전력공학

제1장 수력 발전

1.1 수력 발전의 개요 23
1.2 수력 발전소의 종류 24
1.2.1 취수방법에 의한 분류(낙차를 얻는 방법에 따른 분류) 24
1.2.2 운용방법에 따른 분류(유량 사용 방법에 따른 분류) 27

제2장 수력학의 기초

2.1 수 두 29
2.2 연속의 원리 31
2.3 베르누이의 정리 32

제3장 유량과 낙차

3.1 강수량과 유량 35
3.2 하천 유량 36
3.2.1 하천 유량과 수위 표현 36
3.2.2 유량도 37
3.2.3 유황곡선 37
3.2.4 적산유량곡선 38
3.3 낙 차 39

제4장 수력설비

4.1 수력설비의 개요 41
4.2 발전용 댐 42
4.3 취수구(intake) 46
4.4 수 로 47
4.5 수 조 48
4.6 수압관로 52

제5장 수 차

5.1 수차의 개요 55
5.2 수차의 종류 56
5.2.1 펠톤 수차(pelton turbine) 56
5.2.2 프란시스 수차(Francis turbine) 60
5.2.3 프로펠러 수차(propeller turbine) 62
5.2.4 사류 수차(diagonal flow turbine) 64
5.2.5 펌프 수차(reversible pump turbine) 65
5.3 수차의 특성
5.3.1 특유속도 66
5.3.2 특유속도와 효율곡선 70
5.3.3 회전수와 유량 및 출력과의 관계 71
5.3.4 무구속 속도 71
5.4 수차의 고장과 공동현상 72
5.4.1 수차에 생기는 고장 72
5.4.2 공동현상(cavitation) 72
5.5 수차의 선정 73
5.6 조속기 74
5.6.1 조속기의 개요 74
5.6.2 조속기의 부동 시간과 폐쇄 시간 75
5.6.3 조속기의 종류 75
5.6.4 조속기의 성능 77

제6장 화력 발전의 개요

6.1 화력 발전소의 종류 81
6.1.1 열원에 의한 분류 81
6.1.2 용도에 의한 분류 83

제7장 열역학

7.1 열량.온도.비열.압력 85
7.1.1 열 량 85
7.1.2 온 도 86
7.1.3 비 열 86
7.1.4 압 력 86
7.1.5 엔트로피 87
7.2 증기의 특성 및 선도 88
7.2.1 수증기의 특성 88
7.2.2 증기선도 90
7.3 열 사이클 92
7.3.1 사이클과 열효율 92
7.3.2 카르노 사이클(carnot cycle) 93
7.3.3 랭킨 사이클(rankine cycle) 94
7.3.4 재생 사이클(regenerative cycle) 97
7.3.5 재열 사이클(reheating cycle) 99
7.3.6 재열, 재생 사이클 100

제8장 연료 및 연소장치

8.1 발전용 연료 103
8.1.1 중유, 원유 104
8.1.2 가스체 연료 104
8.2 연소장치 105
8.2.1 미분탄 연소장치 105
8.2.2 중유 연소장치 106

제9장 보일러

9.1 보일러의 개요 107
9.1.1 보일러 급수(feed water) 108
9.1.2 급수처리(feed water treatment) 109
9.2 보일러의 종류 110
9.3 보일러의 부속설비 111
9.4 통풍 및 집진장치 114
9.4.1 보일러의 통풍 114
9.4.2 집진장치 116

제10장 증기 터빈

10.1 증기 터빈의 개요 119
10.2 증기 터빈의 구조 119
10.2.1 노즐(nozzle) 121
10.2.2 날 개 123
10.2.3 런너(runner) 124
10.2.4 차실(casing cylinder：기통) 126
10.3 증기 터빈의 효율 127
10.4 복수설비 128
10.4.1 복수기의 종류 129
10.4.2 복수기의 부속장치 129

제11장 원자력 발전

11.1 원자력 발전의 특징 133
11.2 원자력 발전소의 구성 134
11.2.1 원자로의 구성 135
11.2.2 격납용기 139
11.2.3 터빈 및 복수 설비 140
11.2.4 연료 및 폐기물 취급 설비 140
11.3 발전용 원자로 141
11.3.1 경수 감속 냉각형 원자로 141

