[발송배전기술사] 발전기의 자기여자현상이란?

다음은 발송배전기술사 송전공학 문제 중  발전기의 자기여자현상에 대하여 알아보겠습니다.

개요, 발전기 무부하 포화곡선과 충전 특성, 발전기 자기여자현상의 영향, 발전기 자기여자 현상과 단락비, 발전기 자기여자 방지대책 순으로 서술해 보겠습니다.

[문제] 발전기의 자기여자현상에 대하여 설명하시오.

[답] 

1. 개요

  · 선로 충전용량보다 작은 발전기로 장거리 송전선로를 시충전할 경우 발전기를 무여자 상태에서 송전선로에 접속

     하더라도 90˚ 진상전류인 선로의 충전전류에 의해서 전기자 반작용 중의 증자작용이 발생하여 발전기 단자전압이

     순식간에 이상상승하게 되는 현상 

 

2. 발전기 무부하 포화곡선과 충전특성

<발전기 자기여자 현상>

   1) 장거리 송전선로의 경우

     (1) 무여자의 경우 전압은 순식간에 $V_{N}$ 값 까지 상승

          ∴장거리 송전선로를 시충전시 자기여자 발생 방지대책 필요

      (2) 여자전류가 있는 경우 $V_{M}$ 값 까지 상승

   2) 단거리 송전선로의 경우

     (1) 무여자의 경우 전압이 유기되지 않음

     (2) 여자전류가 있는 경우 $V_{L}$ 값 까지만 상승

 

3. 발전기 자기여자 현상의 영향

  · 발전기 전기자 권선 열화

 

4. 발전기의 자기여자 현상과 단락비

  1) 단락비($K_{s}$)

     · $K_{s}  \geq  \frac{ Q' }{Q} ( \frac{V}{ V' })^{2}  (1+ \sigma )$,      $K_{s}  \geq  \frac{ Q' }{Q}$

        · $Q[kVA]$ : 발전기 정격용량        · $Q ' [kVA]$ : 선로 충전용량

        · $V[kV]$ : 정격전압         · $V ' [kV]$ : 충전전압         · $\sigma$ : 포화계수(0.05~0.15)

  2) 단락비가 클수록 송전선로 충전에 적합

     (1) 단락비가 1정도일때 경제적임

     (2) 수력발전기 : 1.0~1.2 정도 (장거리)

     (3) 화력발전기 : 0.8~1.0 정도 (단거리)

 

5. 발전기의 자기여자 방지대책

  · $K_{s}  \geq  \frac{ Q' }{Q} ( \frac{V}{ V' })^{2}  (1+ \sigma )$,      $K_{s}  \geq  \frac{ Q' }{Q}$

  1) 발전기 정격용량 증대 : Q ↑

    · 발전기를 2대 이상 모선에 병렬로 접속

  2) 단락비가 큰 발전기로 충전 : $K_{s}$ ↑

  3) 선로 충전용량 감소 : $Q'$ ↓

     (1) 수전단에 병렬 리액터 접속(Sh.R)

     (2) 수전단에 동기조상기 설치

     (3) 수전단에 변압기 접속

  4) 충전전압을 높인다. : $V'$ ↑

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 송전공학 문제로 나올 법한 발전기의 자기여자현상에 대하여 설명해 보았습니다.