동기발전기의 특성

전기기사 필기 2007년 2회 49번

Q문제

동기발전기에서 자기여자 방지법이 되지 않는 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

전기자 반작용이 적고 단락비가 큰 발전기를 사용한다.

단락비가 큰 발전기는 동기 임피던스가 작아 전압 변동에 강하며, 자기여자 현상을 억제하는 데 효과적입니다.

발전기를 여러 대 병렬로 사용한다.

발전기를 병렬로 연결하면 계통의 전체 용량이 커지므로, 선로의 충전 용량에 의한 자기여자 영향이 상대적으로 감소합니다.

송전선 말단에 리액터나 변압기를 사용한다.

선로 말단에 분로 리액터를 접속하면 선로의 정전용량(C)에 의한 진상 전류를 지상 전류로 상쇄하여 자기여자를 방지할 수 있습니다.

송전선 말단에 동기조상기을 접속하고 계자권선에 과여자한다.

동기발전기의 자기여자 현상은 부하의 정전용량에 의한 진상 전류가 발전기 내부의 자속을 증가시켜 전압이 비정상적으로 상승하는 현상입니다.

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Step 1: 자기여자 현상을 방지하기 위해서는 선로의 진상 성분(C)을 상쇄할 수 있는 지상 전류(L)를 계통에 공급해야 합니다.

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Step 2: 동기조상기를 사용할 경우, 계자 권선을 부족여자(Under-excitation) 상태로 운전하면 리액터로 작용하여 진상 전류를 흡수하고 자기여자를 방지합니다.

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Step 3: 반면, 계자 권선을 과여자(Over-excitation)하면 동기조상기가 콘덴서로 작용하여 진상 전류를 추가로 공급하게 되므로 자기여자 현상을 오히려 심화시킵니다.

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따라서 동기조상기를 과여자하는 것은 자기여자 방지법으로 적절하지 않습니다.

자기여자 현상이 발생하면 어떤 문제가 생기나요?

발전기 단자 전압이 정격 전압보다 훨씬 높게 상승하여 기기의 절연을 파괴하거나 계통에 연결된 장비들을 손상시킬 위험이 있습니다.

동기조상기의 부족여자와 과여자의 차이는 무엇인가요?

부족여자로 운전하면 리액터(지상 전류 흡수) 역할을 하고, 과여자로 운전하면 콘덴서(진상 전류 공급) 역할을 수행합니다.

단락비가 큰 발전기를 '연기(Soft machine)'라고 부르나요?

아니요, 단락비가 큰 발전기는 철의 양이 많아 '철기계(Hard machine)'라고 부르며 전기적 특성이 매우 안정적입니다.