전기기사 필기 요점정리 (전력공학 - 1)

1. 송배전분야 요약정리

Ⅰ.개요

1.직류송전방식의 특징

1)직류송전-④

①차단 및 전압의 변성이 어렵다.

②리액턴스 손실이 적다

③안정도가 좋다

④회전자계가 없다.

⑤절연레벨을 낮출수 있다.

2.철탑의 종류

1)종류 ⑤

①보강형

②직선형-3°이하 (A)

③각도형 (B,C)

④인류형-전선로 말단 (D)

⑤내장형-경간이 넓을 때 (E)

3.전선

1)구비조건⑥

①도전율이 커야

②인장강도가 커야

③비중(밀도)가작아야

④내부식성 커야

⑤가설이 쉬워야

⑥값이 싸야

2)연선[㎟]

①소선의 구성 19/2

②소선의 총수: N=1+3n(n+1), 7→ 19 → 37

③연선의 직경: D=(2n+1)d

④연선의 단면적:A= N×πd2/4

⑤연선의 저항:

3)중공연선 - 표피효과 이용

4)ACSR

○경동선과 ACSR 의 비교
	도전율	직경	비중	인장강도
경동선	91～97%	1	1	1
ACSR	61%	1.4～1.6	0.8	1.5～2

4.애자

1)목적 ②

①전선지지

②전선과 지지물 간의 절연간격유지

2)구비조건 ⑤

①절연내력이 커야

②절연저항도 커야

③기계적 강도가 커야

④충전용량이 작아야

⑤값이 싸야

3)종류 - 핀애자,현수애자 등등

4)현수애자

①전압분담

지지물로부터 세 번째 애자가 전압분담이 가장 적다

②애자보호대책

초호각(소호각)

.섭락시 애자파괴 방지

.역섭락시 애자파괴 방지

.애자련의 전압분포개선

③애자효율

④애자섭락전압

주수섬락 50

건조섬락 80

충격전압시험 125

유중파괴시험 140kV

 

○전압별 애자 개수
2.2 kV	66kV	154kV	345kV
2-3	4-6	9-11	19-23

5)*OFF SET-전선도약에 의한 단락방지

 

 

Ⅱ.선로정수와 코로나

1.선로정수

1)L 리액턴스- 작용,대지귀로인덕턴스

①작용리액턴스

.실험식

Ln [mH/km]

②대지귀로 인덕턴스

2)정전용량

①작용 정전용량

.실험식

[μF/km]

②대지 정전용량

.단상 .3상

③부분정전용량

.단상: C=Cs+2Cm

.3상 : C=Cs+3Cm

*연가 → 선로정수의 평형→전압전류의 평형

①선로정수평형

②통신선 유도장해 경감

③소호리액터접지시 직렬공진에 의한 이상전압 상승방지

④각상 전압강하 동일

④등가 선간거리 동일

*복도체방식→표피효과

① 인덕턴스는 감소하고 정전용량은 증가한다. (병렬로 생각)

② 같은 단면적의 단도체에 비해 전류용량의 증대

③ 코로나의 방지, 코로나 임계전압의 상승

④ 송전용량의 증대

⑤ 꼬임현상, 소도체 충돌현상이 생긴다. 대책 : 스페이서의 설치

⑥ 단락시 대전류등이 흐를 때 정전흡인력이 발생한다.

*코로나→공기절연파괴

①이상전압이 내습 전선로 주위의 공기의 절연 또는 자 장이 국부적으로 파괴되면서 빛과잡음을 내는 현상

②파열극한전위경도: DC 30[㎸/㎝] ,AC 21.1[㎸/㎝]

③코로나 임계전압 높아야 코로나 발생이 적다.

m0 전극의 표면상태

m1 날씨계수(맑은날 1 우천시 0.8)

δ 상대공기밀도=

d 전선의 직경

영향	①유도장해 ②전력손실 - 임계전압과대지전압의 차의 제곱이 비례 : ③코로나 잡음, 유도장해 ④전선의 부식 (원인 : 오존- )
대칙	①임계전압을 크게 [KV] ②전선의 지름을 크게 : 중공연선, 복도체방식

 

*충전전류 Ic=2πf C․V

. 선간 정전용량 C:

,[C=Cs + 2Cm,C=Cs+3Cm]×길이

*충전용량

P단상 =V․Ic [VA]=2πf CV2

PΔ결선=3ωCV2

PY결선= ωCV2

 

Ⅲ.선로의 전기특성

 

