[발송배전기술사] 계통 운전 중 발전기 1대 정지 시 주파수 변화량 및 운전 중인 발전기들의 출력 변화량!

다음은 발송배전기술사 계산문제 중 계통 운전 중 발전기 1대 정지 시 주파수 변화량 및 운전 중인 발전기들의 출력 변화량산출 풀이입니다.

[문제] 100[MW]의 발전기 5대와 200[MW]의 발전기 5대로 50[$H_{z}$], 1,200[MW]의 부하에 전력을 공급하고 있다. 100[MW]의 발전기 속도 조정률은 3[%], 200[MW]의 발전기 속도 조정률은 4[%], 부하의 주파수 특성 정수 %$K_{L}$은 0.2[%MW/0.1$H_{z}$]로 될 때,

   1) 정격 출력 운전 중 200[MW]의 발전기 1대가 정지할 경우에 발생하는 주파수 변화량을 구하시오.

   2) 100[MW] 발전기와 200[MW] 발전기의 출력 변화량을 구하시오.

[답]

1. 발전기의 주파수 특성 정수 산출

  · 발전기의 속도 조정률 $\delta = \frac{  \frac{ \triangle f}{ f_{n} } }{  \frac{\triangle P}{ P_{n}}} \times 100[\%]$

  · 발전기의 주파수 특성 정수 $K_{G} =- \frac{ \triangle P_{G}  } {\triangle f}$

  1) 100[MW] 발전기의 주파수 특성 정수 산출

     · $K_{G1} = \frac{ P_{n}  } {f_{n}}·   \frac{100}{  \delta _{1} } = \frac{ 100
  } {50}\times  \frac{100}{ 3 } =66.7[MW/ H_{z} ]$

  2) 200[MW] 발전기의 주파수 특성 정수 산출

     · $K_{G2} = \frac{ P_{n}  } {f_{n}}·  \frac{100}{  \delta _{2} } = \frac{ 20
  } {50}\times   \frac{100}{ 4 } =100[MW/ H_{z} ]$

 

2. 부하의 주파수 특성 정수 산출

   · $\%K_{L} = \frac{K_{L}}{L}  \times 100[\%]$           · L : 부하 용량

   ∴ $K_{L} = \frac{L  ·     \%K_{L}}{100}= \frac{1,200 \times 2}{100} =24[MW/ H_{z}]=2.4[MW/0.1 H_{z}]$

 

3. 계통의 주파수 특성 정수 산출

  · $K= K_{G1} + K_{G2} +K_{L}=66.7 \times 5 +100 \times 4 +24 = 757.5[MW/ H_{z} ]$

 

4. 200[MW] 발전기 1대 탈락 시 주파수 변화량

  · $K = - \frac{ \triangle P_{G}  } {\triangle f}$              ∴ $\triangle f  = - \frac{ \triangle P_{G}  } {K} = -  \frac{200[MW]}{757.5[MW/ H_{z} ]}=-0.264[H_{z} ]$   (감소)

 

5. 출력 변화량

  1) 100[MW] 발전기의 출력 변화량

     · $K_{G1} =- \frac{ \triangle P_{G1}  } {\triangle f}$          ∴ $\triangle P_{G1} = -  K_{G1}·   \bigtriangleup f =- 66.7 \times (-0.264)=17.6[MW]$   (증가)

  2) 200[MW] 발전기의 출력 변화량

     · $K_{G2} =- \frac{ \triangle P_{G2}  } {\triangle f}$          ∴ $\triangle P_{G2} = -  K_{G2} ·   \bigtriangleup f =- 100 \times (-0.264)=26.4[MW]$   (증가)

  3) 부하의 변화량

     · $K_{L} = \frac{ \triangle P_{L}  } {\triangle f}$          ∴ $\triangle P_{L} =   K_{L}·  \bigtriangleup f =24 \times (-0.264)=-6.4[MW]$   (감소)

  4) 검산

     · 출력 변화량$= 17.6 \times 5+26.4 \times (5-1)+6.4=200[MW]$

 

6. 결론

  1) 주파수 변화량은 0.264$H_{z}]$ 감소

  2) 발전기의 출력 변화량은

    (1) 100[MW] 발전기는 17.6[MW] 씩 증가

    (2) 200[MW] 발전기는 26.4[MW] 씩 증가

  3) 부하는 6.4[MW] 감소(부하의 자기 제어성) 

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 계산문제로 나올 법한 계통 운전 중 발전기 1대 정지 시 주파수 변화량 및 운전 중인 발전기들의 출력 변화량을 산출해보았습니다.