[발송배전기술사] Surge Impedance(특성 임피던스)!

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다음은 발송배전기술사 송전공학 문제 중 Surge Impedance에 대한 설명입니다.

Surge Impedance의 정의, Surge Impedance의 표현식, Surge Impedance 저감대책 순으로 서술하겠습니다.

1. Surge Impedance의 정의

1) Surge Impedance( = Impulse Impedance = 특성 임피던스)란 낙뢰 등의 Surge로 인한 급준파전류에 대한 순간

전위상승의 비를 한다.

2) $ \dot{ Z_{ \omega } } = \frac{진행파 전압(e)}{진행파 전류(i)} [ \Omega ] $ = Surge Impedance

2. Surge Impedance의 표현식

1) 전력계통에 발생하는 Surge성 전압에는 뇌 Surge 전압, 개폐 Surge 전압, 계통사고에 의한 Surge 전압 등이 있다.

2) 이러한 Surge 전압이 발생하면 선로상에 자유전하의 이동이 발생한다. 이와 같이 선로상을 이동하는 전하, 전위,

전류분포를 진행파라 한다.

3) 선로의 단위 길이당 인덕턴스를 L, 커패시턴스를 C로 하면 $\dot{ Z_{ \omega } }$와 $\dot{ v}$는 다음과 같은 식으로 나타낸다.

· $\dot{ Z_{ \omega } }= \sqrt{ \frac{L}{C} } [ \Omega ]$ · $\dot{ v }= \frac{1}{ \sqrt{LC} }[m/s]$

· $\dot{ Z_{ \omega } }$ : Surge Impedance · $\dot{ v }$ : 진행파의 전파속도

4) 가공선의 $ \dot{ Z_{ \omega } }= \sqrt{ \frac{L}{C} }= 138log _{10} \frac{2h}{ r_{e} } [ \Omega ]$

5) 지중선의 $ \dot{ Z_{ \omega } }= \sqrt{ \frac{L}{C} }= \frac{138}{ \sqrt{ \varepsilon _{s} } } log _{10} \frac{R}{ r } [ \Omega ]$

6) 가공선 단도체의 경우 $\dot{ Z_{ \omega } } $는 보통 300~500[Ω] 정도이다.

7) $\dot{ Z_{ \omega } }$를 더 정확히 산출할 필요가 있을 때는 수전단을 개방, 단락시키는 무부하 시험, 단락 시험을 통하여 구한 무부하

어드미턴스($\dot{ Y_{so} }$)와 단락 임피던스($\dot{ Z_{ss} }$)로 $\dot{ Z_{ \omega } }$와 $\dot{ v }$를 산출할 수 있다.

3. Surge Impedance 저감대책

1) 가공선

(1) 전선의 높이를 허용 범위내에서 낮게 가설한다.

(2) 전선의 등가반경($r_{e} = \sqrt[n]{r \, S^{n-1} }$)을 크게 한다.

2) 지중 Cable

(1) Cable의 도체 중심으로 부터 연피까지의 반지름을 작게 한다.(R ↓)

(2) 전선의 반경을 굵게 한다.(r ↑)

(3) Cable 절연물의 유전율을 크게 한다.($ \varepsilon _{s} ↑$)

오늘은 발송배전기술사 송전공학 문제로 나올 법한 Surge Impedance에 대하여 알아 보았습니다.

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