변전소(그리드 스테이션) 이해: 전기 배전 시스템의 작동 원리

과거에는 전력 수요가 조명과 난방 정도에 불과해 소규모 발전소를 부하 중심 인근에 건설했습니다. 하지만 현대에는 막대한 전력이 필요해 대형 발전소를 짓게 되었습니다. 대형 발전소는 넓은 부지를 차지하고 고전력 위험이 있어 부하 중심에 지을 수 없습니다.

따라서 발전소를 인구 밀집 지역과 부하 중심에서 멀리 떨어뜨려 건설하게 되었고, 이에 따라 송배전 시스템이 중요해졌습니다. 전력은 교류나 직류로, 가공이나 지중으로 송전할 수 있습니다. 지중 송전은 비용이 많이 들어 여기서는 가공 송전 방식을 다룹니다. 오늘은 파키스탄의 일반적인 교류 시스템 체계에 대해 설명하겠습니다.

발전소에서 소비자까지 교류 전력 공급 과정

전력 시스템은 발전소와 소비자 사이의 대규모 도체 네트워크로 구성되며, 크게 송전 시스템과 배전 시스템으로 나뉩니다. 각 시스템은 다시 1차/2차 송전, 1차/2차 배전으로 세분화됩니다. 요즘은 3상 3선식으로 송전하지만, 3상 4선식이 경제적 비율로 보편적으로 채택됩니다.

• 발전소

발전소는 3상 발전기를 병렬 운전해 전력을 생산하는 곳입니다. 편의상 11kV에서 발전한 후 승압 변압기로 132kV까지 올립니다.

• 1차 송전

11kV 발전 전력을 승압 변압기로 132kV로 올린 뒤, 3상 3선 가공선로로 부하 중심까지 송전합니다. 이것이 1차 송전 시스템입니다.

• 2차 송전

1차 송전선은 도시 경계의 수전점에서 끝납니다. 여기서 강압 변압기로 33kV로 내립니다. 이 수전점에서 33kV, 3상 3선식으로 시내 각지의 변전소(그리드 스테이션)로 송전합니다. 이것이 2차 송전 시스템입니다.

• 1차 배전

2차 송전선은 변전소에서 끝납니다. 여기서 33kV를 11kV(3상 3선)로 강압합니다. 이 11kV 선로가 시내 도로변을 따라 갑니다. 이것이 1차 배전입니다. 수요가 50kW 이상인 대형 수요가는 보통 11kV로 직접 공급받습니다.

• 2차 배전

1차 배전선(11kV)이 배전 변전소에 도달합니다. 이 변전소는 소비자 밀집 지역 근처에 있으며, 전압을 400V(3상 4선)로 강압해 2차 배전합니다. 상간 전압은 400V, 단상-중성선 간 전압은 230V입니다.