상용과 발전기 병렬운전 시 조건


상용과 발전기 병렬운전 시 조건

  • 병렬운전이란 2대 이상의 발전기를 동일 모선에 접속시켜 공통의 부하에 전력을 공급하는 방식을 말한다
  • 병렬운전의 목적은 전력선을 필요로 하는 부하에 정전없이 정격의 전압을 안정하게 공급하기 위함이나 현실적으로 다음과 같은 경우에도 사용한다
    • 발전기 1대의용량으로 부족한 경우
    • 부하의 변동이 심한 경우
    • 부하의 증감에 따라 예비가 필요한 경우
    • 발전기의 무리한 운전을 피하고 효율을 향상시키고자 할 경우

발전기 운전의 안정영역

  • 전력계통에 연결된 발전기가 동기운전을 하기 위해서는 모든 발전기가 같은 속도로 회전하여야 한다
  • 만약 임의의 발전기가 가속되어 회전자의 위치(δ)가 처음 위치보다 앞섰을 경우 이를 회복시키려는 힘이 작용하게 된다.
  • 발전기 압력이 일정하고 δ가 증가했을경우 발전기의 전기적출력(P)이 증가되고 이 증가분에 상당하는 만큼 회전체의 축적에너지를 방출해서 회전체 자신은 감속할 필요가 있다
  • 따라서 동기운전이 되기 위해서는 dP/dδ>0 이어야 한다
  • 이 dP/dδ의 값을 그 발전기의 동기화력이라고 하며, 이것은 발전기의 운전 상태, 계통의 부하특성등 여러가지 요소에 의해서 영향을 받게 되지만 위 식의 조건을 만족하는 출력 상태가 발전기의 안정영역이다

병렬운전

1)전압의 크기가 동등하고 불평형이 아닐 것

  • 병렬운전 중 기전력의 크기가 다를 때에는 이 기전력의 차에 의한 전압차이때문에 전압이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 무효순환전류 발생한다.
  • 이 무효전류는 기전력이 작은 발전기에는 증자작용을 하여 전압을 높이고, 기전력이 큰 발전기는 감자작용을 하여 전압을 낮추어, 발전기의 단자전압이 같아지도록 작용한다
  • 무효순환전류가 흐르면 손실이 증가하고 발전기의 온도상승을 초래한다
  • 따라서 투입 시 전압차를 10%이내로 하며, 전원 측보다 약간 높게 하여 투입하는 것이 좋다
동기발전기의 병렬운전 조건(전압의 크기)

전압의 크기가 상이한 경우
전압의 크기가 상이한 경우
전압의 크기가 상이한 경우

2)기전력의 주파수가 같은 것

  • 발전기의 기전력 간 위상(주파수)이 틀리면 위상차에 의한 차 전압에 의해서 동기화 전류가 흐른다
  • 이전류는 위상이 늦은 발전기의 부하를 감소시켜서 회전속도를 빠르게 하고, 위상이 빠른 발전기에는 부하를 증가시켜서 속도를 느리게 하여 발전기 간의 위상이 같아지도록 한다.
  • 즉, 기전력의 크기가 달라지는 순간이 반속하여 생시게 되므로, 무효횡류가 양 발전기 간을 상호로 주기적으로 흐르게 되어 난조의 원인이 되며 심하면 탈조까지 될 수 있다
동기발전기의 병렬운전 조건(전압의 파형)

3)기전력의 파형이 같을 것

  • 양발전기의 실효치가 같고 위상이 같아도 파형이 틀리면 각 순간의 순시치가 달리지므로 양 발전기간에 무효횡류가 흐른다. 이전류는 전기자 동손실을 증가시키고 과열의 원인이 된다.

4)상회전 방향이 같을 것

  • 어느 순간에 단락상태로 되는것으로,병렬운전 중에는 발생되지 않으나 시운전 시의 처음 병입을 한 번 하는 것으로 충분하다

발전기 운전 시 고려사항

1)발전기의 무여자운전

  • 발전기가 무여자로 운전되면 발전기는 과속되고 유도발전기로 운전하려고 한다
  • 이 가속화는 터빈 조속기 특서에 의한 부하감소, 전기자 전류 증가 및 발전기 저전압의 원인이 되거, 다량의 회전자 전류를 수반한다
  • 계자권선과 화전자 몸체를 흘러 극히 짧은 시간에 과열상태가 되며 부하 운전중에 발전시 계자회로가 개방되면 권선의 유도현상으로 권선에 과전압이 유기된다.

2)발전기의 이상전압 운전

  • 발전기는 정격전압의 ±5% 범위내에서 정격 출력을 낼 수 있으며 발전기가 과여자(저역율)운전 시 출력은 전압감소에 비례하여 감소되어야 한다
  • 부족여자 운전 시는 발전기 출력을 전압감소의 제곱에 비례하여 감소시켜야 한다.

★★사용기기의 선정
사용기기의 선정A(변압기결선)
V-V결선
역V결선, 스코트결선
변압기 결선의 종류와 특징
변압기 병렬운전 및 통합운전

변압기 탭 조정방법

변압기 단락강도 시험방법과 시험전류

변압기 부분방전시험
변압기의 무부하시험과 단락시험

상용과 발전기 병렬운전 시 조건


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