CH.9 배전선로의 부하 특성 및 운용

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9장의 세부내용은 선로정수와 전압강하, 부하특성, 배전선로의 전압조정, 배전선로의 보호입니다. 그럼 각각 어떤 내용이고 시험에 어떤 문제가 나오는지 알아보겠습니다.

1. 선로정수와 전압강하

선로정수와 전압강하는 앞에서 했었는데 9장에서는 균등부하와 말단집중부하의 차이에 대해 알아봅니다. 시험에서는 균등부하 일경우 말단집중부하일 경우보다 전압강하는 1/2배, 전력손실은 1/3배 를 묻는 문제가 출제됩니다.

2. 부하특성

부하특성에서는 수용률, 부등률, 부하율에 대한 내용입니다. 수용율은 단독수용가의 변압기 용량결정, 부등률은 다수수용가의 변압기 용량결정에, 부하율은 설비이용률을 알아보는 지표입니다. 시험에서는 각각에 대한 개념을 묻는 문제부터 직접 수용율, 부등률, 부하율을 계산하는 문제가 출제됩니다.

3. 배전선로의 운용 - 배전선로의 전압조정

배전선로의 전압강하에 의해 공급자측과 수용가측의 전압이 다른데 이를 보완하기 위해 전압을 올려줍니다. 이 전압을 조정방법에는 변압기 1차측 탭변환, 승압기(단권승압기), 유도전압조정기를 사용하여 전압을 조정합니다. 시험에서는 각 부분이 출제될때도 있지만 승압기(단권승압기)의 내용이 많이 출제됩니다. 특히 승압기의 자기용량을 계산하는 문제가 출제되고 있습니다.

전압강하에 의해 생기는 문제점 중 하나인 플리커 현상이 있습니다. 이 플리커 현상은 우리가 일상생활에서 볼수 있는 형광등의 깜박거림현상, TV의 일그러짐의 현상입니다. 이 점을 개선하기 위한 방법에는 여러가지가 있지만 시험에서는 수용가측에서 해결할 수 있는 방법, 공급자측에서 해결할 수 있는 방법등을 나누어 시험에 출제되고 있으니 알아두시면 문제를 푸는데 도움이 됩니다. 그리고 실기에서는 직접 플리커 방지대책을 묻는 문제가 출제되고 있습니다.

4. 배전선로 보호

배전선로 부분은 공부하는데 제일 귀찮은 부분이고 혼동하는 부분이기도 한만큼 시험문제에서 오답률이 높습니다. 하지만 개념을 정확히 알아두시면 쉽게 맞출수 있는 문제입니다. 문제에서는 자동선로 구분개폐기 (섹셔널라이즈), 자동 재폐로 차단기 (리클로져), 라인퓨즈의 순서를 묻는 문제가 출제되며 주상변압기 1, 2차측을 보호하는 기구에 대해 묻는 문제가 출제되고 있으므로 요약자료에 담았습니다. 그리고 시험에 나오는 용어들을 담았으므로 시험문제 푸는데 도움이 많이 될 것입니다.

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Chapter 9 배전선로의 부하특성 및 운용

■ 선로정수와 전압강하

-전압강하

① 단상 2선식

: 

② 3상 3선식

:  

→ 부하의 접속위치에 따라 전압강하 달라진다.

균등부하가 말단 집중부하보다 전압강하  배 , 전력손실

■ 부하특성

① 수용률 : 수용장소에 설비된 모든 부하용량의 합에 대한 최대 수요적력의 비를 백불율로 나타낸 값

cf) 단독 수용가의 변압기 용량 (최대수요전력) 결정

★

② 부등률 : 합성 최대수용전력에 대한  각 각의 최대수용전력의 합에 대한 비

·부등률이 높다 : 변압기 용량의 감소효과는 있지만 설비계통의 이용률은 낮다.

③ 부하율 [F]

=  

부하율이 크다

: 공급설비에 대한 설비 이용률이 크고 전력변동이 낮다.

