강의노트 송전 선로의 길이에 따른 구분과 모델

송전선로는 그 길이가 상황에 따라 다양한 범위에 있습니다. 짧게는 수십$[\mathrm{km}]$에서 길게는 수백$[\mathrm{km}]$에 이르는 경우가 있습니다.

이때 한가지 모델만 정해서 사용하는 방법도 있겠으나, 길이에 따라 정확한 특성을 반영하면서도 간편히 해석할 수 있는 모델을 사용하는 것이 제일 좋다고 할 수 있습니다. 각 길이에 따른 모델링 방법에 대하여 알아 봅니다.

단거리 선로

통상 수십$[\mathrm{km}]$ 이내의 송전 선로는 누설 컨덕턴스와 정전 용량을 무시하고, 총길이에 해당하는 저항과 인덕턴스를 직렬 임피던스 요소로 적용한 집중 정수 회로로 모델링합니다. 현재 우리나라의 대부분의 송전 선로는 이 경우에 해당한다고 볼 수 있습니다.

중거리 선로

대략 $240[\mathrm{km}]$ 정도까지의 송전 선로는 누설 컨덕턴스는 무시할 수 있으나 정전 용량은 무시할 수 없습니다.

$\pi\,$형 등가 회로

다음 그림은 병렬 정전 용량을 선로의 양단에 배치하고 직렬 리액턴스는 선로의 중앙에 집중되어 있는 형태인 $\pi$형 등가 회로를 나타냅니다.

$\mathrm{T}\,$형 등가 회로

아래 그림은 병렬 정전 용량을 선로의 중앙에 집중시키고 직렬 리액턴스를 선로의 양단에 분산시킨 $\mathrm{T}$ 형 등가회로를 나타냅니다.

위의 2개의 등가 회로 중 적절한 것을 선택하여 해석에 이용합니다.

장거리 선로

대략 $240[\mathrm{km}]$ 이상의 선로는 분포성을 고려한 집중 정수 회로로 해석하거나, 분포 정수 회로로 해석합니다.

주의할 점

주의할 점은 위에서 언급한 기준은 절대적인 기준이 아니라는 것입니다. 해석 목적에 따라 혹은 원하는 허용 오차에 따라 목적에 부합되는 모델을 선정하는 것이 중요합니다.