집밖은 위험해

중성점 접지 

- 보호 계전기의 확실한 동작과 건전상 대지 전위 상승 억제를 통한 절연 레벨 저감, 유도 장해 억제 등

중성점 잔류 전압

- 대지 정전용량 불평형에 의해 중성점이 갖는 대지 전압

유도장해

송전 선로 해석하기

- 송전 선로는 4개의 선로 정수로 구성된 전기 회로. 선로 길이에 따라 3가지 회로로 해석

단거리 송전선로

중거리 송전선로

장거리 송전선로

정전압 송전

- 송전계통 전압은 일정 전압을 유지해야하나 발전소 E가 일정해도 부하 증가 시 선로 전압강하로 수전단 E는 저하

- 정전압 송전 : 안정적인 전력 공급을 위해 송수전단 전압사이 상차각을 조정해서 일정하게 유지시키는 것

전력 원선도 

- 송전단 전압 Es, 수전단 전압 Er로 전력의 변화를 파악하기 위한 그림

- 필요한 것 : Es, Er, 원선도 반지름 rho, 4단자 정수

- 전력 원선도로 알수 없는 것 : 과도 안정 임계 전압, 코로나 손실

조상설비

- 송전 계통에 무효 전력을 공급

동기 조상기

- 동기 전동기를 무부하 운전하여 직류 계자 전류 If 크기에 따라 무효전력 Ia를 진/지상 조절함

- 여자 전류를 늘려 과여자 시 -> 진상 전류가 흐름

- 여자 전류를 늘려 부족 여자 시 -> 지상 전류가 흐름

조상 설비 접속 예시

페란티 효과

- 중거리 이상 송전시 송전 선로의 충전 전류로 인해 수전단 전입이 송전단 전압보다 커져 절연이 파괴되는 현상

 -> 동기 조상기 부족 여자 운전, 분로 리액터 사용, 

전력 계통 안정도

- 정태 안정도 : 서서히 증가하는 부하에 대해 안전하게 운용 하는 능력

- 과도 안정도 : 급격한 변화에 안전한지 능력

- 안정도 향상법 : 직렬 L/P 변동/V 변동/충격 등을 줄인다. 중간 조상기, 속응 여자 방식 사용.

송전 전력과 송전 용량

- 송전 용량 : 송전 선로가 안정 적으로 전력을 송전 가능한 최대 전력

송전선로와 선로정수

- 송전선로는 4가지의 선로정수로 정리 할 수 있음

- 선로정수는 전선 종류, 굵기, 배치에 의해 결정(+온도 변화시 저항 변화)

