제1편 송배전공학 제 1 장 전 선 로 -...

_____________________________________ Chapter1. 전선로 요점정리

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제1편 송배전공학 제 1 장 전 선 로

1. 전선

(1) 구비조건(경기도 비가 부내)

① 도전율이 커야 한다. ② 기계적 강도가 클 것

③ 비중(밀도)가 작아야 한다. ④ 부식성이 작아야 한다.

⑤ 가선공사 용이 ⑥ 값이 싸야 한다.

⑦ 내구성이 커야 한다.

(2) 옥내배선 3요소

① 허용전류(중요 ② 저압강하 ③ 기계적 강도

(3) 연선[mm2]

① 연선의 지름 : D = (2 n + 1 )d

② 연선의 단면적 : A = πd 2

4N [mm2]

(4) 중공 연선 - 초고압 선로 : 표피 효과 이용

(표피 효과 : 전류가 바깥쪽으로 집중되는 현상 ( 大, 주파수 大, 전선굵기 大))

(5) ACSR → 22.9[kV] 가볍고, 강하다. ※ 댐퍼 : 진동 방지

154, 345[kV] 가공지선, 전력선

2. 철탑의 종류

(1) 종류

① 보강형 ② 직선형 ③ 각도형 ④ 인류형

⑤ 내장형 : 경간이 넓을 때(E 형 철탑)(10기 이하마다 1기 비율로 첨가)

3. 애자

(1) 목적

① 전선지지

② 전선과 지지물 간의 절연 간격 유지

(154[kV] - <표준 : 1400[mm]>, <최소 : 900[mm]>)

(2) 구비 조건

① 절연 내력이 커야 한다. ② 절연 저항 커야 한다.

③ 기계적 강도가 커야 한다. ④ 정전 용량이 작아야 한다.

⑤ 값이 싸야 한다.

Part2. 전력공학(제1편 송배전공학) __________________________

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(3) 종류

① 송전 : 현수, 핀, 내무, 장간

(4) 현수 애자

① 전압 분담

- 최대 - 전선로에 가까운 쪽

- 최소 - 철탑 → 철탑에서 3, 전선로에서 8

② 애자 보호 대책 : 초호각(소호각), 초호환(소호환)

ㆍ역섬락 방지

ㆍ뇌로부터 애자 보호

ㆍ애자련의 전압 균일

③ 애자 효율

η =Vn

nV1

×100

④ 애자 섬락 전압

ㆍ주수 섬락 50[kV] ㆍ건조 섬락 80[kV] ㆍ충격 전압 시험 130[kV]

ㆍ유중 파괴 시험 150[kV] → 가장 크다

▼ 전압별 애자 갯수

22.9[kV] 66[kV] 154[kV] 345[kV]

2～3 4～6 9～11 18～23

(5) OFF SET

전선 도약에 의한 단락 방지

4. 하중

(1) 빙설이 적은 지방의 합성 하중 W= W2i + W2

p

(2) 빙설이 많은 지방의 합성 하중 W= (Wi + Wc )2 + W2

p

※ 풍압 하중 - 가장 크다 (∴수평 횡하중)

ㆍ빙설이 적은 지방 Wp = PK d×10-3 [kg/m]

ㆍ빙설이 많은 지방 Wp = PK(d + 12 )×10-3 [kg/m]

__________________________ Chapter2. 선로정수와 코로나 요점정리

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(3) 부하 계수

부하계수 = 합성하중전선자중 (大 : 빙설이 많고, 바람이 많다.)

5. Dip(이도)

(1) 이도 : 늘어지는 정도

① 이도 D =WS 2

8T ( T : 수평 장력, W : 합성 하중, S : 경간)

ㆍ수평 장력 T = 인장 하중안전율 = 인장 강도안전율 ② 전선의 실제 길이 L = S +

8D 2

3S= S×0.1[%] 이하

③ 온도 변화시 Dip 값 계산 (답 ③ 번) D ≒ D21±

38αtS 2

④ 지지물의 평균높이 h = H-23

D



제1편 송배전공학 제2장 선로 정수와 코로나

1. 선로 정수

(1) L 인덕턴스

① 작용 인덕턴스 → 0.05 + 0.4605 log 10

Dr

② 복도체 → 0.025 + 0.4605 log 10

D＇r d

③ D＇= 3 2 D (수평배열) D＇= 6 2 D (사각배열)

(2) 정전 용량

① 작용 정전 용량 : 0.02413

log 10

Dr

[μF/km]

② 부분 정전 용량 = 작용 정전 용량

ㆍ단상 : C = C s+ 2Cm

ㆍ3 상 : C = C s+ 3Cm

( C s : 대지정전용량 Cm : 선간정전용량)

