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1. 교류 송전 방식의 장점과 단점
1) 교류 송전 방식의 장점
- 전압의 승압 및 강압 변경이 용이하다.
- 변압기를 사용해 쉽게 전압을 조정할 수 있어 효율적인 전력 전달이 가능하다.
- 회전 자계를 쉽게 얻을 수 있다.
- 교류 전력은 회전 자계를 쉽게 형성할 수 있어 전동기와 같은 회전 기기를 효율적으로 운용할 수 있다.
- 전류의 차단이 용이하다.
- 교류는 주기적으로 전압이 0이 되는 시점이 있어 차단기 등의 장비가 전류를 차단하기 용이하다.
- 전력계통의 일관된 운용을 기할 수 있다.
- 교류 송전 방식은 대규모 전력 계통에서 일관된 운용과 확장이 가능하다.
2) 교류 송전 방식의 단점
- 무효전력 및 전선의 표피효과 등으로 인한 송전손실이 크다.
- 교류의 특성상 무효전력 발생과 표피효과로 인해 송전 손실이 증가한다.
- 송전전력의 합계가 제한된다.
- 송전 전력은 (P=(VsVr/X)sin(\theta))에 의해 제한되며, 이는 송전 거리와 전압에 영향을 미친다.
- 초고압으로 갈수록 전력선 주변의 통신선에 미치는 유도장해의 영향이 크다.
- 초고압 송전 시 통신선에 유도장해가 발생할 수 있어 추가적인 보호가 필요하다.
- 송전선로 및 전력기기의 절연 비용이 높다.
- 교류의 특성상 절연 비용이 직류에 비해 약 1.4배 정도 높아진다.
- 주파수가 다른 계통 간의 연계가 불가능하다.
- 교류는 주파수가 다른 계통 간의 연결이 어렵다는 한계가 있다.
2. 정현파 교류의 표현
1) 순시값(Instantaneous Value)
- 매 순간 변하는 교류의 어느 특정 순간에서의 값으로, 시간에 따라 변동하는 교류의 특성을 나타낸다.
2) 평균값(Average Value, Mean Value)
- 교류의 평균적인 값을 나타내는 것.
- 정현파의 경우, 한 주기 내에서의 평균값은 0이 된다. 따라서 반주기 내에서의 평균값을 구해 교류의 평균값을 산출한다.
3) 실효값(rms: Root Mean Square)
- 교류가 실제로 부하에 미치는 효과를 나타내는 값.
- 실효값은 동일 저항과 동일 시간 동안 직류가 발생시키는 열과 동일한 열 효과를 가지는 교류값을 의미한다.
3. 파고율 및 파형률
정의
- 일그러짐이 전혀 없는 구형파를 기준(1.0)으로 하여 다른 교류 파형의 일그러짐 정도를 나타내는 계수.
1) 파형률(Form Factor)
- 교류 파형에서 실효값을 평균값으로 나눈 값으로, 비정현파의 파형 평활도를 나타낸다.
2) 파고율(Peak Factor)
- 교류 파형에서 최대값을 실효값으로 나눈 값으로, 파형의 날카로움을 나타낸다.
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