인덕턴스

- 정의 : 도체에 단위 전류 1A가 흐를 시, 도체에 쇄교하는 자속 수

- 페러데이 법칙에서의 비례 정수 L : 자기 인덕턴스 self inductance

복도체 인덕턴스

연가

- 선로정수를 평형 시켜 주는 것

- 직렬공진 방지, 유도장해 감소

1선과 중성점 사이 작용정전용량

송전선로 정전용량

- 3상 3선으로 된 송전선로의 정전 용량은 대지 정전용량 Cs과 선간 정전용량 Cm으로 구성

누설 컨덕턴스

- 애자로 전선간, 전선-대지간 절연시키지만 완전하지 않아 누설 전류가 흐름

- 누설 컨덕튼스에 의한 손실을 나타내기 위해 1선과 중성선 사이 다음과 같이 표현 가능

- 누설 저항 Ri는 매우 크므로 누설 컨덕턴스 g = 0으로 놓고 어드미턴스로 해석

케이블 충전 전류

- 1선 작용 정전용량 C와 대지 전압 E, 선간 전압을 V라 할때 다음과 같이 계산

코로나

- 전선의 절연 파괴 -> 빛, 소리, 방전 -> 소호 리액터 자기 소호 효과 저하, 코로나 잡음, 유도 장해

<-> 전선의 두께를 늘리자 : 가선 금구 사용, 복도체 사용, 중공 연선

가공 선로 구성

- 송배전 선로 구성 : 가공 선로, 지중 선로

전선 종류

1. 구조에 의한 분류

- 단선 :  한가닥 선

- 연선 : 여러가닥 선

- 중공연선 : 안이 텅빈 전선으로, 전선 두께를 늘려 코로나 현상 완화

2. 재질 분류

- 연동선 : 도전률 1, 옥내

- 경동선 : 도전률 0.97, 옥외

- 강심 알루미늄 철선 : 0.61, 튼튼 잘 휘어짐, 송전

이도

전선 진동 방지

- 댐퍼, 아머로드

- 전선간 흡인력에 의한 접촉 방지 : 스페이스 댐퍼

- 오프셋을 둔다.

애자 insulator

- 전선을 지지물에 고정하되, 절연하는 절연체로 도체와 지지물사이 전기적 절연

- 종류 : 핀애자(30kv 아래), 현수애자(1현 10개, 1개당 15kv), 라인포스트애자(해안가)

- 섬락 : 도체의 전류가 철탑으로 들어감. <-> 역섬락 : 철탑에서 도체로 전류가 흘러들어감

- 초호각, 초호환 : 애자 보호

- 최대 분담 : 도체 옆 <-> 최소 분담 : 2/3지점

사용 목적에 따른 철탑 분류

- 직선형 A: ~ 3도

- 각도형 B : ~ 20도

- 각도형 C : 20 ~ 도

- 인류형 D : 전선 끝단

- 내장형 ㄸ : 직선형 10개당 1개씩 배치하여 지지

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

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

codevision avr 프로젝트 생성

- 마법사 사용 x 

- atmega128 설정

- 프로젝트 설정 - c compiler 에서 클럭 16mhz

- 프로젝트 설정 after build에서 프로그래머, 컴포트, 싱크 프리퀀시(460,800) 확인

KUT-128 보드 기준

- KUT-128 보드에선 출력을 0으로 해야 해당 LED의 불이 들어온다.

LED 시프트 점멸

- led =0xFE LED -> 0번 핀 한개 점멸

- LED 점멸을 위해선 C포트 출력 설정 필요 -> DDRC = 0xff

- 좌측 시프트 1번 연산 후 0x01 or 연산 -> LED가 좌측 점멸하게 된다.

- LED가 다꺼지면 다시 0번핀만 점멸

#include <mega128.h>

void Delay(unsigned int);

void main()
{
    unsigned char led = 0xFE;       //LED 출력 초기값
    
    DDRC = 0xFF;                    //Port C 방향(입 or 출) 전체를 출력 설정
    
    while(1)
    {
        PORTC = led;                //led대로 port c 출력
        Delay(5);
        led <<= 1;                  //1번 좌측 시프트
        led |= 0x01;                //or연산으로 LSB에 1 출력
        if(led == 0xFF) led = 0xFE; //초기값 0xfe 이던게 중간 0이 사라지고 전체 1이된 경우 다시 1111 1110으로 초기화 
    }
}

void Delay(unsigned int cnt)
{
    unsigned int i, j;
    
    for(i = 0; i < cnt; i++)
    {
        j = 50000;                  // 한번 포루프 안에서 5만 클럭 반복
        while(--j);                 // cnt 값에 따라 5x 10k x cnt 만큼 지연
    }
}

LED 시프트 반대로

#include <mega128.h>

void Delay(unsigned int);

void main()
{
    unsigned char led =0x7F;
    DDRC = 0xFF;                    //Port C 방향(입 or 출) 전체를 출력 설정
        
    while(1)
    {                                                                      
        PORTC = led;
        Delay(10);
        led >>= 1;                                                        
        led |= 0x80;
        if (led == 0xFF) led = 0x7E;
    }
}

void Delay(unsigned int cnt)
{
    unsigned int i, j;
    
    for(i = 0; i < cnt; i++)
    {
        j = 50000;                  // 한번 포루프 안에서 5만 클럭 반복
        while(--j);                 // cnt 값에 따라 5x 10k x cnt 만큼 지연
    }
}

