송전선로

송전선은 발전소에서 다양한 배전 장치로 전력을 전달하는 중요한 역할을 합니다. 송전선은 전압과 전류의 파동을 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 효과적으로 전달합니다. 구조적으로, 송전선은 그 길이 전체에 걸쳐 일정한 단면적을 유지하는 도체로 구성됩니다. 이때 공기는 도체 사이에 위치한 절연 또는 유전체 매질로서 전기 누설을 방지하고 전력의 안전하고 효율적인 송전을 보장하는 중요한 역할을 합니다.

안전을 고려하여, 송전선과 지면 사이에 상당한 거리를 유지합니다. 송전선의 도체를 지탱하기 위해 전기 탑이 사용됩니다. 이러한 탑은 강도와 안정성을 부여하기 위해 철강으로 제작되어 신뢰성 있는 전력 송전을 보장합니다. 특히, 장거리에서 고전압 전력을 송전할 때는 전력 손실을 최소화하고 송전 효율을 향상시키는 고유한 장점 덕분에 고전압 직류(HVDC)가 종종 송전선에서 활용됩니다.

송전선의 매개변수

송전선의 성능은 그 자체의 매개변수에 크게 의존합니다. 송전선은 주로 저항, 인덕턴스, 커패시턴스, 그리고 분기 전도도라는 네 가지 주요 매개변수를 가지고 있습니다. 이러한 매개변수는 선의 전체 길이에 걸쳐 균일하게 분포되어 있어, 이를 분산 매개변수라고도 합니다. 각각의 매개변수는 전기 신호와 전력의 전송 방식을 결정하는 데 중요한 역할을 하며, 전력 손실, 전압 강하, 신호의 무결성 등에 영향을 미칩니다.

인덕턴스와 저항은 시리즈 임피던스를 형성하며, 커패시턴스와 전도도는 함께 분기 어미턴스를 구성합니다. 아래에서는 송전선의 몇 가지 중요한 매개변수에 대해 자세히 설명합니다:

라인 인덕턴스

전류가 송전선을 통과할 때, 자기 유속이 발생합니다. 송전선 내의 전류가 변동함에 따라 자기 유속도 그에 따라 변화합니다. 자기 유속의 변화는 회로 내에서 유도 전동력(emf)을 유발합니다. 유도된 emf의 크기는 자기 유속의 변화율에 비례합니다. 송전선에서 생성된 emf는 도체를 통해 전류의 흐름을 저항하며, 이 특성을 라인 인덕턴스라고 합니다.

라인 커패시턴스

송전선에서 공기는 유전체 매질로서 작용합니다. 이 유전체 매질은 도체 사이에 커패시터를 형성하여 전기 에너지를 저장하고, 따라서 라인의 커패시턴스를 증가시킵니다. 도체의 커패시턴스는 그것에 걸린 전하량 대비 전위차의 비율로 정의됩니다.

단거리 송전선에서는 커패시턴스의 영향이 종종 무시될 수 있지만, 장거리 송전에서는 가장 중요한 매개변수 중 하나가 됩니다. 그것은 전기 시스템의 효율성, 전압 조정, 전력 인자, 그리고 전체적인 안정성 등 다양한 측면에 큰 영향을 미칩니다.

분기 전도도

송전선에서 공기는 도체 사이의 유전체 매질로 작용합니다. 교류 전압이 도체에 가해질 때, 유전체의 불완전성으로 인해 유전체 매질을 통해 일정량의 전류가 흐릅니다. 이 전류는 누설 전류라고 합니다. 누설 전류의 크기는 대기 상태 및 습기, 표면 침착물 등의 환경 요인에 영향을 받습니다. 분기 전도도는 도체 사이를 흐르는 이 누설 전류의 흐름으로 정의되며, 선의 전체 길이에 걸쳐 균일하게 분포되어 있으며, "Y" 기호로 표시되고 시멘스(Siemens) 단위로 측정됩니다.

송전선의 성능

송전선의 성능이라는 개념은 송신측 전압, 송신측 전류, 송신측 전력 인자, 선내의 전력 손실, 송전 효율, 전압 조정, 그리고 정상 상태와 과도 상태 모두에서의 전력 흐름의 한계를 포함한 다양한 매개변수의 계산을 포함합니다. 이러한 성능 계산은 전기 시스템 계획에서 중요한 역할을 합니다. 여기서 몇 가지 주요 매개변수에 대해 자세히 설명하겠습니다:

전압 조정

전압 조정은 송전선의 송신측과 수신측 간의 전압 크기의 차이로 정의됩니다.

중요 사항

어드미턴스는 전기 회로, 특히 송전선의 효율성을 측정하는 중요한 전기 매개변수입니다. 교류(AC)의 자유로운 흐름을 촉진하는 능력을 나타냅니다. 그 SI 단위는 시멘스이며, 일반적으로 "Y" 기호로 표시됩니다. 본질적으로, 더 높은 어드미턴스 값은 회로나 송전선이 AC의 흐름에 대한 저항을 덜 제공한다는 것을 의미하며, 이로 인해 전류가 더 자유롭게 통과할 수 있습니다.

반대로 임피던스는 어드미턴스의 역수입니다. 임피던스는 송전선이 AC의 흐름에 대해 제시하는 총 저항을 측정합니다. AC가 송전선을 통과할 때, 임피던스는 저항, 유도 반응, 그리고 용량 반응의 복합 효과를 계산하여 전류 흐름에 장애를 만듭니다. 임피던스는 옴(ohm) 단위로 측정되며, "Z" 기호로 표시됩니다. 더 높은 임피던스 값은 AC가 선을 통과하는데 더 어려움을 초래하며, 결과적으로 전류 수준이 감소하고 전력 손실이 발생할 수 있습니다.