[발송배전기술사] 발전기 출력과 주파수의 관계, 속도 조정률, Governer Free 운전!

다음은 발송배전기술사 전력계통공학 문제 중 발전기 출력과 주파수의 관계, 속도 조정률, Governer Free 운전에 대한 설명입니다.

발전기 출력과 주파수의 관계, 속도 조정률, Governer Free 운전 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 발전기 출력과 주파수의 관계, 속도 조정률, Governer Free 운전에 대하여 설명하시오.

[답]

1. 발전기 출력과 주파수의 관계

  1) 발전기의 회전수 제어 개념도

  2) 전력계통에서 전력의 변화와 주파수의 변화관계를 전력계통의 전력 - 주파수 특성이라 한다.

  3) 발전기 출력 - 주파수 특성

     (1) 조속기는 발전기에서의 대폭적인 회전수(주파수) 저하를 방지하기 위해 회전수를 검출하여 원동기의 입력 V/V를

           조절하여 물 또는 증기의 양을 증감시키는 역할을 한다.

     (2) 이 조속기 V/V를 열 경우, 증가한 입력에 상응하여 발전기 회전자의 회전수가 증가하고, 반대의 경우 회전수가

           감소한다. 이와 같은 특성을 발전기 출력 - 주파수 특성이라 한다.

  4) 계통정수

     (1) 발전기 출력 - 주파수 특성에서 표준주파수 $ f_{n} [H _{z} ]$에서 발전기의 출력이 $P_{g}[MW]$로 운전 중 주파수가 $\bigtriangleup f $

           만큼 저하했다면, 발전기 출력은 $\bigtriangleup  P_{G}$ 만큼 증가하여 본래의 정격주파수로 회복하려고 하는데 이 때의 관계는

           $ K_{G}=- \frac{ \bigtriangleup P_{G} }{ \bigtriangleup f}  $(발전력의 계통정수) 로 표현된다.

     (2) 위 식은 부하가 증가하면 주파수가 저하($\bigtriangleup f $)하고, 주파수의 대폭적인 저하방지와 주파수의 원상회복을 위해

           조속기가 제한된 범위 내에서 입력을 증가시켜 발전력을 증가($\bigtriangleup  P_{G}$) 시키게 된다는 것을 의미한다.

 

2. 속도 조정률

  1) 조속기의 작용과 발전기 회전자의 관성에너지에 의한 속도 조정률($\delta$)은

      · $\delta = \frac{ \frac{ N_{1}-N_{2} }{N_{N}} }{ \frac{ P_{2}-P_{1} }{P_{N}}  }   \times 100[ \%]$

  2) 위 식에서 임의의 출력 $P_{2} = P_{N}$, 변화 후의 출력 $P_{1} = 0$ 이라 하면,

      · $\delta =  \frac{ N_{1}-N_{2} }{N_{N}}  \times 100[ \%]$

  3) 전력계통 주파수는 회전수와 일정한 관계를 가지므로 $N_{1}  = f_{0}$,  $N_{N}  = f_{n}$이므로

      · $\delta =  \frac{ f_{0}-f_{n} }{f_{n}}  \times 100[ \%] $

        · $f_{0}[H_{z} ]$ : 무부하 운전 시 주파수              · $f_{n}[H_{z} ]$ : 정격 출력 시 주파수

 

3. 조속기 Free 운전(Governor Free 운전)

  1) 일반적으로 속도 조정률($\delta$)의 값은 수력 발전기는 3 ~ 5[%] 정도, 화력 발전기는 4 ~ 5[%] 정도이며, 속도 조정률이

       작다는 것은 동일한 부하변화에 대해 주파수변화가 작다는 것을 의미하고, 결국 조속기 동작이 민감하다는 것을

       뜻한다.

  2) 이 속도 조정률 $\delta$로 정해진 값에 따라 출력을 내게끔 발전기를 운전하는 것을 Governor Free 운전이라 한다.

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 전력계통공학 문제로 나올 법한 발전기 출력과 주파수의 관계, 속도 조정률, Governer Free 운전에 대하여 알아 보았습니다.