다음은 발송배전기술사 배전공학 문제 중 배전선로 전압 강하율 및 전압 변동률에 대한 설명입니다.
전압 강하, 전압 강하율, 전압 변동률, 전압 강하율과 전압 변동률의 비교 순으로 서술하겠습니다.
[문제] 배전선로 전압 강하율 및 전압 변동률에 대하여 설명하시오.
[답]
1. 전압 강하(Voltage Drop : $\bigtriangleup V$)
1) 부하전류가 흐를 경우 수전단 전압은 송전단 전압보다 낮아진다.
2) 송전단 전압과 수전단 전압과의 차를 전압강하라 한다.
· $\bigtriangleup V = \dot{ V_{s} } -\dot{ V_{r} }= \sqrt{3} (\dot{ E_{s} } -\dot{ E_{r} })$
3) $\dot{ E_{s} }=\dot{ E_{r} }+ \dot{I} \dot{Z} =(E_{r}+IR\,cos \theta +IXsin \theta )+j(IXcos \theta-IR\,sin \theta)$
∴ $| \dot{E_{s}} |= \sqrt{(E_{r}+IR\,cos \theta +IXsin \theta) ^{2} +(IXcos \theta-IR\,sin \theta) ^{2} }$ · · · ①
4) 위 ①식에서 $ \sqrt{ \,\,\,\,\,\, \, }$ 내의 제 2항은 1항에 비해 대단히 적으므로 무시하면,
· $E_{s}=E_{r}+I(R\,cos \theta +Xsin \theta )$
· 3상 전압으로 고치면,
· $V_{s}=V_{r}+ \sqrt{3} I(R\,cos \theta +Xsin \theta )$
∴ $ \bigtriangleup V=V_{s}-V_{r}= \sqrt{3} I(R\,cos \theta +Xsin \theta )$ · · · ②
2. 전압 강하율($\varepsilon $)
· $\varepsilon = \frac{ V_{s}-V_{r} }{V_{r}} \times 100[\%]=\frac{ \bigtriangleup V }{V_{r}} \times 100[\%]$
· 즉, 전압 강하의 크기가 수전단 전압 기준 몇 [%]인가를 나타낸다.
※ $\bigtriangleup \dot{V} =\dot{I}\dot{Z}$이므로, 임피던스 강하가 더 옳은 표현이다.
$\sqrt{ \,\,\,\,\,\, \, }$ 내 제 2항을 무시하면, 전압 강하라 할 수 있을 것이다.
3. 전압 변동률($k$)
· $k= \frac{V_{ro}-V_{rn} }{V_{rn}} \times 100[\%]$
· $V_{ro}$ : 무부하 시 수전단 전압
· $V_{rn}$ : 전부하 시 수전단 전압
· 즉, 무부하 시와 전부하 시의 수전단 전압의 변동이 어느 정도인가를 나타낸다.
4. 전압 강하율과 전압 변동률의 비교
항 목 | 전 압 강 하 율 | 전 압 변 동 률 |
비교 대상 | 송전단 전압과 수전단 전압 | 수전단 전압(무부하, 전부하) |
전류 변동 | 부하에 따라 수시 변동 | 전부하와 무부하 비교 |
비교 장소 | 송·수전단 전압 : 2개소 | 수전단 전압 : 1개소 |
변동 여부 | 부하에 따라 수시 변동 | 전부하 고정 시 고정값 |
기 타 | 전압 변동률은 정전용량을 무시하면 최대 전압 강하와 같다. |
오늘은 발송배전기술사 배전공학 문제로 나올 법한 배전선로 전압 강하율 및 전압 변동률에 대하여 알아 보았습니다.
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