직류 송전방식과 교류 송전방식의 비교


직류 송전방식과 교류 송전방식의 비교

http://ftz.kr/2021/02/2802/

직류송전방식

1)장점

  • 절연계급을 낮출 수 있다
  • 송전효율이 좋다
  • 안정도가 좋다
  • 유도장해가 작다
  • 전압, 주파수가 다른 두 종류 계통을 연계할 수 있다

2)단점

  • 교류에서와 같이 전류의 영점이 없음을 직류전류의 차단이 곤란하다
  • 일단 전류로 변환된 후에는 승압 및 강압이 곤란하다
  • 인버터, 컨버터 등 교직변환장치들의 신뢰성과 보수가 문제가 된다
  • 교직변환장치에서 발생하는 고조파를 제거하는 설비가 필요하다
  • 변환장치는 유효전력의 50~60% 정도의 무효전력을 소비하므로 이를 공급하기 위한 무효전력 보상 설비비가 비싸다

교류 송전방식

1) 장점

  • 변압기로 손쉽게 전압의 승압과 강압이 가능하다.
  • 3상 교류전력으로 회전자계를 쉽게 얻을 수 있다.
    • 부하설비의 70%가 유도전동기 부하로 회전자계를 이용하여 운전한다.
  • 전류 0점이 존재하므로 사고전류 차단이 용이하다.
  • 계통의 합리적, 경제적 운용, 일관된 운영이 가능하다.
    • 발전에서 배전까지 전 과정을 통일

(2) 단점

  • 송전 손실이 크다 → 무효전력, 표피효과, 유전체손(케이블) 손실 크다.
\[\delta=\frac{1}{\sqrt{\pi\sigma f\mu\delta}}\]

δ:침투깊이,σ:도전율,μ:유전율

\[W_d=ω_cE_2\tanδWd=ω_cE_2\tan⁡δ\]

단심케이블의유전체손실

  • 인근 통신선에 유도장해가 크다.
    • 1선 지락 고장에 의한 기유도 전류(I0: 영상전류)의 영향이 큼
  • 페란티 현상, 발전기의 자기여자 현상 등의 이상상태가 발생한다.
  • 직류방식에 비해 계통 안정도가 저하됨
  • 주파수가 다른 계통의 비동기 연계가 불가능하다.
  • 송전전력의 한계가 아래식에 의해 제한된다.
\[P=V_sV_rX\sinδP=V_sV_rX\sin⁡δ\]

결론

이상의 장단점으로 볼때 직류송전방식은 500~700[km]이상의 장거리 대전력 수송, 해저케이블, 계통간의 비동기 연계 또는 주파수가 서로 다른 두 계통의 연계 등에 유리하고 그외의 경우에는 교류방식이 유리함음 알수 있다.

배전방식

저압옥내배선방식
직류송전방식과 교류송전방식의 비교


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