[발송배전기술사] 송전용량의 증대방안!

다음은 발송배전기술사 송전 공학 문제 중 송전용량의 증대방안에 대한 문제 풀이입니다.

송전용량의 정의, 가공송전선로 및 지중송전선로의 송전용량 증대방안, 신기술에 의한 송전용량 증대방안 등에 대하여 알아보겠습니다.

[문제] 송전용량의 증대방안에 대하여 설명하시오.(제86회 1교시)

[답]

  1. 송전용량의 정의

      송전용량이란 송전선로에 전력을 전송함에 있어, 경제적, 기술적인 측면에서 공급 가능한 최대전력을 말한다.

 

  2. 가공송전선로의 송전용량 증대방안

    1) 송전전압의 승압

      ˙ 345[kV] 송전대비 765[kV] 송전시 송전용량 4.7배 증가

          ˙ 765[kV]×2회선 송전용량 : 8.4[GW]          ˙ 345[kV]×2회선 송전용량 : 1.8[GW]

          ∴ 기존 154[kV], 345[kV] 송전선로를 전구간 승압하여 송전용량 증대 필요

    2) 복도체 사용

      ˙ 복도체 사용 시 리액턴스(X) 감소(L감소, C증대)로, 송전용량(P) 증대됨 $(P↑ = \frac{E · V}{X ↓ } sin \delta)$

    3) 신도체 방식 채용

      (1) 허용전류용량이 큰 신도체(TACSR, STACIR) 채용으로 송전용량 배가

      (2) 기존 ACSR → TACSR → STACIR 로 교체

도 체 종 류	상시사용 최고허용온도[ ˚C ]	단시간사용 최고허용온도 [ ˚C ]	ACSR대비 허용전류용량
ACSR(강심알루미늄 합금연선)	90	100	1
TACSR (내열강심알루미늄 합금연선)	150	170	1.5~1.6배
STACIR (초내열인바심 알루미늄합금연선)	210	240	2배

 

  3. 지중 Cable의 송전용량 증대방안

    1) 송전전압의 승압

    2) 허용전류용량 증대

      (1) 기존 Cable 도체 단면적 증대

      (2) Cable 냉각방식 개선

        ① CV Cable 수냉각방식

           ㉮ 관로 간접수냉식 : 냉각효과 미흡               

           ㉯ 관로 직접수냉식 : 냉각효과 가장 우수                                           

           ㉰ 동도 Through 내 간접수냉식

        ② Gas 냉각방식 : $SF_{6}$ Gas 이용

      (3) 절연체 재료개량

          ˙ 내열성능 향상, 유전체손 저감

      (4) 신형전력 Cable 개발

        ① 관로 기중 Cable(GIS형) : $SF_{6}$ Gas 충진

        ② 극저온 Cable : 절대온도 20~80K의 극저온으로 냉각시켜 도체저항을 낮추어 대전류를 흘림

        ③ 초전도 Cable : 초전도 재료(니옵, 니옵티탄 등) 사용 및 액체 헬륨(저온 초전도 냉매), 액체 질소(고온 초전도 

                                     냉매)를 사용하여 전기저항을 0[Ω]에 근접시킴

      ※ 고온 초전도체는 저온 초전도체에 비해 냉각효과가 약 50배 정도 이상되어, 고온 초전도체 Cable이 전력분야

          에 적용되고 있으며, 기존 154[kV] 송전선로의 송전용량 증대가 가능하다.

 

  4. 신기술에 의한 송전용량 증대방안

    1) FACTS

      (1) 전력계통의 제어범위 확대로 송전용량 증대

      (2) 신뢰도를 저하하지 않고 열용량 가까이 까지 송전용량 증대

      (3) 송전용량 $P = \frac{E · V}{X} sin \delta$ 에서 송전용량 증대 영역은 E, X

        ① 리액턴스(X) 조정 : TCSC의 직렬보상

        ② 모선전압(E) 제어 : STATCOM의 병렬보상

        ③ 기존 중요계통설비에 상기 설비를 대량설치하여 송전용량 증대

    2) HVDC

      (1) 무효전력, 표피효과, 리액턴스가 없어 송전효율이 좋다.

      (2) 안정도 제한이 없고, 송·수전단 독립운전이 가능하여 송전효율이 좋다.

구      분	1차 직류 송전(해남-제주간 HVDC)	2차 직류 연계(진도-서제주간 HVDC)
연 계 방 법	Bipolar 해수귀로방식	Double Monopolar 도체귀로방식
설 비 용 량 및 전 압	300[MW](150[MW]$\times$ 2pole)    $\pm$180[kV] DC	400[MW](200[MW]$\times$ 2pole)     $\pm$250[kV] DC
Cable	지절연 Solid 800[ $mm^{2}$ ] 101[km] $\times$ 2회선	지절연 Solid 800[ $mm^{2}$ ]  122[km] $\times$ 2회선

    3) HTO(고 다상 송전)

       ˙ 동일한 선로 대지전압에 대하여, 6상은 3상 2회선에 비해 선간전압이 $\frac{1}{ \sqrt{3} }$ 배로 낮고, 기존 송전시스템을 그대로

          활용하면서, 근본적인 전력수송을 증대시키는 방법이다.                                                                                                            

 

 

 

오늘은 발송배전기술사에서 나올법한 문제인 송전용량의 증대방안에 대해서 공부해보았습니다.