개념 한 쪽
전기공사기사 동기발전기의 병렬운전 활용 — 무효횡류 계산과 극수별 회전수
병렬운전 활용 세트는 두 발전기의 유도기전력 사이에 전압차가 생겼을 때 흐르는 무효횡류를 계산하는 문제, 병렬운전하는 다른 극수 발전기의 회전수를 구하는 계산, 여자 차이로 무효순환전류가 흐르는 경우, 위상차가 생겼을 때의 현상을 묻는다.
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뜻
병렬운전 중인 두 발전기의 유도기전력에 차이가 생기면 그 차이를 메우려는 전류가 흐른다. 두 발전기의 임피던스가 더해진 값으로 전압차를 나누면 흐르는 무효횡류를 구할 수 있다. 1MVA, 3300V, 동기임피던스 6Ω인 두 발전기에서 유도기전력의 상전압 차가 210V이면 210을 6과 6의 합 12로 나누어 17.5A가 된다.
병렬운전하려면 주파수가 같아야 하므로, 극수가 다른 발전기는 극수와 회전수의 곱을 같게 맞춘다. 8극 발전기가 900rpm으로 돌면 극수와 회전수의 곱은 8×900으로 7,200이다. 같은 값을 맞추는 6극 발전기의 회전수는 7,200을 6으로 나눈 1,200rpm이 된다.
반대로 6극 발전기가 1,200rpm으로 돌면 극수와 회전수의 곱은 6×1,200으로 7,200이고, 같은 값을 맞추는 8극 발전기의 회전수는 7,200을 8로 나눈 900rpm이다.
여자(자기장의 세기)가 다른 두 발전기 사이에는 무효전력이 맞지 않아 무효순환전류가 흐른다. 한쪽의 계자전류를 증대시켜 유기기전력을 크게 해도 무효전력이 그쪽에서 다른 쪽으로 순환한다.
위상차가 생기면 실제 전력이 한쪽에서 다른 쪽으로 흐르고 순환전류가 생긴다. 병렬운전 중에는 위상이 조금만 달라도 교류 전류가 흘러 두 발전기가 서로 힘을 주고받는다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 무효횡류 — 유도기전력의 전압차를 두 발전기의 동기임피던스 합으로 나눈다. 210V와 6Ω 두 대이면 17.5A다. ② 회전수 — 극수와 회전수의 곱을 같게 맞춘다. 8극 900rpm이면 곱이 7,200이므로 6극은 7,200÷6으로 1,200rpm이다. ③ 무효순환전류 — 여자가 다르거나 계자전류를 증대시킬 때 흐른다.
자주 묻는 물음
- 동기임피던스 6Ω인 두 발전기의 유도기전력 상전압 차가 210V이면 무효횡류는?
- 17.5A입니다. 전압차 210V를 두 발전기의 동기임피던스 합 12Ω으로 나눕니다.
- 8극 발전기가 900rpm으로 돌 때 병렬운전하는 6극 발전기의 회전수는?
- 1,200rpm입니다. 주파수가 같으려면 극수와 회전수의 곱이 같아야 하므로 8×900인 7,200을 6으로 나눕니다.
- 병렬운전하는 두 발전기 사이에 무효순환전류가 흐르는 경우는?
- 두 발전기의 여자(자기장의 세기)가 달라 무효전력이 맞지 않을 때 흐릅니다. 한쪽 계자전류를 증대시켜 유기기전력을 크게 해도 같은 현상이 생깁니다.
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