전력원선도

전기기사 필기 2011년 3회 30번

$P_r$은 수전단 유효전력을 의미하고, $Q_r$은 수전단 무효전력을 의미합니다.

Q문제

수전단 전력원의 방정식이

P_{r}^{2} + (Q_{r} + 400)^{2} = 250000

으로 표현되는 전력 계통에서 무부하시 수전단 전압을 일정하게 유지하는데 필요한 조상기의 종류와 조상 용량으로 알맞은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

진상 무효전력 100

무부하시 전압 상승을 억제하기 위해서는 진상 무효전력이 아닌 지상 무효전력을 공급해야 합니다.

지상 무효전력 100

무부하시 수전단 전압을 일정하게 유지하기 위해서는 지상 무효전력 100을 공급해야 합니다.

•

Step 1: 무부하 조건 적용 무부하시에는 수전단 유효전력

P_{r} = 0

입니다. 이를 주어진 전력원선도 방정식에 대입합니다.

•

Step 2: 무효전력 계산

0^{2} + (Q_{r} + 400)^{2} = 250000

(Q_{r} + 400)^{2} = 50 0^{2}

Q_{r} + 400 = \pm 500

따라서

Q_{r} = 100

또는

Q_{r} = - 900

이 도출됩니다.

•

Step 3: 조상기의 종류 및 용량 결정 무부하시에는 선로의 정전용량에 의해 수전단 전압이 상승하는 페란티 현상이 발생합니다. 전압을 일정하게 유지하려면 지상 무효전력을 공급하여 전압 상승을 억제해야 합니다. 따라서 양수 값인

Q_{r} = 100

을 선택하여 지상 무효전력 100이 정답입니다.

진상 무효전력 200

방정식의 해가 아니며, 무부하시에는 지상 무효전력이 필요합니다.

지상 무효전력 200

방정식에

P_{r} = 0

을 대입하여 계산한 무효전력 값은 100 또는 -900이므로 200은 오답입니다.

무부하시 왜 지상 무효전력을 공급해야 하나요?

무부하시나 경부하시에는 선로의 정전용량으로 인해 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 페란티 현상이 발생합니다. 이를 억제하고 전압을 일정하게 유지하기 위해 지상 무효전력을 공급(또는 진상 무효전력을 흡수)하는 분로 리액터나 부족여자 동기조상기를 사용해야 합니다.

전력원선도 방정식에서

P_{r}

과

Q_{r}

은 무엇을 의미하나요?

P_{r}

은 수전단 유효전력을 의미하고,

Q_{r}

은 수전단 무효전력을 의미합니다.