변전소(變電所, Electrical substation)는 발전소에서 생산된 전기를 선로를 통해 송전받아 변환하여 수요처로 배전하는 시설이다. 발전소에서 온 15만4,000볼트의 전압을 6만6,000V 등의 중간적 전압으로 바꾸기도 하고, 그것을 배전용의 더욱 낮은 전압으로 바꾸거나 하는 이른바 전기의 인터체인지(interchange)이다. 세부적으로는 송전 변전소, 배전 변전소, 집전 변전소, 변환 변전소, 스위칭 변전소가 있다.
발전소에서 만든 전기를 수요자까지 수송하기 위해서는 매우 먼 거리의 송전선로를 통과해야 한다. 이때 선로의 저항으로 인해 불가피하게 전력손실이 발생한다. 전력손실을 최소화하기 위해서는 전선을 굵은 것으로 사용하여 저항을 낮추거나 송전전압을 증가시켜야 한다. 그러나 경제적인 이유로 전선을 굵게 만드는 것에는 한계가 있다. 따라서 송전전압을 높이고 전류를 작게 하는 것이 유리하다. 송전전압은 수만 볼트인데, 각 가정에서 수만 볼트의 전압을 사용할 수는 없으므로 110V 또는 220V로 낮추어 사용한다. 우리나라의 송전전압은 66㎸, 154㎸, 345㎸, 765㎸ 등이다.
19세기 말 미국의 웨스팅하우스 일렉트릭(Westinghouse Electric Company)에서 교류 송전을 위해 처음으로 변압기가 사용되었으며, 이러한 변압기가 대형화되면서 변전소로 발전하였다. 우리나라에서는 1903년에 최초로 한성전기회사에서 남대문변전소를 설치하였다.
발전전압을 송전전압으로 높이는 승압(昇壓)변전소와 송전전압을 낮추는 강압(降壓)변전소가 있다. 강압변전소는 다시 그 기능에 따라 송전전압을 더 낮은 송전전압으로 낮추는 1차 변전소와 송전전압을 배전전압으로 바꾸는 2차 변전소로 나눈다.
또한 변전소를 건설하는 형태에 따라 건물 내부에 기기를 설치하는 옥내변전소와 옥외에 기기를 설치하는 옥외변전소로 나누며, 대도시에서는 옥내변전소가 많이 건설된다.
승압변전소[편집]
발전소에 가까운 승압 변전소에서는, 발전소 소내 전력으로 사용하기 위한 소내 변압기를 거친 나머지 전력을 승압시켜 송전하여 송전 도중의 전력 손실을 줄인다. 보통 발전소에서 10~20kV가 출력되며 승압변전소를 통해 송전전압으로 승압시킨다. 현재 한국에서는 배전용22.9kV, 송전용 154kV, 기간송전용으로 345kV와 765kV를 사용한다.
강압변전소[편집]
- 1차 변전소
승압 변전소(발전소)와 2차 변전소 사이에 위치한 1차 변전소에서는 송전된 전력을 받아 2차 변전소에서 받을 수 있는 전압으로 낮춘 뒤 주변 2차 변전소로 배전한다.
한국의 경우 발전소에서 승압된 765kV나 345kV를 각각 345kV와 154kV로 강압시켜 2차변전소로 송전하게된다.
대형 플랜트나 공장, 철도는 공급용량이 매우 크기 때문에 1차, 2차 변전소에서 강압된 전력을 그대로 가져와 자사 수배전설비를 통해 변압하여 사용하는 경우가 많다.
2017년 여름 정전사고를 일으킨 영서변전소가 1차변전소에 해당하는 345kV변전소이다.
1차변전소가 고장을 일으키니 1차변전소에 링크되어 있는 하위 154kV변전소도 다같이 정전이 되면서 피해가 막대해진 것.
- 2차 변전소
수요처에 가까운 2차 변전소에서는 1차 변전소에서 받은 154kV의 전압을 배전용으로 쓰는 주상변압기나 패드변압기 가 받을 수 있는 22900V로 낮추어 배전한다. 2차 변전소 관할 지역 안에서 불의의 사고가 발생할 경우 변전소 내 25.8 차단기가 동작해 해당 배전선로를 차단하여 국부적인 정전이 변전소내 정전, 더 넓게 블랙아웃으로 번지지 않도록 한다. 이게 제대로 안 되어서 블랙아웃으로 번진 사례가 꽤 많다.
변전소 설비[편집]
변압기, 단로기(disconnector), 차단기, 조상설비(調相設備), 피뢰기(避雷器), 배전반 등으로 구성된다.
참고자료[편집]
- 〈변전소〉, 《위키백과》
- 〈변전소〉, 《두산백과》
- 〈변전소〉, 《나무위키》
- 〈변전소〉, 《한국민족문화대백과》
같이 보기[편집]
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