③ 충전 전류 I c = 2π f C․E = ωCE = ωCV3

④ 충전 용량

P△결선 = 3ωCV2 = 6πf CV2 [kVA] PY결선 = ωCV2 = 2πf CV2 [kVA]

∴ △y

= 3배, y△

=13

배

(3) 연가 → 선로 정수의 평형 → 전압 전류의 평형 (3등분)→3 ψ평형( E n ≒0)

① 선로 정수 평형

② 통신선 유도 장해 경감

③ 직렬 공진에 의한 이상 전압 상승 방지

④ 전위경도 저감

(4) 코로나 → 공기 절연 파괴

① 공기 절연층이 파괴되어 빛과 소리가 나타나는 현상

② 파괴 전위 경도

ㆍDC 30[kV/cm]

ㆍAC 21.1[kV/cm] → 실효값

__________________________ Chapter2. 선로정수와 코로나 요점정리

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③ 코로나 임계 전압이 높아야 코로나 발생이 적다.

E o = 24.3m 0m 1δd log 10

Dr

[KV]

ㆍ날씨가 맑을수록 좋다.

ㆍ공기상대 밀도크게(기압 大, 온도 小)

ㆍ직경을 크게

영향

① 유도 장해(고주파)

② 코로나 잡음, 전파 장해

③ 전선의 부식(원인 : 오존 - O3)

④ 송전용량이 감소

⑤ 진행파의 파고값을 감쇠시킨다.(장점)

대책

① 임계 전압을 크게

② 전선의 지름을 크게 : 중공 연선, 복도체 방식(주 목적)

③ 가선금구개량

(5) 복도체 방식 → 표피 효과 이용

① 인덕턴스는 감소하고 정전 용량은 증가한다. → (송전용량 증가)

② 코로나의 방지, 코로나 임계 전압의 상승

③ 소도체 충돌 현상이 생긴다(대책 : 스페이서의 설치)



제1편 송배전공학 제3장 선로 전기 특성

1. 단거리 송전 선로

Z 존재 Y 는 무시, 집중 정수 회로

(1) 전압 강하

VS = VR + ZI

= VR + I (R cosθ+X sinθ)

e단상 = I (R cosθ+ X sin θ)

① e 3상 = 3 I (R cosθ+ X sin θ) → 1선당

e = 3P

3 VR cosθ(R cosθ+ X sinθ)

② =PVR

(R + X tan θ) e ∝1VR

(2) 전압 강하율

① δ =VS- VR

VR

×100

② 3 I (R cosθ + X sinθ )

VR

× 100

③ =PV2

R

(R + X tanθ ) δ∝1

V2R

(3) 전압 변동률

ε =VR0 - VR

VR

×100 VR0 : 무부하 수전단 전압

VR : 수전단 전압

(4) 손실

PL = 3I 2R = 3 ( P3 V cosθ )

2

R

= 3P2R

3V2 cos 2θ=

P2RV2 cos 2θ

=P2eR

V2 cos 2θA

_______________________________ Chapter3. 선로전기특성 요점정리

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전 압

강 하e= 3 I (R cosθ+ X sinθ) e =

PVR

(R + X tanθ ) e ∝1V

전 압

강하율δ =

VS - VR

VR

×100 δ = ( PVR

2 ) (R + X tanθ) δ∝1V

2

전 압

변동률ε =

VR0 - VR

VR

×100 VR0 : 무부하 수전단 전압

전 력

손 실PL =

P2RV2 cos 2θ

PL∝1

cos 2θPL∝

1V

2

전 력

손실률K =

PρlV2 cos 2θA

K∝1V P∝ V2 A ∝

1

V2

2. 중거리 송전 선로

Z , Y 존재 4단자 정수에 의하여 해석

(1) 전파정수

[ ]VS

IS= [ ]A B

C D [ ]VR

IR= [ ]AVR + BIR

CVR + DIR

(2) A = D

AD-BC = 1

(3)

T 형 π형

A A = 1+ZY2

A = 1+ZY2

B B = Z (1 + ZY4 ) B = Z

C C = Y C = Y (1 +ZY4 )

D D = 1 +ZY2

D = 1+ZY2



(4) 시험법 ① 단락시험(단락전류) ISS =DB

Vs

② 무부하시험(충전전류) ISC =CA

Vs

Z

1 Z

O 1

1 O

Y 1

Y

(5) 2회선방식(다회선방식)

A B C D

A B C D

1회선 2회선

A A

B BC CD D

12

12

2

2

A 0 = A

B 0 =B2

C 0 = 2C

D 0 = D

3. 장거리 송전 선로

분포 정수 회로 (해석)

(1) 특성(파동)임피던스 : 거리와 무관(일정)

Z 0 =ZY

=LC

= 138 logDr

[Ω]