1.단거리 송전선로:50[㎞]이하

Z 존재 Y는 무시. 집중정수회로

1)전압강하

VS =VR + ZI = VR +I(Rcosθ + Xsinθ)

e단상=I(Rcosθ+Xsinθ)

e3상=

e

2)전압강하율

δ

3)전압 변동률

ε

VR0:무부하 수전단 전압

VR:수전정전하

4)손실

5)전력손실률

전압 강하
전압 강하율
전압 변동률
전력 손실
전력 손실률

2.중거리 송전선로:50～100[㎞]

Z,Y존재 4단자정수에 의하여 해석

1)4단자 정수

		T 형	Π 형
A
B			B = Z
C		C = Y
D

 

3.장거리송전선로:100[㎞]이상

분포정수회로

1)특성(파동)임피던스:거리와 무관

[Ω]

2)전파정수

①무손실 조건 R=G=0

②무왜선도 조건 RC=LG=0

3)전파속도

v =3×105[㎞/s]

Ⅳ.전력원선도

1.송전전력

1)전력

발전기출력	송전전력	수전전력

2)원선도에서 구할수 있는 것

구할 수 있는 것	없는 것
․최대출력 ․조상설비용량 ․4단자정수에 의한 손실 ․송수전 효율 ․θ,δ	․과도 극한 전력 ․코로나 손실

*원선도 반지름

3)조상설비 (콘덴서,리액터,동기조상기)

①콘덴서:충전전류(90°앞선전류,진상전류)

(사고시→ 지락전류)

직렬콘덴서	병렬콘덴서
X = XL - XC 전압강하보상	역률개선

②리액터:뒤진전류 (사고시→ 단락전류)

직렬리액터	제5고조파의 제거 ⇒ 콘덴서용량의 계산상 4%로, 실제는 6%가 표준정격이다.
병렬(분로)리액터	페란티효과 방지
소호리액터	지락아크의 소호
한류리액터	차단기용량의 경감(단락전류제한)

*페란티효과

원인은 콘덴서

무부하시 송전단전압보다 수전단 전압이 커지는 현상

③동기조상기

무부하 운전중인 동기전동기를 과여자 운전시는 콘덴서로 작용 (부족여자 운전시는 리액터로 작용)

④비교

	진상	지상	시충전	조정
콘덴서 리액터 동기조상기	○ × ○	× ○ ○	× × ○	단계적 단계적 연속적

콘덴서	진상전류,충전전류,지락전류	직렬콘덴서 : 전압강하보상 병렬콘덴서 : 역률개선
리액터	지상전류,유도전류,단락전류	한류리액터 : 단락전류제한 직렬리액터 : 제5고조파 제거 병렬(분로)리액터 : 페란티현상방지
동기조상기	진상, 지상 양용	∙중간조상기 : 선로중간에 동기조상기를 연결하여 안정도 증대 ∙동기조상기 : 무부하로 운전중인 동기전동기로 역률을 제어

 

Ⅴ.송전용량

1.고유부하법

고유부하선로:R=L=C=G=0 부하 Z0

P

2.용량계수법 → 거리와 전압을 동시고려

송전용량개수	600	800	1200
전압	60㎸	100㎸	140㎸

3.가장경적인 송전전압의 결정:Still의 식

[kV]

 

Ⅵ.고장해석

1.오옴법

IS

2.단위법

①%Z

%Z

②KS

KS , IS In,

차단기용량

PS Pn

3.대칭좌표법

비대칭 3상교류= 영상분 + 정상분 + 역상분

*영상분은 접지선 중성선에만 존재한다.

1)

대칭성분	각상성분
영상분 정상분 역상분

 

2)교류발전기 기본공식

예)1선지락 고장해석 → Va = 0, Ib = Ic = 0

3)대칭좌표법으로 해석할 경우 필요한 것

	정상분	역상분	영상분
1선지락	○	○	○
2선단락	○	○
3선단락	○

※ 2선지락 : 0이 아니고 같게되는 고장

예)3상단락 사고시에는 V0=V2=I0=I2=0 이고 V1과 I1만 존재한다.

4.영상임피던스․전압․전류 측정

1)영상임피던스 측정

①Z1 = Z2 = Z

② 에 가 흐를 때 =Z+3Zn

③결론 Z0 > Z1=Z2

2)영상전압 측정

GPT(접지형계기용변압기)3대로 개방델타접속한다.

*GPT(접지용,계기용 변압기,영상접지변압기)

3)지락전류(영상전류)검출 ZCT 가한다. ZCT는 GR(접지계전기)와 항상 조합된다.