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。卜이아6广 3 전력계통 3.1. 발전 102 3.2，송. 변. 배전 122 3.3, 전력계통 137 3.4 전력 수요예측 170 3.5, 전력수급계획 178 0卜야가아 3^ 전력계통 - 102 -...

。卜이아6广 3 전력계통 3.1. 발전 102 3.2，송. 변. 배전 122 3.3, 전력계통 137 3.4 전력 수요예측 170 3.5, 전력수급계획 178 0卜야가아 3^ 전력계통 - 102 - 3,1 3사 61렇렇징 I 1(6^0버 | 발전원별 발전 원리，발전방식별 특성，전력거래 관련 법과 규정 0^ 개요 현재 여러 가지 발전방식(원자력，화력，수력，신재생 등)을 이용하여 자연계에 있는 에너지를 전기 에너지로 변환하고 있다. 발전원별 발전 원리 및 특성에 대해 설명하고，발전된 전력을 거래할 때 필요한 관련 법과 규정에 관해 설명한다. I保한 학습목표 가. 발전원별 발전 원리 및 발전방식별 특성에 대하여 설명할 수 있다. 나. 전력거래 관련 법과 규정 등에 정의된 기술 용어에 대하여 설명할 수 있다. I！표한 주요학습내용 가. 발전원별 발전 원리 및 발전방식별 특성 1) 발전원 ① “발전”이란자연에 존재하는 에너지 가원을 전기 에너지로 변환하는 과정이다. 2) 발전원별 발전 원리 ① 에너지 자원인 1차 에너지를 전기 에너지로 변환하는 데에는 주로 간접적인 변환 과정인 여러 가지 물리，화학적 원리를 이용해서 실현하고 있다. ② 수력: 수력 발전은 1 차 에너지로서 하천 또는 저수지 등에서 물이 갖는 위치 에너지를 수차를 이용해서 기계 에너지로 변환하고 다시 이것을 발전기를 통하여 전기 에너지로 변환하는 발전방식이다. 〈그림 7) 수력 발전의 개요 公 출처: 송길영,『최신 송배전공학』, 동일출판사, 2015, 卵.19.  전력거래사 학습 가이드 - 103 - ③화력: 화력발전은 석탄，전연가스，중유 등의 연료를 태워서 물을 고온 고압의 증기로 만들고，이 증기로 터빈을 회전시키며，최종적으로 터빈에 연결된 발전기를 돌려 전기를 생산하는 발전방식이다. 증기 대신 연소가스를 직접 이용하여 터빈을 회전시키는 방식도 있다. 〈그림 8） 화력 발전의 개요 보 일 러 전기에너지 연소 67十 다 一 次즈 十 열 汝 출처: 송길영,『최신 송배전공학』, 동일출판사, 2015, 볘 19. ④원자력: 원자력발전은 원자로 내에서의 핵분열 반응으로 열에너지를 얻는 방식이다. 그 이후의 과정은 화력발전의 과정과 동일하다. 〈그림 9〉원자력발전의 개요 3 전 력 계 통 於 출처: 송길영,『최신 송배전공학』，동일출판사，2015, ^20, ⑤신，재생에너지 - “신에너지”란 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소. 산소 등의 화학 반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지이다. - “재생에너지”란 햇빛，물，지열（地熱），강수（降水），생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지이다. - 태양광 실리콘 반도체 등으로 구성된 태양전지（셀）에 빛이 닿으면 전기를 발생하는 광전 효고斤卜0切\7이때0 6行6汝）를 이용하여，햇빛을 직접 전기로 변환하는 발전방식이다. 0卜야가아 3， 전력계통 - 104 - 〈그림 10〉태양전지 동작 원리 公 출처: 산업통상자원부，한국에너자공단,「2020 신재생에너지백서」, - 풍력: 바람의 운동에너지를 회전자허0切타를 이용하여 기계적 에너지로 변환하고 그 에너지로 발전기를 돌려 전기를 생산하는 에너지 변환시스템이다. 〈그림 10 풍력발전기 구조 於 출처: 산업통상자원부, 한국에너지공단，「2020 신재생에너지백서」,  전력거래사 학습 가이드 ，105， 3） 발전방식별 특성 ① 수력 - 수력발전의 분류: 수력 발전은 취수/낙차를 얻는 방법에 따라 댐식，수로식，댐수로식，유역변경식으로 나누어지며， 운용 방식에 따라 유입식，저수식，조정지식，양수식으로 나누어진다. - 유량: 단위시간당 흐르는 물의 양切 （1113八））을 말한다. 수력 발전은 횡축에 일，종축엔 하천의 일평균유량을 365일에 걸쳐 크기순으로 나열하여 얻는 유황곡선을 그리고 이를 발전계획의 기초 자료로 활용한다. 〈그림 12〉유황곡선개념도 3 전 력 계 통 출처: 송길영,『최신 송배전공학』, 동일출판사, 2015, 애.68， ，출력: 유량［쩟 （미3/내과 낙채매미）］가 주어진다면 수차의 출력［…배］은 ……/切섟끄로 표현된다. 化 …는 각기 수차의 효율，발전기의 효율을 나타낸다. ，구성: 수력설비는 취수 설비，도수 설비，발전 설비，방수 설비로 구성되어 있다. 〈그림 13〉수력발전시스템 구성도 저수댐 송전선 전기를 소비자로 보낸다. 상부 저수지 스크린 취수구 一 심야 전기를 사용해 하부 저수지의 물을 】고 상부 저수지로 퍼올린다. 발전기 조 아 4 펌프 수차 111111 ᄇ 스 1 조압수조 一 乂I ^ 방수구 양수용 취수구 현 公 출처: 한국과학기술기획평가원，『소수력발전의 국내외 현황과 활성화 방안』, 2011, 매.8, 0卜야가아 3^ 전력계통 - 106 - - 수차: 물이 보유하고 있는 에너지를 기계적인 에너지로 변환하는 회전 기계이다. - 비속도: 수차의 비속도란 수차와 기하학적으로 서로 닮은 수차를 가정하고 이 수차를 단위 낙차에서 단위 출력을 발생하는 데 필요한 1분간의 회전수를 의미한다. 〈표 3》수차의 종류와 비속도 및 사용 한계 수차 종류 낙차 범위［메 비속도 한곗죠1 펠톤수차 200-1,800 12 23 저속도형 65-150 〈온으쁘 프란시스 수차 중속도형 50-530 150-250 3 一 分十 20 十에 고속도형 250-350 2000 사류 수차 40-200 150-250 5 — 分十20 카플란 수차 20,000 3~90 350-800 프로델러 수차 8 — 묘十20 ※ 출처: 송길영,『최신 송배전공학』，동일출판사，2015, 예 112, 132. ② 화력 - 화력발전의 분류: 화력발전은 원동기에 따라 기력，내연력，가스터빈，복합 사이클 발전으로 나뉘고，사용하는 연료에 따라 석탄전소，중유 - 석유전소，가스전소，혼소 화력으로 나뉠 수 있다. - 화력발전의 구성: 화력발전에서 물은 ‘보일러 一 증발 一 과열기 一 팽창 一 복수기 一 가압 一 보일러’의 열사이클을 이루게 된다. ※ 출처: 송길영,『최신 송배전공학』，동일출판사, 2015, 대）. 187， - 보일러: 연료를 연소시켜서 그 열을 복사，전도 및 대류로 수관 내의 물에 전달하여 증기를 얻는 장치이다. - 과열기: 보일러 본체에서 발생한 습증기에서 수분을 증발시키고 다시 온도를 높여 과열증기를 만드는 장치이다. - 복수기: 증기터빈에서 사용한 수증기를 냉각수와의 열교환에 의해 냉각 응축시켜 물로 복원하는 장치이다. - 열역학: 엔탈피는 단위중량의 물 또는 증기가 보유하는 열량이고 엔트로피는 물질계의 열적 상태를 나타내는 물리량의 하나이다.  전력거래사 학습 가이드 - 107 - -1-8 선도: 절대온도와 엔트로피의 관계를 나타내는 1-5 선도에서 면적은 열량을 나타낸다. - 열사이클: 열역학적 사이클에는 카르노 사이클，랭킨 사이클，내연기관 사이클，가스터빈 사이클 등이 있다. -카르노 사이클: 열역학적 사이클 가운데에서 이상적인 가역 사이클로서 2개의 등온변화와 2개의 단열변화로 이루어져 있다. - 랭킨 사이클: 증기를 사용하는 화력발전소의 가장 기본적인 사이클로서 카르노 사이클의 등온과정을 등압과정으로 바꾼것이다. - 재생사이클: 증기터빈에서 팽창 도중에 있는 증기를 일부 추기하여 열효율을 높인 사이클이다. -재열사이클: 증기터빈에서 팽창한 증기를 재열기를 통해 적당한 온도까지 재과열시킨 다음 다시 터빈에서 활용하는 사이클이 다. - 재열 - 재생 사이클: 재열 및 재생사이클을 함께 조합한 사이클이다. 