① L = 0.4605Z 0

138(∵ 0.05는 무시) ② C =

0.02413Z 0

138

(2) 전파 정수 r = ZY = (R + jωL) (G + jωC) = L․C

(3) 전파 속도 v =1LC

(4) (송전 용량) 용량 계수법 Ps = KV2

l Ps =

VsVr

Xsinδ

_______________________________ Chapter3. 선로전기특성 요점정리

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(5) 송전 전압의 결정

Still 의 식 VS = 5.5 0.6ℓ+P100

[kV]



제1편 송배전공학 제4장 안정도

1. 의미 : 전력 계통에서 상호 협조 하에 동기 이탈하지 않고 안정되게 운전할 수 있

는 정도

2. 종류

(1) 정태 안정도 → 정상운전시 부하를 서서히 증가

(2) 동태 안정도 → 정상운전시 부하가 갑자기 증가

(3) 과도 안정도 → 사고시

3. 안정도 향상 대책(전압변동률을 작게)

발 전 기 송 전 선

① 동기 임피던스 작게 ⇒ 리액턴스 작은 기기

- 병렬운전. 단락비 大 ⇒ 전압변동율을 작게

② 속응 여자 방식 → A.V.R

③ 난조 방지

- 조속기 예민을 둔감

- fly-wheel 효과선정

- 제동권선

① X 의 값을 적게 한다.

- 복도체 채용

- 병행 2 회선 방식(다회선 방식)

② 연계 → f小, V小 ⇒ 경제급전가능

③ 소호리액터 접지

④ 중간 조상 방식

⑤ 고속도 재폐로 방식

※ 중간 조상 방식 → 1차 변전소 (Y-Y-△) : 3권선변압기

안정권선(3차 권선)

4. 송전 전력

(1) 조상설비(콘덴서, 리액터, 동기 조상기)

① 콘덴서 : 충전 전류(90˚ 앞선 전류, 진상 전류)

직 렬 콘 덴 서 전 력 용 콘 덴 서

e = 3 I (R cosθ+X sinθ)

X = X L -X C

전압 강하 보상

역률 개선

_____________________________________ Chapter4. 안정도 요점정리

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② 리액터 : 뒤진 전류

직렬 리액터제 5 고조파의 제거 ⇒ 콘덴서 용량의 이론상 4[%]로,

실제로 5[%]가 표준 정격이다.

병렬(분로) 리액터 페란티 효과 방지

소호 리액터 지락 아크의 소호

한류 리액터 차단기 용량의 경감(단락 전류 제한)

③ 페란티 효과

ㆍ원인은 콘덴서(정전 용량) → Vs < V r

ㆍ무부하시 송전단 전압보다 수전단 전압이 커지는 현상

④ 동기 조상기

ㆍ중 부하시 → 과여자 공급 (콘덴서) → 진상

ㆍ경 부하시 → 부족여자 공급 (리액터) → 지상

⑤ 비교 (과여자 : 진상, 부족여자 : 지상)

진 상 지 상 시충전 조 정

콘 덴 서

리 액 터

동기 조상기

○

×

○

×

○

○

×

×

○

진 상

지 상

진상, 지상

콘덴서진상 전류, 충전 전류,

지락 전류

ㆍ직렬 콘덴서 : 전압 강하 보상

ㆍ병렬 콘덴서 : 역률 개선

리액터지상 전류, 유도 전류,

단락 전류

ㆍ한류 리액터 : 단락 전류 제한

ㆍ직렬 리액터 : 제 5 고조파 제거

ㆍ병렬(분로)리액터 : 페란티 현상 방지

동 기

조상기

진상<연속적인 전압조정>

지상 양용

ㆍ중간 조상기 : 선로 중간에 동기 조상기를 연

결하여 안정도 증대

ㆍ동기 조상기 : 무부하로 운전 중인 동기 전동

기로 역률을 제어



제1편 송배전공학 제5장 고장 해석

1.

① %Z

%Z =In Z

E(상)×100 =

PZ10V2(선간)

( P [kVA], V [kV])

② I S (단락전류)

I S =100%Z

I n IS =EZ

=V3 Z

③ 차단기 용량 PS =100%Z

Pn ( Pn : 기준용량)

PS = 3 × 정격전압 × 정격차단 전류

④ 한류 리액터 : 단락전류 제한

2. 대칭 좌표법

비대칭 3상 교류 = 영상분 + 정상분 + 역상분

※ 영상분은 접지선 중성선에만 존재한다.

