[발송배전기술사] 전력 계통에서 대용량 전원 탈락 시 현상!

다음은 발송배전기술사 전력계통공학 문제 중 전력 계통에서 대용량 전원 탈락 시 현상에 대한 설명입니다.

개요, 계통 현상과 발·변전기에 미치는 영향, 정전범위를 축소하기 위한 대책 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 대용량 전원이 전력 계통으로부터 갑자기 탈락 시 계통 현상과 발·변전기에 미치는 영향 및 정전범위를 축소하기 위한 대책을 설명하시오.

[답]

1. 개요

  1) 전력계통을 구성하는 기기들은 전기적으로 밀접하게 연결되어 있으므로 하나의 기기에서 발생한 사고가 주변의 기기

      에 영향을 미치고, 2차적, 3차적으로 사고가 유발하게 된다.

  2) 이와 같은 현상을 사고파급(Cascading)이라 하고, 사고파급에 의해 전체 계통의 기기가 그 기능을 잃게 되는 것을

      System(계통) 붕괴라고 한다.

 

2. 계통 현상과 발·변전기에 미치는 영향

  1) 유효전력의 수급 불균형에 의한 주파수의 이상 변화

     (1) 부하와 발전력이 급변해서 양자 간에 불균형이 발생하면 주파수가 비정상적으로 변화한다.

      (2) $\frac{d \omega }{dt} =\frac{d  ^{2} \theta   }{dt ^{2} }= \frac{ \omega }{M}  ( P_{in} - P_{out})= \frac{ \omega }{M}  ·  \bigtriangleup P$

          ∴ $\bigtriangleup P= \frac{M}{2 \pi f}  ·  \frac{d(2 \pi f)}{dt} =
\frac{M}{ f}  ·  \frac{d f}{dt}$

  2) 무효전력의 수급 불균형에 의한 전압의 이상 변화

     (1) 무효전력 급증과 지락 및 단락사고 등에 의해 계통 전압이 떨어지고, 병렬기기와 송전선의 탈락이 확대되어 계통

          이 붕괴된다.

     (2) $\bigtriangleup V= E_{s}- E_{r}=I(Rcos \theta +Xsin \theta )= \frac{PR}{E_{r}} + \frac{QX}{E_{r}}$ ≒ $\frac{QX}{E_{r}}$ (∵ $R  \ll X$)

 

3. 정전범위를 축소하기 위한 대책 

  1) 계통구성 강화 및 적정연계

     (1) 계통구성의 강화

         ① 전원의 적정용량 선정

         ② 예비력 확보

         ③ 자력복구 가능한 전원설비 도입

     (2) 적정연계

         ① 경제성과 신뢰성 향상을 최대로 할 수 있는 적정연계 필요

         ② 적정연계란 연계 본래의 목적 달성과 동시에 사고파급을 방지하는 것

  2) 보수계획과 그 실시 방법의 합리화

     (1) 계통의 전반적인 상황을 고려하여 보수계획 수립

     (2) 실시 도중 인위적인 실수 최소화

  3) 안전도 제어

    · 계통에 갑작스런 사고나 동요 등의 외란이 발생해도 이것을 이겨낼 수 있도록 계통을 운용하는 것으로 안전도 제어가

      행해지고 있다.

     (1) 예방제어

         · 미리 상정한 사고가 발생했을 때, 사고파급에 대한 예측점검 및 적절한 대책 수립

     (2) 긴급제어

         · 사고가 발생하였을 때, 적절한 대처로 사고파급 방지

     (3) 복구제어

         · 사고가 파급되어 계통이 붕괴됬을 때, 계통을 원래 상태로 복구

     (4) 안전도 급전기능

     (5) 안전도 제어 절차

     (6) 안전도 제어 실시 예

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 전력계통공학 문제로 나올 법한 전력 계통에서 대용량 전원 탈락 시 현상에 대하여 알아 보았습니다.