[발송배전기술사] 가공전선의 굵기결정시 고려사항!

다음은 발송배전기술사 송전공학 문제 중 가공전선의 굵기결정시 고려사항에 대한 설명입니다.

개요, 허용전류, 기계적강도, 전압강하, 전력손실 및 코로나손, 내부식성, 경제성 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 가공전선의 굵기결정시 고려사항에 대하여 설명하시오.(제60회 1교시, 제115회 1교시)

[답] 

1. 개요

  · 가공전선의 굵기결정시 고려사항으로는 허용전류, 기계적강도, 전압강하, 전력손실 및 Corona손, 내부식성, 경제성

    등이 있다.

 

2. 허용전류(Allowable Current, Ampacity)

  1) 허용전류란 저항손에 의한 발열로 인해서 전선의 온도가 상승할 때, 그 최고허용온도에 대응하는 전류값을 말한다.

  2) 최고허용온도는 단시간 과부하에 대해서는 100[˚C], 장시간 연속부하는 90[˚C]로 한다. 단, 주위온도 40[˚C], 일사

      량이 0.1[W/sec], 풍속 0.5[m/sec] 기준

  3) 전선이 굵을수록 저항은 적어지고 따라서 온도상승도 적어지므로 허용전류는 커진다.

 

3. 기계적강도

  1) 가공전선은 여러가지 원인에 의한 전선의 진동으로 인한 단선사고가 발생되지 않도록 충분한 기계적강도를 가져야

      한다.

  2) 송전선으로 널리 사용되고 있는 ACSR의 경우, 연선 중심부에 강연선을 사용해서 기계적강도를 크게하고 있다.

 

4. 전압강하율 5[%] 이하유지

  1) 단거리 송전선로의 전압강하(e)

     · $e = V_{s} -V_{r}$ ≒ $\sqrt{3} I(Rcos \theta +Xsin \theta )$ ∝ R ∝ $ \frac{1}{A}$(∵$R =  \rho  \frac{l}{A}$)

  2) 전선의 단면적이 클수록 저항이 감소하여 전압강하는 줄어들며, 일반적으로 전압강하율이 5[%] 이하가 되도록

      전선의 굵기를 선정한다.

 

5. 전력손실율(Corona손 포함) 5[%] 이하유지

  1) 저항 R에 의한 손실 및 송전계통의 경우 특히 Corona손을 줄이기 위해서는 굵은전선을 사용해야 한다.

  2) 손실률도 보통 5[%]를 넘지 않도록 전선의 굵기를 선정한다.

 

6. 내부식성

   · 해안지대 또는 유해성가스를 배출하는 공장지대 등을 통과하는 경우에는 내부식성이 큰 전선을 사용할 필요가 있다.

 

7. 경제성

  1) $Kelvin's Law $에 의한 경제적인 전선(Al선)의 굵기 : $A=\sqrt{ \frac{N}{2.7 \times 35 \times MP } }· \frac{P[W]}{ \sqrt{3} V[V] cos \theta }  [mm ^{2}] $

       · N[원/kW·년] : 1년간 전력량 요금                             · M[원/kg] : 전선 1[kg]의 가격

       · P[원] : 1년간 이자와 상각비의 합계

  2) 즉, 경제적인 전선의 굵기는 전기요금과 비례하여 커진다.

 

 

오늘은 발송배전기술사 송전공학 문제로 나올 법한 가공전선의 굵기 결정시 고려사항에 대하여 알아 보았습니다.