지락전류

(1) 영상전류

대 칭 성 분

영상분 V0 =13(Va + Vb+ Vc )

정상분 V1 =13(Va + aVb+ a 2Vc )

역상분 V3 =13

(Va + a 2Vb+ aVc )

(2) 대칭 좌표법으로 해석할 경우 필요한 것

정상분 역상분 영상분

1 선 지락 ○ ○ ○

2 선 단락(선간 단락) ○ ○

3 선 단락 ○

___________________________________ Chapter5. 고장해석 요점정리

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3. 영상 임피던스․전압․전류 측정

(1) 영상 임피던스 크기

① Z 0 > Z 1 = Z 2

② 영상 > 정상 = 역상(3배) (∴ 3만 찾아라)

(3배)



제1편 송배전공학 제6장 중성점 접지

1. 목적

① 1선 지락시 전위 상승 억제, 기계 기구의 절연 보호

② 지락 사고시 보호 계전기 동작의 확실

③ 안정도 증진

④ 단절연․저감 절연

⑤ 지락 아아크를 소멸하고 이상전압 방지

2. 종류

(1) 비접지 방식 (3.3[kV], 6.6[kV])

비접지 △ 방식의 특징

① 저전압 단거리(20～30[kV] 미만), △ - △ 결선

② 1상 고장시 V-V 결선이 가능하다(고장 중 운전 가능)

③ 3 배의 전위 상승 Ig = 3 ωC sV [A]

④ 유도 장해가 적다

⑤ 지락전류가 적다.

(2) 직접 접지 방식 (유효접지 : 154[kV], 345[kV])

→ 1선 지락 사고시 전압 상승이 1.3 배 이하가 되도록 하는 접지 방식

☞ 직접 접지 장․단점

장 점 단 점

① 전위 상승이 최소

② 단절연, 저감 절연 가능 → (목적)

- 기기값이 저렴

③ 지락 전류 검출이 쉽다.

- 지락 보호가 작동 확실

① 1선 지락시 지락 전류가 크다.

② 유도 장해 크다.

③ 큰 전류를 차단하므로 차단기 용량 커짐

- 대용량 차단기

④ 안정도 저하

⑤ 고장 중 운전 불가능

→ 가능한 것은 소호리액터 접지

⑥ 기기의 충격을 준다.

⑦ 유도장해 크다

(3) 저항 접지 방식

________________________________ Chapter6. 중성점 접지 요점정리

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(4) 소호 리액터 방식 (병렬 공진 이용 ⇒ 전류 최소)

① 소호 리액터 크기

X L = ωL =1

3ωC s

-X t

3[Ω] L =

1

3ω 2C s

(H)

X t : 변압기 리액턴스

② 소호 리액터 용량

Q c = 3WCE 2 = WCV 2 [KVA]

※ 과보상을 하는 이유는 직렬 공진시의 이상 전압의 상승을 억제한다.

구 분 공 진 식 공 진 정 도 합 조 도

IL > IC ωL <1

3ωCS과 보 상 + Ig = 0

③ 장ㆍ단점

장 점 단 점

․지락 전류 최소

․안정도 최대

․고장 중 운전이 가능

․유도 장해 최소

․전위 상승 최대( 3 배 이상)

- 절연이 문제

․보호 계전기 동작 불확실

(5) 중성점 잔류 전압 공식

① E n =C a (C a - C b ) + C b(C b - C c ) + C c (C c - C a )

C a + C b+ C c

×V3

② 3상 평형시 중성점 전압은 0[V]

Part2. 전력공학 ___________________________________________


제1편 송배전공학 제7장 유도 장해

1. 유도 장해 방지 대책

전력선측 통신선측

ㆍ연가를 충분히 한다.

ㆍ소호 리액터 접지 방식

ㆍM 값을 작게

ㆍ고속도 차단기 설치

ㆍ이격 거리 크게 한다.

ㆍ차폐선을 설치(30～50[%] 경감)

ㆍ지중전선로 사용

ㆍ케이블화

ㆍ절연 강화

ㆍ배류 코일(쵸크 코일) 설치

ㆍ피뢰기 시설

ㆍ수직 교차

ㆍ연피 케이블

ㆍ절연 변압기

___________________________________ Chapter8. 이상전압 요점정리

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제1편 송배전공학 제8장 이상전압

1. 종류

(1) 내부 이상 전압

① 개폐서지 → 4 배

ㆍ무부하 송전선로의 개폐(충전 전류) → 재점호발생 우려 많다.

ㆍ대책 : 차단기 내에 저항기 설치 - S.O.V 설치

② 1선지락 사고 - 전위 상승

③ 중성점의 잔류전압 - 연가

④ 폐란티 현상 - 병렬 리액터

(2) 외부 이상 전압

ㆍ직격뢰 → 뇌격이 직접 전선로에 내습

ㆍ유도뢰 → 구름에 의한 유도되는 뇌

(3) 외부 이상 전압 방호 대책

① 가공지선 ↱ 건설비가 비싸다.

ㆍ직격뢰 차폐(차폐각을 작게 할수록 좋다)→ 2가닥사용은 차폐각을 작게 한다.

