전력손실 감소를 위한 부스덕트 간선설비의 타당성 분석

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to compare and analyze the characteristics of busduct and trunk line equipment for reduction of electric power loss. In order to achieve efficient management of electric power, it is more desirably important to block power loss at the trunk line equipment than to expand production facility. The trunk line equipment should have excellent mechanical and electrical properties, and it is also important to be compatible with a controlling system. As a result, this study proposes the more effective electrical power trunk line model to reduce power loss.
For analyzing power loss of the electrical power trunk line, this study introduced samples that fields of low voltage and high voltage systems, busduct, and trunk line equipment, and it compared electrical properties by simulation, and then it quantifies the result values. This study has carried out two case studies: one for three-phase four-wire 4000[A] system busduct power trunk line and another for cables in IDC low voltage 380[V] system. The case studies have shown that the busduct system provides more power management with less voltage drop and the lower power loss compared to those of the cable, which are mainly due to the length change of the power trunk line with 1.08%(50m), 2.26%(100m), 4.99%(200m), and 12.46%(400m). The average value of the short-circuit current showed the higher as differently as Ip value is 7.12[kA] and Ik" value is 2.71[kA], and also the difference due to changing length is the higher as 19.70[kA] averagely. This study found that occupied area could be reduced as 345,100[㎟] and installing period could be reduced as 2.5 hours, compared to installing period of the cable. Also, the Busduct has a structural advantage that it is possible to connect PMS (a System for Power Management). Therefore, this study could identify that it is a future oriented power trunk line system because it could be possible to make data, as related to operation and power loss of power trunk line equipment, into information.
The achievements of this study could be summarized as follows : ⅰ) This study makes differences of power loss quantified, depending on types of power trunk line and difference values of power loss for high voltage and low voltage systems, and it could compare loss factors.
ⅱ) Also, this study could verify correlation with changing length of the power trunk line and the power loss.
From now on, they are to be expected to change awareness of importance about the power loss in low voltage system, to make vitalize researches in future, and to become a reference material by the results of this study as electrical power system is designed.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 전력의 손실을 감소시키기 위하여, 부스덕트와 케이블간선설비의 특성을 분석하고 비교하였다. 전력을 효율적으로 관리하기 위해서는 생산설비의 확충보다 중요한 것이 간선설비에서 발생하는 전력의 누수를 막는 것이다. 전력간선설비는 기계적 특성 및 전기적 특성이 우수하여야 하며, 제어시스템과의 호환성 역시 중요하다. 연구에 따른 결과로 전력손실 감소를 위한 효율적인 간선설비의 모델을 제시하였다.

전력간선의 손실을 분석하기 위해, 고압과 저압계통의 현장과 부스덕트와 케이블간선을 표본으로 상정하고, 시뮬레이션 실험을 통해, 전기적 특성을 비교하였고, 결과 값을 정량화 하였다. IDC 저압 380[V]계통에서 3상4선식 4000[A]부스덕트 전력간선을 케이블과 비교하였을 때, 전압강하율은 간선의 길이변화에 따라 1.08%(50m), 2.26%(100m), 4.99%(200m), 12.46%(400m) 등의 차이로 케이블 보다 적은 손실을 보였다. 단락전류 평균값은 Ip값7.12[kA], Ik"값 2.71[kA]의 차이로 더 높게 나타났고, 길이 변화에 따른 차이에서도 평균 19.70[kA] 더 높았다. 점유면적이 345,100[㎟] 절감 되며, 설치 기간은 케이블과 비교하여 약 2.5 시간 절감 되는 것으로 확인 하였다. 또한, 부스덕트는 PMS(Power Management 하기 위한 System)와 연계가 가능한 구조적인 장점이 있다. 따라서 전력간선 설비의 운영 및 손실과 관련된 자료를 정보화하는 것이 가능하여, 미래지향적 전력간선 시스템임을 확인하였다.

연구의 성과로 전력간선의 종류에 따른 전력손실의 차이와, 고압과 저압계통에 대한 전력손실의 차이 값을 정량화 하였고, 손실률을 비교 할 수 있었다. 또한 전력간선 길이의 변화와 전력손실과의 상관관계도 확인할 수 있었다. 앞으로, 저압계통에서 발생하는 전력손실의 중요성에 대한 인식이 변화되기를 바라고, 활발한 연구로 이어지길 기대며, 연구에 대한 결과는 전력계통 설계 시 참고자료가 될 수 있기를 희망한다.