제12장 송배전 계통

12.1 개 요 147
12.2 송전(送電)과 배전(配電) 148
12.3 송배전계통(送配電系統)의 구성 149
12.4 가공전선로(架空電線路)와 지중전선로(地中電線路) 151
12.5 송전방식(送電方式) 및 전압(電壓) 151
12.6 경제적전압(經濟的電壓) 154
12.7 주파수 157
12.7.1 주파수의 분포와 전력의 융통 157
12.7.2 양 주파수의 우열 158

제13장 가공전선로

13.1 애 자(碍子) 161
13.1.1 개 요 161
13.1.2 애자의 종류 162
13.1.3 애자의 특성 168
13.1.4 현수애자연의 성질과 일련의 개수 171
13.1.5 초(소)호각 및 초(소)호환 173
13.1.6 애자의 열화와 불량애자의 검출 174
13.2 전 선(電線) 175
13.2.1 전선의 종류 176
13.2.2 전선의 접속 182
13.2.3 전선의 굵기와 선정 182
13.2.4 이도(弛度)와 장력(張力) 185
13.2.5 전선의 진동 188
13.2.6 전선의 도약 188
13.3 지지물(支持物) 189
13.3.1 개 요 189
13.3.2 지지물에 가해지는 하중 189
13.3.3 목주 및 철근콘크리트주 191
13.3.4 철 주 198
13.3.5 철 탑(鐵塔) 199
13.4 선간거리(線間距離)와 경간(經間) 204
13.4.1 전선의 배열 204
13.4.2 전선과 지지물과의 이격거리 204
13.4.3 선간거리 205
13.4.4 경 간 206
13.5 배전선로의 부속기기(附屬機器)와 인입선(引入線) 206
13.5.1 주상변압기의 장주 207
13.5.2 주상개폐기 208
13.5.3 가공인입선 208
13.5.4 배전선로와 다른 공작물과의 관계 209

제14장 지중전선로

14.1 개 요 217
14.2 전기방식(電氣方式) 218
14.2.1 송전계통의 구성 218
14.2.2 배전계통의 구성 220
14.3 전력 케이블(電力 Cable) 220
14.3.1 케이블의 구성과 분류 220
14.3.2 각종 전력 케이블 223
14.4 케이블의 전기적 특성(電氣的 特性) 231
14.4.1 손 실 231
14.4.2 전위경도(電位傾度) 233
14.4.3 허용전류 234
14.5 케이블의 포설(布設), 접속과 고장장소의 탐색 235
14.5.1 선로경과지의 선정 235
14.5.2 포설방식(布設方式) 236
14.5.3 접 속 238
14.5.4 고장장소의 탐색법 239

제15장 선로정수 및 코로나

15.1 개 요 245
15.1.1 표피작용(表皮作用) 245
15.1.2 근접효과(近接效果) 246
15.1.3 연 가(撚架) 246
15.2 저 항(抵抗) 247
15.3 인덕턴스 248
15.3.1 인덕턴스의 정의 248
15.3.2 전선주위의 자속(磁束) 249
15.3.3 단상선로의 인덕턴스 252
15.3.4 3상선로의 인덕턴스 254
15.3.5 대지귀로의 인덕턴스 255
15.3.6 복도체선로(復導體線路)의 인덕턴스 260
15.4 정전용량(靜電容量) 262
15.4.1 정전용량의 정의 262
15.4.2 정전용량을 구하는 기초식 263
15.4.3 왕복 두 도선의 정전용량 265
15.4.4 단선과 대지간의 정전용량 267
15.4.5 3상 1회선 송전 선로의 정전용량 268
15.4.6 정전용량의 개략값 271
15.4.7 복도체 송전선로의 정전용량 272
15.5 누설 콘덕턴스 273
15.6 코로나(corona) 273
15.6.1 송전선로의 코로나와 임계전압 273
15.6.2 코로나 장해 및 방지 대책 276

제16장 송전특성

16.1 개 요 285
16.2 집중정수회로(集中定數回路) 286
16.2.1 단거리 송전선로 286
16.2.2 중거리 송전선로 288
16.3 분포정수회로(分布定數回路) 292
16.3.1 전파방정식 292
16.3.2 특성 임피던스와 전파정수 297
16.4 4단자정수(4端子定數) 299
16.5 전력 및 전력원선도(電力圓線圖) 304
16.5.1 교류전력의 표시법 305
16.5.2 송?수전단 전력(送?受電端電力) 306
16.5.3 송?수전단 전력 원선도 307
16.5.4 조상설비(調相設備) 313
16.6 안정도(安定度) 315
16.6.1 개 요 315
16.6.2 정태안정도(定態安定度) 316
16.6.3 과도안정도(過度安定度) 319
16.7 송전용량(送電容量) 326
16.7.1 개 요 326
16.7.2 송전용량의 개략식 327
16.7.3 송전용량의 증가 대책 328
16.8 선로의 충전(充電)과 발전기의 자기여자(自己勵磁) 329
16.8.1 페란티 현상(ferranti effect) 329
16.8.2 발전기의 자기여자 331
16.9 전압조정(電壓調整) 334
16.9.1 전압조정의 필요성 334
16.9.2 전압조정의 방법 334

제17장 송전선의 고장계산과 유도장해

17.1 고장계산(故障計算) 343
17.1.1 개 요 343
17.1.2 대칭분전류 및 전압 344
17.1.3 3상 교류발전기의 기본식 347
17.1.4 3상 교류발전기의 간단한 고장계산 349
17.1.5 3상 송전계통의 고장계산 357
17.1.6 대칭분 임피던스 362
17.2 3상단락 전류의 계산 365
17.2.1 오옴법(ohmic method) 365
17.2.2 백분율법(percentage method) 366
17.2.3 단위법(per unit method) 368
17.3 유도장해(誘導障害) 368
17.3.1 개 요 368
17.3.2 전자유도 368
17.3.3 정전유도 372
17.3.4 고조파에 의한 유도장해 375
17.3.5 유도장해 차폐효과 375
17.3.6 유도장해의 방지대책 378

제18장 중성점의 접지

18.1 개 요 383
18.2 지락사고 발생에 따른 이상전압(異常電壓)의 발생 385
18.2.1 영구 지락사고에 수반한 이상전압 386
18.2.2 아크 지락에 수반하는 이상전위 388
18.2.3 중성점접지에 의한 이상전압 발생의 방지 389
18.3 중성점의 잔류전압(殘留電壓) 389
18.4 중성점 접지 방식의 종류 392
18.4.1 비접지 방식(非接地方式) 392
18.4.2 직접접지 방식(直接接地方植) 393
18.4.3 저항접지 방식(抵抗接地方式) 395
18.4.4 리액터접지 방식 396
18.4.5 소호 리액터접지 방식 396
18.4.6 중성점 접지방식과 영상전류의 분포 400

제19장 이상전압과 보호

19.1 이상전압(異常電壓) 405
19.1.1 개 요 405
19.2 내부 이상전압 406
19.2.1 내부 이상전압의 발생 406
19.2.2 개폐(開閉) 서지 407
19.3 외부 이상전압 411
19.3.1 직격뢰(直擊雷)에 의한 이상전압 412
19.3.2 유도뢰(誘導雷)에 의한 이상전압 413
19.4 진행파(進行波)의 특성 414
19.4.1 개 요 414
19.4.2 전압?전류의 진행파 415
19.4.3 진행파의 반사(反射)와 투과(透過) 418
19.5 뇌해 방지 대책 422
19.5.1 피뢰기에 의한 기기보호 422
19.5.2 피뢰기의 특성 426
19.5.3 피뢰기의 설치 위치 427
19.5.4 가공지선에 의한 뇌차폐 428
19.5.5 매설지선(counter poise) 430

제20장 변전소

20.1 변전소의 역할 437
20.2 변전소의 주요설비 438
20.2.1 변압기 440
20.2.2 부하시 전압조정장치 443
20.2.3 모 선 445
20.2.4 조상설비 447
20.2.5 기타 설비 448

제21장 보호계전기

21.1 보호계전기의 개요
21.1.1 보호계전기의 역할 및 구성 451
21.1.2 보호계전기의 역사 452
21.1.3 보호계전기(保護繼電器)의 분류 453
21.1.4 교류발전기(交流發電機)의 보호 455
21.1.5 변전설비의 보호 456
21.2 단락보호(短絡保護) 465
21.2.1 단락보호계전기 465
21.2.2 방사상선로의 단락보호방식 472
21.2.3 환상선로(環狀線路)의 단락보호방식(短絡保護方式) 474
21.2.4 병행 2회선의 단락보호방식 475
21.3 지락보호(地絡保護) 480
21.3.1 지락계전기 480
21.3.2 지락계전기용 변류기 및 계기용 변압기의 결선 480
21.3.3 방사상선로의 지락보호방식 484
21.3.4 병행 2회선의 지락보호방식 485
21.3.5 소호 리액터 접지계통의 지락보호방식 487
21.3.6 고압배전선의 지락보호 488
21.4 파이롯트계전방식 491
21.4.1 개 요 491
21.4.2 표시선 계전방식 492
21.4.3 반송파 계전방식 495
21.4.4 마이크로파 계전방식 498
21.5 자동재폐로방식(自動再閉路方式) 498
21.6 디지털 계전기의 기술동향 499
21.6.1 국내의 기술현황 499
21.6.2 디지털 계전기 500
21.6.3 지능형 계전기(intelligent protective relay) 506

