[발송배전기술사] 계통의 전압조정!

다음은 발송배전기술사 전력계통공학 문제 중 계통의 전압조정에 대한 설명입니다.

개요, 전압조정 설비별 특징, 적용, LDC 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 계통의 전압조정에 대하여 설명하시오.

[답]

1. 개요

  1) 전압조정방법

     (1) 무효전력제어 : 발전기, 동기조상기, Sh.R, SC, SVC 등

     (2) 전압을 조정하는 방법 : 변압기, ULTC, SVR 등

  2) 전압조정 계통도

  3) 전압조정시의 이점

     (1) 수용가측 : 효율증대, 생산성 향상, 기기의 수명 보전

     (2) 공급자측 : 전력손실 경감, 기기의 과전압으로 부터의 보호, 저전압으로 인한 효율저하 방지

 

2. 전압조정 설비별 특징

  1) 발전기

     (1) 무효전력 대부분을 발생 또는 흡수

     (2) 과여자 운전하면 무효전력 발생(지상)

     (3) 부족여자 운전하면 무효전력 소비(진상)

  2) 동기조상기

     (1) 동기전동기 무부하 운전으로 전기자 반작용에 기인하는 V곡선에

          따라 진상, 지상 역률제어

     (2) 회전기이므로 값이 비싸고, 유지비용이 고가이다.

 

 

 

  3) SVC(Static Var Compensator : 정지형 무효전력 보상기)

     (1) Thyristor를 이용하여 병렬콘덴서와 리액터를 통해 신속하게 무효전력 및 전압을 제어하는 장치

     (2) 응답성이 빠르다(0.004초). 조작에 제한이 없다.

     (3) 신뢰성이 높으며, 유지, 보수가 간단하다.

  4) SC(Static Condenser : 전력용 콘덴서)

     (1) 계통에 병렬로 설치되며, 무효전력공급 → 전압조정

     (2) 설비비가 저렴

     (3) 전력계통 고장시에는 전압변화를 저지하지 못함

     (4) 전압조정이 단계적이다.

  5) SVR(Static Voltage Regulator : 정지형 전압조정기)

    · ULTC가 없는 변전소(66[kV] 이하)에 설치 → 전압조정

  6) Sh.R(분로리액터)

     (1) 무효전력 소비 → 전압조정

     (2) 345[kV] 변전소 채용

     (3) 전압조정이 단계적이다.

     (4) 소음, 진동, 방음대책 필요

 

3. 적용

  1) 발전소에서의 전압조정

     (1) AVR : 수요단에 가까운 대용량 발전소에서 사용, 전압조정

     (2) AQR : 수요단에서 멀리 떨어진 발전소에서 사용, 무효전력조정

  2) 변전소에서의 전압조정

     (1) SC : 계통에 병렬로 설치, 무효전력공급으로 전압조정

     (2) Sh.R : 무효전력을 소비하여 전압조정

     (3) ULTC : 154[kV] 이상 변전소

        ① Program 조정방식

          · 시간대별 부하상태, 송전전압을 미리 산출하여 이상적인 송전 예정전압을 Program해서 조정(Timer에 의한

            조정)

        ② LDC(선로 전압강하 보상기) 방식

          · 변압기 전압을 임피던스 강하분 만큼 높게 조정해서 말단지점의 전압을 유지

     (4) SVR(Static Voltage Regulator : 정지형 전압조정기)

         · ULTC가 없는 변전소(66[kV] 이하)에 설치 → 전압조정

        ① 모선일괄 조정방식(도시 적용)

        ② 급전선 조정방식(농·어촌 적용)

        ③ 모선일괄 + 급전선 조정방식

  3) 주상변압기에서의 전압조정

     (1) 1차측에 5[%] 간격의 5개 Tap으로 2차측 전압조정

     (2) 22.9[kV-y]  → 13,800[V]  → 13,200[V]  → 12,600[V]  → 12,000[V]  → 11,400[V]

  4) 배전선로에서의 전압조정

     (1) 승압기를 설치해서 전압강하 및 상승 조정

     (2) 배전용 주상변압기 Tap 조정으로 전압유지가 어려울 때 사용

 

4. LDC(Line Drop Compensator : 선로 전압강하 보상기)

  1) 필요성

    · $V_{s}  \nearrow  \, \, \,=V_{r}+ \sqrt{3} I\nearrow  \, \, (R \,cos  \,\theta +X \,sin  \,\theta )$

     (1) Program 제어를 채택할 수 없는 경우 

     (2) 부하전류의 변화에 의한 임피던스 강하를 전압계전기로 귀환시켜 기준전압을 조정

  2) 목적

     (1) 선로 말단 또는 배전선로 어느 지점의 전압을 일정하게 유지

     (2) 경부하, 중부하시에도 변압기 전압을 임피던스 강하분 만큼 높게 조정

  3) 원리

     (1) LDC의 임피던스 강하 보상 = 선로 임피던스 × 부하전류에 대응한 CT 3차 전류

     (2) 「전압계전기 입력 = PT 2차 전압 - LDC의 임피던스 강하」가 되도록 한다.

  4) 결선방법

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 전력계통공학 문제로 나올 법한 계통의 전압조정에 대하여 알아 보았습니다.