ㆍ전선의 종류 : 강심알미늄 전선(ACSR)

ㆍ통신 유도 장해 경감

② 매설 지선 → 역섬락 방지 ⇒ 철탑저항을 작게 한다.[10Ω이하]

(저항이 크면 역섬락 우려)

③ 애자련 보호 : 아킹혼(초호각), 아킹링(초호환)

(4) 뇌서지

① 뇌서어지(파수장 × 파미장)

ㆍ1×40[μsec] ㆍ1.2×50[μsec]

ㆍ뇌서지와 개폐 서지는 파두장, 파미장 모두 다름

② 파형 계수

ㆍ반사 계수 β =Z 2- Z 1

Z 2+Z 1

반사 전압 e 2 = βe 1 =Z 2 - Z 1

Z 2+Z 1

e 1

ㆍ투과 계수 r =2Z 2

Z 2+Z 1

투과 전압 e 3 = r e 1 =2Z 2

Z 2+ Z 1

e 1



2. 피뢰기 (절연 협조에 기본이 되는 기계)

목 적 ① 뇌전압 방전 ② 속류 차단 ③ 선로 및 기기 보호

공칭방전전류 2500[A], 5000[A], 10000[A] (공칭 방전전류)

제한 전압피뢰기 동작 중 단자전압의 파고치, 뇌전류 방전시 직렬캡에

나타내는 전압

정격 전압 속류가 차단되는 교류 최고 전압

구 성 특성 요소와 직렬 갭

구비 조건

① 제한 전압은 낮게 → 절연 협조에 기본이 되는 전압

② 속류 차단 능력 우수 (최대값)

③ 충격 방전개시전압이 낮을 것

④ 상용 주파 방전개시전압이 높을 것

(1) 피뢰기 정격 전압

속류를 차단하는 교류 최고 전압

직접접지 계통 : 0.8 - 1.0 배

소호접지 계통 : 1.4 - 1.6 배

(2) 피뢰기 제한 전압

ㆍ뇌전류 방전시 직렬갭 양단에 나타나는 교류 최고 전압

ㆍ피뢰기 동작중 단자전압의 파고치

e a = e 3 - V

= ( 2Z 2

Z 2+Z 1)e 1 - ( Z 2․Z 1

Z 2+Z 1) i a

i a : 공칭 방전 전류(10,000A, 5,000A, 2,500A)

(3) 여유도

여유도 = 기기의절연 강도-제한 전압제한 전압 (4) 절연 협조

ㆍ절연 협조의 기본 : 피뢰기의 제한 전압

ㆍ절연 협조의 기본이 되는 기구 : 피뢰기

_______________________________ Chapter1. 수전설비개요 요점정리

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제2편 배전공학 제 1 장 수전설비 개요

(1) 차단기 목적 : 선로 이상 상태(과부하, 단락, 지락) 고장시, 고장 전류 차단 부하

전류를 차단한다.

(2) 차단기 동작 책무

① 일반용

갑호 : O - 1분 - CO - 3분 - CO 을호 : CO - 15초 - CO

② 고속도 재투입용

O - t초 - CO - 1분 - CO

(3) 정격 차단 시간

트립코일 여자로부터 소호 시간 (개극 시간 + 아크 시간 = 3 ～ 8[Hz])

(4) 차단 용량 (3.5.8)

3(상계수) × 정격 전압(회복전압) × 정격 차단 전류 (MVA)

(5) 차단기 종류

특 징 소호 매질

ABB

공기차단기

ㆍ투입과 차단을 압축 공기로 한다.

(임펄스 차단기) 154 선로ㆍ소음이 크다. 345

ㆍ압축공기 10～20[kg/cm2]

압축 공기

GCB

가스차단기

(공기 차단기에 비해 장점)

ㆍ절연 내력이 공기의 2～3배 정도 154 선로

ㆍ소호 능력이 우수함 345

ㆍ인체에 무해하다.(무독, 무색)

SF6

OCB

유입차단기

ㆍ부싱 변류기 사용할수 있다.

ㆍ방음 설비가 필요없다.

ㆍ화재의 위험이 있다.

ㆍ배전반에 취부할수 없다.

절 연 유

MBB

자기차단기

ㆍ전류 절단이 우수하다

ㆍ고유 주파수에 차단 능력이 좌우되는 일이 없다.전 자 력

VCB

진공차단기

ㆍ전류차단현상 ㆍ6KV급

ㆍ개폐서어지 발생

ㆍ보수 점검이 비교적 쉽다.

ㆍ고유 주파수에 차단능력이 좌우되는 일이 없다.

진 공

Part2. 전력공학(제2편 배전공학) ____________________________


(6) 차단기와 단로기

차 단 기 차단 능력이 있다. 사고전류, 부하전류를 차단할 수 있다.