〈그림 15〉각종 열 사이클의 열효율 비교 3 전 력 계 통 於 출처: 송길영,『최신 송배전공학』, 동일출판사, 2015, 매.234, ③ 원자력 - 원자로의 구성: 원자로는 핵분열의 연쇄반응을 통해 에너지를 얻어내는 장치이다. - 핵연료: 핵연료에는 92니235, 92니233, 어니239 등이 사용되고 있다. - 감속재: 핵분열로 발생한 고속중성자의 에너지를 떨어뜨려 열중성자로 바꾸는 작용을 하며 감속 효과가 크고 중성자 흡수가 작은 경수，중수，흑연，산화베릴륨이 주로 사용된다. - 냉각재: 연료를 냉각하고 원자로 내에서 발생한 열에너지를 외부로 배출시키는 열매체로 중성자 흡수가 적고 열전달 및 특성이 양호한 물，액체 금속，가스 및 용해염이 주로 사용된다. -제어봉: 원자로 내의 중성고，흡수하여 핵분열 연쇄반응을 제어하고 중성자 배율을 변화시키는 작용을 하며 중성자 흡수가 큰 카드뮴，붕소，하프늄 등이 사용된다. - 반사체: 핵분열로 발생한 고속중성자 또는 열중성자의 외부 누출을 방지하기 위해 노심 주위에 설치하는 것으로 경수，중수，흑연，베릴륨 등이 이용된다. - 차폐재: 원자로 내부 방사선의 외부 누출을 방지하기 위한 목적으로 사용된다. - 원자로의 분류: 대부분의 원자력발전이 원자로에서 발생한 열에너지를 열교환기를 통해 2차 측에서 발전을 하나 비등수형 원자로（8\~리에서는 원자로에서 발생한 증기를 직접 터빈에 활용한다. 0卜야가아 3^ 전력계통 - 108 - 〈표 4〉원자로의 종류 원자로의 종류 연료 감속재 냉각재 비고 가스냉각로 （60자 천연우라늄 흑연 탄산가스 영국에서 개발 경 비등수형（8〜印 농축우化 경수 경수 미국 야에서 개발 I 가압수형斤 농축우라늄 경수 경수 고리，울진，영광（미국니사） 개량형가스냉각로 （쇼애） 농축우라늄 흑연 탄산가스 영국, 프랑스합작개발 중수로（0/나、他니） 천연우조&，농축우조& 중수 중수，경수 월성（캐나다에서 개발） 신형전환로 （7X1^） 천연우라늄，농축우라늄，플루토늄 중수 경수 - 가스냉각로 （바애） 농축우라늄，토륨 흑연 헬륨 - 고속증식로 （「8미 농축우라늄，플루토늄 - 나트륨，나트륨，칼륨합금 - 公 출처: 송길영,『최신 송배전공학』，동일출판사, 2015, 마）.425, 나. 전력거래 관련 법과 규정 등에 정의된 기술 용어 1）「전기사업법」 ① 목적 -「전기사업법」은 전기사업에 관한 기본 제도를 확립하고 전기사업의 경쟁과 새로운 기술 및 사업의 도입을 촉진함으로써 전기사업의 건전한 발전을 도모하고 전기사용자의 이익을 보호하여 국민경제의 발전에 이바지함을 목적으로 한다. ② 주요용어 - “전기사업”이란 발전사업 - 송전사업，배전사업 - 전기판매사업 및 구역전기사업을 말한다. - “전교 I사업자” 란 발전사업자 - 송전사업자 - 배전사업자 - 전교 I판매사업자 및 구역전긋 I사업자를 말한다. - “발전사업”이란 전기를 생산하여 이를 전력시장을 통하여 전기판매사업재，ᅥ I 공급하는 것을 주된 목적으로 하는 사업을 말한다. - “송전사업”이란 발전소에서 생산된 전기를 배전사업가빠게 송전하는 데 필요한 전기설비를 설치 - 관리하는 것을 주된 목적으로 하는 사업을 말한다. - “배전사업”이란 발전소로부터 송전된 전기를 전기사용자에게 배전하는 데 필요한 전기설비를 설치.운용하는 것을 주된 목적으로 하는 사업을 말한다. - “전기판매사업”이란 전가사용가께게 전기를 공급하는 것을 주된 목적으로 하는 사업（전기자동차충전사업，재생에너지 전기공급사업 및 재생에너지전기저장판매사업은 제외한다） 을 말한다. - “구역전기사업”이란 대통령령으로 정하는 규모 이하의 발전설비를 갖추고 특정한 공급구역의 수요에 맞추어 전기를 생산하여 전력시장을 통하지 아니하고 그 공급구역의 전기사용가뺘게 공급하는 것을 주된 목적으로 하는 사업을 말한다. - “ 전기 신사업” 이란 전기자동차충전사갑 소규모전력 중개사업，재생에너지전기공급사업，통합발전소사업，재생에너지전기 저장판매사업 및 송전제약 발생지역 전기공급사업을 말한다. - “소규모전력중개사업”이란 신에너지 및 재생에너지 설비，전기저장장치，전기자동차에서 생산 또는 저장된 전력을 모아서 전력시장을 통하여 거래하는 것을 주된 목적으로 하는 사업을 말한다. - “재생에너지전기공급사업”이란「신에너지 및 재생에너지 개발. 이용，보급 촉진법」제 2 조제 2 호에 따른 재생에너지를 이용하여 생산한 전기를 전기사용자에게 공급하는 것을 주된 목적으로 하는 사업을 말한다.  전력거래사 학습 가이드 響 109， 2）「전력시장운영규칙」 ① 목적 - 이 규칙은「전기사업법」에 의하여 전력시장 및 전력계통의 효율적이고 안정적인 운영에 필요한 사항과「신에너지 및 재생에너지 개발 이용 보급 촉진법」에 의하여 신.재생에너지 공급인증서 거래시장 운영에 필요한 사항을 정함을 목적으로 한다. ② 주요용어 - “중앙급전발전기”라 함은 전력거래소의 급전지시에 따라 운전하는 설비용량 20^ 초과 발전기를 말한다. - “비중앙급전발전기”라 함은 중앙급전발전기가 아닌 발전기를 말한다. - “공급가능용량”이라 함은 중앙급전발전기 및 중앙급전전기저장장치를 보유한 발전사업자가 입찰을 통해 거래시간별로 공급 가능한 용량（，/V비을 말한다. - “계통한계가격”이라 함은 거래시간별로 적용되는 전력량에 대한 전력시장가격（원/，）을 말하며 육지 및 제주지역으로 구분된다. - “용량가격”이라 함은 거래시간별 중앙급전발전기 및 중앙급전전기저장장치의 공급가능용량에 적용되는 전력시장 가격（원/^/卜）을 말한다. - “정산조정계수”라 함은 정부의 요금규제를 받는 전기판매사업자가 50% 를 초과하는 지분을 소유한 발전사업자의 3 발전기와 중앙급전 석탄발전기의 전력거래 정산금을 조정하기 위한 계수를 말한다. - “부가정산금（니아的”이라 함은 전력량정산금과 공급가능용량에 대한 정산금을 제외한 발전기에 대한 정산금을 말한다. 단，배출권 거래비용，신 - 재생에너지 공급의무이행비용 및 수요반응자원에 대한 정산금은 포함하지 아니한다. 전 력 - “유효구매전력량”이라 함은 제 3.2.2.1 조에서 정한 전력을 직접 구매할 수 있는 자격이 있는 자로서 제 3,2 오 3 조의 계 규정에 의한 승인을 얻은 자 또는 구역전기사업자의 계량점이 발전사업자의 계량기준점과 다름으로 해서 직접구매자 통 또는 구역전기사업가삐 따라 발생하는 송전 또는 배전과정에서 발생하는 손실을 반영하여 물리적인 계량값을 보정한 전력량을 말한다. 단，직접구매자가 직접전력거래를 통해 구매한 전력은「송전 및 배전사업자의 송，배전용전기설비 이용규정」에 따른 손실률을 적용하여 제외한다. - “직접구매 용량가격”이라 함은 제 2.4.3 조에서 정한 일반발전기의 용량가격에 제 37 호의 직접구매용량보정계수를 적용하여 보정한 용량가격을 말한다. - “전력 부하감축거래량” 이라 함은 수요반음가원을 구성하는 수요반음참여고객의 거래시 간별 전력부하감축량을 합한 것을 말하며 자발적 수요 감축에 따른 전력부하감축거래량，실시간 전력수요 의무감축요청에 따른 전력부하감축 거래량，주파수 하락에 따른 전력부하감축거래량으로 구분한다. - “전력부하증대거래량”이라 함은 수요반응^원을 구성하는 수요반응참여고객의 거래시간별 전력부하증대량을 합한 것이며，자발적 수요 증대에 따른 전력부하증대거래량，실시간 전력수요 증대요청에 따른 전력부하증대거래량으로 구련1 다. :있평히현양뿐쓰艾:： 발전원별 특성은 발전기 기동정지계획，경제급전，전력거래，계통한계가격 등에 영향을 미칩니다. 어떻게 영향을 미치는지 염두에 두고 학습하시면 전력계통 분야 학습에 도움이 됩니다. 0卜야가아 3， 전력계통 - 110 - - 참고문헌 111 송길영，『최신 송배전공학』，동일출판사，2015， 121 한국과학기술기획평가원，『소수력발전의 국내외 현황과 활성화 방안』，2011, 131 산업통상자원부，「2020 신재생에너지백서」，2020， ⑷「전기사업법」［시행 2024, 8, 7.1 ［법률 제20206호，2024, 2, 26” 일부개정］ 15)「전력시장운영규칙」［시행 2024- 6, 1.1 (2024, 6, 1.，부분개정］ 관련법령 사1】 전기사업법 제1조，제2조  전력거래사 학습 가이드 - 111 - 0, 1, 3.1.2. 발전방식별 비용함수 륵징 I 1（6^0버 I 발전방식별 경제급전, 비용함수，고비용，저비용，변동비，고정비，발전비용 0^ 개요 발전방식별 비용함수의 개념과 함께 발전비용의 구성 요소인 변동비，고정비에 대해 알아본다. 또한 이를 통한 발전비용 계산과 발전방식별 고비용，저비용에 대해 알아봄과 동시에 경제급전에 대하여 이해한다. I系8》학습목표 가. 발전방식별 경제급전과 관련하여 비용함수의 개념을 설명할 수 있다. 3 나. 발전방식별의 고비용，저비용을 이해할 수 있다. 다. 발전원별 변동비，고정비 함수를 통한 발전비용을 계산할 수 있다. 전 력 계 통 ［邱^ 주요학습내용 가. 발전방식별 경제급전과 비용함수 1） 비용함수 ① 생산요소의 투입량（비과 산출량〜）과의 관계는 생산함수를 통해 표현된다. 재화의 투입량이 커질수록 산출량의 증가율은 낮아지는데 이를 ‘한계생산 체감의 법칙’이라고 한다. ② 생산함수의 역함수는 정해진 양의 재화（상）를 생산하는 데 필요한 가변 생산요소의 양（々）을 나타내는 입출력함수로 표현된다. 예를 들어 화력발전소의 입출력 곡선은 이 발전소를 사용하여 주어진 전력량을 생산하기 위해 매시간 필요한 연료의 양을 보여 준다. ③ 입출력함수와 연료비（변동비） 단가를 이용하면 정해진 양의 재화（상）를 생산하는 데 필요한 가변 생산요소의 양（艾뇨）을 나타내는 단기 비용함수를 정의할 수 있다. 0卜야가아 3^ 전력계통 - 112 - 公흔 출처: 박종배 외 5명『전력경제의 이해』，한티에듀，2022, 야）. 30， ④ 비용함수의 도함수는 생산량이 증가할수록 커지는 단조 증가함수가 되는데，이를 한계비용함수라고 한다. 