LED 위아래

#include <mega128.h>

void Delay(unsigned int);

void main()
{
    //위에서 아래로 -> 밑에서 위로

    unsigned char led = 0x7F;
    unsigned char flag = 0;
    unsigned char or_op = 0x80;
    DDRC = 0xFF;
    
    while (1)
    {
        PORTC = led;              
        if (flag == 0) led >>= 1;
        else led <<=1;
        led |= or_op;     
        Delay(10);
        if (led == 0xFE)
        {
            flag = 1;
            or_op = 0x01;
        }else if (led == 0x7F)
        {                  
            flag = 0;
            or_op = 0x80;
        }
    }
}


void Delay(unsigned int cnt)
{
    unsigned int i, j;
    
    for (i = 0; i < cnt; i++)
    {
        j = 50000;
        while(--j);
    }
}

LED 교차점멸

#include <mega128.h>

void Delay(unsigned int);

void main()
{
    unsigned char led_down = 0x7F;
    unsigned char led_up = 0xFE;
    unsigned char led_output;
    unsigned char flag = 0;  
        
    DDRC = 0xFF;
    
    while (1)
    {
        if(flag ==0)
        {
            led_down >>= 1;
            led_up <<= 1;
            led_down |= 0x80;
            led_up |= 0x01;
        }
        else
        {
            led_up >>= 1;
            led_down <<= 1;
            led_up |= 0x80;
            led_down |= 0x01;
        }
        led_output = led_down & led_up; 
        PORTC = led_output;
        Delay(20);
        if ((led_up == 0x7F) && (led_down == 0xFE)) flag = 1;
        else if ((led_up == 0xFE) && (led_down == 0x7F)) flag = 0;
    }

}


void Delay(unsigned int cnt)
{
    unsigned int i, j;
    
    for (i = 0; i < cnt; i++)
    {
        j = 50000;
        while(--j);
    }
}

동기기

- 동기 속도로 동작하는 교류기

* 동기속도가 아닌 채 동작하는 교류기는 유도기

형태 분류

- 돌극기 : 저속기, 수차 발전기(동기계, 단락비 0.6 ~ 0.9)

- 비돌극기 : 작고 긴 원통, 고속기, 터빈 발전기(철기계, 단락비 0.9 ~ 1.2) - 수소 냉각방식(화제 위험, 차폐)

동기발전기 유기기전력, 동기속도, 전기각

권선법

- 단절권 : 비용 절감

- 분포권 : 2층이 아닌 나눠서, 불꽃 방지

  => 파형 개선

동기 발전기 특징

- 회전 계자인 이유 : 계자가 전기자보다 간단, 회전하기 좋고 튼튼, 직류 저전압 인가해 소모 전력이 적음.

- Y 결선인 이유 : 제 3고조파 제거, 이상 전압 방지, 정격 전압 root(3)배

 * 변압기에선 delta 결선이 제 3고조파 제거한다.

전기자 반자용

- 횡축 반작용 R부하 : 교차 자화작용

- 직축 반작용 L 부하 : 전압이 전류를 앞선다(지상) -> L 부하 -> 자속 감소

- 직축 반작용 C 부하 :  전류가 전압을 앞선다(진상) -> C부하 -> 자속 증가

* 전동기는 반대

비돌극기 한상 출력

- 3상은 1상 출력의 x3

동기 임피던스

- 동기기의 회전자가 회잔하면 회전 자계가 발생하는데 대부분은 기자력에 영향을 준다(전기자 반작용)

- 그 중 일부는 전기자 권선만 쇄교해 자속을 생성한다.(작다,  전기자 누설 리액턴스)

