⚡ 전기기사 전력공학 이론: 03-04 송전용량

전기기사 시험 완벽 대비: 송전용량 마스터 가이드

📚 목차

1. 송전용량의 기본 개념
2. 송전용량 결정요소
3. 송전용량 계산법
4. 안정도와 송전용량
5. 실전 문제 풀이
6. 자주 묻는 질문(Q&A)

1. 송전용량의 기본 개념

1.1 송전용량이란? 🤔

송전용량은 송전선로를 통해 전송할 수 있는 전력의 최대값을 의미합니다. 이는 전력계통의 안정적 운영과 효율적인 전력 공급을 위한 핵심 요소입니다.

1.2 송전선로의 등가회로

아래 그림은 송전선로의 기본적인 등가회로를 보여줍니다:

2. 송전용량 결정요소

2.1 물리적 제한요소

1. 열용량 제한
   • 도체의 허용전류
   • 온도상승 한계
   • 이도(弛度) 제한
2. 전압강하 제한
   • 수전단 전압변동
   • 전압안정도 유지
   • 역률 영향
3. 안정도 제한
   • 정태안정도
   • 과도안정도
   • 동태안정도

2.2 송전전력 방정식

P = (Vs×Vr×sinδ)/X
여기서,
P: 송전전력
Vs: 송전단 전압
Vr: 수전단 전압
X: 선로 리액턴스
δ: 송전각

3. 송전용량 계산법

3.1 기본 공식

1. 최대 송전전력
2. Pmax = (Vs×Vr)/X
3. 열용량 제한
4. I = √(P² + Q²)/V
5. 전압강하율
6. ΔV = IR×cosθ + IX×sinθ

3.2 송전전력과 송전각의 관계

다음 그래프는 송전각에 따른 송전전력의 변화를 보여줍니다:

4. 안정도와 송전용량

4.1 정태안정도

• 정상상태에서의 안정한 운전 가능 영역
• 일반적으로 송전각 90° 이내
• 실제 운전은 30-45° 이내 권장

4.2 과도안정도

• 고장 발생 시의 안정도
• 등면적 판별법 적용
• 임계고장제거시간 고려

5. 실전 문제 풀이

5.1 기출문제 분석

📝 2023년 기출문제

문제: 송전선로의 리액턴스가 0.5Ω이고, 송수전단 전압이 각각 
154kV, 150kV일 때, 최대 송전전력은?

① 46.2MW
② 48.5MW
③ 52.4MW
④ 56.8MW

해설:
Pmax = (Vs×Vr)/X 공식 적용
Pmax = (154,000×150,000)/(0.5×1000²)
= 46.2MW

정답: ① 46.2MW

6. 자주 묻는 질문(Q&A)

Q1: 송전용량을 제한하는 가장 중요한 요소는 무엇인가요?

A: 송전용량은 다음 세 가지 요소에 의해 주로 제한됩니다:

1. 열용량 제한 (단거리 송전)
2. 전압강하 제한 (중거리 송전)
3. 안정도 제한 (장거리 송전)
   송전거리에 따라 주된 제한 요소가 달라집니다.

Q2: 송전선로의 전압을 2배로 올리면 송전용량은 어떻게 되나요?

A: 송전용량은 전압의 제곱에 비례하여 증가합니다.

• 전압을 2배로 올리면 송전용량은 4배로 증가
• 이는 P = V²/Z 관계에 의한 것
• 단, 절연 및 기계적 강도 보강 필요

Q3: 안정도 향상을 위한 방법에는 어떤 것들이 있나요?

A: 주요 안정도 향상 방법은 다음과 같습니다:

1. 직렬 커패시터 보상
2. 고속도 차단기 사용
3. 제동권선 설치
4. AVR 설치
5. PSS(Power System Stabilizer) 적용

Q4: 송전손실을 줄이는 방법은 무엇인가요?

A: 송전손실 저감을 위한 주요 방법들:

1. 송전전압 상승
2. 도체 굵기 증가
3. 복도체 사용
4. 역률 개선
5. 분류점 최적화

💡 마무리

핵심 정리

1. 송전용량의 3대 제한요소 이해
2. 송전전력 방정식 완벽 숙지
3. 안정도 개념 확실히 파악
4. 계산문제 연습 필수

시험 준비 팁

1. 📚 공식 암기 및 단위 주의
2. 💻 계산기 사용법 숙지
3. ✍️ 도표 이해 및 활용
4. 📝 기출문제 반복 연습