비용함수 함숫값의 단위가 ［원］ 이라면，한계비용함수의 단위는 ［원/생산단웨이다. 〈그림 18〉전형적인 단기 한계비용함수 출처: 박종배 외 5명,『전력경제의 이해』, 한티에듀，2022, 卵. 30， ⑤완전 경쟁시장의 경우，어떤 기업도 시장가격에 영향을 미칠 수 없으므로，기업은 단기 한계생산비용이 시장가격이 같은 지점까지 생산량을 늘릴 것이다.  전력거래사 학습 가이드 - 113 - 2) 경제급전 ① “경저&전”이란 부하에 전력을 공급하는 총 운전비를 최소화하기 위해 해당 지역에서 제어되는 각 발전기의 유효전력량을 결정하는 것이다. ② 발전기 출력 제한과 선로 손실을 고려하지 않는 경우，경제급전 문제의 해법은 주어진 수요를 만족하면서 급전 중인 모든 발전기의 증분운전비가 같아지는 발전기의 출력을 찾는 것이다. 〈그림 19〉경제급전의 도식해 쇼표、 (1^ 쇼표\ 쑈표、 (1^2 6따 3 전 력 계 통 公 출처: 김영창,『전력시장의 운용』, 북코리아，2019, |가).129 ③ 수급 제약 조건 이외의 제약 조건을 추가로 고려할 경우，등증분비용급전이 성립하지 않는다. - 발전기 출력 제한 고려 시，출력 제한에 도달한 발전기의 출력은 한계치에서 결정되며，나머지 발전기는 동일한 증분운전비를 가지는 지점에서 출력이 결정된다. - 송전 손실 고려 시 각 발전기의 증분운전비에 송전손실계수를 고려하여 각 발전기의 증분운전비가 같아지는 지점에서 출력이 결정된다. 나. 발전방식별 고비용, 저비용 1) 발전방식별 고정비，변동비 ① 발전방식별 변동비와 고정비에는 차이가 나는데，일반적으로 원자력과 석탄의 경우 고정비가 높고 변동비가 낮으며， 匕〜 0 의 경우 고정비가 낮고 변동비가 높다. 석탄과 나시 0 등 화석연료의 연료비는 유가와 유사하게 국제시장에서 결정된다. 0卜야가아 3， 전력계통 - 114 - 다. 발전원별 변동비, 고정비 함수를 통한 발전비용 계산 〈그림 20〉발전비용의 구성요소 於 출처: 김영창,『전력산업의 이해』，전력경제신문, 2012, 1） 변동비 ① 변동비는 생산량에 따라 변하는 비용으로 발전회사의 경우 연료비나 변동성 운전유지비가 이에 해당한다. ② 비교적 단기간（보통 1 년）에 걸쳐 소요되는 재화 및 서비스에 관련된 비용으로써 변동연료비（\73매비6 1니6ᅵ 0081）및 변동 운전유지비（V바태）16 0&71 00있）로 구성된다. 2） 고정비 ①고정비는 생산량에 따라 변하지 않는 비용이다. 발전기의 경우 토지 구입비나 발전소 건설비용이 고정비에 해당한다. 3） 발전비용 계산 ① 비용함수는 변동비용과 고정비용의 합으로 표현된다. 〈그림 21） 발전량과 비용과의 관계 公 출처: 김영창,『전력산업의 이해』，전력경제신문，2012,  전력거래사 학습 가이드 115 ② 우리나라의 비용기반 전력시장에서는 가격입잘을 허용하지 않아 발전기의 변동비에 대한 평가가 반드시 필요하므로 비용평가위원회에서 중앙급전발전기 운전비용（연료비용）에 대한 적정성을 사전에 검증하여 결정한 후 경제급전에 적용한다. ③ 발전사업자의 설비투자비 회수 및 신규투자 유인을 위해 고정비를 용량요금으로，전력생산（발전） 직접비용 회수를 위해 변동비 기반 전력시장（에너지시장）에서 정산해준다. 〈표 마 비용평가 영역별 분류 구분 세부업무 - 발전기 열량단가（연료수환경수배출권） 평가 ᅳ 발전비용평가 성능시험 - 발전기별기동비용산정 변동비 관련 부문 - 계통운영보조서비스 정산단가 및 예비력용량가치 정산단가 산정 ᅳ 송전손실계수 산정 、정산조정계수 산정 -기준용량가격 산정 - 시장기준예비율 및 용량가격계수 산정 3 고정비 관련부문 -성과연동형용량가격계수 ᅳ 시간대별 용량가격계수 산정 -비상대기예비력 단가 전 력 직접구매자 ，직접구매자 적용 각종 계수 산정 계 구역전기사업자 - 구역전기사업자 적용 각종 계수 산정 통 '으!평른히!현— 변동비와 고정비는 계통한계가격을 결정짓는 중요한 요소이며 경제급전에 큰 영향을 미칩니다. 변동비와 고정비의 변화에 따라 경 제급전에 어떻게 영향을 미치는지 생각해보기를 권장합니다. 추가학습자료 必、1ᅵ6「1 丄 \八化0선 외 2인，56「10「3히0「1，0우어3신0「1，3「1。1 00「1朴0ᅵ』，、八시이，. - 참고문헌 ⑴ 김광호 외 3명，『전력계통 해석 및 설계』，북스힐，2019, ［到 박종배 외 5명，『전력경제의 이해』，한티에듀，2022, 131 김영창，『전력시장의 운용』，북코리아，2019， ［식 김영창，『전력산업의 이해』，전력경제신문，2012. 0卜야가6，，3^ 전력계통 - 116 - 3‘131圈01할 I 1(6^0버 I 발전원별 고장정지을，예방정비을，보수계획，운전 특성，발전원가 0^ 개요 발전소의 성능과 효율성을 평가하는 중요한 지표인 고장정지율과 예방정비율에 대해 알아보고，또한 각 발전기의 예방정비 계획에 대해 알아본다. 이러한 지표들이 발전원가에 미치는 영향을 알아본다. (！3^ 학습목표 가. 제시된 발전원별 고장정지을，예방정비을 등을 고려한 적정한 보수계획의 수립을 설명할 수 있다. 나. 발전방식별 운영에 따른 운영 및 정비 기술에 대하여 개괄적으로 이해할 수 있다. 다. 고장정지을，예방정비을，운전 특성에 대해 설명하고，발전원가에 미치는 영향에 대해 기술할 수 있다. ［邱^ 주요학습내용 가. 발전원별 고장정지율, 예방정비율과 예방정비계획 1) 고장정지율(「0터，卜0「0헤 0니佔06 1301：@) ①고장정지율은 발전기의 운전이 요구될 때 운전이 불가능한 시간의 비율로 정의되며，불시에 발전기가 운전 불가능할 확률을 나타낸다. 고장정지시간 ② 고장정지을(%)은 X 100 과 같이 계산된다. 운전시간 우 고장정지시간 2) 예방정비율ᄏ，I니化「13「1。6 0니佔96 1391:6) ① 예방정비율은 발전기가 특정 부품 등의 수리를 위해 운전을 정지하는 시간의 전체 시간에 대한 비율로서 발전기가 예방정비를 위해 운전 불가능할 확률을 나타낸다. 예방정비정지시간 ② 예방정비을(%)은------------------------- ------------------------------------------ X 100 과 같이 계산된다. 운전시간 수 고장정가미간 수 예방정비정지시간 3) 예방정비계획 ① 발전사업자는 정해진 시기에 발전기 정지일정 등 관련 자료를 전력거래소에 제출하여야 하며 전력거래소는 발전기 정지계획을 결정하여 발전사업X삐게 통보하여야 한다.  전력거래사 학습 가이드 - 117 - 〈그림 22〉연간 발전기 정지계획 조정 절차도 4월말 6월말 7월말 ［이견접수^! 3 〔 재검토 ) 전 력 계 통 9월말 ［최종통보^) 익년 1월 於 출처: 전력거래소,「전력시장운영규칙」, ［별표 18】 발전기정지 및 휴전업무 절차 〈그림 23〉월간 발전기 정지계획 조정 절차도 매월 20일 매월 25일 〔 통보 ) 익월1일 〔 시행 ) 於 출처: 전력거래소,「전력시장운영규칙」, ［별표 18】 발전기정지 및 휴전업무 절차 0卜야가아 3^ 전력계통 - 118 - 〈그림 24〉주간 발전기 정지계획 조정 절차도 〔 매주 수요일 ） 임시정지 요청, 변경사항 접수 ~） 厂 예비력,계통안정여부검토 3 〔 매주금요일〕 I 발전기정지일정통보 ᄀ 다음주이후 ） 【 시행 1 於 출처: 전력거래소，「전력시장운영규칙」, ［별표 18】 발전기정지 및 휴전업무 절차 나. 발전방식별 운영 및 정비 기술 1） 발전방식 종류 ① 원자력（原子方，旧이6바 우0^6「）은 핵분열 반응을 일으켜 발생된 열을 이용，고온고압의 증기를 발생시켜 터빈을 돌려 전력을 생산하는 발전방식이다. ② 기력（氣刀，比6따네 ，아）은 연료를 보일러에서 연소시켜 발생한 증기를 이용하여 증기터빈을 가동하고 이와 연결된 발전기로부터 전기를 생산하는 발전방식이다. ③ 복합화력（활合乂方，001711311166 0\，이6 11^6^17181 |30\〜아）은 가스터빈 발전과 증기터빈 발전방식이 조합된 형식으로 가스터빈을 구동하는 발전고떵 （1 차 발전）을 거친 뒤，가스터빈에서 배출되는 폐열을 이용하여 보일러를 가열하고， 여기에서 발생되는 증기를 이용하여 다시 발전（2차 발전）하는 화력발전 방식이다. ④ 내연력（內燃方，매6「ᅵ3ᅵ 00미匕니3七0디）은 연료와 공기 등의 산화제를 연소실 내부에서 연소시켜 에너지를 얻는 내연 기관을 이용하여 전기를 생산하는 방식이다. ⑤ 집단에너지는 집중된 시설（주로 열병합발전소）에서 생산된 복수의 에너지（전기와 열）를 주거용，상업용 등 다수의 사용자에게 일괄적으로 공급하는사업이다. - 열병합발전: 발전과 더불어 증기터빈에서 배기한 증기를 일부 추출하여 열교환기를 통해 지역난방 등에 열을 공급하는 방식이다. ⑥ 양수（楊水，나니예매 310 메 6 나， 0） 는 전력 거래가격이 낮은 시간대에 값싼 전기를 이용하여 하부 저수지의 물을 상부 저수지로 끌어 올렸다가，필요시 이 물을 다시 하부 저수지에 떨어뜨려 발전하는 방식이다. ⑦ 신，재생에너지（新再生， 3 너 田^/ 73 비 6 에라이/）는 저공해 혹은 무공해의 무한정 사용할 수 있는 에너지，즉 계속해서 다시 사용할 수 있는 태양이나 바람 등을 이용한 에너지이다. -「신에너지 및 재생에너지 개발. 