④ 손실계수( H )

: 어떤 임의의 기간 중의 최대손실전력에   대한 평균손실전력의 비

■ 배전선로의 운용 - 배전선로의 전압조정

① 전선로의 전압 유지

② 전압 조정의 이점

·수용가 측

: 적당한 전압을 공급함으로써 생산기기의 적정운전으로 효율증대, 생산성 향상이 기대되며 기기의 수명 보존에 도움이 됨.

·공급자 측

: 전력손실의 경감과 기기의 과전압으로부터의 보호가 가능하며 저압에 인한 효율 저하를 막을 수 있다.

* 전압조정 방법

① 변압기의 1차측 탭 변환 ② 승압기 ( 단권변압기 ) ③ 유도 전압 조정기

① 변압기의 1차측 탭 변환

② 승압기 (단권변압기)

: 배전선로의 길이가 같고 전압강가하가 큰 경우 선로 중간에 설치하여 전압을 승압하기 위한 단권변압기

·단상 전압 승압

부하용량 : 승압기의 자기용량 :

+plus) 단권변압기의 특징

- 중량이 가볍다

- 전압 변동률이 작다

- 효율이 높다

- 단락전류가 크다

③ 유도전압조정기

: 선로의 길이나 부하상태가 서로 다른 배전선로에서 각각의 급전선에 설치하는 전압 조정장치로 1차 권선의 회전방향에 따라 전압을 승압, 강압 할 수 있다.

* 플리커

: 부하의 특성에 기인하는 전압 동요에 의해서 조명이 깜박이거나 텔레비전의 영상이 일그러지는 현상

·전력공급 측의 플리커 방지대책

① 전력계통으로 공급

② 전용 변압기로 공급

③ 공급전압의 승압

④ 단락용량이 큰 계통에서 공급

·수용가 측의 플리커 방지대책

① 직렬리액터 설치

② 직렬콘덴서 설치

③ 부스터 설치

* 고조파 문제

·고조파 경감대책

① 직렬리액터 삽입 및 용량 증가

② 교류 필터의 설치

③ 기기 자체의 고조파 내량의 강화

■ 배전선로의 보호

① 개폐장치

·가스절연부하 개폐기

·자동선로 구분개폐기(색셔널라이즈)- ‘단로기와 비슷’

→ 부하 분기점에 설치하여 선로고장 발생시 선로의 타 보호기기와 협조하여 고장 구간을 신속하게 개방회로 자동구간 개폐기 장치

·자동 재폐로 차단기 (리클로져) - ‘차단기’와 비슷

→ 고장을 검출하여 선로를 차단한 후 일정시간 경과하면 자동적으로 재투입 동작을 반복함으로써 순간고장을 제거할 수 있음.

단, 영구고장일 경우 정해진 재투입 동작을 반복한 후 사고 구간만을 계통에서 분리하여 선로에 파급되는 정전범위를 쇠호한으로 억제하도록 함

cf )설치순서: 리클로져-섹셔널라이즈-라인퓨즈 (RSF)

·고장구간 자동 개폐기 (ASS)

- 1000[kVA] 이하 22.9 [kV] 가공 배전선로에 이용

·자동부하 전환 개폐기 (ALTS)

→ 22.9 [kV] 가공 배전선로에서 주 공급 선로의 정전사고시 예비 전원 선로로 자동 전환되는 3상 일괄 조작 방식의 자동부하 전환 개폐기 장치

② 주상 변압기의 보호

·1차즉 보호 : COS (컷아웃스위치)

·2차측 보호 : Catch Holder (캐치홀더)

+plus) 전력계통의 전압조정

- 발전기의 전압조정장치

- 전력용 콘덴서

- 전력용 분로 리액터

cf) 발전기의 조속기 (속도조절기) - 주파수 조정

고압 배전선로의 보호 방식

-고장 전류차단 방식 : 퓨즈, 리클로져 및 섹셔널라이즈

-자동 부하전화 스위치 : 무정전용