송전방식

전기기사 필기 2011년 1회 25번

동일한 전력을 공급할 때 전압을 높이면 선로에 흐르는 전류가 줄어들며, 저항에 의한 손실($I^2R$)은 전류의 제곱에 비례하여 감소하기 때문입니다.

Q문제

공장이나 빌딩에서 전압을 220V에서 380V로 승압하여 사용할 때, 이 승압의 이유로 가장 타당한 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

아크 발생 억제

전압이 높아지면 아크 발생 시 소호가 더 어려워지며 절연 설계가 강화되어야 하므로 억제 효과와는 무관합니다.

배전 거리 증가

배전 거리는 부하의 위치에 따라 결정되는 요소이며, 승압은 동일 거리 내에서의 효율성을 높이기 위한 목적이 큽니다.

전력 손실 경감

전력 손실은 송전 전압의 제곱에 반비례하여 감소하므로 승압 시 효율이 극대화됩니다.

•

Step 1: 전력 손실 공식

P_{L} = 3 I^{2} R

에서 전류

I = \frac{P}{3 V c o s θ}

를 대입합니다.

•

Step 2: 식을 정리하면

P_{L} = \frac{P ^{2} R}{V ^{2} c o s ^{2} θ}

가 되어 전력 손실

P_{L}

은 전압

V

의 제곱에 반비례함을 알 수 있습니다.

•

Step 3: 따라서 220V에서 380V로 전압을 높이면 선로에서 발생하는 열 손실이 줄어들어 에너지 효율이 향상됩니다.

기준 충격 절연강도 증대

승압을 하면 기기의 절연 강도를 높여야 하므로 비용이 상승하는 단점이 되며, 승압의 목적이 될 수 없습니다.

전압을 높이면 왜 전력 손실이 줄어드나요?

동일한 전력을 공급할 때 전압을 높이면 선로에 흐르는 전류가 줄어들며, 저항에 의한 손실(

I^{2} R

)은 전류의 제곱에 비례하여 감소하기 때문입니다.

승압을 하면 전력 손실 외에 어떤 장점이 있나요?

전압 강하율이 감소하고 전력 공급 능력이 증대되어 더 안정적이고 많은 전력을 수용가에 전달할 수 있습니다.