이용. 보급 촉진법」제2조는 석유，석탄，원자력，천연가스가 아닌 에너지로서 재생 에너지（태양광，풍력，수력 등）와 신에너지（수소에너자 연료전지，석탄액화가스화 등）로 정의한다.  전력거래사 학습 가이드 - 119 - 2) 발전방식별 특성 〈표 6》일반적인 발전원별 특성 공급신뢰성 연료공급의 안정성 경제성 입지 특성 개발 계획의 유연성 급전 운용의 탄력성 공급의 안정성 ᅳ 개발 및 사업 - 연료 어이6 확립 시 ，기저 공급력으로 - 안전성 문제로 기간이길어서 준 국산 에너지로 ᅳ 외국을 포함해서 경제성이 높음 지역 주민 초장기 계획수립 에너지 乂居률 항상 ，부하조정능력이 사고발생시 원자력 - 연료비의 비중이 합의에 어려움 필요 ，장전된 연료는 비축 거의 없음 동일로형 점검 작아 건설 후 -수요지에서 ᅳ 투자 규모가 커 효과 있어 연료 등의 대응 필요 발전원가 안정 원격화 경향 공사 중계획 공급의 안정성 높음 연기곤란 ，부존 측면에서 - 회사장，항만 안정되며 다각화된 조건 등으로 - 해외탄에 조달 방법으로 ，기저 또는중간 ᅳ외생적인 석탄 석탄 적지 희소 ᅳ 부하 조정 능력이 대해서는 가격 석유에 비해 공급력으로 소비 조건에 따라 화력 나」시6 등에 비해 비교적 큼 파동 등의 영향 안정성은 높음 경제성이 높음 경직될 가능성 환경 보전 고려 필요 ，분쟁시공급 중단 면에서 불리 3 우려 전 - 연료 소비의 려 ，석유에 비해 부존 - 연료비가 고가 -청정에너지로 경직성이 켸 지역의 편재성이 ᅳ 건설비가 싸고 환경 보전이 우수 개선되지 않으면 - 성능 면에서 匕1\16 - 공급원의 분산이 통 적음 열효율이 높아 - 수요지 인근 계획의 탄력성이 석유화력처럼 화력 필요 - 장기 계약으로 첨두부하용으로 건설가능 적음 부하조절은 용이 안정공급 가능 경제적 -송전손실 경감 ，건설기간이가장 짧음 - 석탄에 비해서 ᅳ 부존지역이 석유 ，부존 지역이 편재 ，연료비가 비싸고 ᅳ 석탄에 비해 건설 ，부하조정능력은 환경문제는 편재해 있고 화력 ，공급 불안정 가격 불안정 기간이 짧음 비교적 큼 비교적적음 공급원의 다변화 ，순 국산 에너지로 ᅳ추가설비는주로 - 저수지식 경우 ，개발가능성이 일반 안정성 높지만 ，장기간 발전원가 -경제성이 있는 민간소수력 및 부하조정능력이 한정되어 소용량 수력 계절별 강우량 편중 안정 지역이 적음 다목적댐에 의존 큼 전원으굳 공급 으로 이용률 저조 ，기저설비 비중 - 타전원의 발전력에 ᅳ심야전력저장후 - 우리나라지형상 ，부하조정능력이 양수식 - 비교적 탄력성이 104:08에 따라 의한 양수 동력 첨두시 공급으로 적지 확보가 크고 심야 잉여 수력 큼 건설계획 고려 필요 경제성 확보 비교적용이 전력 저장 가능 필요 於 출처: 전력거래소，『2021 년도 발전설비현황』，2022, 0卜야가아 3^ 전력계통 - 120 - 다. 발전원가 1） 발전원가의 종류 ① 실적 발전원가는 회계기간 동안 전력계통을 운영하였을 때의 총 비용을 총 발전량으로 나눈 값이다. 일반적으로 발전회사의 수익 분석 시에 사용한다. ② 계획 발전원가는 미래 일정 기간 동안 적정 설비 후보를 결정할 때 사용하는 원가로서 균등화 발전원가（100티라고도 한다. 전원계획 수립 등에 사용될 수 있다. 〈그림 25^ 2019년 글로벌 100드 5018[- ？시- $151 3242 ^00什0|3 0@810160！181 80181- 어- 0(於十1：아) 0&I 分^ 。이丁101 니빠 80131- ？\卜 0|7없3旧06 0111117 8031@(1) 136 ^344 국606니\用！） 16 801해 모시一 드『16「 9乂 I키01 니성"切 8001@(1) 1111(1 班2|料2 3。13广 "「卜아ᅲ)31 바! 510田旧 6001110^91 369 1112 '새0(1 128 $54 4 589^ 名33 1)601신「均⑶ 미。01631必) 00076(11101131 0031(6) 033 00016106(1 (\이6〈3) $0 525 350 |75 1100 3125 明 $175 $200 5225 5250 |275 匕0051(3/1^1^) ※ 출처: 匕/선사^），『匕公값\티0’5 匕^\7타」2드0 00510「타^타^6^，公^!公匕/315 - V와3；011 13.0』，2019, ^，2, 2） 균등하' 발전원71'（匕0016761126（^ 0081 0〒 문「16「9노） ① 균등화 발전원가（100뜨）는 다양한 발전원의 경제성을 비교하는 데 사용되는 지표로 발전소 건설，운영관리，연료， 탄소，폐로，폐기물 처리 비용 등을 포함한다. 발전기가 수명 기간동안 매년 동일한 일정금액（/化旧 10 이 회수되는 것으로 가정하고 연도별 발전원가를 계산한다. ② 균등화 발전원가는 고정비 원가와 변동비 원가로 이루어져 있다. 건설단가 X 고정비율 - 고정비 원가는 건설단가，고정비율，이용률의 함수로서 로 계산된다. 8760 X 이용률 X （1-소내소비율） 열소비율 X 연료비단가 - 변동비 원가는 匕。I 匕 匕 I- 연료비，열효율의 I，ᄅ 보 I ［「厂 I함수로서 ―一一 발열량 乂 一一느ᅩ로 계산된다. （卜소내소비율） 7 기'-1- 1 ③균등화 발전원가（100드）는 발전기 이용률에 영향을 받고，고장정지율과 예방정비율은 발전기 이용률에 영향을 주므로 고장정지율과 예방정비율은 발전원가에 영향을 미친다.  전력거래사 학습 가이드 - 121 - 〈그림 26〉100^ 산정절차 - 경제적 운전범위 추정 이용률별 발전원가 계산 ，연료비는 이용률에 무관 、、 고정비율 계산 - 초기투자비（건설비）에 대한고정비원가의 비율 #0^「（0051 ^6007617「301：0「）이용 자본회수 계수 계산 ᅳ 0또는 할인율 및 수명기간의 함수 - 감가상각과자본비분 於 출처: 전력거래소,『경제성 평가와 균등화 발전원가』. “이부분은 목 기억해야 합니다广 고장정지율과 예방정비율의 산식은 분모가 각기 다르다는 점을 기억해야 합니다. 3 전 - 참고문헌 력 계 이 전력거래소，「전력시장운영규칙」，2024， 통 121 전력거래소，『2021 년도 발전설비현황』，2022- ［의 I火“미），『1」^\미〕’5 내V타」2티〕00810「며대（以 7\1\17\匕^513 - 너아! 13.0』，2019, 141 전력거래소，『경제성 평가와 균등화 발전원가』. 0卜야가6，，3^ 전력계통 - 122 - 송변 배전 3.2.1, 송전, 변전, 배전방식 종류 및 특징 I 1（6^0버 | 송전，변전，송전선로，변전소，배전방식 0^ 개요 발전소에서 발생된 전기에너지를 수용가에게 전송하기 위한 시스템은 크게 송전과 배전으로 구성된다. 이 과정에서 전압을 승압 혹은 강압시킬 필요가 있는데 이 과정을 변전이라 하는데. 일반적으로 발전소에서 송전선로를 거쳐 변전소까지를 승전이라 하며，변전소에서 수용가까지를 배전이라 한다. 또한 송전방식에는 직류방식과 교류방식이 있다. 이 장에서는 송전계통의 구성 및 송전방식，변전소의 역할과 종류 그리고 고압/저압 배전계통의 특징 등에 대해서 알아본다. ！！！⑯ 학습목표 가. 송전，변전，배전방식의 종류와 구성을 열거하고，각각의 특징에 대해 설명할 수 있다. 나. 송전，변전，배전 관련 기술 용어에 대하여 설명할수 있다. I保^ 주요학습내용 가. 송전 1） 송전 계통의 구성 ① 송전 전압: 154, 345, 765 ② 6.6-24 心/의 3 상 교류 발전 전압을 발전단에 위치한 승압용 변압기를 통해 송전 전압으로 승압한 후，송전 선로를 통해 수용가 부근의 변전소（1 차 변전소）까지 전송한다. ③ 표준 전압: 송배전 계통의 전압을 표준화하여 정한 것으로，우리나라에서 사용하는 표준전압에는 공칭전압어 0 …매 I \幻1佔96）과 최고전압（1713X101101 7011896）01 있다. 、공칭전압: 전선로를 대표하는 선간전압（VII）으로 3,3以 6.6以 22.9“，66느V，154心/，345以 765느V 등이 있다. - 최고전압: 전선로에서 통상적으로 나타나는 선간전압의 최대치로서，내부 이상 전압，코로나 장해，정전 유도 등을 고려할 때 기준이 되는 전압이다. 2） 전선의 종류 ① 구조에 의한 분류 - 단선: 단면이 원형인 한 가닥을 도체로 한 전선으로，단선의 굵기는 전선의 지름（^）으로 나타낸다.  전력거래사 학습 가이드 - 123 - ，연선: 수 가닥 내지 수십 가닥의 소선（얇은 전선）을 꼬아 만든 전선으로，보통의 연선은 1 개의 소선을 중심으로 그 주위에 소선을 여러 층으로 만든 동심연선의 구조를 가진다. - 중공 전선: 전선의 중심부를 빈 공간으로 만든 전선으로，초고압 송전에서는 코로나 방지를 위해 지름이 큰 전선을 사용하는데，이 때 표피효고卜를 고려하여 단면적을 줄이기 위해 전선의 중심부를 빈 공간으로 만든다. ② 재질에 의한 분류 - 경동선: 구리를 원료로 하며，도전율과 인장 강도가 우수하여 주로 가공 전선로에 사용된다. - 경알루미늄선: 도전율은 우수하나 인장 강도가 약해 자체적으로 송전선로에는 사용되지 않으나，강심 알루미늄 연선의 도체로 사용된다. - 강선: 인장 강도는 우수하나 도전율이 떨어져 전선으로 사용되지 않으나，강심 알루미늄 연선의 중심 소선으로 사용된다. 