19. 지중 전선로의 계통 구성 방식

3. 지중 송전 선로

3.2 지중 선로의 전기 방식과 계통 구성

 

 

 지중선은 가공선에 비해 일반적으로 사고 발생 빈도가 적은 편이지만 일단 사고가 발생하면 복구에 상당한 시간이 소요되는 경우가 많다. 따라서 계통 구성은 공급 신뢰도를 높이고 유지보수 및 관리가 용이하고 경제적이 되게끔 유의하여야 한다.

 일반적으로 지중선은 특수한 지역에서만 가공선의 일부를 대신하는 것으로서 사용되지만 대도시에서는 지중선만으로 계통구성이 이루어지는 경우가 많다. 지중 송전 계통의 구성 방법으로는 유닛식, 루프식, 방사식, 수지식 등이 있다.

 

 

(1) 유닛(Unit)식

 유닛 방식은 그림 3.1(b)에 나타낸 바와 같이 변압기 고압 측 차단기 및 모선을 생략하여 선로와 변압기를 직접 또는 개폐기를 통하여 접속하는 방식으로 다단자식이라고 부르기도 한다. 이 방식은 변전소의 소요면적을 대폭 줄일 수 있어 건설비가 저감 되고 용지 확보가 비교적 용이하다는 장점이 있다.

 유닛 방식 계통에서는 송전선 또는 부하 측 변압기에 사고가 발생할 경우 전원 측과 변압기 2차 측 차단기가 동작해서 사고 부분을 분리하게 된다.

 따라서 변전소 운전율은 변압기 1대가 정지되어도 부하 공급에 지장이 없도록 여유를 두어야 한다. (도심부 중요 변전소에서는 양측에 전원 변전소가 연결되도록 구성한다.)

(2) 루프(Loop) 방식

 루프 방식은 그림 3.2와 같이 선로를 루프상으로 구성하는 것으로서 유닛 방식보다 복잡하지만 송전선에 사고가 발생하면 사고 구간 양측의 차단기가 동작해서, 사고를 자동으로 분리할 수 있다.

 이렇게 하면 사고에 의한 급전상의 지장을 극히 좁은 범위로 억제할 수 있다는 효과가 있고, 또 특고 수용가 근거리에 밀집해 있을 경우에는 설비의 합리화를 기할 수 있어서 경제적으로도 유리한 방식이다.

 이 형식은 이미 유럽이나 미국 같은 데 널리 보급되고 있는 형태인데 우리나라에서도 1970년대부터 서울 시내 중심부에 22 [kV] 케이블로 본격적인 환상 계통을 구성해서 좋은 운전 실적을 올리고 있다.

그림 3.2 루프 방식

(3) 방사상 방식

 이 방식은 그림 3.3에 나타낸 바와 같이 1차 변전소로부터 복수 장소의 2차 변전소(배전용 변전소) 내지 특고 수용가의 각각에 방사상으로 선로를 연결해서 전력을 공급하는 방식이다. 이 경우 각 변전소 내의 설비는 간단하게 되지만 지중 선로의 경과지가 각각 병도로 되기 때문에 공사비가 비싸게 될 뿐만 아니라 운용과 보수면에서도 어려운 점이 많다.

 이 방식은 고전압 지중 송전 계통에서 하나의 중요한 기본 형식으로 되어 있다. 우리나라에서 가장 많이 사용되는 방식이다.

 

그림 3.3 방사상 방식

(4) 수지상 방식 

 변전소로부터 인출된 비교적 큰 용량의 송전선(가공선의 경우가 많다.)으로부터 부하 분포에 따라 분기선을 연결, 인출하는 방법으로 선로 및 개폐기 등의 설비비가 적게 드나 사고 시 정전 범위가 넓어진다는 등 운용상의 결점이 있다.

 그러나 이방식에서는 부하의 증대에 따라 도중에 연결될 분기선이 늘어나서 계통은 점점 복잡해지고, 보호 방식도 그에 따라 더욱더 복잡해지기 때문에 현재에는 별로 사용되지 않는다.

 

그림 3.4 수지상 방식