본문 바로가기
728x90

전기 이론17

[전력공학][송배전][16] 조상설비, FACTS 설비, 역률개선의 필요성 조상설비 - 조상설비 : 송전 전압을 일정하게 유지하기 위해 필요한 무효전력을 공급하는 장치 전압조정 역률개선 - 조상설비 분류 회전기 : 동기조상기, 비동기 조상기 정지기 : 전력용 콘댄서, 분로리액터, 정지형 무효전력 보상기 SVC - 조상설비 종류 전력용 콘댄서(분로 콘댄서, 병렬 콘댄서) : 진상전류 → 전압강하 보상 분로 리액터(병렬 리액터) : 지상전류 → 이상전압상승 억제 (페란티 현상 억제) ▶ 계단적, 단락고장 시 고장전류 X, 배전계통에 사용 동기조상기 : 진·지상 양용, 연속적보상, 시송전가능, 송전계통에 사용 ※ 시송전 : 송전선을 저전압으로 충전한 후 서서히 높여 정격값으로 상승시키는 방법 - 유연 교류 송전 시스템 FACTS(Flexible AC Transmission Syste.. 2023. 9. 22.
[전력공학][송배전][15] 전력원선도 전력원선도 - 전력원선도 발전기 - 부하 일대일 대응 상황에서 사용 송전단과 수전단 전압은 Vs, Vr 정전압으로 일정 (이상적 상황에서 적용 가능) ▶ 원의 반지름 ρ : 일정, 송·수전 전력 원주상에 존재 - 전력원선도로 구할 수 없는 것 과도안정극한전력 코로나 손실 cf) 송전단 역률 : 원선도 만으로 구할 수 없으나, 계산을 통해 구할 수 있다 - 전력원선도로 구할 수 있는 것 송·수전단 유효전력, 무효전력, 피상전력, 역률 (P,Q,S,cosθ) 전력손실, 송전효율 송·수전단 최대전력 정태안정극한전력 상차각 δ 조상설비용량 2023. 9. 12.
[전력공학][송배전][15] 송전선로 모델링, 선로전압강하, 전압강하율, 전압 변동률, 선로손실, 선로손실률, 집중부하 vs 분산부하, 분산부하율, 부하 중심점 송전선로 모델링 - 송전선로 모델링 거리 선로정수 회로 단거리 수 km R,L 집중정수회로 중거리 수십 km R,L,C 집중정수회로(T형, π형) 장거리 수백 km R,L,C,G 분포정수회로 - T형 회로, π형 회로 - 특성임피던스 Zo - 선로전압강하 e 모델링 - 전압 강하율 ε - 전압 변동률 δ - 선로 손실 - 전력 손실률 k - 집중부하 vs 분산부하 전압 강하 전력 손실 말단 집중 부하 e P 균일 분포 부하 1/2e 1/3P - 분산 부하율 - 부하 중심점 2023. 9. 11.
[전력공학][송배전][14] 코로나 코로나 - 코로나 방전 (Corona Discharge) : 전선 주위 공기의 절연이 국부적으로 파괴되어 소리와 빛을 내며 대전체 표면의 공기가 이온화되어 방전하는 현상 - 코로나로 인한 장해 전력 손실 (코로나 손실) → 송전효율·송전용량 감소 전선 부식 : 오존 (O3) 발생 → NOx(질소산화물) 발생 코로나 잡음 고조파 전압·전류 발생 : 제 3 고조파 → 송전선로 유도장해의 원인 소호리액터의 소호능력 저하 : 코로나 발생 시 유효 전선 굵기가 증가하여 C↑ , 손실 유효분 전류와 제3고조파 전류가 잔류하여 소호능력 감소 전력선 반송장치에 영향 진행파 파고값 감쇠 - 코로나 임계전압 Eo : 코로나가 발생하기 시작하는 기준전압 - 공기절연내력 g (파열극한 전위경도) : 표준 기온,기압 상태에서 .. 2023. 7. 22.