、합금선: 위에서 언급한 구리，알루미늄，철 등 한 종류의 금속을 사용한 단금속선과는 달리 인장 강도를 향상시키기 위해 구리 또는 알루미늄에 1 종 이상의 금속원소를 첨가해서 만든 합금을 사용한 전선이다. - 합성 연선: 2종 이상의 금속선을 꼬아서 만든 전선으로，강심 알루미늄 연선（시 니매「I니미 00너니汝이 51001 1361^01-006, 穴 03 미이 가장 대표적이다. 穴 03 더은 인장 강도가 우수한 강선 또는 강연선을 중심으로，그 주위에 도전율이 좋은 경알루미늄선을 꼬아서 만든 연선이 다. ③ 조합에 의한 분류 - 단도체: 한 상 당 한 가닥의 도체로 구성된 전선이다. 3 、복도체: 한 상 당 두 가닥 이상의 도체로 구성된 전선이다. 전 력 3） 송전 관련 기술 용어 계 ① 전선의 허용 전류: 전선에 전류가 흐를 때 온도에 대한 한도를 최고 허용 온도라 하고，이에 대응하는 전류를 전선의 통 허용전류 또는 안전 전류라고 한다. ② 전선의 이도: 열에 의해 전선이 수축 혹은 팽창하므로 전선을 지지물에 가설 시，양 끝 지지점을 연결하는 수평선보다 조금 밑으로 내려가도록 설치하는데，이 때 수평선과 전선의 가장 낮은 부분의 차이를 이도라 한다. （끄: 이도，비: 전선의 중량，경간，최저점에서 작용하는 전선의 수평장력） ③ 애자（旧3니邱이）: 전선을 철탑의 완금 또는 목주의 완목에 기계적으로 고정시키고，전기적으로 절연하기 위해 사용하는 절연 지지체로서，핀애자，현수애자，장간애자，지지애자 등이 있다. ④ 철탑: 송전선의 하중을 완전히 지지할 수 있도록 설계된 고정형 철탑을 말하며，사용 목적에 따라 전선로의 표준 경간 （邦에，철탑과 철탑 사이의 송전선 지지점 간의 거리） 이내에서 사용하는 표준 철탑과 장 경간 또는 특수한 장소에서 사용하는 특수 철탑으로 분류된다. ⑤ 연가（11제비03비0『1）： 3상 3선식 송전선로에서 각 전선의 선간 거리와 지표상의 높01가 서로 달라 각 전선의 인덕턴스와 정전용량에 불평형이 발생하므로 선로 정수가 평형이 되도록 거리를 3등분하여 각 상의 위치를 바꿔 주는 것이다. ⑥ 코로나佔 0 「 0 매）: 송전 선로나 애자 부근에서 임계 전압 이상의 전압이 가해지는 경우 공기의 절연이 부분적으로 파괴되어서 낮은 소음이나 엷은 빛을 내면서 방전되는 현상이다. ⑦ 페란티奸 6 「 3 메）: 부하가 아주 작을 경우，선로의 정전 용량에 의해 생기는 진상 전류와 선로의 자기 인덕턴스에 의한 기전력 때문에 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상이다. 0卜야가아 3^ 전력계통 - 124 - 나. 송전 방식 1） 직류 송전 방식 ① 직류 송전 계통의 구성: 女0계통 - 仏/00변환소 - 00송전선 - 00ᄊ0변환소 - 穴0계통 ② 직류 송전 계통의 송전 방식 - 단극（1 마6） 대지（혹은 해수） 귀로 방식 、단극（1 나이6） 도체 귀로 방식 ，쌍극（2 여6） 중성점 양단（혹은 1 단） 접지 방식 - 쌍극（2 ^016）중성선 도체 방식 ③ 직류 송전 방식의 장점 - 송전효율이 높고，유도장해가 작다. - 전압의 최대치가 교류전압의 1/、斤（약 70 %）에 해당하므로 절연레벨을 낮출 수 있다. ，다른 계통과의 연계가 용이하다. ④ 직류 송전 방식의 단점 고장전류의 차단이 어렵다. ，승압과 강압이 어렵다. - 고조파 문제가 발생하므로 그에 따른 고조파 저감 방안이 필요하다. 2） 교류 송전 방식 ① 교류 송전 전압과 송전 전력과의 관계: 송전전력은 전압의 제곱에 비례（卜々戶）한다. ② 교류 송전 계통의 송전 방식 暑 단상 2선식/3선식，3상 3선식/4선식 등 - 일반적으로 3상 3선식 송전이 이루어진다. ③ 교류 송전 방식의 장점 - 변압기를 이용해 승압 및 강압이 용이하므로 장거리 송전에 유리하다. ，회전자계를 쉽게 얻을 수 있다. - 부하의 대부분이 교류 방식으로 되어 있어 합리적이고 경제적인 계통운용이 가능하다. ④ 교류 송전 방식의 단점 - 표피 효고ᅡ，코로나손 등으로 인해 송전 효율이 낮고，페란티 현상이 발생한다. - 주파수가 서로 다른 계통 간의 연계가 불가능하다. I통신선 유도 장해가 발생한다. 3） 가공 전선로 ① 수지상 방식，연계（1|6시디6） 방식，예비선 절체 방식 등이 있다. ② 동일 루트에 4회선 이상 구성이 곤란하다. ③ 지중전선로에 비해 저렴하고，단기간에 건설이 가능하다. ④ 수목 접촉이나 기상 조건에 따라 정전 발생 빈도가 높으나，고장점 발견과 복구가 용이하다.  전력거래사 학습 가이드 響 125 , 4） 지중 전선로 ① 유닛 방식，루프 방식，방사상 방식，수지상 방식 등이 있다. ② 동일 루트에 다회선 구성이 가능하여 도심지에 적합하다. ③ 건설 비용이 고가이며，장기간이 소요된다. ④ 외부 기상 여건에 의한 영향이 적으나，고장점 발견 및 복구가 어렵다. 다. 변전 1） 변전소의 역할 ① 전압의 변성과조정 ② 전력의 집중과 배분 ③ 전력 조류의 제어 ④ 송배전선로 및 변전소의 보호 2） 변전소의 분류 ① 설치 장소에 따른 분류: 옥외형，옥내형，지하형 3 ② 구성 방법에 따른 분류: 철구형，013형，하이브리드형 - 철구형 변전소: 철탑과 포스트에 절연애자를 매달아 전선을 고정시키고，부싱을 통해 차단기나 변압기 등 필요한 전 력 기기에 접속되는 방식이다. 공사가 간편하고 효율적이나，전압이 높아질수록 충분한 절연거리가 확보되어야 하므로 계 넓은 부지가 필요하고，주요 설비가 대기 중에 노출되어 사고의 위험이 높다. 통 - 618 변전소: 철제 용기에 모선，차단기，단로기 등을 넣고 8^6 가스를 충전，밀폐한 변전소이다. 소호능력과 절연 내력이 우수한 가스를 사용하여 실치 면적을 최소화할 수 있고，높은 안정성과 신뢰성을 지닌다. - 하이브리드형 변전소: 철구형 변전소와 618 변전소의 중간 형태의 변전소이다. 주요 회로 중 모선 부분을 공기 절연하고 주요 개폐 장치를 013형으로 구성한다. ③ 역할에 따른 분류: 승압용，강압용 - 승압변전소: 발전소에서 발전된 10~20 …/의 전압을 배전용 22.9 以 송전용 154 以 345 以 765 心/로 승압시킨다. - 강압변전소 （1차 변전소）: 승압변전소와 2차 변전소 X이에 위치한 변전소로 송전전압을 2차 변전소어서 받을 수 있는 전압으로 강압시키며，보통 765 心/나 345 心/를 각각 345 …와 154 …/로 강압^켜 2차 변전소로 송전한다. - 강압변전소 （2차 변전소）: 수용가에 가까운 변전소로서，1 차 변전소에 연결된 154 노V의 전압을 22.9 …/로 강압시켜 주상변압기나 패드변압교 I로 전송한다. 3） 변전소의 설비 ① 주변압기: 변전소의 핵심 설비로서 전압의 변성을 주목적으로 하고，발전소어서는 승압용，변전소에서는 강압용 변압기가 사용된다. ② 조상설비 - 송 - 수전단 전압을 일정하게 유지하는 조정 역할과 역률 개선에 의한 송전 손실의 경감，전력 시스템의 안정도 항상을 목적으로 하는 설비로 회전기（동기조상기와 비동기 조상기）와 정지형 설비（전력용 커패시터，분로 리액터）로 분류된다. - 동기 조상기 : 여자를 조정함으로써 진상 무효 전류와 지상 무효 전류를 연속적으로 공급한다. 0卜야가아 3^ 전력계통 - 126 - - 전력용 커패시터: 진상 전류만을 단계적으로 공급하는 기능을 가지므로 변전소 및 부하의 발단에 병렬로 접속해서 역률을 조정한다. ③ 모선犯니5）： 주변압기，조상설비，송전선，배전선 및 기타 부속 설비가 접속되는 공통 도체로서，경동 연선，경알루미늄 연선 및 알루미늄 파이프 등이 재료로 사용된다. ④ 차단기: 부하 전류는 물론 고장 시에 발생하는 대전류를 차단시켜 설비를 보호하고，변전소 내의 점검，수리 등의 작업 시 작업 장소를 정전시키기 우I해서 필요한 설비로서，유입차단기（008），기중차단기“08），자기차단기，88），공기차단기 （새8），진공차단기（708），가스차단기（608） 등이 있다. ⑤ 단로기: 선로로부터 기기를 분리，구분 및 변경할 때 사용되는 개폐 장치 ⑥ 계기용 변성기 : 전력 계통의 전압，전류 등을 계측하는 장비로 계기용변압기에），변류기（07），전류전압변성기小化斤） 등이 있다. ⑦ 피뢰기: 기 기 의 단 자 혹 은 선 로 를 대 지 에 접 속 함 으 로 써 뇌 격 또 는 개 폐 서지 등에 의한 충격파 전압의 파고치를 저감시켜 기기를 보호하는 장치 ⑧ 중성점 접지 기기: 접지용 저항기，소호 리액터，보상 리액터 등을 통해 변압기의 중성점을 접지하는 장치 ⑨ 접지 장치: 접지 사고 또는 낙뢰 시，변전소의 전위가 이상 상승해서 위험한 상태로 되지 않도록 땅 속에 매설하는 장치 ⑩ 배전반: 계통，기기의 상태를 감시하고 필요에 따라 기기의 조작 및 전압，전류，전력 등을 계측하는 운전반 4） 변전 관련 기술 용어 ① 차단기 정격 전압: 규정의 조건 하에서 차단기에 부과할 수 있는 회로 전압의 상한값（선간 전압） ② 정격 차단 전류: 모든 정격과 규정의 회로 조건 하에서 규정된 표준 동작 책무와 동작 상태에 따라 차단할 수 있는 지상 역률의 차단 전류의 한도 ③ 정격 차단 용량（\仏단위）: 단상의 경우，차단기의 （정격 전압） X （정격 차단 전류）로 계산되며，3상의 경우，V꿍（정격 전압） X （정격 차단 전류）로 계산되는 값 ④ 80^ 시스템 （3 니아/매「 0ᅵ 魚너 0818 牟（지내애이）: 전자통신，컴퓨터，계측제어，전력 설비 및 시스템 운용 기술 등을 통합하여，대규모 전력시스템을 효과적으로 운용하기 위한 통합 데이터 통신 시스템 ⑤ 1^111（^6^016 '라旧에I 니미1）： 원격단말기 혹은 원격소장치라고 불리며，센서에 연결되어 전기 신호를 컴퓨터가 인식할 수 있는 디지털 데이터로 변환하는 장비 라. 