전기공사기사 - 전력설비(3)

1. 송배전선로의 전기적 특성

 

 

 

2. 송,배전전압의 승압 시 효과

전압 강하 감소 : 전압에 반비례

전압 강하율 감소 : 전압의 제곱에 반비례

전압 변동률 : 전압의 제곱에 반비례

전력 손실 : 전압의 제곱에 반비례

전력 손실률 : 전압의 제곱에 반비례

 

# 공급 능력 P 증가 : 전압에 비례

# 공급 전력 P 증가 : 전압의 제곱에 비례

 

 

 

3. 통신선 유도 장해

전력선 경과지에 근접하여 통신선이 가설되었을 때, 전력선의 전압과 전류가 통신선에 영항을 미치는 현상

 

# 정전 유도 장해

전력선과 통신선의 상호 정전 용량 C에 의해 통신선에 정전 유도 전압이 발생하여 통신선에 생기는 유도 장해이다. 

 

 

# 정전 유도 장해 경감 대책

송전선의 완전한 연가를 실시한다. (Ca = Cb = Cc, Es = 0) 

 

# 전자 유도 장해

전력선과 통신선의 상호 인덕턴스 M에 의해 통신선에 전자 유도 전압이 발생하여 생기는 유도 장해이다. 

 

# 전자 유도 전압의 크기

Em = jwMl × 3Io (지락 전류 = 기유도 전류 = 통신선에 전자 유도를 일으키는 전류 = Ig = 3Io, Io = 영상 전류)

 

 

# 전자 유도 장해 근본 억제 대책

전자 유도 전압 억제

통신선과 전력선 간의 상호 인덕턴스 감소

기유도 전류 감소

선로의 병행 길이 감소

 

전력선 측 전자 유도 장해 경감 대책	통신선 측 전자 유도 장해 경감 대책
차폐선(Shielding Wire) 설치	통신선로에 고성능 피뢰기 설치
중성점 접지 저항을 크게 하거나, 소호 리액터 접지 방식 채용	통신선에 연피 케이블 사용
고장 회선의 신속한 차단(고속도 차단)	통신선 중간에 배류 코일 설치
3상 연가를 충분히 실시	통신선 도중에 절연 변압기 설치
송전선로와 통신선로를 충분히 이격하여 설치	전력선과의 교차는 직각으로 설치

 

 

 

4. 지중 전선로

 

# 지중 전선로가 요구되는 장소

외부 기후(낙뢰, 풍수해 등)에 의한 사고에 대해 높은 공급 신뢰도를 요구하는 장소

전력의 수용 밀도가 현저히 높은 부하 밀집 지역에 공급하는 장소

보안상 등의 이유로 가공 전선로를 가설할 수 없는 장소

도시의 미관이 중요하여 가공 전선로를 건설할 수 없는 장소

 

# 지중 전선로의 특징

외부 기후의 영향을 받지 않아 전력 공급 신뢰도가 높다.

전선로의 경과지의 확보가 가공 전선로에 비해 용이하다.

다회선 설치가 가공 전선로보다 용이하다.

고장 발생 시 고장 위치 확인 및 복구 작업이 어렵다.

송전 용량이 가공 전선로에 비해 작다.

 

 

# 지중 케이블 

 

저압	고압	특고압
알루미늄피 케이블
클로로프렌 시스 케이블		에틸렌 프로필렌고무 혼합물 케이블
폴리에틸렌 시스 케이블		폴리에틸렌 혼합물 케이블
비닐 시스 케이블		가교 폴리에틸렌 절연 비닐 시스 케이블(CV)
미네랄 인슈레이션(MI) 케이블	콤바인 덕트(CD) 케이블	파이프형 압력 케이블
상기 케이블에 보호 피복을 한 케이블

 

CV Cable

# CV는 기존의 유입 케이블이 절연유가 누출되는 단점을 보완하고 폴리에틸렌의 내열성을 높인 케이블이다.

# 절연체의 내열 온도 : EV(폴리에틸렌) 75℃, CV(가교 폴리에틸렌) 90℃

 

# 케이블에서 발생하는 손실

도체손(동손) : 저항을 가진 도체에 흐르는 전류에 의한 손실

유전체손 : 교류 전압의 변화에 따라 유전체 내의 전자가 이동하면서 에너지가 소비되고 절연체의 온도 상승

연피손 : 연피 및 알루미늄피 등 도전성의 외피를 갖는 케이블에서 발생하는 손실

 

 

 

# 직접 매설식

 

외장 케이블에 간단한 보호 시설을 한 후 직접 땅 속에 묻어주는 방식

2회선 이하의 송,배전을 할 때 주로 사용

트러프 대신 PVC강관을 사용하는 방법도 있다. 

# 트러프 : 케이블을 보호하기 위해 땅 밑에 설치한 콘크리트 구조물

 

중량의 하중이 없는 장소	중량의 하중이 있는 장소
0.6m	1.0m

 

장점	단점
공사가 간단하면 경제적이다.	케이블이 손상되기 쉽다.
케이블 융통성이 좋다.	사고 시 수리가 어렵다.
케이블의 온도 상승이 적어 전류 용량을 크게 할 수 있다.	재시공이나 증설이 곤란하다.
-	케이블 포설 가닥 수의 한계가 있다.

 

 

# 관로식

지하구를 이용하여 PVC관만을 지중으로 관통시키며 중간부분에 맨홀을 이용하여 점검부를 만들어내는 방식

PVC관을 대신하여 PE관 등을 사용할 수 있으며 일반적으로 송배전시 4회선까지 사용 가능

 

장점	단점
케이블 손상이 적다.	직접 매설식에 비하여 건설비가 증가한다.
케이블의 재시공, 증설이 용이하다.	맨홀의 침수 우려가 있다.
고장점 탐지가 용이하다.	신축에 의한 케이블 시스 피로가 크다.
고장 시 일부 구간의 케이블 교체가 용이하다.	온도 상승이 커서 전류 용량이 감소한다.

 

 

# 암거식

지하에 넓은 지하 터널(전력구)을 시공하고 케이블트레이를 설치 후 케이블을 포설하는 방식이다. 

 

장점	단점
케이블 손상이 적다.	공사비가 가장 비싸다.
관로식보다 전류 용량이 크다.	공사 기간이 가장 길다.
고장 시 케이블 교체가 용이하다.	경과지 선정에 주의해야 한다.
많은 가닥 수를 시공하는데 편리하다.	시공 중 민원 발생 소지가 있다.

 

 

5. 고장점 측정 방법

# 머레이 루프법

1선, 2선 지락 사고 시 가장 많이 활용되는 방식이다. 휘스톤 브릿지 원리 방식을 이용하여 고장점을 측정

 

# 수색 코일법

수색코일법은 케이블을 통해 600HZ의 전류를 흘려 지상에서 수색코일을 통해 증폭시켜 찾아내는 방법

 

# 펄스 레이더법

단락, 지락 사고 시 활용되는 방식이다. 고장케이블에 펄스를 인가하면 펄스는 임피던스 고장점의 반사율에의해 반사되어 되돌아오는 것을 이용하여 케이블의 임피던스 변화로 고장점을 탐색하는 방법

 

# 정전 용량 브릿지법

케이블에서 발생하는 정전용량이 길이와 비례하는 것을 이용하는 고장점 탐색 방법

 

# 음향법

고장케이블에 방전음을 이용하여 고장점을 탐색하는 방법