[전력공학][송배전][13] 연가, 복도체, 페란티효과 연가, 복도체, 페란티효과 - 연가 Transposition : 3상의 선로에서 각 상의 선로정수를 평형상태로 만들기 위하여, 송전선로 길이를 3등분하여 각 상 선로가 같은 높이에서 같은 길이를 갖도록 교차하여 시설하는 것. 3상 송전선로는 보통 정삼각배치가 아니며, 수직배치이기 때문에 별도의 조치를 취하지 않는다면 각 상간의 거리가 서로 다르게 된다. 따라서 각 상의 선로 인덕턴스 L과 선로 충전용량 C가 서로 다르게 된다. 이때 각 상의 선로정수를 평형상태로 만들기 위해 송전선로를 교차하여 특정 높이에서 각 선로가 같은 길이를 가지게 한다. - 연가의 목적 선로 정수평형 유도장해 경감 직렬공진 방지 : 소호리액터 접지 시 1선 단선 경우 직렬공진 발생 가능 - 복도체 : 1상당 연결된 도체의 수가 둘.. 2023. 7. 19.
[전력공학][송배전][12] 송전선로의 정전용량 C, 1선당 작용정전용량, 3상 무부하충전전류, 선로충전용량, 전력용콘댄서 충전용량, 콘댄서 회로의 부속설비 송전선로의 정전용량 C, 1선당 작용정전용량, 3상 무부하충전전류, 선로충전용량, 전력용 콘덴서 충전용량, 콘덴서 회로의 부속설비 - 1선당 작용정전용량 Cw [µF/km] - 단상 2선식에서 1선당 작용정전용량 - 3상 3선식에서 1선당 작용정전용량 - 3상 무부하 충전전류 Ic와 선로충전용량 Qc - 전력용 콘댄서의 충전용량 - 콘댄서 회로 부속설비 직렬리액터 : 제 5 고조파 제거 (3상 전원) 방전 코일 : 콘댄서의 잔류전하 방전 전력용 콘댄서 : 역률 개선 2023. 6. 18.
[전력공학][송배전][11] 송전선로의 인덕턴스 L 송전선로의 인덕턴스 L - 1선당 내부 인덕턴스 Li [H/m] - 1선당 선간 인덕턴스 Lo [H/m] - 1선당 작용 인덕턴스 L [H/m] [mH/km] - 1선당 대지를 귀로하는 자기 인덕턴스 Le - 1선당 대지를 귀로하는 상호 인덕턴스 Lm - 귀로 선로의 1선당 인덕턴스 1) 1선 대지 귀로 선로 : L = Le 2) 2선 대지 귀로 선로 : L = Le - Lm 3) 병렬 2선 공통귀로 선로 : L = Le + Lm 4) 병렬 3선 공통귀로 선로 : L = Le + 2Lm - 복도체의 합성인덕턴스 Ln [mH/km] 등가반지름 GMR (Geometrical Mean Radius, 기하학적 평균 반지름) r : 소선의 반지름, s : 소선 사이의 거리 등가선간거리 GMD (Geometrica.. 2023. 6. 16.
[전력공학][송배전][10] 애자, 애자의 구비조건, 애자의 분류, 현수애자 규격, 애자련의 전압분포, 애자의 특성이 나빠지는 이유, 현수애자 섬락전압, 애자의 색깔, 초호환, 애자련의 컨덕턴스 애자, 애자의 구비조건, 애자의 분류, 현수애자 규격, 애자련의 전압분포, 애자의 특성이 나빠지는 이유, 현수애자 섬락전압, 애자의 색깔, 초호환, 애자련의 컨덕턴스 - 애자의 목적 전선의 기계적 고정 전선과 지지물 사이의 전기적 절연 - 애자의 구비조건 절연내력이 클 것 절연저항이 클 것 누설 전류가 적을 것 정전용량이 적을 것 코로나 발생이 적을 것 눈·비에 대한 표면 저항을 보유할 것 기계적 강도 (내구성) 이 클 것 온도 변화에 대한 내성이 클 것 습기 흡수가 적을 것 가격이 경제적일 것 - 애자의 분류 1) 재질에 따른 분류 자기 애자 유리 애자 합성수지 애자 2) 형상에 따른 분류 핀애자 : 33kV 이하, 갓 모양의 자기편을 2~3층으로 콘크리트를 이용해 연결 현수애자 : 66kV 이상, 송.. 2023. 6. 15.
