3상 전력P=√3EIcosθ 높은 전력을 확보하기 위해서는 전류 또는 전압을 크게 하거나 역률을 좋게 유지하는것이 필요하다
역률을 좋게 하는 경우 최대 100%로 한계가 있다
전압을 높이는 경우는 절연재료, 지지애자 가격상승, 차단기, 변압기 등의 절연계급 상승이 필요하다
배전전압 결정 3요소
1)도체비용(M)
\[M=\alpha\beta I l=\alpha\beta(\frac{P}{\sqrt{3}E\cos\theta})l\]
P, cosθ ,l가 일정하면 M∝αβ/E········①
| 전압 | 가격[%] |
|---|---|
| 200[V] | 100 |
| 400[V] | 100 |
| 3[kV] | 110 |
| 6[kV] | 120 |
| 20[kV] | 200 |
| 70[kV] | 500 |
2)전력손실(WL)
\[W_L=I^2rl=(\frac{P}{\sqrt3 E\cos\theta})^2rl\]
P, cosθ ,r,l가 일정하면 WL∝1/E²········②
3)전압변동률
\[\epsilon=\frac{Il(r\cos\theta+x\sin\theta)}{E}\times100[\%]\]
\[=[\frac{P}{\sqrt3E\cos\theta}(r\cos\theta+x\sqrt{1-\cos^2\theta})\cdot\frac{l}{E}]\times100[\%]\]
P, cosθ ,l,P,x가 일정하면 ε∝1/E²········③
4)따라서
①②③ 에서 M∝αβ/E, WL∝1/E², ε∝1/E²임을 알 수 있다.
즉, 배전전압 E에 따라서 도체 비용, 전력손실, 전압변동이 변화하고 결정된다.
결론
- 전력손실, 전압변동률은 전압의 제곱에 반비례하므로 전압을 높이면 줄어들게 된다
- 도체비용은 전압에 반비례하나 α, β의 영향을 받는다
| α의 영향 | 전압이 변해도 가격변동계수(α)는 변하지 않는 영역이므로 선로의 길이가 길 때 배전전압을 높이는 것이 유리하다 |
| β의 영향 | 전선 사이즈에 따라 허용전류, 단면적은 비례하지 않는다. 도체가 가늘면 효율 증가, 굵으면 효율이 감소하므로 도체비용은 적정한 β값에 의해 결정되는 바, 경제적인 설계를 위해선 적정 β값이 필요하다 |
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