전력 전송선에서 사각파를 사용하지 않는 이유는 무엇인가요

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전송선로가 사각파 대신 정현파를 사용하는 이유는 효율성, 장비 호환성, 전자기 간섭, 시스템 안정성, 제어 및 측정 등 전기 공학의 여러 측면을 포함합니다. 여기에 자세한 설명이 있습니다:

1. 효율성과 손실

조화 왜곡: 사각파에는 많은 고조파 성분이 포함되어 있습니다. 이러한 고조파는 전력선을 통해 전송될 때 도체의 저항 손실과 변압기와 모터의 철 및 구리 손실과 같은 추가적인 손실을 초래합니다.
표면 효과: 고주파 고조파는 전류가 도체의 표면에 집중되는 현상을 일으킵니다. 이를 "표면 효과"라고 합니다. 표면 효과는 도체의 효과적인 저항을 증가시켜 전송 손실을 높입니다.

2. 장비 호환성

변압기와 모터: 대부분의 전기 장비, 예를 들어 변압기와 모터는 정현파를 위해 설계되었습니다. 정현파는 이러한 장비가 최적으로 작동하도록 하여 효율성을 향상시키고 수명을 연장합니다.
보호 장치: 계전기 보호 장치 및 기타 보호 장비도 정현파를 위해 설계되었습니다. 사각파는 이러한 장치가 오작동할 수 있으며, 시스템의 안전성과 신뢰성을 저하시킵니다.

3. 전자기 간섭

전자기 간섭 (EMI): 사각파의 고차 고조파는 강한 전자기 간섭을 발생시켜 주변 전자 장치의 정상 작동을 방해합니다. 예를 들어, 무선 통신, 의료 장비, 컴퓨터 등은 간섭을 경험할 수 있습니다.
방사 간섭: 사각파의 급격한 상승 및 하락 에지는 강한 전자기 방사를 생성합니다. 이는 특히 장거리 전송선로에서 두드러져 장치 실패와 데이터 전송 오류를 유발할 수 있습니다.

4. 시스템 안정성

고조파 오염: 사각파의 고조파 성분은 전력 시스템을 오염시키며, 그리드 안정성과 전력 품질에 영향을 미칩니다. 고조파는 전압 왜곡, 주파수 변동 등의 문제를 초래하여 장비의 과열과 손상을 유발할 수 있습니다.
무효전력: 고조파는 또한 시스템의 무효전력 요구량을 증가시켜 전력 인자를 낮추고 시스템 부하를 증가시킵니다. 이로 인해 전압 강하와 장비 과부하가 발생할 수 있습니다.

5. 제어 및 측정

측정 정확성: 정현파는 더 쉽게 정확하게 측정하고 제어할 수 있습니다. 표준 전력 측정 장치와 기기는 정현파를 위해 설계되어 더 정밀한 데이터를 제공합니다.
제어 알고리즘: 전력 시스템의 많은 제어 알고리즘과 보호 논리는 정현파를 가정하여 설계되었습니다. 사각파는 이러한 알고리즘이 실패하거나 오류를 발생시킬 수 있습니다.

6. 전송 거리

장거리 전송: 정현파는 장거리 전송에 더 적합합니다. 장거리 전송선로는 종종 고전압 전송을 사용하며, 정현파는 전압과 전류를 안정적으로 유지하여 전송 손실을 줄입니다.

요약

전송선로가 사각파 대신 정현파를 선호하는 이유는 다음과 같습니다: