154kV 변전소와 모선 구성방식

154kV 변전소 구성에 대한 설명과 몇가지 전력 용어를 정리해서, 조금이라도 이해하기 쉽게 설명을 해서 포스팅을 하려고 합니다. 저도 학교 다니면서 무슨 용어가 이렇게 어려울까라는 생각을 했었는데, 조금이나마 도움이 되도록 정리 해 봅니다. 기본적으로 전력계통은(Grid, Power System) 아래 그림처럼 발전소의 발전기와 변전소, 송전선로, 부하(공장, 가정집)들이 그물망처럼 downstream방식으로 연결되어 있는 구조를 가지고 있는데요. 오늘은 2차 변전소 구성에 대해서 포스팅을 하려고 합니다. 2차변전소는 345, 765kV변전소에서 공급되는 전력을 수용가에게 보내기 위한 마지막 변전소인데요, 우리나라 변전소는 154kV전압을 22.9kV로 변환해주며, 변압기와 모선, 차단기등으로 구성됩니다. 

출처 : 이투뉴스

먼저 모선을 구성하는 방식에는(GIS Layout) 발전소, 변전소에 따라 다르지 않고, 전력공급 신뢰도를 위해 모선을 몇개를 설치할 것이냐에 따라 달라지고요, 이때 차단기도 모선 구성방식에 따라 갯수가 달라지게 됩니다. 이러한 다양한 구성은 IEEE Standard에 나와 있는데, 아래의 그림이 더 좋네요. 이 자료를 발전교육원 신입사원 교재에서 발췌한 내용인데, 발전교육원 강의 교재가 잘 만들어져 있군요. 그리고 변전소는 발전기 대신 T/L 또는 변압기가 있다고 생각하시면 됩니다.

출처 : 발전교육원 신입사원입문반

단모선 방식은(Single Bus) 보시는 것처럼 차단기 고장으로 전체가 정전이 되는 불안전한 설비방식이며, 건설비가 적게 드는 편이고요, 따라서 대체 전원이 있거나 중요하지 않는 곳에 전력을 공급할 때 쓰는 방식인데요. 요즘은 거의 전력기기들이 안정적이어서 단모선방식을 사용해도 큰 문제는 없습니다. 표준 2중모선 방식(1차단기 방식, Double Bus Single Breaker)은 건설비는 많이 들지만 기기 점검 및 계통 운용상 유리합니다. 

출처 : 발전교육원 신입사원입문반

2차단기 방식은 2중모선 방식 중 모선 연락용 차단기 수가 가장 많이 소요되는 방식이다. 모선 고장 발생시에도 계통에 영향을 주지 않으며, 높은 신뢰도가 요구되는 경우에 채용된다.  1차단기 방식보다는 신뢰성이 있고, 2차단기 방식보다는 건설비가 적게 소요되는 것이 장점이다.

■ 모선(Bus) 이란 크게는 "계통의 연계역할을 하며, 전력의 집중 및 분배하는 곳으로 여기에는 발전기, 변압기, 송배전선, 조상설비등이 연결되는 도체이다"라고 책에 쓰여 있고요. 조금 썰을 풀면......아래와 같이......  섬진강을 보면 정읍에서 시작하여 광양/하동으로 흘려내리는 강인데요, 이 큰 섬진강 강줄기에 중간중간 물을 공급해주는 곳도 있고, 물이 빠져 나가는 곳도 있습니다. 이렇게 큰 강줄기에 물이 공급되고 빠지는 것처럼, 아래 그림에서 154kV모선은 섬진강에 물이 들어오는 것 처럼 345kV변전소에서 두개의 154kV T/L(Transmission Line, 송전선로)을 통해서 전력을 공급받고, 또한 수용가(고객)에게 전력을 공급하기 위해 전압을 낮추어서 22.9kV배전선로로 전력이 공급됩니다. 이와 같이 전력의 흐름이 모이고 흩어지는 곳이 모선이라고 생각하시면 됩니다. 실제 구조도 Gas Insulated Switchgear안에 있는 두꺼운 도체가 모선입니다.