배전 1） 배전 계통의 구성 ① 고압 배전계통 、고압: 직류 1，500 V，교류 1，000 V를 초과하고 7,000 V 이하의 전압대 - 특고압 : 7,000 V 초과하는 전압대 - 선로 전류의 대소에 따라 급전선（他6선아），간선 및 분기선（지선）으로 구분된다. - 고압 배전 방식: 3상 3선식（중성선 비접지 방식），3상 4선식 - 고압 가공 배전 계통의 구성 방식 : 수지식（방사상식），환상식（루프식） 및 망상식여마/…此 87516^） 、고압 지중 배전 계통의 구성 방식: 방사상 방식，예비선 절체 방식，환상 공급 방식，스포트 네트워크 방식  전력거래사 학습 가이드 - 127 - ② 저압 배전 계통 - 저압: 직류 1，500 V，교류 1，000 V 이하의 전압대 - 저압 배전 방식: 단상 2선식，단상3선식，3상 3선식，3상 4선식 - 저압 배전 계통의 구성 방식: 방^상 방식，저압 뱅킹 방식，저압 네트워크 방식 2） 배전 관련 기술 용어 ① 전압 강하（스 斤）: 배전 선로에 부하 접속 시 송전단 전압（솨）과 수전단 전압（학）의 차이 ② 전압 강하을: 수전단 전압에 대한 전압 강하의 백분율（%） 묘 -묘 - 전압강하율［別 ᄄ 『X10이%］ 比V （꼭 : 송전단 전압［끼，꽈、: 수전단 전압［끼） ③ 전압 변동을: 부하（역률 1，0 기준）의 급변（무부하에서 전부하로） 시，수전단 전압의 변화 - 전압 변동률 ［別 ᄄ 厂『 X10이%］ 부， 3 （화: 전부하시의 수전단 전압［비，화0： 무부하시의 수전단 전압［비） ④ 변압기 손실 전 - 철손: 부하의 유무에 관계없이 전압만 인가되어도 발생하는 손실로 무부하손이라고도 한다. 철손 감소 대책으로는 력 계 자속 밀도의 감소，저손실 철심 재료의 채용，아몰퍼스 변압기의 채용，철심 구조의 변경 등이 있다. 통 - 동손: 부하 전류에 의한 권선의 저항손으로，부하 변동 시 전류의 제곱에 비례해서 변하므로 부하손이라고도 한다. 동손 감소 대책으로는 동선의 권선 수 저감과 권선의 단면적 증가 등이 있다. ⑤ 변압기 효율 - 실측 효율: 변압기의 입력과 출력의 실측값으로부터 계산해서 구하는 효율 - 규약 효율: 일정한 규약에 따라 결정한 손실값을 기준으로 계산해서 구하는 효율 "와분론히!!？환1!안. 랜:!엔:’.. 배전계통은 송전계통과 달리 3상 불평형률이 매우 높습니다. 이러한 특징이 배전계통과 송전계통의 구조를 어떻게 달리 만드는지 염두에 두면 학습에 도움이 됩니다. -참고문헌 111 송길영，『최신 송배전공학』，동일출판사，2023, 0卜야가아 3^ 전력계통 - 128 - 송 변 배전 3.2.2 배전설비 종류 및 고객설비 개요 I 1（6^0버 | 배전설비 종류 및 고객설비 개요 0^ 개요 전력계통은 발전소에서 생산된 전력에너지를 송. 배전계통을 통하여 최종 소비자인 고객에게 전달하는 시스템이다. 전주， 전선，변압기，개폐기 등으로 구성된 배전계통은 전력 소비자인 고객과 근접해 있다. 배전계통의 설비를 통하여 직접 고객에게 전력을 공급하는 배전은 고품질의 전기에너지 공급과 더불어 안전하게 국민의 삶을 편안하고 윤택하게 하는 사회적 기능도 함께 수행한다. 배전선로는 송전선로와 비교하여 전압이 낮고 전선로가 짧지만 회선 수가 많고 복잡하게 구성되는 특징이 있다. 배전설비의 대부분은 외부에 노출되어 있어 자연재해 및 화재 등에 대해 대비하여 전력의 공급 신뢰도를 유지하며 배전설비의 유지보수와 운용 면에서 고객의 안전과 편의분만 아니라 설비 미관상 문제도 고려하여야 한다. 배전의 최종 목표는 고객에게 높은 신뢰도를 주고 양질의 전기에너지를 공급하는 것이다. 따라서 고객의 전기설비인 수변전 설비，보호시스템，수변전 설비의 구성，구내 배전설비，예비전원 설비 및 고객설비의 구성과 역할에 대해 알아본다. I며》학습목표 가. 배전설비의 구성 요소와 종류를 열거하고 각각의 역할에 대하여 설명할 수 있다. 나. 고객설비의 구성과 설비의 역할에 대하여 설명할 수 있다. 【保^ 주요학습내용 가. 배전용 설비의 구성 요소와 종류 1）가스절연개폐장치 （615, 638 1「13니13수6（」5\세。卜 ① 615의장점 - 옥외 철구형 변전소의 10분의 1 정도로 절연 거리의 축소가 가능하다. - 전기적 충격 및 화재의 위험성이 낮다. - 소음이 적고 주위 환경과의 조화에 유리하다. - 설치 공사 기간이 단축되고，보수 및 점검 주기가 길어진다. ② 613의단점 - 단로기 등의 개폐기 조작 시 동반되는 \小〒0（\셔〜 匕洪 1^0516^ 0\々〜0ᅵ佔06）에 의한 절연 파괴 현상이 발생할 수 있다. 、618 내 혼입금속 입X뺘 의한 절연성능 저하 방지 대책이 필요하다.  전력거래사 학습 가이드 129 - 기밀구조의 유지 및 수분 관리가 필요하다. - 구성 기기의 고장 파급이 광범위하게 나타난다. ③ 615의 구성 - 차단기，단로기，모선，접지장치，변류기，계기용 변압기，붓싱，피뢰기 등을 조합하여 구획犯바）을 구성한다. 暑 003（688 00 내 1 마 63 노아，가스차단기）: 냉각 효과와 절연 성능을 확보하여 차단 기능을 보다 효율적으로 수행하기 위해 절연매질로 31=6 가스를 사용한 차단기이다. - 615 모선（015 匕니5）： 도체 3상이 하나의 외함 내에 구성되며，모선 내의 81=6 가스가 불규칙한 전계강도 상태에서 성능이 저하되는 것을 방지하기 위해 전계 강도를 일정하게 유지하기 위한 스페이서가 설치된다. - 단로기（네 5000 旧 0.9 3^110^）： 차단기에 의해 구획된 충전 전류 구간을 세분화하기 위해 사용되는 장비로서 수평형과 수직형，상분리형，3상 일괄형 등이 있다. 、접지개폐기（63때^9 8^110^）： 역할에 따라 기기접지용과 선로용으로 구분되며，사고 방지를 위해 단로기와 접지 개폐기，차단기는 서로 인터록（매아10（火）되어 있다. ，계기용 변압기（마）: 1차 회로의 고전압을 저전압（110 ［'시，110/73 ［비）으로 변성하여 계측기와 보호계전기를 동작시킨다. - 계기용 변류기（0ᄁ： 고압 측 또는 저압 측에 흐르는 대전류를 그에 비례하는 5 ［시 수준의 정격 2차 전류로 변성하여 계측기와 보호계전기를 동작시킨다. 3 ④ 25.8［心/］ 618： 기중 절연방식을 채택하여 충전부가 공기 중에 노출되는 ^080（^6131 01내 分/…0卜 齡아）의 단점을 보완한 것으로，0013（0니비이6 618） 혹은 ^618（^6^^^ 7011396 013）라고도 한다. 전 력 - 장점: 31=6 가스로 절연한 밀폐형으로，도체가 외부에 노출되지 않아 장비 수명이 길며， V。너 0806 I 세 0310 「를 계 사용하여 밀폐 공간 내의 도체의 충전 여부를 감지할 수 있어 안전 확보가 가능하다. 통 - 단점: 가스 밀폐 구조로 기밀 구조가 요구되며 구조상 변류기의 위치가 제한되어 보호 취약 구간이 발생할 수 있다. 2） 가공 배전 설비 ① 가공 배전 방식 - 전주（지지물）를 이용하여 전선，주상변압기 등을 전주 위에 설치하는 방식이다. - 동일 루트에 4 회선 이상의 전력 공급이 곤란하고 전력선 접촉이나 기상 조건에 따라 정전 빈도가 높으며 보수 업무가 많은 단점이 있으나，건설 비용이 저렴하고 고장점의 발견과 복구가 용이하며 냉각이 수월해 송전용량이 높은 장점을 지닌다. - 가공배전설비로는 지지물，지선，지주，장주，애자，전선，배전용 변압기，접지설비，개폐설비，인입설비 그리고 내선 및 계기 설비 등으로 구성된다. ② 지지물: 가공배전선로의 지지물로는 주로 철근콘크리트 전주（0？）를 사용함을 원칙으로 하며，필요에 따라 배전용 강관전주，철주 또는 철탑 등을 사용한다. - 철근콘크리트 전주（0？，間마0「06선 00^01-616 ？