전기력 시스템: 무엇인가? (전력 시스템의 기초)

전력 시스템이란?

전력 시스템은 전기를 공급, 전송, 소비하기 위한 전기 구성 요소의 네트워크로 정의됩니다. 공급은 발전(예: 발전소)을 통해 이루어지며, 전송은 송전선과 배전 시스템을 통해 이루어지고, 소비는 주택이나 산업용 대형 모터 등의 주거용 또는 산업용 응용 프로그램을 통해 이루어집니다.

전력 시스템의 예로는 광범위한 지역에 전력을 공급하는 전력망이 있습니다. 전력망은 전력을 공급하는 발전소, 발전 중심지에서 부하 중심지까지 전력을 운반하는 송전 시스템, 그리고 인근 주택과 산업시설에 전력을 공급하는 배전 시스템으로 크게 나눌 수 있습니다.

더 작은 규모의 전력 시스템은 산업, 병원, 상업 건물, 주택에서도 찾아볼 수 있습니다. 대부분 이러한 시스템은 현대 세계의 대규모 전력 전송 및 배전 표준인 3상 교류 전력을 기반으로 합니다.

항공기, 전기 철도 시스템, 유람선, 잠수함, 자동차 등에서는 항상 3상 교류 전력을 기반으로 하지 않는 특수한 전력 시스템이 사용됩니다.

발전소는 낮은 전압 수준에서 전기 에너지를 생산합니다. 낮은 전압으로 발전하는 것은 특정한 이점이 있기 때문입니다. 낮은 전압으로 발전하면 교류 발전기의 아르마처에 가해지는 스트레스가 적어집니다. 따라서 낮은 전압으로 발전할 때는 더 작고 얇고 가벼운 절연체를 사용하여 발전기를 제작할 수 있습니다.

공학적이고 설계적인 관점에서 보면 더 작은 발전기는 실용적입니다. 그러나 이러한 낮은 전압의 전력을 부하 중심지로 전송할 수는 없습니다.

낮은 전압으로 전송하면 구리 손실이 많아지고, 전압 조절이 불량하며, 송전 시스템 설치 비용이 증가합니다. 이러한 세 가지 문제를 피하기 위해 특정한 높은 전압 수준으로 전압을 올려야 합니다.

시스템 전압을 특정 수준 이상으로 올릴 수는 없습니다. 전압이 특정 한도를 넘으면 절연 비용이 급격히 증가하고, 충분한 지면 간격을 유지하기 위해 선로 지지 구조물의 비용도 급격히 증가하기 때문입니다.

송전 전압은 전송해야 하는 전력량에 따라 달라집니다. 서지 임피던스 부하도 전송해야 하는 에너지 양을 결정하는 또 다른 매개변수입니다.

시스템 전압을 올리기 위해 우리는 발전소에서 승압 변압기와 그 보호 및 운영 장치를 사용합니다. 이를 발전 변전소라고 합니다. 송전선의 끝에서 우리는 2차 송전 및 배전 목적으로 송전 전압을 낮추어야 합니다.

여기서 우리는 강하 변압기와 그 보호 및 운영 장치를 사용합니다. 이를 송전 변전소라고 합니다. 1차 송전 후, 전기 에너지는 2차 송전 또는 1차 배전을 거칩니다. 2차 송전 또는 1차 배전 후 다시 전압을 소비자에게 분배하기 위한 원하는 낮은 전압 수준으로 낮춥니다.

이것이 전력 시스템의 기본 구조입니다. 그러나 전력 시스템에서 사용되는 각 장비의 세부 사항은 언급하지 않았습니다. 교류 발전기, 변압기, 송전선 이외에도 많은 관련 장비가 있습니다.

이러한 장비 중 일부는 회로 차단기, 번개 방지기, 고립기, 전류 변환기, 전압 변환기, 커패시터 전압 변환기, 파형 트랩, 커패시터 뱅크, 계측 시스템, 제어 장치, 선로 및 변전소 장비의 접지 장치 등이 있습니다.

왜 전력 시스템이 필요한가?

경제적 측면에서 보면, 우리는 자원이 쉽게 이용 가능한 곳에 발전소를 건설합니다. 소비자는 전기를 소비하지만, 그들이 있는 위치에는 전기를 생산하기 위한 자원이 없을 수 있습니다.

뿐만 아니라, 종종 여러 제약 조건 때문에 소비자 집중 지역이나 부하 중심지 근처에 발전소를 건설할 수 없는 경우도 있습니다.

따라서 대신 외부에 위치한 발전소를 사용하고, 이를 긴 송전선과 배전 시스템을 통해 부하 중심지로 전송합니다.

발전소에서 소비자까지 효율적이고 안정적으로 전기를 공급하기 위한 전체적인 배열을 전력 시스템이라고 합니다.

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