[전기기능사 필기정리] 동기발전기의 특성시험과 병렬운전

동기발전기 특성 시험과 병렬 운전

1. 무부하 포화곡선 = 무부하 특성곡선:

   

   무부하 포화곡선(유튜브전병칠)

   
   
   • 동기 발전기의 계자 전류가 증가함에 따라 단자 전압이 증가하다가 포화 상태에 이르는 특성을 나타냄.
   • 이상적으로는 계자 전류가 증가하면 단자 전압도 계속 증가하지만, 실제로는 포화 상태에 도달하여 더 이상 증가하지 않음.
   • 표에서 휘어지는 곡선이 무하 포화곡선임.
2. 포화율 공식:
   

   

   
   
   
   • 여기서, ( AB )는 포화 전 단자 전압이고, ( BC )는 포화 상태에서의 단자 전압임.
3. 3상 단락곡선:

   

   파란색 곡선이 단락곡선

   
   
   • 단자 전압을 단락시킨 상태에서 계자 전류를 0부터 천천히 올리면서 단락 전류와의 관계를 그래프로 나타냄.
   • 3상의 경우 철심이 포화되면 전기자 반작용 때문에 감자작용이 발생하고, 자기포화가 일어나지 않게.
4. 전압 변동률:
   • 정격 분해 무부하 전압에서 전격 전압을 뺀 값을 전격 전압으로 나누어 전압 변동률을 계산함.
   • 전압 변동률 공식:
     

     

     전압 변동률 공식

     
     
     
     • 여기서, ( V_{0} )는 무부하 전압이고, ( V_{N} )은 전격 전압임.

 

병렬 운전

1. 병렬 운전 조건 표:

- 용량, 전류, 출력은 달라도 된다.

2. 무효 순환 전류:
   • 기전력의 크기가 다를 때 생기는 전류로, 부하로 전류를 흘리지 않기 때문에 무효 순환 전류라고 함.
   • 위상이 다를 때도 무효 순환 전류가 발생할 수 있음.
3. 유효 순환 전류:
   • 위상이 다를 때 발생하며, 상이 같아지려는 전류를 유효 순환 전류 또는 동기화 전류라고 함.
4. 난조와 난조 방지법:
   • 난조는 부하가 증가할 때 속도가 떨어졌다가 다시 원래대로 돌아오는 현상으로, 속도 조절이 어려운 상태를 말함.
   • 난조의 원인: 부하의 급작스러운 변동에 의해 공진 작용에 의한 진동이 계속 증대하게 됨. 이 것을 난조라 하며, 정도가 심해지면 동기 운전을 이탈하게 되는데, 이를 동기 이탈(탈조)라고 함.
   • 방지 대책: 제동권선을 설치, 플라이휠 설치, 관성을 크게, 조속기의 성능을 둔하게, 단락비 크게, 동기 임피던스를 작게.
5. 안정도 향상 방법:

   

   
   
   • 단락비를 크게, 동기 임피던스를 작게, 관성모멘트를 크게, 신속한 조속기, 빠른 응답의 여자 방식.

 

 

연습 문제 정리

1. 무부하 포화곡선과 포화율 계산:
   • 포화율은 AB분의 BC로 계산.
   • 무부하 포화곡선은 계자 전류와 단자 전압 관계. 계단으로 외움.
2. 병렬 운전 조건 확인:
   • 전압, 주파수, 상순(위상), 파형이 같아야 함.
   • 출력과 용량은 달라도 무방.
3. 기전력 크기와 순환 전류:
   • 기전력 크기가 다를 때는 무효 순환 전류가 흐름.
   • 위상이 다를 때는 유효 순환 전류가 발생.
4. 난조 방지와 안정도 향상:
   • 제동권선 설치, 관성모멘트 크게, 둔한 조속기, 고조파 제거.
   • 안정도 향상을 위해 단락비 크게, 동기 임피던스 작게.