4.4 정전 용량 4.4.1 정전 용량의 정의 4.4.2 왕복 2도선의 정전 용량 가우스의 법칙 선전하밀도 왕복 2도선의 배열.

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1 4.4 정전 용량 4.4.1 정전 용량의 정의 4.4.2 왕복 2도선의 정전 용량 가우스의 법칙 선전하밀도 왕복 2도선의 배열

2 전계의 세기 전위 V: 전계의 세기가 0인 무한 원점에서 임의의 점까지 1[C]을 이동하는데 필요한 일(W) 1C으로 놓고 임의의 점 r[m]까지 이동하는데 필요한 일로 계산한다.

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5 4.4.3 단선과 대지간의 정전 용량 직선상 도선의 대지 정전용량

6 4.4.4 송전선로의 정전 용량 1) 단상 2선식(1선당) C = Cs + 2Cm 1Φ이 분담하는 값 대지 

7 2) 3상 1회선 송전선로의 정전 용량 3상3선식 선로에서의 정전용량

8 상호정전용량 Cm의 △-Y 환산 * Cn = Cs + 3Cm 송전선로의 각상의 상접압이 평형되고 있는 경우에만 성립하는 관계식 각 상전압이 불평형일 경우 Y로 연결한 3Cm의 중성점 전압은 0이 되지 않기 때문에 Cs와 3Cm을 병렬로 합성해서 Cn(정전용량)을 만들 수 없다.

9 4.5 복도체 송전 선로의 선로 정수 복도체 사용상의 이점(다도체)
전선의 인덕턴스는 감소하고 정전용량은 증가해서 송전용량을 증대시킬 수 있다. 전선 표면의 전위경도가 저감되어서 코로나 개시전압이 높아지므로 코로나 손실을 줄일 수 있다. 안정도를 증대시킬 수 있다.

10 다도체 방식은 전선의 인덕턴스를 감소시킨다. 정전 용량은 커진다.

11 고유 송전 용량은 증가한다. 전위 경도가 감소한다. 코로나 임계전압이 높아진다. 안정도가 커진다.

12 4.6 전력 케이블의 선로 정수 4.6.1 선로정수(R, L, G, C) (1) 저항(R)
k2나 k3는 연선율로써 선이 감겨져 있기 때문에 지중 케이블에서는 펼치면 늘어 난다. R ≪ R (연선율 때문에) 가공 지중

13 C지중 = 30C가공 (2) 인덕턴스(지중) 지중에서 케이블의 인덕턴스는 D가 작기 때문에 가공선에 비해서 1/3정도 관계식
(3) 정전 용량(지중) r: 도체의 반지름 R: 연피의 안반지름(절연반지름 [m] εS: 비유전율(유침지 절연층일 경우 3.4~3.9) 지중 케이블은 가공 전선에 비해 인덕턴스가 작고 정전용량은 크다.  충전 전류가 커진다. C지중 = 30C가공

14 3심 벨트 케이블의 정전 용량 (지절연케이블) 3심벨트케이블의정전용량 b 그림에서 b 그림의 등가회로 ⇒

15 c 그림에서 c 그림의 등가회로 ⇒

16 4.7 송전 계통의 임피던스 Ω 4.7.1 옴 임피던스 Ω : 선로 1회선당 임피던스 및 어드미턴스
: 선로 1회선당 임피던스 및 어드미턴스 Ω 일반적으로 누설 콘덕턴스 g는 무시한다. Ω 옴(Ω) 임피던스의 집계

17 전압에 대해 환산하여야 하고 변압기 결선마다 환산하여야 하므로 옴(Ω)법을 사용할 수 없다.(복잡성)

18 4.7.2 % 임피던스 단위법(PU): 어떤 양을 나타내는데 그 절대량이 아니고 기준량에 대한 비로서 나타내는 방법.
퍼센트(%)법: 단위법을 100배 한 값으로 나타내는 방법. % 임피던스 변압기 임피던스

19 2차 측을 단락하고 1차에 저전압을 인가하여 전압을 서서히 높이면 I1, I2가 흐른다. 그때의 전압을 임피던스 전압이라 한다.

20 1차 측에서 본 임피던스와 2차 측에서 본 임피던스가 같음을 증명하시오.
(%임피던스 Z는 어떤 쪽에서 보아도 기준용량과 기준전압이 동일하다.)

