동기발전기의 특성

전기기사 필기 2008년 3회 60번

Q: 만약 90도 지상 전류가 흐른다면 단자전압은 어떻게 계산하게 되나요?

90도 지상 전류가 흐르면 주자속을 감소시키는 감자 작용이 발생합니다. 이때 단자전압 공식은 $V = E - I \cdot X_a$가 되며, 주어진 수치를 대입하면 단자전압은 $116[V]$로 감소합니다.

과목 / 챕터	전기기기 / 동기기
인지 유형	calculation
난이도	Level 4

Q문제

3상 동기 발전기의 1상의 유도 기전력

120 [V]

, 반작용 리액턴스

0.2 [Ω]

이다.

9 0^{\circ}

진상전류가

20 [A]

일 때 발전기의 단자전압

[V]

은? (단, 기타는 무시한다.)

유사 문제 링크

2018-1-q54 2005-1-q52 2019-2-q50 2004-1-q57 2008-3-q49

선택지 분석

116

오답 함정 분석

진상 전류가 아닌 지상 전류(감자 작용)가 흐르는 것으로 착각하여

V = E - I \cdot X_{a}

공식을 적용해 잘못 계산한 결과입니다.

120

오답 함정 분석

전기자 반작용에 의한 전압 변동을 전혀 고려하지 않고, 유도 기전력을 그대로 단자전압으로 착각한 결과입니다.

124

정답 상세 해설

90도 진상 전류가 흐르는 동기 발전기의 단자전압은 자화 작용(증자 작용)을 고려하여

V = E + I \cdot X_{a}

공식을 이용해 계산합니다.

•

Step 1: 동기 발전기에서 저항과 누설 리액턴스를 무시할 때, 유도 기전력(

E

)과 단자전압(

V

)의 벡터 관계식은

E = V + j I \cdot X_{a}

입니다.

•

Step 2: 전류(

I

)가 단자전압(

V

)보다 90도 앞서는 진상 전류이므로, 스칼라 크기 관계로 변환하면 주자속을 돕는 증자 작용이 발생하여

E = V - I \cdot X_{a}

가 됩니다.

•

Step 3: 구하고자 하는 단자전압

V

에 대해 식을 정리하고 주어진 값을 대입합니다.

V = E + I \cdot X_{a} = 120 + (20 \times 0.2) = 120 + 4 = 124 [V]

입니다.

140

오답 함정 분석

전압 변동분을 계산할 때 전류나 리액턴스 값을 잘못 적용하거나 연산 실수를 하여 도출된 오답입니다.

자주 묻는 질문

90도 진상 전류가 흐를 때 왜 단자전압이 유도 기전력보다 커지나요?

90도 진상 전류가 흐르면 전기자 반작용 중 주자속을 증가시키는 증자 작용(자화 작용)이 발생하기 때문입니다. 이로 인해 단자전압이 유도 기전력보다 높아지게 됩니다.

만약 90도 지상 전류가 흐른다면 단자전압은 어떻게 계산하게 되나요?

90도 지상 전류가 흐르면 주자속을 감소시키는 감자 작용이 발생합니다. 이때 단자전압 공식은

V = E - I \cdot X_{a}

가 되며, 주어진 수치를 대입하면 단자전압은

116 [V]

로 감소합니다.

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