[전력공학][송배전][9] 지지물, 철탑의 종류, 지선 지지물, 철탑의 종류, 지선 - 지지물의 종류 목주 : 최근에는 거의 사용하지 않음, 배전선로 콘크리트주 (CP주) : 배전선로 철주 : 배전선로 철탑 : 66kV ↑, 100㎟ 2회선, 송전선로 - 철탑의 분류 1) 성질상 사각형 : 안정성 ↑, 설계 용이 방형 2) 형태상 4각 : 2회선 방형 : 1회선 우두형 : 초고압 1회선, 산악지대 문형(갠트리) : 전차선로, 송전선 인출구 회전형 : 상부와 하부가 90º의 각을 이룸 MC형 : 콘크리트를 채운 강관, 재료 절약, 경량 3) 목적상 직선형(A) : 3º 이하 각도형(B) : 3º~20º 각도형(C) : 20º~30º 인류형, 억류지지형(D) : 전선을 당겨 고정, 30º 초과 내장 보강형(E) : 경간이 달라 불평형 장력이 발생하는 장소, 직선.. 2023. 6. 12.
[전력공학][송배전][8] 전선의 이도, 전선의 실제길이, 지지점에서의 장력, 전선의 지표상 평균높이 전선 - 전선의 이도 D : 전선의 지지점을 연결한 수평선으로부터 아래로 내려가 있는 길이 - 이도의 영향 지지물의 높이를 결정 이도가 클 때 : 진동에 의한 상간 단락, 지락 사고 우려 존재 이도가 작을 때 : 장력 증가에 의한 단선 사고 우려 존재 - 전선의 실제 길이 L S : 경간의 길이 D : 이도 - 온도 상승 시 이도 D2 L : 전선의 실제 길이 a : 전선온도계수 T : 온도 변화 S : 경간의 길이 전선의 실제 길이 공식 대입 양변 공통인 S를 소거하고 양변에 3S 곱한 후 8로 나누어 줌 - 지지점에서의 장력 To T : 전선의 장력 w : m당 전선의 중량 D : 이도 - 전선의 지표상 평균 높이 Ho H : 지지점의 높이 D : 이도 - 전선 금구 댐퍼 : 전선 진동 방지 클램프 .. 2023. 6. 8.
[전력공학][송배전][7] 전선의 구비조건, 전선의 구조와 종류, 전선의 특성, 표피효과와 근접효과 전선 - 전선의 구비조건 도전율 ↑ 기계적 강도 ↑ 가요성 ↑ (작업 용이) 내구성 ↑ (내식·내열) - 온천 지역 (S + Cu → 부식) : Al 사용, 해안지역 (염 + Al → 부식) : Cu 사용 가격 ↓ 비중 ↓ (가벼울 것) 신장률 ↑ (사계절 사용) ※ 도전율 - 경동선(옥외용) : 55 Ω㎣/m - 연동선(옥내용) : 58 Ω㎣/m - 알루미늄 Al : 35 Ω㎣/m - 전선의 구조와 종류 단선 - 송전선로에 사용 불가 연선 중공연선 - 중심이 빈 연선, 지름 ↑ : 코로나 방지 효과 합금선 쌍금속선 ※ 연선 - 소선의 개수 N = 3n(n+1)+1 - 연선의 지름 D = (2n+1)d - 연선의 단면적 S = N·a ※ ACSR (Al-Core Steel Reinforced) : 강심 .. 2023. 6. 5.
[전력공학][송배전][6] 전선로, 가공전선로, 지중전선로, 전력케이블 전선로 - 전선로 : 전선 + 지지물 + 애자 가공전선로 : 나전선 - 송전, 배전 지중전선로 : 케이블 - 송전 - 가공전선로의 배열에 따른 분류 수평 : 초고압 1회선용 철탑 수직 : 2회선·4회선 철탑(우리나라), 765kV 2회선 3각 : 저전압 송전선로, 1회선용 목주·콘크리트주·철탑·철주, 높이 제한 지역 ※ 오프셋 : 수직배열 가공전선로의 상,중,하 전선의 수평 간격을 두는 것 / 빙설에 인한 처짐·탈락 시 반동으로 도약에 의한 선간 단락 방지 목적 - 지중선로 : 지하 전력 케이블 - 지중선로의 장점 도시 미관 수용밀도 높은 지역에 적합 뇌·풍수해 감소 보안 유지 용이 유도장해 경감 (이격거리 감소 + 차폐 케이블 이용 → 선로인덕턴스 ↓, 선로충전용량 ↑ ) 다회선 설치 용이 - 지중선로.. 2023. 6. 4.
