[발송배전기술사] 지속성 이상전압!

다음은 발송배전기술사 송전공학 문제 중 지속성 이상전압에 대한 설명입니다.

개요, 1선 지락시의 이상전압, 무부하 송전선의 페란티 현상, 발전기의 자기여자 현상, 수차발전기 부하 차단시의 이상전압 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 전력계통에서 발생하는 지속적인 이상전압에 대하여 간략히 설명하시오.

[답]

1. 개요

  1) 지속성 이상전압은 계통의 사고 및 조작시 발생한다.

  2) 계통조건의 개선에 의해 절감이 가능하다.

  3) 종류

계  통  조  작  시	고  장  발  생  시
1. 무부하 송전선의 페란티 현상   2. 수차발전기의 부하차단 시  3. 발전기의 자기여자 현상	1. 1선 지락시 이상전압  2. 기본파 철공진 이상전압  3. 특수 철공진 이상전압  4. 소호리액터계 1선 단선,      2계통 병가시 이상전압

 

2. 1선 지락시의 이상전압

  · 1선 지락시 유효접지계통에서는 건전상의 전위상승이 대지전압의 1.3배 이하로 발생

     · $\frac{V_{b} }{E_{a}}  \leq 1.3 $

 

 

 

3. 무부하 송전선의 페란티 현상 

  1) 무부하나 경부하시 선로의 정전용량에 의해 충전(진상)전류가 흐르고, 이로 인해 수전단전압이 송전단전압보다

      높아지는 현상

  2) Vector도

  3) 페란티현상은 단위 길이당의 정전용량이 클수록, 선로의 길이가 길수록 심하게 나타나서 기기의 절연을 위협한다.

      (시 충전시 특히 유의)

 

4. 발전기의 자기여자 현상

  1) 선로의 충전용량보다 작은 발전기로 장거리 송전선로를 시충전시 발생

     (1) 충전전류에 의해 발전기 전기자 반작용 중 증자작용에 의해 발생

     (2) 무여자 상태에서도 순식간에 발전기 단자전압이 이상상승하는 현상

  2) 발전기 포화특성곡선

     (1) 장거리 선로에서 무여자시에도 순식간에 전압이 $V_{M}$까지 상승하여 기기의 절연 위협(여자시 $V_{N}$)

     (2) 단거리 선로는  무여자시 전압이 유기되지 않으며, 여자시에도 $V_{L}$까지 전압이 유기된다.

  3) 방지대책

     (1) 단락비($K_{s}$)가 큰 발전기 사용

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

     (2) 발전기 용량($Q$) ≥ 선로의 충전용량($Q' $)

 

5. 수차발전기 부하 차단시의 이상전압

  1) 부하 차단시 $I=0$ 이므로 $E_{t} =E_{i} =1[pu]$

  2) 만일(I ≠ 0) $x_{g} $의 값이 $ x_{d} '' =0.2[pu]$,   $x_{d} ' =0.3[pu]$,   $x_{d}  =1[pu]$이고, 역률 0.8일 때,  $E_{i}$를 구하면,

     (1) $x_{d} '' =0.2[pu]$ 일 때, $\dot{I}= I(cos \theta -j sin \theta )$ 이므로

         · $E_{i}=E_{t}+jx_{d} '' \dot{I}=E_{t}+jx_{d} '' I(cos \theta -j sin \theta )=1+j0.2(0.8-j0.6)=1.13[pu]$

     (2) $x_{d} ' =0.3[pu]$ 일 때, $E_{i}=1.2[pu]$

     (3) $x_{d}  =1[pu]$ 일 때, $E_{i}=1.79[pu]$

  3) AVR 등으로 전압상승을 방지하지 않으면 순시에 1.1$E_{t}$ ~ 1.2$E_{t}$, 수초에 1.8$E_{t}$ 정도로 이상전압 발생.

      여기에 선로 리액턴스, 페란티효과까지 고려하면 수전단전압은 더 높아지게 된다.

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 송전공학 문제로 나올 법한 지속성 이상전압에 대하여 알아보았습니다.