송전선로 손실

한 줄 정의

송전선로 손실은 발전소에서 보낸 전력이 수용가에 닿기 전에 사라지는 양이다.

선로 도체의 저항과 전류 때문에 전력이 열로 소비되어 생긴다.

즉 송전단 전력과 수전단 전력의 차이로 나타난다.

저항손과 무효전력 손실

손실은 저항손과 무효전력 손실로 나누어 계산한다.

유효전력 손실은 3상에서 3I²R로 구한다.

무효전력 손실은 리액턴스 X에서 소비되며 3I²X로 구한다.

I는 한 상의 전류, R과 X는 한 상의 저항과 리액턴스다.

전압과 역률의 영향

손실 식은 전력의 제곱과 저항에 비례하고, 전압의 제곱에 반비례한다.

그래서 전압을 2배로 올리면 손실은 1/4이 된다.

공급 전력이 일정하면 전압을 높일 때 전류는 줄어든다.

역률이 낮으면 같은 유효전력에도 전류가 커져 손실이 늘어난다.

그래서 역률 개선은 손실 저감의 대표 수단이다.

계산 예제

이번에는 계산 예제로 선로 손실을 구해 보자.

기준 용량 100MVA에서 기준 임피던스는 237.16 Ω이다.

선로 임피던스 3+j9%는 7.115 + j21.344 Ω으로 환산된다.

수전단 전류는 956.1 A이고, 3I²R로 구한 유효 손실은 19.5 MW다.

같은 방식으로 무효 손실은 3I²X로 58.5 Mvar가 나온다.

선로 손실은 부하 용량의 약 8% 수준으로 상식 범위에 든다.

헷갈리는 점과 시험 포인트

송전손실 문제에서 자주 틀리는 점을 짚어 보자.

전압을 높이면 전류가 늘어난다고 답하는 경우가 많다.

공급 전력이 일정하면 전압을 높일 때 전류는 줄어든다.

답안 첫 줄은 저항과 전류에 의한 줄 손실로 정의한다.

이 주제는 제110회 1교시 6번과 제89회 1교시 4번에 출제되었다.

정리

앞의 질문 정답은 4배다.

저항손은 I²R이므로 전류가 두 배면 제곱인 4배가 된다.

정리하면 손실은 전류 제곱에 비례하고 승압과 역률 개선이 핵심이다.

송전손실은 전압 선정, 무효전력 보상, 경제급전의 기본 개념이다.