전력공학 핵심 개념 총정리
발전부터 송·배전, 선로정수, 고장 계산과 안정도, 중성점 접지, 이상전압, 계통보호, 옥내배선까지 전력공학의 핵심 개념을 정리한다.
전력공학은 발전소와 변전소의 개요에서 출발하여 발·변전 일반, 송·배전선로의 전기적 특성, 송·배전방식과 그 설비 및 운용, 고장 계산과 안정도, 중성점 접지방식, 이상전압 및 유도장해, 전력계통의 보호 및 안정도, 배전방식에 이르기까지 전력이 만들어져 소비자에게 전달되는 전 과정을 다루는 과목이다. 발전, 계통보호방식 및 설비, 옥내배선, 배전반 및 제어기기의 종류와 특성, 개폐기류의 종류와 특성까지 폭넓은 범위가 출제기준에 포함되어 있다.
송전 선로를 이해하는 출발점은 선로정수(R·L·C·G)이다. 저항, 인덕턴스, 정전용량, 컨덕턴스는 송전선로의 전기적 특성을 결정하는 기본 양이며, 이들로부터 % 임피던스법을 이용해 각종 전력 계산을 수행할 수 있다. 송전방식과 전압에서는 단상과 3상 방식의 전력 손실과 선로전류를 비교하는 문제가 자주 다뤄지는데, 같은 부하전력과 전압 조건에서 3상 3선식이 단상 2선식보다 유리하다는 점이 기본 개념이다.
가공송전선로에서는 철탑에서 전선의 오프셋을 두는 이유, 즉 자연조건과 설치 조건에 따른 전선의 거동을 고려한 배치가 다뤄진다. 또한 차단기의 개폐에 의해 발생하는 이상전압의 크기가 송전선 대지 전압의 몇 배 수준인지와 같은 이상전압의 종류에 관한 지식이 필요하다. 중성점 접지방식 중 직접접지방식은 이상전압을 낮추고 보호에 유리한 특성을 지니므로 접지방식별 특징을 비교해 두어야 한다.
계통의 신뢰성을 확보하는 축은 보호계전기와 보호방식, 계통보호방식 및 설비이다. 고장 계산과 안정도에서는 계통에 발생한 고장을 정량적으로 계산하고 전력 계통의 안정도를 판단하는 능력이 요구되며, 이는 보호 설비의 동작 원리와 직결된다. 배전방식, 옥내배선, 배전반 및 제어기기, 개폐기류의 종류와 특성은 실무 지식과 연결되는 영역이다.
시험 대비는 단원별 흐름을 따라가는 것이 효과적이다. 선로정수와 % 임피던스법을 바탕으로 한 계산 문제, 접지방식과 이상전압의 관계, 오프셋이나 개폐기류 같은 설비 지식, 보호계전기를 포함한 계통보호 내용을 나누어 정리하고, 문제 지문에서 자주 등장하는 비교 형식의 물음에 익숙해지도록 반복 학습하는 것이 요점이다.