▣ 송배전 선로에서는 저항 (R), 인덕턴스(L), 정전용량(C), 누설컨덕턴스(G)의
4가지 정수로 이루어진 연속된 전기회로이며, 이 4가지 정수를 선로정수라고 한다.
※ 선로정수는 선로의 성능에 영향을 주는 주요요소로서 당연히 저항과 인덕턴스,
정전용량, 누설컨덕턴스 등으로 구성된다.
※ 송전선는 장거리에 펼쳐저 있고 전압이 매우 높아 송전선에 영향을 미치는 것은
대부분 인덕턴스와 정전용량이며 저항과 누설컨덕턴스는 인덕턴스와 정전용량에
비해 매우 작으므로 무시할 수 있는 정도이다.
① 송배전 선로의 전압강하, 수전전력, 송전손실, 안정도 계산 등에 선로정수가 사용된다.
② 선로정수는 전선의 굵기, 종류, 배치에 의해 결정된다.
③ 송전전압, 전류, 역률 등의 영향을 받지 않는다.
1. 선로(전선)의 저항
▣ 전선에 저항에 영향을 미치는 것은 세가지이다.
첫째는 고유저항이다. 전선의 재질에 따라 원자배치가 균일하게 배치되어 전류의 흐름인 전자가
상호 충돌 없이 잘 이동하는 재질에 따른 저항의 정도인 고유저항이 저항에 영향을 미치게 된다.
둘째와 세째는 전선의 형태에 따라 저항에 영향을 미치게 되는 전선의 길이가 길면 저항은 커지고
전선의 길이가 짧으면 저항은 작아진다. 또한 전선의 단면적이 굵으면 저항이 작아지고 단면적이
작으면 저항은 커진다. 따라서 저항은 전선의 길이에 비례하고 전선의 단면적에 반비례한다.
⊙ 경동선 : ρ = 1/55 [Ω·㎟/m]
⊙ 연동선 : ρ = 1/58 [Ω·㎟/m]
⊙ AL선 : ρ = 1/35 [Ω·㎟/m]
2. 인덕턴스(L)
인덕턴스는 비례상수이다.
이 말의 의미는 인덕턴스는 자속과 전류와의 관계를 나타내는 상수라는 말이다.
▣ 인덕턴스 : 자속의 발생정도를 나타내는 상수
전선에 전류(I)가 흘렀을 때 그 주변에 자속(φ)이 얼마나 발생되었는가를
나타내는 비례 상수이다.
인덕턴스가 크다는 말은 같은 전류가 전선에 흐르더라도 더 많은 양의
자기장(자속)을 발생시킨다는 것을 의미한다.
▣ 전자기학에서 나오는 Nφ = LI 라는 식이 있다. 여기서 N은 회전수 이므로 제외를 하면
Nφ = LI 라는 식이 된다. 이것을 L으로 정리를 하면 L = φ/I 가 된다.
따라서 인덕턴스 L은 전류 I에 반비례하고 자속(φ)에 비례한다고 할 수 있다.
따라서 코일을 많이 감으면 리엑턴스가 많아진다.
코일을 많이 감으면 인덕턴스가 동일한 전선을 여러겹으로
설치한 것과 마찬가지이므로 리액턴스가 많이 발생하게 된다.
또한 코일은 자속을 일정한 방향으로 발생시키는 역할도 하므로
일정한 자속이 필요할 때 쓰이는 전자석을 만들 때 사용한다.
인덕턴스가 크다는 것은 전선에 전류가 흘렀을 때
그 주변에 자속이 많이 발생한다.
▣ 인덕턴스(L)을 가지도록 만든 소자 : 리엑터(L) ⇒ 철심 + 코일
인덕턴스를 가지도록 만드는 소자로는 먼저 리액턴스를 많이 발생하도록 하는
코일이 필요하고 발생한 자속이 잘 흐르도록 하는 자속의 통로인 철심이 필요하다.
3. 전자유도에 관한 법칙
1) 페러데이법칙
⊙ 전자유도에 의하여 발생된 기전력의 크기 법칙으로 코일내부에서
자속의 변화가 생기면 자속의 변화에 비례하여 기전력이 발생한다.
2) 렌쯔의 법칙 : 전자유도에 의한 기전력의 방향에 관한 법칙
▣ 전자유도에 의한 기전력은 자속의 변화를 방해(-)하는 방향으로
발생한다.
① 자속의 변화
② 비례하여 기전력 발생(페러데이)
③ 코일의 감은 권수를 N배로 하면 기전력도 N배로 증가한다.
④ 자속의 변화를 방해하는 방향으로 기전력 발생(렌쯔법칙)
4. 표피효과 및 리액턴스
▣ 표피효과 : 전류가 전선의 바깥쪽으로 흐르려는 현상
※ 표피효과가 발생하는 이유로는 전선에 전류가 흐르게 되면 전류의 흐름을
방해하는 방향으로 자속이 발생하게 되는데 전선을 기준으로 보았을 때
전선의 중심에는 전류를 방해하는 자속이 밀집하게 되고 상대적으로 전선의
바깥 쪽은 전류의 흐름을 방해하는 자속의 밀도가 낮으므로 전류는 전선의
바깥으로 흐르려고 하는 것이다.
▣ 표피효과 방지 대책
⊙ 중공연선이나 ACSR(강심알루미늄연선)를 쓴다.
▣ 침투깊이
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