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동기발전기

제동권선

제동권선

[92-1] 발전기 제동권선(Damper winding or amortisseur winding)의 구조와 역 할에 대하여 설명하시오.
[96-1] 불평형 부하가 터빈 발전기에 미치는 영향과 대책에 대하여 설명하시오.

제동권선의 구조

동기기의 회전자 표면에 특수한 바를 넣고 각각의 끝을 단락시킨 구조로 유도전동기의 농형회전자와 유사한 구조를 갖는다.

제동권선의 구조

제동권선의 역할

1) 동기전동기의 기동

동기전동기는 기동토크를 얻을 수 없으므로 제동권선이 설치된 동기전동기는 제동권선이 유도전동기의 농형회전자 역할을 하여 유도 전류가 흘러 기동토크를 얻을 수 있다.

기동초기에는 제동권선에 의해서 기동토크을 얻어 기동을 하며, 동기속도 근처에서 계자를 여자시켜 동기속도로 운전한다.

2) 동기기의 난조(Hunting) 방지

 빠르게 동기속도 복귀

(1) 회전자가 동기속도로 회전하는 경우
제동권선에는 유도전류가 흐르지 않는다.
(2) 회전자가 동기속도보다 빠르게 회전
슬립속도가 발생되어 제동권선에 유도전류가 흐르며, 유도전류에 의한 회전자계와 고정자 회전자계 사이에 자기배열 토크가 작용하여, 회전자에 역방향 토크가 작용하여 동기속도에 이르게 한다.
(3) 회전자가 동기속도보다 느리게 회전
슬립속도가 발생되어 제동권선에 유도전류가 흐르며, 유도전류에 의한 회전자계와 고정자 회전자계 사이에 자기배열 토크가 작용하여, 회전자에 정방향 토크가 작용하여 동기속도에 이르게 한다.

3) 전력계통의 안정도 향상

제동권선은 과도상태를 완충하려는 경향이 있다. 모선과 병렬운전중인 발전기가 일시적으로 빨라지거나 느려질 것이다. 제동권선은 전력과 토크의 크기를 제어함으로써 전력계통의 안정도 향상에 도움이 된다.

4) 단락전류의 제한

※ 불평형 부하가 발전기에 미치는 영향

1) 회전자의 과열

역상분 전기자 전류에 의해 발생된 자속은 회전자와 동일한 속도로 회전하지만 역방향으로 회전하므로 상대속도가 2배가 되어 회전자에 2배 주파수의 기전력을 유기시켜 회전자(댐퍼권선, Wedge)에 큰 와전류(유도전류)가 흐르게 한다.

 회전자의 흐르는 와전류는 국부적인 과열 소손을 일으킬 수 있다.

 발전기는 과도 또는 연속 역상내량이 정해짐 -> 열적으로 강한 비자성 스테인레스 재질의 Wedge 사용, 역상(불평형) 계전기(46)에 의한 역상보호

2) 역토크(제동토크) 발생을 인하여 진동발생으로 터빈이 기계적으로 손상우려

제동권선의 구조

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