【전기산업기사】 전력공학 1강. 선로정수 및 코로나

전력공학 1강. 선로정수 및 코로나

 

추천글 : 【전기산업기사】 전력공학 목차

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1. 선로정수 [본문]

2. 연가 [본문]

3. 복도체 [본문]

4. 코로나 [본문]

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1. 선로정수 [목차]

⑴ 선로정수

① 선로정수란 저항 R, 인덕턴스 L, 정전용량 C, 누설컨덕턴스 g의 4가지 정수를 지칭

⑵ 저항(R)

⑶ 인덕턴스(L)

① 등가선간거리 

 

De = ( 각 거리간의 곱 )모든 거리의 경우의 수

 

② 단도체 인덕턴스 : 전선의 반지름 r, 등가 선간 거리 D에 대하여

 

L = 0.2 ln ( D / r ) + 0.05 (mH / km) = 0.4605 log10( D / r ) + 0.05 (mH / km)

 

③ 복도체 인덕턴스 (왕복 2도선의 인덕턴스) : 소도체 간격 s, 복도체 수 n에 대하여

 

 

Ln = 0.2 ln ( D / ( rsn-1 )1/n ) + 0.05 / n (mH / km) 

 

④ 대지를 귀로로 하는 송전선로의 전체 인덕턴스

 

H = (1 + 2 ln (2H / r)) × 10-7 (H / m)

 

⑷ 정전용량(C)

① 정전용량은 정상운전시 선로의 충전전류와 관련 있음

② 단도체의 1선당 작용 정전용량

 

Cω = ( 18 ln ( D / r ) )-1 (㎌ / km) = 0.02413 ( log10( D / r ) )-1 (㎌ / km)

 

③ 복도체의 1선당 작용 정전용량

 

Cω = 0.02413 ( log10( D / [ rsn-1 ]1/n ) )-1 (㎌ / km)

 

④ 3상 1회선의 1선당 작용 정전용량 : 각 선의 대지 정전 용량 Cs, 선간 정전 용량 Cm에 대하여

 

Cs = 0.02413 ( log10( 8h3 / [ rD2 ] ) )-1 (㎌ / km)

Cω = Cs + 3Cm

 

⑤ 단상 2선식 1회선의 1선당 작용 정전용량 : 각 선의 대지 정전 용량 Cs, 선간 정전 용량 Cm에 대하여

 

Cω = Cs + 2Cm 

 

⑥ 전선로 1선당 충전 전류 (3상 3선식의 경우) : 상 전압 E, 선간 전압 V에 대하여

 

Ic = 2πfCE = 2πf (Cs + Cm) E = 2πf (Cs + 3Cm) V / √3

 

⑦ 전선로의 충전용량 : 충전용량 Qc, 충전전류 Ic, 선간전압 V, 작용 정전 용량 C에 대하여

 

Qc = √3VIc = 2πfCV2 

 

⑸ 누설 컨덕턴스(g)

 

 

2. 연가 [목차]

⑴ 3상 3선식 선로 송전단에서 대칭전압을 인가하더라도 수전단에서는 비대칭적이게 됨 (∵ 선로정수 차이)

⑵ 연가 : 이를 평형시키기 위해 송전선로의 길이를 3의 정수배 구간으로 등분하고 적당히 바꾸어 평형시키는 방법

 

Figure. 1. 3상 1회선 선로의 연가

 

Figure. 2. 3상 2회선 선로의 연가

 

① 왼쪽 회선은 첫 번째 구간 a-b-c, 두 번째 구간 c-a-b, 세 번째 구간 b-c-a 순으로 연가되어 있음

② 오른쪽 회선은 첫 번째 구간 c'-b'-a', 두 번째 구간 b'-a'-c', 세 번째 구간 a'-c'-b' 순으로 연가되어 있음

⑶ 연가의 효과 

① 소호 리액터 접지 시 직렬공진 방지

② 유도장해 감소

③ 선로정수 평형

 

 

3. 복도체 [목차]

⑴ 다도체와 복도체

① 다도체 : 가공송전선로에서 1상당 연결된 도선(도체)의 수가 2 이상인 것

② 복도체 : 다도체 중에서 2가닥으로 한 것

③ 스페이서(spacer) : 다도체에서 전선 상호간의 접근·충돌을 방지하기 위해 사용

⑵ 복도체 장점 : 선로의 인덕턴스↓, 선로의 정전용량↑, 코로나 임계전압↑, 선로의 송전용량↑, 안정도↑

⑶ 복도체 단점 : 페란티 효과, 단락사고 시 같은 방향으로 과전류가 흘러 소도체 간 인력 발생

① 선로의 정전용량이 증가하는 것은 장점이 될 수도, 단점(페란티 효과)이 될 수도 있음

 

 

4. 코로나 [목차]

⑴ 코로나

① 전선 주위의 공기절연이 국부적으로 파괴되어 낮은 소리나 엷은 빛을 내면서 방전하는 현상

② 파열 극한 전위 경도 : 공기의 절연이 파괴되기 위한 전위 경도, DC 30 kV / cm, AC 21 kV / cm

 

출처 : 이미지 클릭

Figure. 3. 파열 극한 전위 경도

 

⑵ 코로나의 영향

① 코로나 손실 발생 및 송전 효율의 저하

② 코로나 잡음

③ 통신선 유도장해

④ 전선의 부식 촉진

⑤ 소호 리액터의 소호 능력 저하

⑶ 코로나 발생 임계전압

 

E0 = 24.3 m0m1δd log10(D/r)

 

① m0 : 전선의 표면 상태에 따라 정해지는 계수

② d : 전선의 지름 (cm)

③ m1 : 날짜에 관계되는 계수

④ D : 등가 선간 거리 (cm)

⑤ δ : 상대 공기 밀도

⑥ r : 전선의 반지름 (cm)

⑦ δ = 0.386b / (273 + t), b : 기압 (mmHg), t : 온도 (℃)

⑧ 임계전압이 상대 공기 밀도에 비례하므로 기압이 낮아지거나 온도가 높아지면 임계전압 저하

⑷ 코로나 방지대책 : 기본적으로 코로나 임계전압 E0를 크게 함

① 굵은 전선을 사용

② 전선의 바깥 지름을 크게 함 : 복도체 방식 채용

③ 가선금구를 개량

⑸ 코로나 손실 (F.W. Peek's Equation)

 

입력: 2018.02.18 08:19