전력계통의 안정도
전기기사 필기 2003년 3회 23번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 전력계통의 운용과 보호 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
직렬축전기를 선로에 삽입할 때의 이점이 아닌 것은?
유사 문제 링크
선택지 분석
1
선로의 인덕턴스를 보상한다.
오답 함정 분석
직렬 콘덴서는 선로의 유도성 리액턴스(XL)를 용량성 리액턴스(XC)로 직접 상쇄하므로 인덕턴스 보상은 핵심적인 기능입니다.
2
수전단의 전압변동률을 줄인다.
오답 함정 분석
선로 리액턴스가 감소하면 전압 강하 공식에 의해 전압 강하량이 줄어들며, 이는 수전단의 전압 변동률 개선으로 이어집니다.
3
정태안정도를 증가한다.
오답 함정 분석
송전 가능한 최대 전력은 리액턴스에 반비례하므로, 리액턴스를 줄이는 직렬 콘덴서는 정태 안정도를 향상시키는 주요 수단입니다.
역률을 개선한다.
정답 상세 해설
직렬 콘덴서의 삽입 목적을 정의합니다. 직렬 콘덴서는 송전 선로에 직렬로 연결되어 선로 자체의 유도성 리액턴스를 보상하고 선로 임피던스를 낮추는 역할을 합니다.
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Step 1: 리액턴스 감소에 따른 효과를 분석합니다. 선로의 합성 리액턴스가 감소하면 전압 강하(e = I(R cosθ + X sinθ))가 줄어들어 전압 변동률이 개선됩니다.
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Step 2: 계통 안정도와의 관계를 파악합니다. 송전 전력 P = (Vs * Vr / X) * sinδ 식에서 리액턴스(X)가 감소하면 최대 송전 전력이 증가하여 정태 안정도가 높아집니다.
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Step 3: 역률 개선과의 차이점을 명확히 합니다. 역률 개선은 부하와 병렬로 연결된 전력용 콘덴서가 무효 전력을 공급하여 부하의 위상각을 조절하는 기능이며, 직렬 콘덴서의 주된 목적은 선로 정수 보상에 있습니다.
자주 묻는 질문
Q.
직렬 콘덴서와 병렬 콘덴서의 용도 차이는 무엇인가요?
직렬 콘덴서는 선로 리액턴스를 보상하여 전압 강하 감소와 안정도 향상을 목적으로 하며, 병렬 콘덴서는 부하의 역률을 개선하여 전력 손실을 줄이는 데 사용됩니다.
Q.
직렬 콘덴서를 설치하면 왜 안정도가 좋아지나요?
선로의 리액턴스가 작아질수록 동일한 전압 조건에서 송전할 수 있는 최대 전력량이 커지기 때문에 계통이 외부 교란에 견디는 능력인 정태 안정도가 향상됩니다.
Q.
직렬 콘덴서 설치 시 주의해야 할 부작용이 있나요?
선로의 인덕턴스와 직렬 콘덴서가 공진을 일으켜 발전기 축에 비정상적인 진동을 유발하는 차동기 공진(SSR) 현상이 발생할 수 있으므로 주의가 필요합니다.