0ᅵ6）： 용도에 따라 일반용과 중하중용으로 구분된다. - 배전용 강관전주（5？，1니13니ᅵ아 81661 ？0\0）-. 큰 장력 및 지상고（땅 위 높이）가 요구되는 장소에 사용되며，6, 8, 9, 11, 14, 18, 20 ［메의 전주 길이로 규격화된다. - 철주（있66| ^051）： 0「로는 필요한 강도나 길이를 얻기 어려운 경우，하천 및 계곡 등 장경간 개소나 특수한 장소에 적용된다. ，철탑（51661 10^6^）： 0？，철주 등의 지지물로는 필요한 길이나 강도를 얻기 어려운 경우에 적용되며，용도에 따라 0卜야가아 3^ 전력계통 - 130 - 표준철탑과 특수철탑으로 구분된다. ③ 지선 및 지주 설비 - 지선: 지지물（전주）의 강도를 보강하고 전선로의 안정을 증가시키기 위해 전주에 연결한 지지선으로 보통지선（1 조 지선，2조 지선），수평지선，공동지선，V지선，궁지선 등으로 구분된다. ，지주: 지선을 대신하여 기둥을 직접 기대어 횡압력을 가하는 방법으로 전주 전체 길이의 약 1/3 정도에 지주의 중심이 오도록 시설하고 본주와 지주의 결합은 지선밴드로 한다. - 장주: 지지물의 사용 목적에 따라 전주를 꾸미는 작업으로，완철이 수평인지 수직인지에 따라，수평 배열의 경우， 보통장주，창출장주，편출장주로 분류되고，수직 배열의 경우，저압래크 장주와 돌출형 저압래크 장주로 분류된다. - 완철: 전선을 지지하기 위한 장비로，주로 사용되는 경완철과 장경간 개소와 같이 큰 장력이 걸리는 경우에 사용하는 기형 완철이 있다. - 래크: 저압선로를 지면에 대해 수직으로 배열하는 데 사용된다. ④ 애자와 애자장치 - 배전선로용 애자: 전압이 인가된 배전선로를 지지물（전주）로부터 절연하기 위한자재이다. - 애자의 구비 조건: 내부 이상 전압에 대한 충분한 절연내력을 지녀야 하고，누설전류가 적어야 하며，충분한 기계적 강도를 갖고，전기적 특성을 유지하는 능력이 좋아야 한다. - 애자의 종류: 재질에 따라 자기애자，유리애자，폴리머애자 등으로 분류되며，형상에 따라 핀형애자，지지애자 （3？애자 내애자），인류애자，현수애자 등으로 분류된다. ⑤ 전선 ，도체 소선 수에 따른 분류: 단선，연선 - 전선 재질에 따른 분류: 동선，알루미늄선，^05아강심알루미늄연선） - 전선의 조건: 도전율이 높을 것，기계적 강도가 클 것，가공이 쉬울 것，내구성이 있을 것，중량이 가벼울 것，접속이 용이할 것，가격이 저렴할 것 ⑥ 배전용 변압기（주상 변압기，귀，^이6 丁여「51=0「미라） ，주상 변압기의 용량과 정격전압 5 씨 101〈\，公，15 ᄊ"、20 ᄊ"、301〈\，八 50 ᄊ"、75 씨 100 ᄊ、/，、 12,6007/230-1157 （1 차 1쑈1〕전압: 14,400\々 13,8007, 13,2007, 12,6007, 12,0007） 5 씨 10 씨 15 1〈\仏，20 씨 30 씨 50、신〜 751〈、시、，100 ᄊ//、 12,6007/460-2307 （1차—「새전압: 13,800, 13,200, 12,600V，12,000V，11,4007） ，주상변압기의 특성: 극성은 감극성으로 단상과 3상으로 구분되며，「州의 1차측 '/…은 5개로 구성된다. - 주상변압기의 종류: 일반형，저손실형，자기진단형，내염붓싱형，아몰퍼스형 등 ，3상 변압기 결선: ᅀ-ᅀ결선，7-7결선，ᅀ-V결선，\ᅡ\7결선 ⑦ 접지설비 - 접지의 목적: 감전의 방지，대지전위의 균등히，정전기 장해 방지，뇌해 방자 통신장해 억제 등 - 중성점을 접지하는 방식: 비접지，리액터접지，저항접지，직접접지 - 접지저항 저감 방법: 접지극의 길이를 길게 하고，접지극을 깊게 매설하고，접지극을 병렬로 접속한다. ⑧ 내뢰설비: 낙뢰에 의해 발생하는 피해를 막기 위한 설비 - 갭형 피뢰기: 직렬 갭（속류 흐름 방지용）과 특성요소（비선형 저항，310）로 구성된다. - 갭리스형 피뢰기: 특성요소로 2디0를 사용하여 속류가 흐르지 않아 갭이 필요하지 않다.  전력거래사 학습 가이드 - 131 - -피뢰기의 정격 - 피뢰기의 설치 장소: 주요 기기를 보호하는 목적으로 발전소，변전소 모선으로부터 인출되는 선로 인출 개소，변압기의 전원측과 부하측，가공선로와 지중선로와의 접속 개소 등에 설치된다. 선로를 보호하는 목적으로 선로의 분기개소， 종단개소는 물론 선로 500 미마다 피뢰기를 설치한다. - 가공지선: 각상도체를 낙뢰로부터 보호하기 위해 도체 상부에 가설한 다중 접지 도체 ⑨ 개폐설비 - 개폐장치의 설치 목적: 작업 시 정전구간을 축소하고，고장 시 고장 구간의 검출 및 분리를 용이하게 하며，부하절환을 통해 과부하선로를 해소하기 위함이다. - 개폐기의 종류: 가스절연부하개폐기（0/3），자동선로구분개폐기然/뜨），고장구간자동개폐기（/\33），자동부하전환개폐기 （/\匕'5） 등 ⑩ 인입설비 - 전주로부터 수용가（주택）의 인입구까지 이르는 설비로，전선（인입선）과 보호설비（퓨즈），부속설비로 구성된다. - 인입선의 종류: 저압동력설비에 사용되는 0\~전선（옥외용 비닐절연전선），일반 가정용으로 사용되는 전선（아0우 VI마小 인입용 비닐절연전선）이 있다. - 전선퓨즈: 전주 측에 설치하여 인입선의 단락으로 주상변압기의 소손을 방지하기 위해 설치한다. ⑪ /\80 배전 설비 3 、가공케이블（々80, 穴6「3ᅵ 8니세에 03匕ᅵ6）： 완전절연이 가능한 전력케이블 3상 또는 단상을 1가닥의 조가선에 일정한 간격으로 꼬아서 전주를 이용하여 가공으로 설치할 수 있는 특고압 및 저압케이블 전 력 ， 가 공 케 이 블 배 전 방 식 의 설 치 장 소 : 수 목 접 촉 지 역 이 나 염 해 지 역 ， 조 류 사 고 다 발 지 역 ， 건 조 물 과 전 선 사 이의 계 이격거리가 미달되는 개소에 주로 설치된다. 통 - 가공케이블 배전방식의 특징: 요 80 용 변압기에는 차단장치와 유중피뢰기가 내장되어 있어 컷아웃스위치 （003） 와 외부 피뢰기가 필요하지 않으며，조가선을 이용해서 가공케이블을 가설하므로 애자가 필요하지 않는다. 지중 배전방식에 비해 건설비가 저렴하고 유지보수가 거의 요구되지 않으나，선로 건설 이후 설비의 증설과 변경이 어렵다. 3） 지중 배전 설비 ① 지중 배전 방식 ，땅 속 관로나 전력구에 케이블과 접속재 등을 설치하여 지중으로 전력을 공급하는 방식이다. ，동일루트 에 다 회 선 의 전 력 공 급 이 가 능 하 고 외 부 기 상 조 건 의 영향을 거의 받지 않아 유지보수가 용이하며 환경 미화적으로 사회 수용성이 높은 장점이 있다. 건설 비용이 고가이고，건설에 오랜 시간이 소요되며，고장점의 발견과 복구가 어렵고 열의 냉각이 제한적이어서 송전 용량이 낮다는 단점을 지닌다. - 우리나라 지중 배전계통 케이블로 22.9 0시가 가장 보편적으로 사용된다. 해당 케이블은 폴리에틸렌이 열에 약한 단점을 개선한 것으로 케이블의 구조상 중성선 접지가 용이해서 다중접지 방식을 채택하고 있는 우리나라에서 널리 사용되고 있다. ② 지중 배전 계통의 구성 - 스폿 네트워크 방식: 3 회선 이상의 배전선로로 공급하고 각각의 배전선 수전용 네트워크 변압기의 2 차 측을 상시 병렬 운전하는 방식으로 무정전 공급이 가능하여 신뢰도가 가장 높다. ，예비선 전환 방식: 서로 다른 변전소로부터 공급하는 2 회선으로 구성하여 주 회선 고장 시 예비선으로 전환하며，이 방식의 공급선로는 동일 경과지（수용가）에 설치함을 원칙으로 한다. 0卜야가아 3^ 전력계통 - 132 - 회선 상시 개방루프 방식: 서로 다른 변전소에서 2회선으로 공급하여 부하의 중간에 개폐장치를 통해 상시 개방하고，고장 시 고장선로의 전 부하를 루프선로（예비）로 전환하여 공급한다. ③ 케이블 포설 방식 - 직매식: 회선 수가 2 회선 이하인 경우，추후에 굴착이 곤란하지 않고 회선의 증설이 예상되지 않는 곳에 사용되나， 현재는 사용되지 않는다. 차도 12 미，보도 0.6 이 이상의 깊이로 매설한다. - 관로식: 회선 수가 3 회선 이상， 8 회선 이하인 경우，추후에 회선의 증설이 예상되고 도로 예정지역으로 도로 포장 계획이 있 는 경 우 에 사 용 된 다. 미 리 관 로 와 맨 홀 을 설치하고，맨홀에서 케이블을 관로에 인입하여 맨홀 내에서 케이블을 접속할 수 있도록 포설한다. - 전력구식: 9 회선 이상의 다량의 케이블을 포설하는 경우，발전소나 변전소 등 다회선의 케이블이 인출되는 개소，혹은 직매식과 관로식이 불가능한 경우에 사용된다. 지중에 전력구를 설치하고 전력구 내 지지물 위에 케이블을 설치하는 방식으로 관로 수의 증가로 열방출이 어려운 경우에 사용된다. ④ 지중배전기기 - 지중배전용 개폐기: 선로의 분기나 선로의 구분을 위해，지중간선로의 분기 및 선로 구분 개소，간선로와 분기선로의 연결점，고압 이상의 고객과의 책임분계점，계통의 운영 및 유지 보수를 위해 필요한 곳에 설치한다. - 지중배전용 지상변압기: 도심의 번화가，상가 등에 설치되며，선로 고장 시 정전에 대비해서 전원측 변압기 선로를 루프형으로 구성함. 