전기 전력 전송의 기초
전기 전력 전송은 발전소와 같은 발전 지점에서 전기 변전소로 전기 에너지를 대량으로 이동시키는 과정을 말합니다. 발전소에서는 대체로 고전압(예: 25,000V)에서 전기를 생산하며, 이 전기는 국가 전력망을 통해 400,000V, 275,000V, 또는 132,000V로 송전됩니다. 발전소에 설치된 승압 변압기는 국가 전력망의 전선을 통해 전기를 전송하기 위해 필요한 매우 높은 전압을 생성합니다. 그러나 가정에서 사용하기에는 고전압이 너무 위험하기 때문에, 지역별로 승강 변압기를 사용하여 전압을 안전한 수준으로 낮춥니다.
전압의 국제적 차이
아메리카 대륙은 110120볼트(AC)의 저전압을 사용하는 반면, 유럽, 아시아, 아프리카는 220240볼트(AC)의 저전압을 사용합니다. 세계적으로 다양한 전압과 전력망 주파수가 사용된다는 점을 주목해야 합니다. 고전압 및 초고전압은 발전소에서의 전력 공급 전송과 관련이 있으며, 전력을 고전압 및 초고전압 수준에서 전송하는 이유는 효율성을 높이기 위해서입니다. 고전압 전송으로 인한 낮은 전류는 더 얇고 가벼운 케이블 사용을 가능하게 하여 타워 및 전선 건설 비용을 절감합니다.
전력 전송의 고전압 사용
미국은 고전압 그리드에서 최대 500,000볼트까지 전력을 전송합니다. 전기 전력을 전송하는 가장 일반적인 형태는 삼상 시스템이며, 세 개의 평행 도체가 가능한 한 적은 손실로 에너지를 전달하는 데 협력합니다. DC 전력을 사용할 때는 하나의 도체만 필요하며, 이 도체에서의 손실은 AC를 사용할 때보다 적습니다.
고전압 직류 전송의 장점
대부분의 송전선은 고전압 교류(AC)를 사용하지만, 고전압 직류 전송(HVDC)을 사용하는 송전선도 중요한 부류입니다. HVDC 기술은 교류 전송 시스템에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다. 예를 들어, 장거리 대량 전력 전송이 더 효율적입니다. HVDC 전송 시스템이 전기 전력 시스템에 통합됨에 따라 신뢰성, 안정성 및 전송 용량이 향상되는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 비용은 이 방정식에서 중요한 변수입니다.
변압기를 통한 전압 변환
전압 수준은 변압기를 사용하여 변환되며, 전송을 위해 전압을 승압한 다음, 지역 배포를 위해 전압을 낮추고, 최종적으로 고객이 사용하기 위해 다시 낮춥니다.
자주 묻는 질문
고전압이란?: 국제전기기술위원회(IEC)는 건물 배선 및 전기 기기의 일반적 사용과 관련하여 교류 전압이 1,000볼트(V) 이상일 경우와 직류 전압이 1,500볼트 이상일 경우를 고전압으로 정의합니다.
저전압이란?: 저전압은 소비자 부문에서 가정용 및 산업용 전기 기기 및 조명에 사용되는 주 전압을 가리킵니다. 지정된 한도 값을 초과하지 않는 전기 전압을 저전압으로 간주합니다. ANSI C84.1-2020에 따르면 저전압은 240600V 사이이며, IEC에 따르면 저전압은 교류 전압이 501,000볼트, 직류 전압이 120~1,500볼트 사이입니다.
가정용 기기의 전형적인 전압은?: 비충전식 알칼라인 배터리(예: AAA, AA, C형)의 일반적인 개방 회로 전압은 1.5V(DC)입니다. 거의 모든 스마트폰 배터리는 3.8V(DC)에서 작동합니다. 충전기에서 배터리로 전류를 흐르게 하려면 전위차가 있어야 합니다. 따라서 거의 모든 스마트폰의 배터리 충전기나 USB는 5V의 전압을 제공합니다. 자동차 배터리의 일반적인 전압은 12V(DC)입니다. 가정의 가장 일반적인 전기 콘센트는 110120V(AC)이며, 아메리카 대륙은 110120볼트(AC)를 사용하고 유럽, 아시아, 아프리카는 220~240볼트(AC)를 사용합니다.