[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. -.. 2023. 4. 9.
[전력공학][송배전][4] 표준전압과 경제적인 송전전압 (Still의 식) [전력공학][송배전][4] 표준전압과 경제적인 송전전압 (Still의 식) - 표준전압 1. 공칭전압 = 1.1 x 정격전압 전선로를 대표하는 선간전압 수전단 전부하시 송전단의 선간전압 2. 정격전압 수전단의 선간전압 전기기기 제조업자가 제품의 특성에 따라 임의로 지정한 최적의 전압 3. 최고전압 = 1.15 x 정격전압 (선로) 1.2 x 정격전압 (기기) 전선로·기기에 통상적으로 발생하는 최고 선간전압 - 경제적인 송전전압 : 전선, 애자, 지지물, 기기 비용의 합인 총공사비가 최소화되는 전압 ▶ Still의 식으로 계산 V : 송전전압 [kV] L : 선로길이 [km] P : 송전전력 [kW] 2023. 4. 6.
[전력공학][송배전][3] 직류송전과 HVDC 직류송전과 HVDC - 직류송전의 적용 대용량, 장거리 송전에 유리하다. 해저 케이블 통한 송전에 사용된다. (ex, 제주-해남 HVDC#1, 제주-진도 HVDC#2, 제주-완도 HVDC#3) 도심 밀집지역의 송전에 유리하다. 교류 계통간의 연계가 가능하다. (BTB 시스템 활용) ※ BTB (Back To Back) 방식 하나의 변전소에 2개의 변환장치를 두고 두 지역계통을 연계하는 방식이다. 직류로 변환하여 두 지역 계통 간 무효전류를 차단시켜 고장전류를 저감 할 수 있다. 고장전류 저감 효과가 우수하지만, 매우 고가이다. - HVDC 송전 ( High Voltage Direct Current Transmission, 고압직류송전) : 발전소에서 생산된 교류전류를 전력용 반도체 소자를 이용하여 직류로.. 2023. 4. 5.
[전력공학][송배전][2] 교류송전과 직류송전 교류송전과 직류송전 - 교류송전 (AC) 승압, 강압 (변압)이 용이하다. 회전자계 획득이 용이하다. 교류로 일괄된 운용 가능하다. 장거리 송전에 불리하다. - 직류송전 (DC) 선로, 기기, 설비의 절연계급 낮출 수 있다. (교류에 비해 낮은 전압으로 운용가능) 송전효율이 높다. (주파수 X, 무효분 존재 X, 리액턴스 손실 X, 역률 1) 단락용량과 차단용량이 적다. (단락전류는 대부분 무효분으로 구성) 비동기 연계 가능하다. = 주파수 다른 계통 간 연계가 가능하다. (BTB, Back to Back 시스템) 표피효과가 없다. (주파수 = 0) 유전체손실이 없다. (주파수 = 0) AC-DC 변환 시 고조파 차단이 어렵다. → 고조파 필터가 필요하다. 송전선로 충전이 필요 없다. 전식 피해 우려 존.. 2023. 4. 5.
[전력공학][송배전][1] 송전과 배전 송전과 배전 - 송전 대전력을 고전압으로 장거리 수송하는 전력 수송 방식을 말한다. 우리나라에서는 3상 3선식 직접접지방식 채택한다. AC : 765kV, 345kV, 154kV, 70kV DC : 500kV, 250kV, 180kV, 150kV - 배전 소전력을 저전압으로 단거리 수송하는 전력 수송 방식을 말한다. 우리나라에서는 3상 4선식 다중접지방식을 채택한다. 넓게 분산된 수용가에 전력 배분 가능하다. 22.9kV, 380V, 220V ← 송전 (3상 3선식) 배전 (3상 4선식) → 발전소 → 승압용 변압기 → 변전소#1 → 변전소#2 → 주상 변압기 → 수용가 6~24kV 345kV 345 / 154kV 154 / 22.9kV 22.9 / 380V 220V 380V 220V - 승압시 발생 가.. 2023. 4. 4.
반응형