제22장 전력개폐설비

22.1 개폐장치(開閉裝置) 511
22.2 차단기(遮斷器) 513
22.2.1 차단기 일반 513
22.2.2 차단기의 종류와 적용 514
22.2.3 차단현상(遮斷現象) 516
22.2.4 차단기의 정격과 동작책무(動作責務) 519
22.2.5 각종의 차단기 521
22.3 단로기(Disconnection Switch：DS) 528
22.4 부하개폐기(Load Breaking Switch：LBS) 및 접촉기 529
22.4.1 부하개폐기의 종류 530
22.5 전력 퓨즈 530
22.5.1 전력 퓨즈의 기능과 사용목적 530
22.5.2 전력용 퓨즈의 종류 531
22.6 가스절연 개폐장치 532
22.6.1 가스절연 개폐장치 532
22.6.2 적용상의 유의점 533

제23장 배전방식 및 역률

23.1 개 요 537
23.2 배전방식(配電方式) 538
23.2.1 전기방식에 의한 분류 538
23.2.2 구성상의 분류 546
23.2.3 네트워크식 배전 549
23.2.4 저압 뱅킹방식 553
23.3 부하(負荷)의 성질 555
23.3.1 수용(需用)과 부하(負荷) 555
23.3.2 부하특성(負荷特性) 556
23.4 배전 변압기(配電變壓器) 558
23.5 역률의 개선과 진상용(進相用)콘덴서 561
23.5.1 역률의 개선 561
23.5.2 진상용(進相用) 콘덴서의 용량계산(容量計算) 562
23.5.3 역률개선에 의한 변압기 용량의 여유 증가 564

제24장 배전선의 전기적 계산

24.1 선로정수(線路定數) 577
24.2 직류배전선(直流配電線)의 전압강하(電壓降下) 578
24.2.1 1단에서 급전하는 경우 578
24.2.2 양단에서 급전하는 경우 578
24.2.3 환상식 간선의 경우 580
24.3 교류배전선(交流配電線)의 전압강하 581
24.3.1 전압강하의 계산 581
24.3.2 약산법 583
24.3.3 일반 배전선에서의 전압강하 586
24.4 전압강하율(電壓降下率)과 전압변동률(電壓變動率) 588
24.4.1 직류선로의 경우 588
24.4.2 교류선로의 경우 589

제25장 배전선의 전압조정

25.1 전압조정(電壓調整)의 필요성 593
25.2 승압기(昇壓器) 594
25.2.1 단상승압기 594
25.2.2 3상 V결선승압기 595
25.2.3 3상 △결선승압기 596
25.2.4 자동승압기(自動昇壓器) 597
25.2.5 단권변압기(單券變壓器) 597
25.3 부하시 탭 변환기(負荷時 tap 變換機) 598
25.4 자동전압조정기(自動電壓調整器) 599
25.5 전력용(電力用) 콘덴서 601
25.5.1 병렬 콘덴서 602
25.5.2 직렬 콘덴서 605

제26장 배전선로의 제어와 보호

26.1 배전선로의 제어 613
26.1.1 고주파 반송전류에 의한 제어 614
26.1.2 직류 반송전류에 의한 제어 614
26.1.3 릴레이선에 의한 제어 615
26.1.4 순간정전(瞬間停電)하고 재송전(再送電)하는 경우 616
26.1.5 고장자동구분장치(故障自動區分裝置) 616
26.2 배전선로의 보호 618
26.2.1 구분개폐기 618
26.2.2 고압 배전선로의 보호장치 619
26.2.3 저압 배전선로의 보호장치 623
26.2.4 변압기의 보호장치 623
26.2.5 피뢰장치 627