동기발전기의 특성

전기기사 필기 2020년 2회 58번

Q문제

정격전압

6600 V

인 3상 동기발전기가 정격출력(역률＝1)으로 운전할 때 전압변동률이

12%

이었다. 여자전류와 회전수를 조정하지 않은 상태로 무부하 운전하는 경우 단자전압(

V

)은?

유사 문제 링크

선택지 분석

6433

전압변동률 공식을 잘못 적용하여 무부하 전압이 정격전압보다 낮아진다고 착각한 오답입니다.

6943

전압변동률 계산 시 수식 대입 오류나 단순 연산 실수로 도출된 오답입니다.

7392

무부하 단자전압은 전압변동률 공식을 이용하여 계산할 수 있습니다.

•

Step 1: 전압변동률(

ϵ

) 공식은

ϵ = \frac{V _{0} - V _{n}}{V _{n}}

입니다. (단,

V_{0}

는 무부하 단자전압,

V_{n}

은 정격전압)

•

Step 2: 주어진 값인 정격전압

V_{n} = 6600 [V]

, 전압변동률

ϵ = 0.12 (12%)

를 공식에 대입합니다.

•

Step 3:

0.12 = \frac{V _{0} - 6600}{6600}

식을

V_{0}

에 대해 정리하면

V_{0} = 6600 \times (1 + 0.12) = 6600 \times 1.12 = 7392 [V]

가 됩니다.

7842

전압변동률을 잘못 해석하여 정격전압에 과도한 변동분을 더한 오답입니다.

전압변동률이란 무엇인가요?

전압변동률은 발전기나 변압기 등에서 무부하 시의 단자전압과 정격 부하 시의 단자전압의 차이를 정격전압에 대한 백분율로 나타낸 값입니다.

동기발전기에서 무부하 운전 시 단자전압이 정격전압보다 높은 이유는 무엇인가요?

부하가 걸려 있을 때는 전기자 반작용과 동기 임피던스에 의한 전압 강하가 발생하여 단자전압이 낮아지지만, 무부하 상태에서는 이러한 전압 강하가 없으므로 단자전압이 정격전압보다 높게 나타납니다.