전기자 누설 자속

- 전기자 반작용 : 전기자 전류에 의한 자속 중 계자 자속에 영향을 미침

- 전기자 누설 자속 : 주 자속 중 아주 적은 일부로 전기자 권선과만 쇄교하며 유기기전력에 영향을 주지 않는 자속

- 전기자 누설 리액턴스 : 전기자 누설 자속에 의한 역기전력

동기 임피던스

- 동기 리액턴스 : 전기자 반작용에 의한 리액턴스 x_a와 전기자 누설 리액턴스 x_l을 합한 것 x_a + x_l = x_s

- 동기 임피던스 : r_a + j * x_s = Z_s, 전기자 권선 저항과 동기 리액턴스의 합  

동기 발전기 특성 곡선

- 무부하 포화 곡선 : 무부하 정격 운전 중 계자 전류와 단자 전압의 관계

- 부하 포화 곡선 : 부하 정격 운전 중 계자 전류와 단자 전압의 관계

- 3상 단락 시험 : 계자 전류와 단락 전류의 관계

 => 단락비 산출에 필요한 시험 : 무부하 포화 시험과 3상 단락 시험

- 외부 특성 곡선 : 부하 전류와 단자 전압의 관계

단락비

- 단락비 k_s = 단락 전류 I_s/ 정격 전류 I_n

- 동기 임피던스 Z_s = E_n/I_s

- 백분율 동기 임피던스 Z_s' = Z_s * I_n/E_n x 100 = 1/k_s

 * P.U법 : Z_s' = Z_s * I_n/E_n[p.u] 정격 상전압을 1로 둘 때 백분율 동기 임피던스의 비

예제

단락비가 클 떄 특징

- 전압 변동률이 줄어든다.

- 동기 리액턴스가 줄어든다.

- 전기자 반작용이 작다.

- 안정도가 증가한다.

- 공극이 커진다.

- 비용이 크고, 효율이 낮다.

동기발전기 병렬 운전조건

- 위크주파(기전력)방

- 위상

- 크기

- 주파수

- 파형

- 방향

돌발 단락

- 평형 3상 전압 유기하는 발전기 3단자를 갑자기 단락시 큰 과도 전류가 흐르다 서서히 지속 단락 전류를 유지하는 것

- 단락시 순간적으로 튀다가 서서호 일정한 지속 단락 전류 값이 된다.

- 한류(누설) 리액터 : 돌발 단락전류를 제한하기 위해 다는 공심 리액턴스

여자기

- 여자기 : 동기기 계자권선에 직류 전원을 공급

 * 그러고보니까 직류기에서는 직류 전원을 바로 계자에다가 줫었다. 

 * 교류기의 계자에 직류 전원을 주기 위해 사용하나보다.

- 직류 여자기 : 여자를 위해 별도의 직류발전기를 사용하는 것

- 정류 여자기 : 반도체 정류기로 정류 후 계짜 권선에 공급하는것. 회전기/정류자/브러시 x

          =>유지보수가 용이해 선박/자가발전용으로 사용

직류 전동기 출력

- 역기전력에 I를 곱하여 전동기 출력을 얻고, 손실을 뺀것

직류 전동기 속도 & 토크 특성곡선

직류 전동기 기동법

- 기동 전류는 작고(계자 전류 크게), 토크는 크게

- 기동 저항 최대 -> 계자 전류 증가 -> 기동 토크 커짐

- 계자 저항 최소 -> 자속 증가

속도 제어법

- 계자 제어 : 정출력 제어. 계자 저항으로 계자 전류 제어

- 전압 제어 : 단자 전압 가감하여 조절

- 저항 제어 : 잘 안쓴다.

제동법

- 발전 제동 : 역기전력을 저항에서 열 에너지로 소모

- 회생 제동 : 역기전력을 전원에 보내 제동

- 역상 제동 : 전기자 접속 반대로하여 반대 토크 발생

손실

- 부하손(가변손)

  - 동손

  - 표류부하손

- 무부하손(고정손)

  - 철손

  - 기게손