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동기발전기

계자전류와 전기자 전류 관계

계자전류와 전기자 전류 관계

[93-1] 동기발전기의 일정 유효전력 운전에 관하여 설명하시오.
[81-2] 무한모선에 연결된 동기발전기의 경우 발전기 유효전력 출력을 일정히 유 지하면서 여자전류만을 변화시킴에 따라 전기자 전류(Ia)가 어떻게 변하여 가는지 를 발전기의 상유기기전력 E∠δ, 상단자전압 V∠0, 그리고 발전기의 동기 임피던 스(단, 저항은 무시) jXs를 사용하여 벡터도로 나타내고 설명하시오. 또한 발전기 의 전기자 전류와 여자전류와의 관계를 그래프로 나타내고 설명하시오.

동기발전기의 (간이) 등가회로와 페이저도

동기발전기의 (간이) 등가회로와 페이저도
동기발전기의 (간이) 등가회로와 페이저도

일정출력 조건에서 계자전류의 제어

일정 출력조건이란?

① 전기자 전류의 성분중에서 단자전압과 동상인 성분의 전류의 크기가 일정하다는 의미
② 삼각형의 높이가 일정하다는 의미

일정 출력조건

1) 계자전류의 증가 -> 과여자

계자전류의 증가는 유기기전력이 증가되는 결과로 나타난다. 그러므로 일정 출력조건에서 계자전류를 증가시키면 아래와 같은 페이저도를 얻을 수 있다.

\[ E=4.44k_w Nf \times \Phi_{f}(I_f)\]
일정 출력, 역률 1.0 조건에서 계자전류를 증가

[일정 출력, 역률 1.0 조건에서 계자전류를 증가]

계자전류의 증가는 유기기전력의 증가로 나타나며, 그 결과로 전기자 전류는 지상으로 흐른다. 이 경우 발전기가 과여자 운전 또는 지상운전을 한다고 말한다.
계자전류를 증가시킬수록 전기자 전류의 크기는 계속 증가한다.

2) 계자전류의 감소 -> 저여자(부족여자)

일정 출력, 역률 1.0 조건에서 계자전류를 감소

[일정 출력, 역률 1.0 조건에서 계자전류를 감소]

계자전류의 증가는 유기기전력의 감소로 나타나며, 그 결과로 전기자 전류는 진상으로 흐른다. 이 경우 발전기가 저여자 운전 또는 지상운전을 한다고 말한다.
이 경우에도 마찬가지로 계자전류를 감소시킬수록 전기자 전류의 크기는 계속 증가한다.

계자전류와 전기자 전류와의 관계

동기발전기의 V곡선

[동기발전기의 V곡선]

1) 계자전류 증가(과여자 상태: Overexcited)

전기자 전류는 단자전압보다 느린 지상의 운전상태가 되며 발전기는 계통에 무효전력을 공급하는 운전

2) 계자전류 감소(저여자 상태: Underexcited)

전기자 전류는 단자전압보다 앞선 진상의 운전상태가 되며 발전기는 계통의 무효전력을 흡수(소비)하는 운전


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