22. 선로정수의 개요

4. 선로 정수와 코로나

4.1 선로 정수의 개요

 

선로정수

 지금까지에서 가공이건 지중이건 간에 전력을 멀리 떨어진 장소까지 수송하는 송전 선로의 형태라던가 실제로 이들이 사용하고 있는 철탑(지지물), 애자(절연체) 및 선로(전선 및 케이블) 등의 시설물로 살펴보았다.

 이 전선로가 전력을 보내는 요소로서 기능하는 이상, 이번에는 이것을 전기적인 특성을 갖는 일반 전기 회로에서의 구성 요소하는 측면에서 시섬을 바꾸어서 살펴보기로 한다.

 송배전 선로는 그림 4.1과 같이 저항 R, 인덕턴스 L, 정정용량(커패시턴스) C, 누설 컨덕턴스 g 라는 4개의 정수로 이루어진 연속된 전기 회로이다.

 송배전 선로의 전기적 특성, 예를 들면 전압 강하, 수전 전력, 송전 손실, 안정도 등을 계산하는 데에는 이 4개의 정수를 알아야만 한다. 이들 정수를 선로 정수라고 한다.

 곧 통상의 상태에서는 도체에는 반드시 저항이 있고, 도체에 전류가 흐르면 이것에 따라 자속이 생겨서 도체와 쇄교 하게 된다. 도체의 권수와 자속과의 곱을 자속 쇄교수라고 하는 데 이것이 변화하면 유기 기전력이 발생하게 된다. 이것은 전류 변화가 원인으로 된 것인데 이때 이 기전력과 전류의 시간적 변화 관계를 짓는 비례 정수로서 도체는 일정한 인덕턴스를 갖게 되는 것이다. 또, 도체와 도체 사이 또는 도체와 대지사이에는 정전용량이 존재한다.

그림 4.1

 이와 같은 선로 정수는 모든 전선로에 따라서 분포되고 있는 것이지만 짧은 송전 선로 또는 긴 송전 선로이더라도 개략 계산을 할 경우에는 계산을 간략화하기 위해서 선로 정수가 한 군데 또는 수군데 집중되어 있는 것으로 취급한다. 그러나, 장거리 송전 선로에 대해서 정밀한 계산을 할 경우에는 선로 정수가 전선로를 따라서 균일하게 분포하고 있는 이른바 분포 정수 회로로서 취급하지 않으면 안 된다.

 선로 정수는  전선의 종류, 크기 및 전선의 배치에 따라 정해지는 것으로서 원칙적으로는 송전 전압, 전류 또는 역률 등에 의해서 아무런 영향을 받지 않는다. 다만, 전류 밀도가 증대하면 발열에 의한 온도 상승 때문에 저항이 증대하거나 고전압 송전 선로에서 코로나가 발생하면 정전용량이 약간 증대하거나 누설 콘덕턴스가 커지는 경우가 있지만 이들은 아주 특수한 경우로서 이른바 특례로 취급되어야 할 것이다.