[전력공학] 페란티 현상, Still의 식, 조상설비, 동기조상기, 전력용 콘덴서, 분로 리액터, 안정도
1. 페란티 현상(효과)
1) 발생 원인 및 의미
무부하 또는 경부하 시 선로의 작용정전용량에 의해 충전전류가 흘러 수전단의 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상.
선로의 정전용량이 클수록 선로의 길이가 길수록 커진다.
2) 방지대책
진상전류를 제거하기 위해 수전단에 병렬로 분로(병렬) 리액터를 설치한다.
2. 송전전압 계산 : Still의 식
경제적인 송전전압 구하는 식
l : 송전거리 [km]
P : 송전전력 [kV]
3. 조상설비
조상설비는 무효전력을 조정하여 전력손실을 경감시켜 전송효율을 높이고 전압을 조정하여 계통의 안정도를 증진시키는 설비이다.
1) 동기조상기
무부하로 운전 중인 동기전동기의 V곡선을 이용한 것
과여자를 취하면 진상전류(콘덴서 역할)로 운전, 부족여자를 취하면 지상전류(리액터 역할)로 조정
- 특징
① 지상/진상 부하 모두에 사용 가능
② 조정이 연속적이다
③ 회전기로 전력 손실 크다
④ 시송전이 가능하다
⑤ 증설 불가능하다
2) 전력용 콘덴서
부하와 병렬로 설치하여 역률을 개선한느 방식.
진상전류를 공급하는 정지형 설비
- 특징
① 지상 부하에 사용
② 조정이 단계적(불연속)이다
③ 정지기로 손실 적다
④ 시송전이 불가능하다
⑤ 증설 가능하다
3) 분로 리액터
페란티 현상 방지를 위해 변전소에 설치 지상 무효분을 조정하는 설비
4. 전력용 콘덴서 설비
1) 역률 개선용 콘덴서의 용량 계산
2) 전력용 콘덴서 설비
(1) 직렬 리액터 (SR)
송전선에 콘덴서를 연결하면 제3고조파는 △결선으로 제거되지만 제5고조파가 발생되므로 제5고조파 제거를 위해 직렬 공진하는 직렬 리액터를 삽입한다
(2) 직렬 리액터 용량
① 이론상 : 콘덴서 용량의 4[%]
② 실제 : 콘덴서 용량의 5~6[%]
(3) 방전코일 (DC)
전원 개방 시 콘덴서에 잔류 전하를 방전시켜 감전사고를 방지하고 재투입 시 콘덴서에 걸리는 과전압 방지
5. 안정도
계통이 주어진 운전조건하에서 운전을 계속 할 수 있는 능력
1) 안정도의 종류
(1) 정태 안정도
정상적인 운전상태에서 부하를 서서히 증가했을 때 운전을 지속할 수 있는 능력
이때의 극한전력을 정태안정 극한전력 이라고 한다
(2) 동태 안정도
고성능의 자동전압조정기(AVR) 로 한계를 향상시킨 운전능력
(3) 과도 안정도
부하가 크게 변동하거나 사고 발생 시 운전할 수 있는 능력
이때의 극한전력을 과도안정 극한전력 이라고 한다
2) 안정도 향상 대책
(1) 계통의 직렬 리액턴스를 작게 한다
① 발전기나 변압기의 리액턴스를 작게 한다
② 복도체(다도체) 방식 채택한다
③ 직렬 콘덴서를 삽입한다
(2) 전압 변동을 적게 한다
① 속응여자방식을 채택한다
② 계통을 연계한다
③ 중간 조상방식을 채용한다
(3) 고장전류를 줄이고, 고장구간을 신속하게 차단한다
① 적당한 중성점 접지방식을 채용하여 지락전류를 줄인다
② 고속 차단방식을 채용한다
③ 재폐로 방식을 채용한다
(4) 고장 시 전력 변동을 적게 한다
① 조속기 동작을 신속하게 한다
② 고장 발생과 동시에 발전기 회로에 직렬로 저항을 넣어 입출력의 불평형을 적게 한다.
페란티 현상, Still의 식, 조상설비, 동기조상기, 전력용 콘덴서, 분로 리액터, 안정도
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