동기발전기의 병렬운전

전기기사 필기 2006년 2회 47번

Q문제

병렬운전 중의 A, B 두 동기발전기 중, A 발전기의 여자를 B 발전기보다 강하게 하면 A 발전기는?

유사 문제 링크

선택지 분석

90°진상전류가 흐른다.

90° 진상 전류는 여자가 약해진 발전기(B 발전기)에서 발생하는 현상입니다.

90°지상전류가 흐른다.

A 발전기의 여자를 강하게 하면 유도 기전력이 상승하여 두 발전기 사이에 전위차가 발생하고, 이로 인해 무효 순환 전류가 흐르게 됩니다.

•

Step 1: A 발전기의 여자 전류를 증가시키면 A의 유도 기전력(

E_{A}

)이 B의 유도 기전력(

E_{B}

)보다 커집니다.

•

Step 2: 두 발전기 사이의 전위차(

E_{A} - E_{B}

)에 의해 무효 순환 전류(

I_{c}

)가 발생하며, 이는 동기 임피던스(대부분 리액턴스)에 의해 결정됩니다.

•

Step 3: 순환 전류

I_{c} = (E_{A} - E_{B}) /2 Z_{s}

식에서 임피던스가 유도성 리액턴스이므로, 기전력이 높은 A 발전기 입장에서는 전압보다 위상이 90° 뒤진 지상 전류가 흐르게 됩니다.

동기화 전류가 흐른다.

동기화 전류(유효 순환 전류)는 두 발전기 사이에 위상차가 발생했을 때 이를 일치시키기 위해 흐르는 전류입니다.

부하 전류가 증가한다.

여자 전류의 변화는 주로 무효 전력의 분담을 변화시키며, 외부 부하로 흐르는 전체 부하 전류의 직접적인 증가를 의미하지는 않습니다.

여자 전류를 강하게 하면 왜 지상 전류가 흐르나요?

여자가 강해지면 유도 기전력이 높아지며, 동기 임피던스는 대부분 리액턴스 성분이기 때문에 전위차에 의해 발생하는 순환 전류가 전압보다 90° 늦어지게 됩니다.

이 현상이 발전기에 미치는 영향은 무엇인가요?

A 발전기에 흐르는 지상 전류는 전기자 반작용 중 감자 작용을 일으켜 높아진 전압을 다시 낮추려는 방향으로 작용하여 병렬 운전의 안정성을 유지합니다.

반대로 여자가 약해진 B 발전기는 어떻게 되나요?

B 발전기에는 90° 앞선 진상 전류가 흐르게 되며, 이는 증자 작용을 일으켜 낮아진 전압을 높이려는 역할을 합니다.