직렬콘덴서 보상방법

전기기사 필기 2012년 2회 40번

선로의 전압 강하 식은 $e \approx I(R \cos \theta + X \sin \theta)$인데, 직렬 콘덴서가 유도 리액턴스 $X$를 줄여주기 때문에 전압 강하가 감소하고 전압 변동률이 낮아지게 됩니다.

Q문제

직렬 콘덴서를 선로에 삽입할 때의 이점이 아닌것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

선로의 인덕턴스를 보상한다 .

직렬 콘덴서는 선로의 유도 리액턴스를 직접적으로 상쇄하여 인덕턴스를 보상하는 역할을 하므로 이점에 해당합니다.

수전단의 전압 변동률을 줄인다 .

선로 리액턴스 감소로 인해 전압 강하가 줄어들며, 결과적으로 수전단의 전압 변동률이 개선되므로 이점에 해당합니다.

정태 안정도를 증가한다 .

송전 용량 공식에 따라 리액턴스가 감소하면 최대 송전 전력이 증가하여 계통의 정태 안정도가 향상되므로 이점에 해당합니다.

수전단의 역률을 개선한다 .

수전단의 역률 개선은 직렬 콘덴서가 아닌 병렬(분로) 콘덴서의 주요 역할입니다.

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Step 1: 직렬 콘덴서의 삽입 목적을 파악합니다. 직렬 콘덴서는 선로의 유도 리액턴스(

X_{L}

)를 용량 리액턴스(

X_{C}

)로 상쇄하여 합성 리액턴스를 줄이는 것이 주된 목적입니다.

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Step 2: 리액턴스 감소에 따른 효과를 분석합니다. 리액턴스가 감소하면 송전 용량(

P = \frac{V _{s} V _{r}}{X} sin δ

)이 증가하여 안정도가 좋아지고, 전압 강하가 줄어들어 전압 변동률이 개선됩니다.

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Step 3: 역률 개선의 원리를 비교합니다. 역률 개선은 부하와 병렬로 연결된 콘덴서가 진상 무효 전력을 공급하여 부하의 지상 무효 전력을 상쇄함으로써 이루어집니다. 따라서 직렬 콘덴서의 이점으로 보기 어렵습니다.

직렬 콘덴서와 병렬 콘덴서의 용도는 어떻게 다른가요?

직렬 콘덴서는 선로의 리액턴스를 보상하여 송전 용량 증대와 안정도 향상을 목적으로 하며, 병렬 콘덴서는 부하의 역률 개선과 전압 조정을 목적으로 사용합니다.

직렬 콘덴서를 설치하면 왜 전압 변동률이 좋아지나요?

선로의 전압 강하 식은

e \approx I (R cos θ + X sin θ)

인데, 직렬 콘덴서가 유도 리액턴스

X

를 줄여주기 때문에 전압 강하가 감소하고 전압 변동률이 낮아지게 됩니다.