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복도체(다도체) 방식의 특징

복도체(다도체) 방식의 특징

[75-1]
초고압 가공송전선에 있어서 합계 단면적이 같은 단도체 방식과 다도체 방 식을 비교하여 서술하시오.

[98-1]
초고압 가공송전선에 다도체를 사용하는 이유를 설명하시오.

복도체 방식의 필요성

1) 송전용량 증대

⦁고압화: 복도체를 등가반경을 증가시켜 전계를 감소로 고전압 송전

⦁대용량 전류: 표피효과의 저감시켜 실효저항의 감소로 대전류 송전

⦁전송전력은 선로의 임피던스에 의해서 제한되는데, 선로 임피던스를 저감

2) 전선의 지지물(철탑)의 부담의 감소

⦁동일한 송전용량 조건에서 단도체를 사용한 경우에 비해 복도체를 사용하면 무게부담을 현저하게 저감이 가능

3) 계통의 정태안정도 향상에 기여

⦁단도체 방식에 비해서 선로의 임피던스를 저감

\[P=\frac{V_sV_r}{X}\sin\delta\] \[P:전송전력, V_s:송전단전압, V_r:수전단전압\]\[ X:선로리액턴스, \delta :송수전단전압사이의상차각 \]

복도체 방식의 장점

1) 코로나 발생 저감

다도체 방식의 채용으로 전선의 등가 단면적을 증가시켜 전선 표면의 전계강도가 완화되어 코로나 임계전압이 증가한다. 이처럼 다도체 방식의 채용으로 코로나 발생의 저감시켜 코로나 잡음, 코로나 손실, 통신선 장해 등이 저감된다.

\[{E}_{0 }=24.3\times \left({m}_1m_2\delta \right)\times d\times {\log }_{10}\frac{D}{r_e}\ \left[kV\right]\]\[r_e=\sqrt[n]{r\cdot S^{n-1}}\]

코로나임계전압(E0, 21.1[kV/cm])
전선의 직경(d)
소도체의 반지름(r)
등가반지름(re)
등가 선간거리(D)
소도체간거리(S)

2) 허용 전류 증대

굵기가 가는 소도체를 여러 가닥 사용함으로써 표피효과에 의한 저항 증가가 작으므로 고전압의 큰 전류를 통전할 수 있다.

3) 전압강하의 감소

다도체 방식은 단도체 방시과 비교하여 인덕턴스가 20~30% 감소하고 정전용량이 20~30% 증가하여 선로 리액턴스의 감소로 전압강하가 감소된다.

\[L=\frac{0.05}{n}+0.4605\log_{10}\frac{D}{r_e}[mH/km]\] \[C=\frac{0.02413}{\log\frac{D}{r_e}}[\mu F/km]\]

4) 송전용량 증대 및 정태 안정도의 향상

단도체 방식에 비해 선로 리액턴스가 감소하므로 송전용량 증대 및 안정도가 향상된다.

복도체 방식의 단점

1) Galloping 발생

주로 복도체에서 발생하며, 착빙설에 의해 공기역학적 비대칭성이 되고, 강풍에 의해서 양력이 생기면 상하진동, 진폭이 큰 진동을 하기 때문에 단락사고의 원인이 된다.

2) 서브스판 진동

다도체 방식의 고유 진동현상으로, 후류중의 소도체가 공기역학적으로 불안정하게 되어 발생하는 자여진동현상으로 갤로핑과 동일한 대책이 필요하다.

3) 패란티의 원인으로 작용 가능성

복도체 방식은 정전용량이 증가하므로 경부하나 무부하시에 수전단 전압이 송전단 전압보다 커지는 패란티 현상의 원인이 되기도 한다.

4) 단락전류에 의한 기계적 손상

단락전류가 흐르는 경우 소도체간 흡인력의 발생으로 전선의 기계적인 손상 우려

5) 가선공사에 어려움

가선 공사시에 단도체 공사에 비해 특수한 공법이 적용된다.

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