전력 공급 시스템: 무엇인가?

과거에는 전기 에너지에 대한 수요가 매우 적었습니다. 작은 전기 발전 장치 하나로 지역적인 수요를 충족할 수 있었습니다. 그러나 현대화된 인간의 생활 양식과 함께 전기 에너지에 대한 수요가 급격히 증가하고 있습니다. 이러한 증가하는 전기 부하 수요를 충족하기 위해 우리는 상당히 많은 수의 대형 발전소를 설립해야 합니다.

그러나 경제적 측면에서 보면, 발전소를 부하 중심지에 가깝게 건설하는 것이 항상 가능하지는 않습니다. 부하 중심지를 소비자 또는 연결된 부하의 밀도가 국가의 다른 부분에 비해 상당히 높은 곳으로 정의합니다. 에너지의 자연적인 원천인 석탄, 가스, 물 등에 가까운 곳에 발전소를 설립하는 것이 경제적입니다. 이러한 이유와 여러 다른 요인들로 인해 우리는 종종 발전소를 부하 중심지에서 멀리 떨어진 곳에 건설해야 합니다.

따라서 우리는 발전소에서 소비자에게 전기 에너지를 전달하기 위한 전기 네트워크 시스템을 설립해야 합니다. 발전소에서 생산된 전기는 전송 및 배전이라는 두 주요 부분으로 나눌 수 있는 시스템을 통해 소비자에게 도달합니다.

소비자가 전원에서 전기를 받는 네트워크를 전기 공급 시스템이라고 합니다. 전기 공급 시스템은 세 가지 주요 구성 요소, 즉 발전소, 송전선, 그리고 배전 시스템으로 구성됩니다. 발전소는 비교적 낮은 전압 수준에서 전기를 생산합니다. 낮은 전압 수준에서 전기를 생산하는 것은 여러 측면에서 경제적입니다.

송전선의 시작 부분에 연결된 스텝업 변압기는 전력의 전압 수준을 높입니다. 전기 송전 시스템은 이 고전압 전력을 가능한 한 부하 중심지 근처까지 전송합니다. 고전압 수준에서 전력을 송전하는 것은 여러 측면에서 유리합니다. 고전압 송전선은 지상 또는 지하 전기 도체로 구성될 수 있습니다. 송전선의 끝 부분에 연결된 스텝다운 변압기는 배전 목적으로 전기의 전압을 필요한 낮은 값으로 낮춥니다. 배전 시스템은 다양한 소비자들에게 그들의 요구되는 전압 수준에 따라 전기를 분배합니다.

우리는 일반적으로 발전, 송전, 배전 목적을 위해 AC 시스템을 채택합니다. 초고전압 송전을 위해서는 종종 DC 송전 시스템을 사용합니다. 송전 및 배전 네트워크 모두 지상 또는 지하일 수 있습니다. 지하 시스템이 지상 시스템보다 훨씬 비싸므로, 경제적 측면에서 가능한 한 지상 시스템을 선호합니다. AC 송전에는 3상 3선 시스템을, AC 배전에는 3상 4선 시스템을 사용합니다.

송전 및 배전 시스템을 각각 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 기본 송전과 보조 송전, 기본 배전과 보조 배전으로 나눌 수 있습니다. 이것은 전기 네트워크의 일반적인 관점입니다. 모든 송전 및 배전 시스템이 전기 공급 시스템의 이 네 단계를 갖추고 있는 것은 아닙니다.

시스템의 요구에 따라 보조 송전이나 보조 배전이 없는 많은 네트워크가 있을 수 있으며, 일부 지역화된 전기 공급 시스템에서는 전체 송전 시스템이 없을 수도 있습니다. 이러한 경우 발전기가 직접 전력을 소비 지점에 분배합니다.

실제 전기 공급 시스템의 예를 살펴보겠습니다. 여기서 발전소는 11KV에서 3상 전력을 생산합니다. 그런 다음 발전소에 연결된 11/132 KV 스텝업 변압기는 이 전력을 132KV 수준으로 올립니다. 송전선은 이 132KV 전력을 132/33 KV 스텝다운 변전소로 전송합니다. 이 변전소는 도시 외곽에 위치한 132/33KV 스텝다운 변압기를 포함하고 있습니다. 우리는 11/132 KV 스텝업 변압기에서 132/33 KV 스텝다운 변압기까지의 전기 공급 시스템 부분을 기본 송전이라고 합니다. 기본 송전은 3상 3선 시스템이므로, 각 회로선에는 3개의 도체가 있습니다.

그 이후 공급 시스템에서 132/33 KV 변압기의 2차 전력은 3상 3선 송전 시스템을 통해 도시 내의 여러 전략적 위치에 있는 33/11KV 하위 변전소로 전송됩니다. 우리는 이 네트워크 부분을 보조 송전이라고 합니다.

도시의 도로변을 통과하는 11KV 3상 3선 피더는 보조 송전 변전소의 33/11KV 변압기의 2차 전력을 운반합니다. 이러한 11KV 피더는 전기 공급 시스템의 기본 배전을 구성합니다.

소비자 지역의 11/0.4 KV 변압기는 기본 배전 전력을 0.4 KV 또는 400 V로 낮춥니다. 이러한 변압기는 배전 변압기라고 하며, 기둥 위에 설치됩니다. 배전 변압기에서 전력은 3상 4선 시스템을 통해 소비자에게 전달됩니다. 3상 4선 시스템에서는 3개의 도체가 3상을 위해 사용되고, 4번째 도체는 중성 연결을 위한 중성선으로 사용됩니다.

소비자는 자신의 요구에 따라 3상 또는 단상 공급을 선택할 수 있습니다. 3상 공급의 경우 소비자는 400 V (라인 전압)을, 단상 공급의 경우 400 / √3 또는 231 V (중성 전압)을 공급 메인에서 받습니다. 공급 메인은 전기 공급 시스템의 끝점입니다. 배전 변압기의 2차 부터 공급 메인까지의 시스템 부분을 보조 배전이라고 합니다. 공급 메인은 소비자가 사용을 위해 연결을 가져오는 소비자 시설에 설치된 단자입니다.

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