[발송배전기술사] 발전기 정격역률이 계통에 미치는 영향!

다음은 발송배전기술사 전력계통공학 문제 중 발전기 정격역률이 발전기의 구조, 운전 및 계통에 미치는 영향에 대한 설명입니다.

[문제] 발전기 정격역률이 발전기의 구조, 운전 및 계통에 미치는 영향을 설명하시오.(2010년 제92회 3교시)

[답]

1. 발전기의 정격역률

  1) 발전기는 제작과정에서 정격역률이 정해지게 된다.

  2) 즉, 발전기는 정격역률 그 이상의 출력을 낼 수 없다는 뜻이며, 결국 정격역률은 부하 및 계통에서 임피던스 중

      리액턴스($X_{L} $) 성분을 0 에 근접시켰을때의 한계역률이라 할 수 있다.

 

2. 발전기 정격역률이 발전기의 구조, 운전 및 계통에 미치는 영향

  1) 발전기의 구조

     (1) 발전기의 단락비(SCR : Short Circuit Ratio)는 $K_{S}  \propto  \frac{1}{X_{d} } $ 로서, 발전기의 동기리액턴스($X_{d}$)와 반비례한다.

     (2) 단락비의 개략값

        ① 터빈발전기 : $K_{S}$ = 0.5 ~ 0.7

        ② 수차발전기 : $K_{S}$ = 0.8 ~ 1.2

     (3) 따라서 정격역률은 발전기의 단락비를 좌우하게 된다.

     (4) 발전기의 회전자 구조(돌극기, 원통기)에 따라 역률상태에 좌우되는 전기자 반작용의 영향도 달라진다.

  2) 운전

     (1) 발전기의 가능출력곡선

        · 발전기가 계통에 접속되어 계통이 요구하는 출력과 역률로 운전할 경우 발전기 각 부분이 허용하는 온도상승한도

          를 넘지않고 연속으로 낼 수 있는 출력범위를 나타내는 곡선

     (2) 발전기의 지상운전영역

        · 정격역률(지상 0.85) 이하의 지상영역에서는 지상무효전력을 증가시키기 위해 계자전류를 증가시켜야 하기 때문

          에 계자권선의 온도가 올라간다.

     (3) 발전기의 진상운전영역

        ① 진상역률 0.95를 넘는 진상영역에서는 계자전류를 정격이하로 감소시켜야 한다.

        ② 계자전류가 정격이하로 감소하지 않으면 회전자 철심이 포화되지 않아 회전자 단부 권선 보호환에서 고정자

            철심단부로 누설자속이 증가하여 고정자 철심단부의 온도를 상승시킨다.

  3) 계통과의 관계

     (1) 발전기 지상영역 운전시

        · 발전기의 OQL(Over Reactive Power Limiter)로 인한 발전기 여자전류의 과도한 운전을 제한한다.

     (2) 발전기 진상영역 운전시

        ① 발전기의 UEL(Under Excitation Limiter)로 운전을 제한하여 전기자 철심을 보호한다.

        ② 계통측의 조상설비는 진상운전을 수행한다.

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 전력계통공학 문제로 나올 법한 발전기 정격역률이 발전기의 구조, 운전 및 계통에 미치는 영향에 대하여 알아보았습니다.