연가(Transposition)의 목적¶

학습 정보

과목 전력공학 · 유형 암기 · 난이도 중급 · 숙련도 미학습

3상 송전선의 세 가닥은 철탑에 서로 다른 높이·위치로 걸린다. 그러면 각 상이 다른 상과 떨어진 거리가 서로 달라지고, 앞서 본 선로정수 식이 \(\log(D/r)\) 에 의존하므로 상마다 인덕턴스와 정전용량이 달라진다. 연가는 이 불평형을 없애는 방법이다.

방법¶

전 선로를 3등분하고, 구간이 바뀔 때마다 세 상의 위치를 한 칸씩 돌린다. 한 바퀴 돌면 각 상이 세 위치를 똑같이 한 번씩 거치게 된다.

전 구간을 합쳐 보면 세 상의 평균 선간 거리가 같아진다. 이때의 등가 선간 거리는 세 거리의 기하평균이다.

\[ D_e = \sqrt[3]{D_{ab}D_{bc}D_{ca}} \]

앞서 인덕턴스·정전용량 식에 넣는 \(D\) 가 바로 이 값이다. 연가를 전제로 한 식이라는 뜻이다.

가장 직접적인 목적이다. 각 상의 인덕턴스와 정전용량이 같아지므로 3상 전압·전류가 평형을 이룬다. 불평형이면 중성점에 전위가 생기고 기기에 무리가 간다.

선로정수가 불평형이면 세 상의 전류 합이 0이 되지 않고 영상분 전류가 남는다. 이 영상분이 부근 통신선에 전자유도·정전유도 장해를 일으킨다. 연가로 평형을 맞추면 영상분이 줄어 장해가 감소한다.

선로의 \(L\) 과 \(C\) 가 특정 조건에서 직렬공진을 일으키면 이상전압이 발생한다. 연가로 정수를 고르게 하면 이 위험이 줄어든다.

연가는 전선을 더 쓰지도, 전압을 바꾸지도 않고, 단지 위치를 돌려놓는 것만으로 세 가지 문제를 한꺼번에 해결한다. 구조적 대칭을 만들어 문제를 없애는 방식이라, 비용 대비 효과가 큰 대표적인 기법이다.

세 가지 목적은 평형 → 유도장해 → 공진 순서로, "평형을 맞추니 나머지 둘이 따라온다"는 인과로 묶어 기억하면 빠지지 않는다.

(여기에 본인 언어로 이해한 내용을 정리)