배전선로 전압강하

전압강하란

배전선로 전압강하는 송전단과 수전단 전압의 차이다.

전선에는 저항과 리액턴스가 있어 전류가 흐르면 전압이 떨어진다.

전압강하는 수용가 전압 품질을 좌우하는 기본 지표다.

전압강하의 원리

전압강하는 저항 성분과 리액턴스 성분으로 나누어 본다.

저항 성분은 전류와 같은 위상의 강하이고, 리액턴스 성분은 무효 성분이다.

3상 선로의 근사식은 √3 I (R cosθ + X sinθ)로 쓴다.

지상 역률 부하에서는 sinθ가 양수임을 확인한다.

계산 예제

구간 BC는 길이 3 km이고 저항과 리액턴스는 각각 1.8 Ω, 1.5 Ω이다.

전류는 30 A이고 역률 0.8(지상)이므로 sinθ는 0.6이다.

근사식에 대입하면 구간 전압강하는 약 121.7 V가 된다.

B 지점 전압 22,000 V에서 빼면 말단 C 전압은 약 21,878 V다.

말단 기준 전압강하율은 약 0.56 %다. 이 정도면 상식적인 범위다.

정답은 0.6이다. 역률 0.8은 cosθ이고 sinθ는 0.6이다.

전압강하율과 전압변동률

전압강하율은 송전단과 수전단 전압의 차를 수전단 전압으로 나눈 백분율이다.

전압변동률은 무부하 시 수전단 전압과 전부하 시 수전단 전압의 차로 구한다.

두 값은 기준이 다르므로 답안에서 구분해서 쓴다.

정답은 수전단 전압이다. 분모가 수전단 전압 V_r이기 때문이다.

헷갈리는 점과 저감 대책

시험에서 자주 틀리는 것은 단위 불일치와 리액턴스 누락이다.

구간 전류는 말단 쪽 부하 전류의 누적 합으로 구해야 한다.

역률 개선용 콘덴서는 무효전류를 줄여 전압강하를 낮춘다.

분산형전원이 연계되면 역조류로 인한 전압 상승도 함께 검토한다.

정리

전압강하는 √3 I (R cosθ + X sinθ)로 계산하고 기준 전압을 명시한다.

전압강하율은 수전단 전압을 기준으로 하고, 전압변동률과 구분해서 쓴다.

설계 단계에서는 말단 부하와 분산형전원 연계 위치를 함께 반영한다.