송전용량 결정 요소

송전용량의 정의

송전용량은 송전선로가 안전하게 전달할 수 있는 최대 전력이다.

열적 한계, 전압강하 한계, 안정도 한계가 송전용량을 정한다.

셋 중 가장 작은 값이 그 선로의 실제 송전용량이 된다.

선로 길이별 지배 한계

선로 길이에 따라 어떤 한계가 먼저 걸리는지가 달라진다.

단거리는 열적 한계, 중거리는 전압강하 한계가 송전용량을 지배한다.

장거리 교류 선로는 정상상태 안정도 한계가 지배한다.

그래서 세 한계를 모두 계산해 가장 작은 값을 택한다.

한계별 식

열적 한계는 줄열로 도체 온도가 허용 온도를 넘지 않도록 정한 조건이다.

안정도 한계는 위상차 δ가 90°일 때 전달 전력이 최대가 되는 값이다.

선로 리액턴스가 클수록 최대 전달 전력은 작아진다.

전압강하 한계는 수전단 전압이 허용 변동 범위를 벗어나지 않도록 전력을 제한한다.

열적 한계 계산 예제

단거리 선로의 송전용량을 열적 한계로 구해 보자. 가정값은 가상의 예다.

3상 송전 전력 P=√3VI에 값을 대입한다.

계산 결과는 약 160MW이며, 154kV 1회선 용량으로 상식 범위다.

전압강하 한계로 역산한 값이 이보다 작으면 그 값이 실제 송전용량이 된다.

헷갈리는 점과 채점 포인트

송전용량을 하나의 값으로만 쓰면 감점이 크다. 거리별 지배 요소를 구분해야 한다.

안정도 한계를 저항으로 설명하면 틀린다. 리액턴스에 반비례하는 값이다.

실제 선로는 저항 때문에 과열이 먼저 오므로 전부하 상차각은 안정도 여유를 둔 범위로 잡는다.

직접 풀어 보기

방금 배운 거리별 지배 한계를 적용해 보자.

단거리 선로에서 먼저 걸리는 한계를 고르고 답을 생각해 보자.

정리와 정답

정답은 열적 한계다. 단거리 선로는 도체 발열이 먼저 걸린다.

정리하면 거리별 지배 한계를 구분하고, 세 값 중 가장 작은 값을 송전용량으로 택한다.

이 구조를 기억하면 거리별 송전용량 문제를 풀 수 있다.