[발송배전기술사] 발전기 가능출력곡선!

다음은 발송배전기술사 전력계통공학 문제 중 발전기 가능출력곡선에 대한 설명입니다.

개요, 발전기 운전영역 및 근거식, 발전기 운전제한곡선, 수차발전기와 터빈발전기의 가능출력곡선 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 발전기 가능출력곡선에 대하여 설명하시오.

[답]

1. 개요

  1) 터빈발전기를 구성하는 도체, 절연물, 기타 구조물에는 정해진 온도상승 한도가 있어 운전은 이 범위내로 제한된다.

  2) 따라서 발전기를 운전하는 경우 각기 운전조건에 따라 열적영향개소가 달라지므로 이를 표시한 것을 가능출력곡선

      이라 한다.

 

2. 발전기 운전영역 및 근거식

  1)

  2) 위상각 안정도 한계곡선

  3) 정태안정도 한계식

    · $  \dot{W} =P+jQ=V\, I^{ \ast } $  →  $P^{2} +[Q- \frac{1}{2} ( \frac{1}{ x_{l} } -\frac{1}{ x_{d} } )V^{2}] ^{2} =[ \frac{1}{2} ( \frac{1}{ x_{l} }+\frac{1}{ x_{d} } )V^{2}] ^{2}$

  4) 단락비(SCR) : $K_{s} = \frac{1}{ X_{d} } $

  5) 내부단락용량

    · $P_{m} = \frac{ V^{2} }{ X_{d} } = \frac{1 }{ X_{d} } \times  V^{2}= K_{s} \times  V^{2}= K_{s}$ (정격전압 $V=1.0[pu]$일 경우)

  6) 외부(계통측) 단락용량

    · $S= \frac{ V^{2} }{ X_{l} } = \frac{1 }{ X_{l} }$ (정격전압 $V=1.0[pu]$일 경우)

 

3. 발전기 운전제한곡선

  1) 전기자권선 과열에 의한 한계  →  ①곡선

     (1) 발전기출력에 의해 제한되는 범위

     (2) 전기자전류 증가로 인한 전기자권선 온도상승으로 출력제한

     (3) 수소냉각  →  수소압력을 높여서 출력증대

  2) 계자권선 과열에 의한 한계  →  ②곡선

     (1) 발전기 지상무효전력에 의해 제한되는 범위

     (2) 계자전류 증가로 인한 전기자권선 온도상승으로 출력제한

     (3) 발전기 정격역률 이하의 지상영역에서는 과여자

  3) 고정자 철심단부 과열에 의한 한계  →  ③곡선

     (1) 발전기 진상무효전력에 의해 제한되는 범위

     (2) 계자전류 감소로 누설자속이 증가하여 고정자단부의 온도상승으로 인한 출력제한

     (3) 발전기 정격역률 이하의 진상영역에서는 부족여자

     (4) 철손(히스테리시스손 + 와류손) 발생

  4) 정태안정도에 의한 한계  → ④곡선

    · 발전기 동기리액턴스 및 계통의 리액턴스에 의한 제한

  5) 동태안정도에 의한 한계  → ⑤곡선

    · 고속 AVR이나 여자기를 조정하여 진상영역부분에서 출력상승

  6) 수소냉각방식에 의한 한계

    · 수소냉각방식으로 수소압력에 의해 출력범위가 변한다.

 

4. 수차발전기와 터빈발전기의 가능출력곡선

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 전력계통공학 문제로 나올 법한 발전기 가능출력곡선에 대하여 알아보았습니다.