21 4.7.3 옴 임피던스와 % 임피던스의 관계 %법이나 단위법을 사용할 때의 이점
값이 단위를 가지지 않는 무명수로 표시되므로 계산하는 도중에서 단위를 환산할 필요가 없다. 식 중의 정수 등이 생략되어서 식이 간단해진다. 기기용량의 대소에 관계없어 그 값이 일정한 범위 내에 들어가기 때문에 기억하기가 쉽다.

22 단락전류 Is (차단기 용량) 차단기 용량 Ps Pn: 기준용량

23 4.8 코로나(Corona) 4.8.1 초고압 송전과 코로나
: 전선 주변의 공기가 국부적으로 절연이 파괴되어서 낮은 소리나 엷은 빛을 내면서 방전하게 되는 현상 4.8.1 초고압 송전과 코로나 송전용량 증가  송전전압도 증가 유럽의 단계: 230~280(275)  400(380)  765(690) [kV] 미국의 단계: 230  345  500  700(735)  1,200 [kV] 한국: 1970년 154  345  765 [kV] 송전선로  송전전압을 높인다.  전선을 굵게 하지 않아도 된다.  많은 전력을 전송한다.

24 송전전압이 높아질 경우 문제점 전선주위에 전위경도가 커지기 때문에 코로나손, 코로나 잡음을 발생하기 쉽다. 변압기, 차단기, 단로기 등의 절연 레벨이 높아짐에 따라 기기가 비싸진다. 철탑 애자 등의 절연 레벨이 높아짐으로 선로건설비가 많이 든다. 태풍, 뇌해 및 염해 등의 대책이 요구된다. 파열 극한 전위경도: 기온, 기압의 표준상태에 있어서는 (20 ℃, 760 mmHg), 직류 30 [kV/cm], 교류 21 [kV/cm]의 전위경도를 가하면 절연이 파괴되는 것. 종 류 기중 코로나  위치: 전선 주위에서 발생 원인: 전선 표면 손상 옆면 코로나  위치: 애자 장치 주변 원인: 애자련 전압 분담 불평균 임계전압(E0): 전선 주변의 공기절연 상태 (코로나가 발생할 때 시작하는 최저 전압)

25 전위경도

26 동심 원통 전극 P점에서의 전계의 세기 A와 B간의 전위차 전하량(q) P점에서의 전위경도(x [m] 떨어진 지점) 최대 전위경도

27 1) P점에서의 전계의 세기 2) A와 B간의 전위차

28 3) 전하량(q) 4) P점에서의 전위경도(x [m] 떨어진 지점)

29 5) 최대 전위경도 에서

30 4.8.2 코로나 발생의 임계전압 반지름 r[m]인 전선 표면에 q(C/m)인 전하가 실렸을 때 전선 표면의 전위경도

31 온도가 높을 수록 또는 기압이 낮을 수록 상대공기밀도가 낮아져 섬락(flash over)가 일어나기 쉽다.
d=2r: 전선의 지름 [cm] m0: 전선의 표면상태에 의해서 정해지는 계수 m1: 일기에 관계하는 계수로서 공기의 절연내력의 저하도를 나타내고, 맑은 날은 1.0, 우천시(비, 눈, 안개 등)는 0.8 δ : 상대 공기의 밀도

32 4.8.3 코로나 장해 및 방지 대책 코로나 장해: 송전선로에 코로나가 발생하면 여러 가지 장해가 나타난다. 1) 코로나 손실 F.W. Peek는 3상 3선식 정3각형 배치의 송전선에서의 코로나 손실 계산식 E: 전선의 대지 전압 [kV] E0: 코로나 임계전압 [kV] 전선비를 절약하기 위해서 가는 전선을 사용하면 코로나가 발생해서 항상 코로나 손실을 발생한다. 그렇다고 굵은 전선을 사용하면 건설비가 비싸지므로 이 양자를 고려해서 경제적인 전선의 굵기를 결정한다.

33 2) 코로나 잡음 코로나방전의 일례 AC 21.1[kV/cm] DC 30 [kV/cm] 송전 선로 근방 라디오, 텔레비전 수신 반송 통신설비에 잡음방해를 준다. 3고조파가 대지로 흘러서 통신선에 유도장해를 준다.

34 3) 통신선의 유도 장해 4) 소호 리액터의 소호 능력 저하 5) 전선의 부식 촉진 (2) 코로나 방지 대책 굵은 전선을 사용한다. 복도체를 사용한다. 가선 금구를 사용한다. 중공 연선을 사용한다. 선간 거리 증대(비경제적)