단 로 기 차단 능력이 없다. 무부하시 회로를 개폐

계 전 기최소 동작 전류에 의해

동작

ㆍ정한시 : 일정 시간 이상이면 동작

ㆍ반한시 : 반비례 특성

ㆍ순한시 : 고속차단

ㆍ정,반한시 : 2줄이상 설명

(7) 인터록(DS 와 CB)

① DS(단로기) → 부하전류차단, 개폐 불가(소호 장치가 없다.)

②

D.S C.B

차단 : C.B → D.S

투입 : D.S → C.B

(8) 보호 계전기

선로보호용

① 거리 계전기(임피던스 계전기)

- 기억 작용(고장 후에도 고장 전 전압을 잠시 유지)

② 지락 계전기(단회선)

- 선택 접지 계전기(병렬 2회선, 다회선)

③ 지락 방향 계전기

발ㆍ변압기

보 호 용

① 부흐홀쯔 계전기(변압기 보호)

- 변압기와 컨서베이터 연결관 도중에 설치․차동 계전기

② 양쪽 전류차 이에 의해 동작(비율 차동 계전기)

※ 모선, 발전기, 변압기 ⇒ 차동 계전기

G로 시작하는 계전기는 지락사고 보호 (Z.C.T)

(9) 영상 전압 측정

GPT(접지형 계기용 변압기) 3대로 개방 델타 접속한다.(개방단 전압 190[V])

※ GPT : 접지형 계기용 변압기, 영상 접지 변압기

(10) 지락 전류(영상 전류) 검출 ZCT 가 한다. ZCT 는 GR(접지 계전기) 와

항상 조합된다. SGR(선택 접지계전기)

_______________________________ Chapter1. 수전설비개요 요점정리

____________________________________

(11) 전력용 Fuse →단락전류 차단

① 정전용량이 작다.

② 소음이 크다.

(12) CT → 2차측 단락 → 절연보호

PT → 개방 → 과전압 보호

Part2. 전력공학(제2편 배전공학) ____________________________


제2편 배전공학 제 3 장 배 전

1. 배전방식

(1) 가지식(수지상식)

① 단점

ㆍ전압 변동률이 크다. → 플리커 현상(깜박깜박)

ㆍ전압 강하 최대

ㆍ고장 범위 넓다.

② 농․어촌지역

(2) 루프식(환상식) → 중소 도시

① 장점 : e↓, Pc↓

(3) 뱅킹 방식 → 부하가 밀집된 곳.

① 장점 : 전압 강하와 전력 손실이 적다.

② 단점

ㆍ캐스케이딩 현상 발생 → 저압선의 고장으로 건전한 변압기 일부 또는 전부가

차단되는 현상

(4) 네트워크 방식

① 장점

ㆍ공급 신뢰도가 가장 좋다. ㆍ무정전 공급 방식 ㆍ전압 강하 극소

② 단점 : 설비비 고가, 접지 사고가 많다.

③ 네트워크 프로텍터

(차단기, 퓨즈, 방향성 계전기) → 고장전류 역류 개폐 장치

2. 전기 방식별 비교

종 별1 선당

공급전력

1 선당

공급전력비교1φ2W 소요 전선량을 100[%]로

1φ2W 0.5 100[%]

1φ3W 0.67 133[%] 3/ 8 = 37.5[%] 소요

3φ3W 0.57 115[%] 3/ 4 = 75 [%] 소요

3φ4W 0.75 가장크다. 4/12 = 33.3[%] 소요

______________________________________ Chapter2. 배 전 요점정리

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(1) 중량비 비교(전선 소모량)

※ 3φ3W 와 3φ4W 중량 비교

3φ4W3φ3W

=4/123/4

= 4/9

(2) 단상 3선식의 특징

① 전선 소모량이 단상 2선식에 비해 37.5[%] (경제적)

② 110/220 의 두 종의 전압을 얻을 수 있다.

③ 전압의 불평형 → 저압 밸런서의 설치

㉠ 여자 임피던스가 크고 누설 임피던스가 작다.

㉡ 권수비가 1:1 인 단권 변압기이다.

