전력 송전 시스템이란 무엇인가요?
전력 송전 시스템이란?
전력 송전 시스템 정의
전력 송전 시스템은 발전소에서 전력을 소비하는 부하 중심으로 전송합니다.
전기 전력 송전 시스템은 발전원에서 다양한 부하 중심(즉, 전력이 사용되는 곳)으로 전력을 전송하는 수단입니다. 발전소는 전기를 생산하지만, 이러한 발전소는 전력이 주로 소비되는 곳(즉, 부하 중심)에 위치해 있지 않을 수 있습니다.
거리가 발전소 위치 선택의 유일한 요인은 아닙니다. 종종 발전소는 전력이 사용되는 곳과 멀리 떨어져 있습니다. 고밀도 지역에서 더 먼 땅은 저렴하며, 소음이나 오염을 일으키는 발전소는 주거 지역에서 멀리 떨어져 있는 것이 좋습니다. 이것이 전력 송전 시스템이 필수적인 이유입니다.
전기 공급 시스템은 열발전소와 같은 발전원에서 소비자에게 전력을 제공합니다. 전력 송전 시스템은 단거리 송전선, 중거리 송전선, 장거리 송전선을 포함하여 전력 분배 시스템으로 전력을 이동시킵니다. 이러한 시스템은 가정과 기업에 전기를 공급합니다.
교류 대 직류 송전
기본적으로 전기 에너지를 송전할 수 있는 두 가지 시스템이 있습니다:
고압 직류 전기 송전 시스템.
고압 교류 전기 송전 시스템.
직류 송전 시스템의 장점
직류 송전 시스템에는 두 개의 도체만 필요합니다. 지구를 시스템의 회로 경로로 사용하면 하나의 도체만으로도 가능합니다.
직류 송전 시스템의 절연체에 가해지는 전위 스트레스는 동등한 전압의 교류 송전 시스템의 약 70%입니다. 따라서 직류 송전 시스템은 절연 비용이 줄어듭니다.
직류 시스템에서는 인덕턴스, 커패시턴스, 위상 이동 및 서지 문제를 제거할 수 있습니다.
교류 송전 시스템의 단점
교류 시스템에서는 직류 시스템보다 훨씬 많은 양의 도체가 필요합니다.
라인의 반응성은 전력 송전 시스템의 전압 조절에 영향을 미칩니다.
피부 효과와 근접 효과는 교류 시스템에서만 발생합니다.
교류 송전 시스템은 직류 송전 시스템보다 코로나 방전에 더 취약합니다.
교류 전기 전력 송전 네트워크의 건설은 직류 시스템보다 복잡합니다.
두 개 이상의 송전선을 연결하기 전에 적절한 동기화가 필요하며, 직류 송전 시스템에서는 이를 완전히 생략할 수 있습니다.
교류 송전 시스템의 장점
교류 전압은 쉽게 상승하거나 하락시킬 수 있으며, 이는 직류 송전 시스템에서는 불가능합니다.
교류 변전소의 유지 관리는 직류보다 쉽고 경제적입니다.
교류 전기 변전소에서의 전력 변환은 직류 시스템의 모터-발전기 세트보다 훨씬 쉽습니다.
교류 송전 시스템의 단점
교류 시스템에서는 직류 시스템보다 훨씬 많은 양의 도체가 필요합니다.
라인의 반응성은 전력 송전 시스템의 전압 조절에 영향을 미칩니다.
피부 효과와 근접 효과는 교류 시스템에서만 발생합니다.
교류 송전 시스템은 직류 송전 시스템보다 코로나 방전에 더 취약합니다.
교류 전기 전력 송전 네트워크의 건설은 직류 시스템보다 복잡합니다.
두 개 이상의 송전선을 연결하기 전에 적절한 동기화가 필요하며, 직류 송전 시스템에서는 이를 완전히 생략할 수 있습니다.
발전소 건설
발전소 건설 계획 시 다음 요소들을 고려하여 경제적인 전력 생산을 위해 다음과 같은 요소들을 고려해야 합니다.
열발전소에 대한 물의 용이한 접근성.
발전소와 그 직원 마을을 건설하기 위한 땅의 용이한 접근성.
수력 발전소의 경우, 강에 댐이 있어야 합니다. 따라서 댐 건설이 가장 효율적인 방식으로 이루어질 수 있는 적절한 장소를 선택해야 합니다.
열발전소의 경우, 연료의 용이한 접근성이 가장 중요한 고려 사항 중 하나입니다.
발전소의 물품 및 직원을 위한 좋은 통신도 고려되어야 합니다.
터빈, 발전기 등의 매우 큰 부품을 운송하기 위해 넓은 도로, 철도 통신, 그리고 깊고 넓은 강이 발전소 근처를 지나야 합니다.
원자력 발전소의 경우, 원자력 반응으로 인해 일반 사람들의 건강에 영향을 미치지 않는 거리에 위치해야 합니다.
고려해야 할 다른 많은 요소들도 있지만, 우리의 논의 범위를 벗어납니다. 위에 나열된 모든 요소들은 부하 중심에서 쉽게 이용할 수 없습니다. 발전소 또는 발전소는 모든 시설이 쉽게 이용될 수 있는 곳에 위치해야 합니다. 이 장소는 반드시 부하 중심에 있을 필요는 없습니다. 앞서 언급했듯이, 발전소에서 생성된 전력은 전력 송전 시스템을 통해 부하 중심으로 전송됩니다.
발전소에서 생성된 전력은 낮은 전압 수준이며, 낮은 전압 수준의 전력 생산은 경제적 가치가 있습니다. 낮은 전압 수준의 전력 생산은 높은 전압 수준의 전력 생산보다 경제적(즉, 비용이 낮음)입니다. 낮은 전압 수준에서는 발전기의 무게와 절연이 적어지므로, 이는 직접적으로 발전기의 비용과 크기를 줄입니다. 그러나 이 낮은 전압 수준의 전력은 소비자 끝으로 직접 전송할 수 없습니다. 낮은 전압 수준의 전력 전송은 전혀 경제적이지 않기 때문입니다. 따라서 낮은 전압 수준의 전력 생산은 경제적이지만, 낮은 전압 수준의 전기 전력 전송은 경제적이지 않습니다.
전기 전력은 시스템의 전류와 전압의 곱에 비례합니다. 따라서 한 곳에서 다른 곳으로 특정 전기 전력을 전송할 때, 전력의 전압을 높이면 해당 전력의 관련 전류가 감소합니다. 전류가 줄어들면 시스템의 I2R 손실이 줄어들고, 도체의 단면적이 줄어들면 자본 투자가 줄어듭니다. 또한 전류가 감소하면 전력 송전 시스템의 전압 조절이 개선되고, 전압 조절이 개선되면 품질 좋은 전력을 의미합니다. 이러한 세 가지 이유로 전기 전력은 주로 높은 전압 수준으로 전송됩니다.
또한 분배 단계에서는 전송된 전력을 효율적으로 분배하기 위해, 원하는 낮은 전압 수준으로 낮추어집니다.
따라서 전기 전력은 먼저 낮은 전압 수준에서 생성되고, 전기 에너지의 효율적인 전송을 위해 높은 전압으로 올려집니다. 마지막으로, 전기 에너지 또는 전력을 다양한 소비자에게 분배하기 위해, 원하는 낮은 전압 수준으로 낮추어집니다.
