A Study on Three-phase Imbalance of a Power Transmission Line due to Installation of a Passive Loop Conductor

Among mitigation techniques for electric and magnetic field (EMF) from an overhead transmission line a passive loop is a way that can be cheap and easily installed on the existing towers and have a satisfactory effect as well. However current induced in the passive loop causes transmission power loss and the phase imbalance increases since geometrical asymmetry of the transmission lines becomes larger. So in order to evaluate the power loss and the phase imbalance due to a passive loop, this paper represent a 345[kV] 1-circuit flat type transmission line as asymmetrical 3-phase distributed parameter line model where the effect of a passive loop is embedded in the line parameters, and then formulates differential equations. By solving these equations voltages and currents of each phase at receiving end become known. We find out that power losses occur differently at each phase and positive sequence component decreases at receiving end while negative sequence component increase. In general phase imbalance due to a passive loop is slight, but it increases in proportional to the induced current and length of section where the passive loop is installed. Thus the phase imbalance should be included in terms of cost for introducing a passive loop.

수동루프에 의한 송전선로 상불평형 발생에 관한 연구

가공송전선로주변 자계저감 기법 중에서 수동루프 방식은 기존 송전철탑에 적은 비용으로 용이하게 적용되어 만족할 만한 저감효과를 제공할 수 있지만 수동루프에 유도되는 전류에 의해 송전손실이 증가될 뿐 아니라 송전선로의 기하학적 비대칭성이 증가됨으로써 상불평형이 증가하게된다. 따라서 본 논문에서는 수동루프 설치에 따른 송전손실과 송전선로 수전단에서의 상불평형을 모의하고자한다. 345[kV]급 수평 상배치 1회선 가공송전선로를 선정하여 수동루프를 송전선로의 선로정수에 포함시킨 비대칭 3상 분포정수 모델로 표현하였으며 이것에 대한 미분방정식을 정의하고 해를 구함으로써 수전단 3상의 전압과 전류를 계산했다. 그 결과로부터 각 상에 따라 전력손실이 다르게 발생하며 수전단에서 정상분이 감소하는 대신에 역상분이 증가함을 확인하였다. 일반적으로 수동루프에 의한 상불평형이 차지하는 비중이 크지는 않지만 수동루프 설치구간과 유도전류의 크기 등에 비례하여 증가하므로 수동루프 도입에 따른 소요비용을 산출하는 과정에서 그에 따른 영향을 포함시켜야 할 것으로 판단된다.