다음은 발송배전기술사 송전공학 문제 중 전력 Cable의 손실에 대한 설명입니다.

[문제] 전력 Cable의 손실에 대하여 설명하시오.(제84회 4교시)
[답]
1. 개요
· 전력 Cable의 손실에는 저항손, 연피손, 유전체손 등이 있다.
2. 저항손(PR)
1) 저항손은 Cable의 손실 중 가장 크다.
· PR=I2R=I2·ρlA=I2×158×100C×lA∝ρA
· ρ[Ω·cm] : 도체의 저항율(=1σ, σ[℧/cm] : 도체의 도전율) · l[m] : 도체의 길이 · A[㎟] : 도체의 단면적
· C(도전율) : Cu : 100[%] , 경동선 : 97[%] , Al 선 : 68[%]
2) 저항손 저감대책
· 저항손을 줄이기 위해서는 도전율이 좋고, 단면적이 큰 도체를 사용하여야 한다.
3. 연피손(PS)
1) 연피손의 정의
· 연피손이란 단심 Cable에 교류를 흘리면, 전자유도작용에 의해 연피(Sheath)에 전압이 유도되고 와전류가 흐르게
되어 발생하는 손실을 말한다.
2) Sheath 유기전압(VS)은
· VS=∑(jXmi·Ii)[V/km]
· Xmi[Ω/km] : 도체와 연피간 상호리액턴스
· Ii[A] : 도체에 흐르는 전류
3) 연피에 흐르는 와전류(IS)는
· IS=Ii·Xmi√X2mi+R2S[A] · RS : Sheath 저항
4) 연피손(PS)
· PS=VSIS=I2i·X2mi√X2mi+R2S[W/km]
5) 연피손 저감대책
(1) Sheath 유기전압(VS) 저감
· 편단접지 또는 Cross - Bond 접지시행
(2) Sheath 전류(IS) 저감
· Cable 연가, Sheath 절연
(3) 연피손은 연피의 저항율이 클 수록, 전류와 주파수가 작을 수록, 단선 Cable의 이격거리가 짧을수록 작은 값을
나타낸다.
4. 유전체손(Wd)
1) 유전체손의 정의
· 유전체손이란 전극간에 유전체(절연물)를 끼우고 교류전압을 인가했을 때, 발생하는 손실을 말한다.
2) 유전체의 등가회로도와 전류Vector도

3) ˙I=˙IR+j˙Ic
· ˙I[A] : 유전체에 흐르는 전류
· ˙IR[A] : 누설저항에 의한 손실전류
· j˙Ic[A] : 정전용량(C)에 의한 충전전류
4) 단심 Cable의 유전체손실(Wd)
· Wd=˙E˙IR[W]=˙E˙Icosθ=˙E˙Isinδ ≒ ˙E˙Itanδ=ωCE2tanδ=2πfCE2tanδ
· (\delta ≒ 0 → sin \delta ≒ tan \delta, I_{R} ≒ 0 → I ≒ I_{c}= \frac{E}{ \frac{1}{ \omega C} } = \omega CE)
· \dot{ I_{R} } 이 적을수록 절연성 우수
5) 3심 Cable 의 경우 유전체손(W_{d})은
(1) W_{d} = 3 \omega C E^{2} tan \delta = \omega C V^{2} tan \delta · V : 선간 전압
(2) 유전체손과 tan \delta는 비례함을 알 수 있다.
6) 유전체손은 전압, 온도 및 주파수에 따라 다르며 전연물의 불량 및 열화의 유·무를 판정할 수 있다.
오늘은 발송배전기술사 송전공학 문제로 나올 법한 전력 Cable의 손실에 대하여 알아 보았습니다.
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