표준형 자상변압기와 슬림형 지상변압기로 분류된다. - 다회로 차단기: 지중선로에서 고장이 발생한 경우，고장 구간을 신속하게 분리하여 정전 구간을 최소화하는 차단 장비 - 자동부하 전환개폐기（穴나2）： 주 전원이 정전되었을 경우，예비전원으로 자동 전환하는 개폐기로서 주 전원 복구 시 자동으로 재전환된다. - 고장표시기 : 고장의 신속한 탐지와 고장 구간의 신속한 분리를 위해 정상부하전류와 고장부하전류를 구분하여 고장 발생점을 탐지하는 기기 ⑤ 배전케이블의 열화 진단 - 케이블의 절연 열화를 일으키는 원인: 과전압，서지 등의 이상 전압（전기적 요인），이상 고온（열적 요인），화학물질， 자외선，오존，염분，생물 등 환경적 요인，충격 및 외상（기계적 요인） 그리고 시공 불량 등 - 수트리 열화: 수분과 전계가 동시에 작용하여 나무 모양의 절연 파괴가 진행되면서 케이블의 절연성능을 저하시킴. 고전계에 의해 발생하는 전기트리와는 달리 수트리는 저전계에서 발생한다. - 절연열화 진단법: 절연저항계를 활용하여 절연체의 절연저항을 직접 측정하는 절연저항 측정법，누설전류의 크기와 변화율，선간 불평형율을 측정하는 누설전류 측정법 그리고 케이블 방전 시 완화전류를 측정하는 등온완화전류법 등이 있다. 4） 배전선로의 보호 기기 ① 배전선로에서의 고장: 구조물이 외부에 노출되어 있고，다양한 고ᅡ실과 수목 접촉，자연현상 등 수많은 고장 원인이 상존하며，계통의 구성이 커지고 복잡해지면서 사고 파급의 위험성이 늘어난다. - 지속 시간에 따른 분류: 고장 지속 시간이 5 분 미만인 경우 순간고장이라 하고， 5 분 이상 지속되는 경우 일시고장이라 함. 배전선로 고장 중 순간고장01 95 %를 차지한다. - 발생 유형에 따른 분류: 1 선 지락， 2 선 지락， 3 상 고장 등의 지락고장과 선로와 선로 간에 발생하는 단락고장으로 분류된다. - 배전계통에서 불가피하게 사고가 발생하는 경우，사고가 파급되는 것을 최소화하기 위해 보호장치가 필요하다.  전력거래사 학습 가이드 - 133 - ② 퓨즈行니56）： 단상 분기선에 적용할 수 있는 가장 기본적이고 경제적인 과전류 보호기기 - 외부 기기인 컷아웃스위치（003, 0니10니13네此）와 내부 기기인 퓨즈링크（I니56 I매）로 구성된다. - 퓨즈 링크의 용단 과정에 따라 방출형，단일소자형，개방표시형으로 분류된다. ③ 자동 재폐로 차단기 - 부하 측에서 고장 발생 시，고장 전류를 감지하여 과전류를 빠르게 차단하고，자동으로 재폐로 동작을 수행함으로써 고장 구간에 재가입하는 장치 - 동작상태: 차단동작（朴때，재폐로동작—36），영구개방（ᅵ0아0니1），복귀동작（「65아） ④ 035 절연 부하 개폐기 - 22.9 ᄊ卜시 배전 선로에 설치되는 고신뢰성 개폐기로서 선로의 타 보호기기인 후비보호 장치와 보호 협조하여 고장 선로，개폐기 및 선로상태를 검출할 수 있는 기기이며，현장 또는 원격에서 개폐기 및 선로 상태 검출과 제어가 가능한 가스절연 부하개폐기 - 특징: 소형，경량화 및 무보수 구조，높은 안정성，트립프리（朴… 什66） 기능 - 기능: 각 상 및 지락고장 검출기능，돌입전류 억제 기능，각 상 및 중성선 전류와 전압 표시 기능，활선 표시 기능 ⑤ 자동 회로 차단기 : 고장 혹은 정상 동작 중에도 회로를 차단，재폐로 할 수 있는 자동 차단 장치 ⑥ 자동 부하 절환개폐기（穴1그3, 니切1下던七。1086 〒「애5化 3\새切卜）： 평상 시 주 전원으로부터 공급을 받고 주 전원 정전 시 보조 전원으로 자동 절체하는 기기 3 ⑦ 고장구간 자동개폐기（魚383, 니1001^0 860110^1121^9 6（^1③9 分/이比卜）: 과부하 또는 고장 전류 발생 시 선로의 타 보호기기와 협조하여 고장 구간을 신속，정확하게 탈락시킴으로써 고장의 확대를 방지하고 피해를 최소화하기 전 력 위한개폐기 계 통 5） 배전계통의 보호. 협조 ① 배전 보호장치의 운영 목적 、고장의 지속시간을 최소화하고 고장의 영향을 받는 정전 고객 수를 최소화하기 위함이다. - 최대한 신속하게 위험 요소를 제거하고，전기 사용자의 장치를 보호하고 불필요한 서비스 차단과 외란으로부터 계통을 보호한다. - 가공 배전 계통의 경우，전체 고장의 75 ~ 90% 는 일시고장인 반면，지중 배전 계통에서는 고장의 대부분이 영구 고장에 해당한다. ② 배전 계통으I 보호 - 협조（「「01선。七011 31^6。00「비「18七0「1） - 미리 설정된 동작 순서에 따라 고장을 제거하기 위하여 과전류 보호장치의 시간-전류 설정치를 선정하고，과전류 보호장치를 적절하게 배치하는 과정이다. - 보호장치: 고장을 분리하기 위해 처음으로 동작하도록 설정된 장치 - 적절하게 협조된 보호장치는 일시고장으로 인한 불필요한 차단을 제거하고 고장의 범위를 최소화하고 고장 위치를 찾아내 정전 시간을 최소화하도록 한다. ③ 배전 계통 보호. 협조의 기본 원칙 、부하측 고장 발생 시，후비 보호장치가 동작하기 전에 전위 보호장치에 의해 고장이 제거되어야 한다. - 계통의 정전 구간 및 정전 시간을 최소화해야 한다. - 후비 보호장치와 전위 보호장치는 항상 보호협조를 유지해야 한다. ④ 보호. 협조 검토 시 필요한 사전 지식 0卜야가아 3^ 전력계통 - 134 - # ~「00（ᄁ「16-0니！〒6「|1： 0니!、/6） 곡선에 대한 이해 、00예0\76「〔乂肝6야 ^6ᅵ37, 과전류계전기）와 000（3（0\셔「01肝安아 0「0니!!선 136187, 지락과전류계전기）의 구조와 동작원리 - 배전 보호장치의 동작 시권스에 대한 이해 ，배전선로 부하 분포 등의 선로 특성 - 배전선로의 고장 발생 현황 - 배전선로의 특수 고객 및 주요 고객의 분포 현황 6） 배전 자동화 시스템 （07X5, 0131:1北》니이0「1 7X11100191:1011 5\，3161下0 ① 적용 지역의 규모에 따른 분류 - 소규모 배전 자동화 시스템: 개폐기의 원격제어를 목표로 설계되어 중소도시 규모에 활용 가능 - 종합 배전 자동화 시스템: 배전계통의 최적운전을 목표로 설계되어 시스템 이중하，분산처리，307\07\와의 연계，618 계통도 표시 등 다양한 기능 수행 가능 ② 배전 자동화 시스템의 구성 - 중앙제어장치: 원격 감시/계측/제어 등의 기능을 수행하는 컴퓨터와 통신시스템으로 구성 ，통신장치: 중앙제어장치의 명령을 단말장치로 전송하거나 단말장치가 수신한 데이터를 중앙제어장치로 전송하는 장치로，무선 데이터 통신을 주로 활용한다. ，단말장치〒니，「66（免「1^6^016 〒6「「비매I 니이1）： 자동화 개폐기와 중앙제어장치 간의 연결 장치로서，중앙제어 장치로부터 수신한 명령을 개폐기로 전달한다. ᅳ 자동화 개폐기 : 배전 자동화 시스템의 최종적인 명령을 수행하는 설비 ③ 배전 자동화 시스템의 기능 - 현장 설비의 운전 상태에 대한 원격 감시 ，현장 기기의 원격 제어 - 전압，전류 등 실시간 정보의 원격 취득 ，최소 동작전류등원격 정정기능 ，배전선로 고장 처리 기능 ，배전계통운전 지원 기능 - 부가 기능: 지적도상 계통도 표시，배전선로 고장 처리，과부하 감지 및 부하 절환，시물레이션 기능，손실최소화 및 부하균등화를 위한 배전계통 재구성 나. 고객 설비의 구성과 역할 1） 수변전 설비（혹은 자가용 수변전 설비）의 분류 ① 수용가가 그 구내에 전력을 수전하고 변전하는 시설을 보유한 경우 ② 시설 장소에 따른 분류 - 옥외 수전설비: 주변압기，개폐장치，고압배전반 등을 옥외에 설치하는 방식 - 옥내 수전설비: 주변압기，개폐장치，고압배전반 등을 건물 내에 설치하는 방식 ③ 수전 전압에 따른 분류: 계약전력에 따라 고압 혹은 특고압 수변전 설비로 구분된다.  전력거래사 학습 가이드 ，135， ④ 수전 방식에 따른 분류: 1 회선 수전 방식，2회선 수전 방식，스폿 네트워크 방식 등으로 구분된다. ⑤ 설치 방식에 따른 분류 - 개방형 수변전설비: 배전반，차단기，변압기，모선，애자류 등을 파이프 프레임에 개방형으로 설치하는 방식이다. - 폐쇄형 수변전설비: 배전반，차단기，변압기，모선，애자류 등 전부 혹은 일부를 금속상자에 수납하는 방식이다. 2） 수변전 설비（혹은 자가용 수변전 설비）의 구성 ① 계량 장치 - 동작 원리에 따른 분류: 유도원판형（기계식），전자식 - 계량 형식에 따른 분류: 보통전력량계，정밀전력량계，특별정밀전력량계 - 전기 공급방식에 따른 분류: 단상 2선식（220 V），단상 3선식（110/220 V），3상 3선식（220 V），3상 4선식（220/380 V） - 사용 전압에 따른 분류: 저압용，고압 및 특고압용 - 그 밖의 계량장치: 최대수요 전력계，시간대 구분 전력량계，무효전력량계，계기용 변성기，타임스위치，보조계전기 등 ② 변압기 - 상수에 따른 분류: 단상 변압기，삼상 변압기 - 권선수에 따른 분류: 단권 변압기，2권선 변압기，다권선 변압기