전력공학 - 1. 개요

전력 생산 방식

- 수력 발전소 : 물의 위치에너지 이용

- 화력 발전소 : 석탄 LNG 등 열에너지를 통한 화력 발전

- 원자력 발전소 : 핵분열 에너지

 

전기의 전송 과정

- 발전소 -> 변전소 -> 송전선로 -> 배전선로 -> 수용가

- 송배전 선로 : 발전소 ~ 수용가 까지 선기 설비

 

 

송배전 선로

1. 발전소에서 20kv정도의 3상 교류 전압을 발전

  - 전압이 낮아 먼 거리 송전이 힘듬(전압이 낮을수록 송전 전력이 낮기 때문)

2. 발전소에서 승압용 변압기로 345/765kv 등으로 승압 후 송전

3. 1차 변전소에서 154kv로 강압 후 2차 변전소로 송전

4. 2차 변전소에서 22.9kv로 강압 후 송전

3. 주상 변압기에서 220/380(전동기용)v로 강압 후 수용가 공급

 

송전계통 단선 결선

 

 

직류/교류 송전의 장단점

- 직류 송전 : f가 없다 -> 표피효과, 페란티 현상 등 발생 x, 송전 효율, 안전률아 좋다 <-> 승감압이 힘듬, 변전설비비용

- 교류 송전 : 승강압이 쉽다, 회전자계, 경제적

 

 

직류 송전

- 발전/배전은 교류, 송전만 직류(국내 : 진도 - 제주, 해남 - 제주)

- 교류필터/조상설비 : 컨버터/인버터서 발생하는 고조파 흡수 및 필요한 무효전류 공급

- 직류 리액터 : 직류 맥동 V 평활화

- 컨버터용 변압기 : 컨버터를 교류 계통과 절연. 고조파가 많은 전류가 흐르고, 사고시 과전류가 흐름

 

교류 송전

- 발전 ~ 수용가까지 교류로 송전

- 가정에는 단상 2선, 대부분의 송전은 3상 3선식으로 이뤄짐

 * 1선당 송전 전력은 3상 3선이 단상 2선보다 2/sqrt(2) = 1.15배로 더 많은 전력 송전 가능하므로

 

송전전압/송전전력

- 송전 효율을 높이기 위해선 선로 손실 줄여야 함. 대부분 전력 손실은 저항 손임

- 3상 3선 송전선로 전류와 전력 손실

* 우리나라 전력 계통의 송전전압은 선간 전압을 의미한다.

 

경제적인 송전 전압

- 스틸 식으로 계산 <-> 경제적 전선 굵기는 켈빈식

 

 

 

756kv 사용 이유

- 기존에는 345kv 송전 체계를 이용하나 송전 용량이 작아 부족

- 전력 수요가 늘아나나 발전 부지 확보 어려움으로 도시와 먼 곳에서 발전소 건설

- 장거리 대용량 송전을 위해 765kv로 송전전압 격상