④ 결선 방법

㉠ 변압기 2 차측 1 단자 제 2 종 접지공사

㉡ 개폐기는 동시 동작형

㉢ 중성선에 퓨즈 절대 안 됨

⑤ 말단 집중 부하와 분산 분포 부하의 비교

전압 강하 전력 손실

말단 집중 부하 I․R 2배 I 2․R 3배

분산 분포 부하 12I 2․R

13I 2․R

3. 변압기 용량 계산

부하율 = 평균 전력최대 전력 ×100 =사용전력량/시간최대전력 ×100

수용률 = 최대 전력설비 용량 ×100 kVA = 수용률×설비용량cosθ

부등률 = 각개 수용 전력의 합합성 최대 전력 kVA =∑ (설비용량 ×수용률)부등률×역률×η

=∑ (설비 용량×수용률)합성최대 전력

( 부하율, 수용률 < 1, 부등률 > 1 )

※ 배전선의 손실 계수 ( H ) 와 부하율( F ) 의 관계

1 ≥ F ≥ H≥ F 2≥ 0

Part2. 전력공학(제2편 배전공학) ____________________________


4. 전력용 콘덴서

(1) 용량 Q c = P( tan θ 1 - tan θ 2 )

Q = P tan θ cos =유

유 2 +무 2

Q : 무효전력

5. 승압기 용량 계산

(1) 목적 : 말단의 전압 강하 보상(권수비 30:1)

(2) V2 = V1 (1 +1a )

___________________________________ Chapter1. 수력발전 요점정리

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제3편 발전공학 제 1 장 수력발전

1. 낙차에 의한 분류

: 수로식, 댐식, 댐수로식, 유역 변경식 발전소

2. 유량에 의한 분류

: 유입식, 저수식, 조정지식, 양수식 ⇒ 잉여 전력을 이용하여 펌프로 하부 저수지

의 물을 상부 저수지에 양수해서 저장해 두었다가 첨두 부하시에 이것을 이용

3. 수력학

1) 성질 : 물의 밀도는 1 기압하에서 온도 4[℃] 일 때 최대밀도

2) 연속의 원리

① 위치 수두 : H ∝ P

② 압력수두 : HP =PW

=PWg

③ 속도수두 : 위치 에너지 = 운동에너지

mgh =12mV 2 H =

V2

2g 수두 : 에너지(낙차)

※ 물의 분출 속도 V = 2gH [m/s]

4. 하천의 유량과 낙차( Q = m 3/S )

1) 유량도 : 하천 유량 변동 상태

2) 유황 곡선 : 연간 발전 계획의 기초 자료

95 185 275 355

유량유황곡선

필요한 저수지용량

평수기저수기 갈수기

풍수기

일수

Part2. 전력공학(제3편 발전공학) ____________________________


3) 적산유량곡선 : 저수지 용량 결정

4) 연평균 유량 Q =b×a ×10-3×k365×24×3600

b : 유역 면적[m2]

a : 강수량[mm]

k : 유량계수 = 유출량강수량 ≒ 60～80

5. 수력 설비

1) 취수구

취수구의 부속 설비 ① 제수문 : 유량조절

② 스크린 : 오물제거

③ 침사지 : 토사를 침전배지

2) 수로

① 무압수로 : 기울기 : 1

1000～

11,500

② 압력수로 : 기울기 : 1

300～

1400

, 유속 : 3～4[m/s]

___________________________________ Chapter1. 수력발전 요점정리

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3) 수조 : 수격 작용 완화, 토사제거, 3 ~ 4분간의 수량을 저장할 수 있는 용량

① 상수조

② 조압수조 : 단동 서지 탱크, 차동 서지 탱크(surge 주기 가장 빠름)

수실 서지 탱크, 제수공 서지 탱크

4) 수압관 : ․ 길이 : 12～15[m] 정도, 직경 : 4～5[m] 정도

5) 수차

① 펠턴 : 300[m] 이상 고낙차(충동수차)

② 프란시스 : 30 ～ 40[m] 정도 중낙차 (반동수차) - 양수 발전소 펌프

③ 사류수차 : 30 ～ 130[m] 변낙차 변부하의 특성이 양호

④ 프로펠러 수차

⑤ 카플란수차

⑥ 원통(튜우불러) 수차 : 조력발전 15[m] 이하

6) 수차의 특징

(1) 특유 속도

Ns = NP

12

H54

= NP

H H[r.p.m]

(2) 낙차 변화와 특성의 변화

Q 2

Q 1

= ( H2

H1)

12 N2

N1

= ( H2

H1)

12 P2

P1

= ( H2

H1)

32

7) 조속기 : 출력의 증감에 관계없이 수차의 회전수를 일정하게 유지하기 위해서

출력의 변화에 따라서 수차 유량 조절

평속기 ⇒ 배압밸브 ⇒ 서브모우터 ⇒ 복원기구

6. 수력 발전소의 출력

P = 9.8 QH ( Q : 유량[m3/s], H : 낙차[m])

Part2. 전력공학(제3편 발전공학) ____________________________


제3편 발전공학 제 2 장 화력발전

1. 기력 발전

① 급수가열기만 존재 : 재생 사이클

② 재열기, 급수가열기 모두 존재 : 재생, 재열 사이클

③ 재열기만 존재 : 재열 사이클

(1) 증기의 성질

1) 임계점 ① 압력 : 225.65[kg/cm2]

