지하 케이블이 왜 가공선보다“높은 수준의 무효 전력 보상이 필요한가?”

나는 특정 회사의 거대한 변압기에 대한 자랑 시트를 읽고 있었고이 문장을 보았습니다.

또한 일부 지역에서는 기존의 오버 헤드 라인이 지하 케이블로 대체되고있어 높은 수준의 무효 전력 보상이 필요합니다 .

왜 이런거야?

짧은 대답 : 지하 (U / G) 케이블은 접지선 차폐와 동축을 사용합니다.

따라서 흰색 PE (폴리에틸렌) 재료는 상 선에 대한 위상의 근접성이 아니라 중심 코어와 구리 브레이드 그라운드 시스를 분리하기 때문에 지하 커패시턴스를 증가시킵니다.

아래는 단상 예입니다.

배전 케이블의 설계는 수십 년 동안 개선되었으며 이제는 가장 잘 작동하는 것에 대한 역사적 경험을 가지고 있습니다.

절연 클래딩 유무에 관계없이 비 동축 도체 클래드 스틸 코어를 사용합니다. 이것은 접지선까지의 절연선이 동축 케이블에서 수십 배 더 높기 때문에 U / G에 사용되는 동축 케이블에 비해 전력선 커패시턴스를 무시할 수있게 만듭니다.

해당 ABB 장치는 O / H 및 XLPE 동축 U / G 케이블을 포함 할 수있는 케이블의 광범위한 무효 임피던스 역률 보정을 처리하기위한 뛰어난 동적 범위를 제공합니다.

• 분로 리액터는 경부 하 또는 무부하에서 라인 분로 커패시턴스를 보정하여 전압을 조정하는 데 사용됩니다.
• 직렬 커패시터는 종종 더 많은 전력을 전송하고 네트워크 안정성을 높이기 위해 라인 유도 성 리액턴스를 보상하는 데 사용됩니다

오버 헤드 케이블 (삼축) 외피

• 각 3 개의 와이어 번들은 동일한 전압을 전달하여 아크 및 바람 효과를 줄입니다.

지하 (때로는 오버 헤드) 피복 케이블 (차폐 XLPE 케이블)

지하 전력선에 항상 사용되는 Cross Link 차폐 고전압 케이블.

기술적 배경

단상 전송 라인의 커패시턴스는 분리 비율과 유효 반경으로 제공됩니다.

$C=\dfrac{2πε}{ln(\frac{D}{r})}$

O / H 라인은 바람에 대한 강도를 높이고 E 필드 발산 반경을 줄임으로써 항복 효과를 높이기 위해 2, 3 또는 4 도체의 간격을 두는 이점이 있습니다. 이것은 L을 낮추고 C를 약간 올립니다. 그러나 중심 도체와 동축 피복의 작은 간격 r로 인해 동축 U / G 케이블의 높은 C / km에 비해 C 값 / km는 여전히 매우 낮습니다.

다음은 이더넷, 케이블 TV, 전화선 및 AC 또는 DC 전원 선을 포함한 모든 전송선 의 전신 인 모델 입니다. (분로 누출 R은 여기에서 무시됩니다)

DC의 저항은 방해로 인한 반사 및 서지 전압에 영향을주는 분산 임피던스와 다릅니다.

O / H 라인은 종종 위와 같이 3 축입니다.

O / H 케이블은 종종 400 옴의 SIL 특성 파 임피던스로 평가되며 U / G 케이블은 전류량 및 BIL 정격에 따라 50 옴 = +/- 25 %입니다.

이로 인해 U / G 케이블의 블랙 스타트 서지 전류가 높아 지므로 분로 리액턴스를 조정해야합니다.

따라야 할 사진.

다른

오버 헤드, O / H 케이블은 구매 및 설치시 km 당 훨씬 저렴하지만 번개, 허리케인 및 나무 노출로 인해 수리 빈도가 높습니다. 그러나 그들은 또한 수리하는 것이 더 빠르고 저렴합니다. 그러나 푸에르토 리코와 인프라가 열악한 다른 지역의 황폐화를 살펴보면 완화 비용, 케이블 비용 및 수리 비용 결과는 높지만 MTBF (적절한 경우) 결과는 높지만 지하 U / G 전력 케이블의 수명주기 비용 이점 더 낮은 수명주기 비용. 환경 스트레스는 항상 이러한 결정에 영향을 미칩니다.

지하 선로의 도체가 가공선보다 서로 가깝게 포장되므로 정전 용량이 더 높습니다. 이 커패시턴스는 상당한 충전 전류를 소비 할 수 있습니다.

또한, 인덕턴스는 루프 면적이 작을수록 낮습니다.

질문 : 왜 지하 케이블이 가공선보다“높은 수준의 무효 전력 보상이 필요합니까?”

대답:

전원 케이블의 지하 선로 정전 용량이 가공 선로 정전 용량보다 훨씬 높기 때문입니다.

이에 대한 주요 이유 :

• 전선이 서로 더 가깝습니다.

• 전선은 지구에 더 가깝습니다 (몇 인치 이내).

인덕턴스도 낮습니다.

또한, (위의 특성으로 인해) 지하선은 가공선에 비해 선로 충전 전류의 20-75 배 (선로 전압에 따라)가 있기 때문입니다.

출처:

https://www.puc.nh.gov/2008IceStorm/ST&E%20Presentations/NEI%20Underground%20Presentation%2006-09-09.pdf

또한 수학을 통해 전송선의 일반적인 특성을 자세히 살펴 보려면이 문서를 확인하십시오 (다른 사용자도이 문서를 게시했습니다).

http://www.egr.unlv.edu/~eebag/TRANSMISSION%20LINES.pdf