의 굵기 선정 시 고려사항, 경제적인 전선의 굵기 선정 (캘빈의 법칙)

전선의 굵기 선정 시 고려사항, 경제적인 전선의 굵기 선정 (켈빈의 법칙)

 

- 전선의 굵기 선정 시 고려사항

• 허용전류
• 전압강하
• 기계적 강도
• 전력손실 (코로나 손실)
• 경제성 (설치, 유지 비용)

 

- 켈빈의 법칙

   : 단위 길이당 연간 전력 손실 비용(P1)과 단위 길이당 전선 재료비, 이자비, 감가상각비(P2)의 합이 최소일 때

전선의 단면적이 가장 경제적인 전선의 단면적이라는 법칙.

 

- P1은 아래와 같은 식을 성립한다.

I : 전류

R : 전선 1m당 저항

N : 연간 전력 요금

 

- P2는 아래와 같은 식이 성립한다.

W : 전선 1m당 무게

S : 단면적

M : 전선 1kg당 가격

p : 총 전선비에서 연간 이자비 + 감가삼각비(연경비)의 비율

 

- 따라서 총 비용 P 는 아래와 같은 식을 만족한다.

 

- 총 비용의 최솟값을 구하기 위해 양변에 미분을 취해준다.

 

- 구해진 S를 이용하여 P1과 P2를 구하면

 

- 경제적 전류밀도 i

양변을 S로 나눠주면

I : 전류

R : 전선 1m당 저항

N : 연간 전력 요금

W : 전선 1m당 무게

S : 단면적

M : 전선 1kg당 가격

p : 총 전선비에서 연간 이자비 + 감가삼각비(연경비)의 비율

i : 경제적 전류밀도