② 온도 : 374.15[℃]

2) 엔탈피 [ i ] : 단위 무게의 물 또는 증기가 보유하는 전열량 [kcal/kg]

3) 엔트로피[S]

ds =di (Q)dT

[kcal/kg˚K]

H = 860Ptn = C 1mQ = cm (T - t)

___________________________________ Chapter2. 화력발전 요점정리

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(2) 열 사이클의 종류

1) 카루노 사이클 ⇒ 가장 이상적인 사이클

2) 랭킨 사이클 ⇒ 기력 발전에서 가장 기본이 되는 사이클

3) 재열 사이클 ⇒ 터어빈 팽창 중단에서 “일단 증기를 전부 추출” 재 가열하여

터어빈에 공급

4) 재생 사이클 ⇒ 터어빈 팽창 중단에서 일단 증기를 일부만 추출 급수가 열기의 공급

5) 재생 재열 사이클 ⇒ 대용량 기력 발전소에서 가장 많이 사용

(3) 연료

1) 고체 연료 ⇒ 석탄, 무연탄, 역청탄 발열량 = 5,000 ～ 5500[kcal/kg]

연소 방식 ㆍ미분탄 연소 방식

ㆍ스토우커 연소방식

2) 액체 연료 ⇒ L.N.G, L.P.G 발열량 = 9500 ～ 9800[kcal/Ncm3]

(4) 노(화로) ⇒ 공급된 연료와 공기를 혼합 완전 연소시키는 장치

ㆍ 노의 종류 ① 벽돌벽 ② 공냉벽 ③ 수냉벽

(5) 보일러의 설비

1) 보일러 종류 : 자연 순환식 보일러(밀도차 이용)

강제순환식 보일러 (순환펌프이용), 관류식 보일러(드럼)

2) 통풍 장치 : 자연통풍, 강제통풍

3) 집진 장치 (공해 오염 방지)ㆍ전기식 : 코트랫 집진장치

ㆍ기계식 : 사이클론

4) 복수기 : 표면 복수기

5) 급수 가열기

※ 보일러 급수 영향

① 스케일 : 열통과율 저하의 원인(스케일과 진흙)

② 모오밍 : 보일러 표면에 거품이 일어나는 현상

③ 프라이밍 : 부하가 갑자기 증가하여 압력이 떨어 졌을 때 일어나는 보일러

물의 비등 현상

④ 케리오우버 : 터어빈에 장해 주는 것

6) 탈기기

7) 절탄기, 공기 예열기(연도의 최종단 설비)

Part2. 전력공학(제3편 발전공학) ____________________________


2. 발전소의 열효율

η =860WmH

×100 W : 전력량[kWh]

m : 질량[kg]

H : 발열량[kcal]

3, 냉각 방식

1) 수소 냉각 방식(고속기)

(1) 장점

① 출력 20 ～ 25[%] 증대

② 풍손 110

감소

③ 권선 수명이 길다.

(2) 단점

① 공기와 혼합시 폭발 우려

② 냉각수가 많이 들어간다.

_________________________________ Chapter3. 원자력발전 요점정리

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제3편 발전공학 제 3 장 원자력발전

1.

(1) 핵연료

저 농축 우라늄(u)

고 농축 우라늄

천연 우라늄

플루토늄(PU)

(2) 제어재

: 핵분열시 연쇄반응 제어 중성자수를 조절

ㆍ 재료 : 카드늄[cd], 하프늄[hf], 붕소[B]

(3) 감속재

: 핵 분열시 연쇄반응을 제어 고속 중성자를 열 중성자로 감속

ㆍ 재료 : 경수[H2O], 중수[D20], 흑연[C], 산화 베릴늄[Be]

(4) 냉각재

: 핵 분열시 발산되는 열에너지를 노외부로 인출 열교환기로 운반

ㆍ 재료 : 경수, 중수, 헬륨[He], 탄산가스[CO2]

(5) 반사재

: 핵 분열시 발산되는 열에너지를 노외부로 인출되는 것을 차폐핵 연료 소요량 감소

ㆍ 재료 : 경수, 중수, 흑연, 산화 베릴늄

Part2. 전력공학(제3편 발전공학) ____________________________


(6) 차폐재

: γ 선이나 중성자가 노외부로 인출되는 것을 차폐 인체유해 방지 또는 방열효과

2. 원자로의 종류

1) 경수형 원자로(L.W.R)

ㆍ 연료 : 저농축 우라늄, 경수 냉각, 경수 감속

① 가압 수형 원자로(P.W.R)

② 비등 수형 원자로(B.W.R) - 열교환기 없다.

2) 중수형 원자로(H.W.R)

① 연료 : 천연 우라늄, 중수 냉가, 중수 감속

제1편 송배전공학 제 1 장 전 선 로 -...

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