1. 전력계통 및 전기설비
ㅇ 전력 계통 (Power System)
- 전기 에너지의 생산,수송,유통,소비를 유기적으로 결합된 하나의 시스템으로 보는 것
- (전기사업법 상의 정의)
. 전기의 원활한 흐름과 품질유지를 위하여 전기의 흐름을 통제·관리하는 체제
ㅇ 전기 설비 (Electric Equipment)
- 전력계통을 운용,사용하는데 필요한 제반 설비
- (전기사업법 상의 정의)
. 발전,송전,변전,배전 또는 전기사용을 위하여 설치하는 기계,기구,댐,수로,
저수지,전선로,보안통신선로 및 그 밖의 설비
. `댐건설 및 주변지역지원 등에 관한 법률`에 따라 건설되는 댐,저수지와 선박,
차량 또는 항공기에 설치되는 것과 그 밖에 대통령령으로 정하는 것은 제외
2. 전력계통의 설비 구분
ㅇ 발전 설비 : 전력 생산 (발전소 : Power Plant)
- 수력 발전설비(댐,수로,저수지),화력 발전설비,원자력 발전설비,가스 터빈 발전설비 등
. 발전 전압 : 6.6 ~ 24 (11, 22 등) [kV] (수만 볼트)
. 송전 전압 : 발전소 근방 변전소에서 154, 345, 765 [kV]로 승압하여 송전 (수십만 볼트)
* 전력 수송에 따른, 저항손을 작게 하려면,
. 전압을 높게 하여, 전류를 작게 가져가는 수 밖에 없음
. 다만, 전압이 높을수록, 전선로를 통한 수송 전력을 증대시킬 수 있으나,
. 그만큼, 계통 기기의 절연 내력을 높여야 하므로, 어느 이상에서는 비 경제적임
* 우리나라 발전 회사 : 발전 부분이 6개의 발전 회사로 분리됨
. 한국수력원자력(주), 한국남동발전(주), 한국중부발전(주), 한국서부발전(주),
한국남부발전(주), 한국동서발전(주)
ㅇ 수송 설비 : 전력의 효율적 수송
- 송전 계통 (Electric Power Transmission System)
. 송전 : 원거리 발전소에서 수용가 중심지(배전용 변전소)로 장거리 대용량 전력을 수송
.. 발전 후 승압된 특별고압 이상의 154,345,765 [kV]을 철탑 등으로 수송
- 변전 계통 (Substation System) : 전압의 변환
. 발전소 인근 변전소 전압 : 6.6~24 → 154,345,765 [kV]
. 수용가 인근 변전소 전압 : 154,345,765 → 22.9 [kV]
- 배전 계통 (Electric Power Distribution System) : 22.9 [kV]
. 배전용 변전소에서 전기수용설비에 분산 배분되는 전선로 및 관련 설비
ㅇ 수용 설비 : 전력 소비
- 산업용, 업무용, 주거용, 자가용 소비 설비
. 주상 변압기 22.9 [kV] → 단상 220 또는 3상 380 [V]
ㅇ 운용 설비 : 전력 계통의 유기적인 결합, 계통 관리, 운용 등
3. 전력계통 수송 방식
ㅇ 직류 방식
- 역사적으로 초기 실용화
- 장점 : 송전 효율 좋음, 무효전력,표피효과 없음, 절연 용이, 주파수 변환 용이,
계통의 안정도 좋음 등
. 발전소로부터 대 전력을 고압 직류 전압으로, 장거리 대용량 송전시 비용면에서 유리
- 단점 : 승압,강압 (전압 변성) 어려움, 직류 전류 차단 곤란 등
ㅇ 교류 방식
- 오늘날 대부분의 전력계통에 사용되는 방식
- 낮은 전력 손실
. 낮은 교류 전압으로 발전된 전력을,
. 변압기를 사용하여, 높은 전압으로 승압 송전시켜, 전력 손실의 감소 도모
- 교류의 송배전은 3상식 방식이 기본임
. 송전선로 : 3상 3선식
. 배전선로 : 3상 4선식, 단상 3선식, 단상 2선식
- 장점
. 전압 변성(승압,강압) 용이
. 회전자계 쉽게 얻을 수 있음
. 운용의 합리화 등
.. 전등,전동기 등 대부분의 부하가 교류 방식임
- 단점
. 유도 장해 큼, 계통의 안정도 나쁨 등
4. [참고사항]
ㅇ 송전 손실 : 전선로에 흐르는 전류의 제곱에 비례
ㅇ 전력 계통 상의 주파수 : 주파수가 일정함
- 우리나라 : 60 Hz
- 일본 : 서일본 60 Hz, 동일본 50 Hz (중간에 주파수 변환 설비 있음)