변압기(결선V)
변압기 결선의 종류와 특징
V-V결선
역V결선, 스코트결선
변압기 병렬운전 및 통합운전
변압기 탭 조정방법
변압기 단락강도 시험방법과 시험전류
변압기 부분방전시험
변압기의 무부하시험과 단락시험
상용과 발전기 병렬운전 시 조건
변압기 발주시 검토사항 및 시험
목차(발전기 병렬운전)
발전기 병렬운전조건
❓병렬운전이란
- 2대 이상의 발전기를 동일 모선에 접속시켜 공통의 부하에 전력을 공급하는 방식
- 병렬운전의 목적은 전력선을 필요로 하는 부하에 정전없이 정격의 전압을 안정하게 공급하기 위함이나 현실적으로 다음과 같은 경우에도 사용
- 발전기 1대의 용량으로 부족한 경우
- 부하의 변동이 심한 경우
- 부하의 증감에 따라 예비가 필요한 경우
- 발전기의 무리한 운전을 피하고 효율을 향상시키고자 할 경우
1️⃣발전기 운전의 안정영역
- 전력계통에 연결된 발전기가 동기운전을 하기 위해서는 모든 발전기가 같은 속도로 회전
- 만약 임의의 발전기가 가속되어 회전자의 위치(δ)가 처음 위치보다 앞섰을 경우 이를 회복시키려는 힘이 작용
- 발전기 압력이 일정하고 δ가 증가했을경우 발전기의 전기적출력(P)이 증가되고 이 증가분에 상당하는 만큼 회전체의 축적에너지를 방출해서 회전체 자신은 감속할 필요
- 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 안정영역
- 동기운전조건은 발전기 동기화력이 0보다 커야 한다
cos>0 이려면
- 그림과 같은 범위에서 발전기 운전의 안정영역이 된다.
2️⃣병렬운전 조건
☑️전주극위순
1)전압일치 : 전압의 크기가 동등하고 불평형이 아닐 것
- 병렬운전 중 기전력의 크기가 다를 때에는 이 기전력의 차에 의한 전압차이때문에 전압이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 무효순환전류 발생
- 이 무효전류는 기전력이 작은 발전기에는 증자작용을 하여 전압을 높이고, 기전력이 큰 발전기는 감자작용을 하여 전압을 낮추어, 발전기의 단자전압이 같아지도록 작용
- 무효순환전류가 흐르면 손실이 증가하고 발전기의 온도상승을 초래
- 따라서 투입 시 전압차를 10%이내로 하며, 전원 측보다 약간 높게 하여 투입하는 것이 좋다
- 전압이 큰 쪽은 역률이 나빠지고, 작은 쪽은 역률이 개선
2)주파수일치 : 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 생기게 되므로, 무효횡류가 양 발전기 간을 상호로 주기적으로 흐르게 되어 난조의 원인이 되며 심하면 탈조까지 될 수 있다
3)극성일치 : 기전력 상회전 방향이 같을 것
- 어느 순간에 단락상태로 되는것으로,병렬운전 중에는 발생되지 않으나 시운전 시의 처음 병입을 한 번 하는 것으로 충분
4)위상일치 : 기전력의 파형이 같을 것
- 양발전기의 실효치가 같고 위상이 같아도 파형이 틀리면 각 순간의 순시치가 달리지므로 양 발전기간에 무효횡류가 흐른다. 이전류는 전기자 동손실을 증가시키고 과열의 원인
5)순시전압 :
발전기의 순시 전압이 계통의 순시전압보다 약간높아야 한다(동기화 과정에서 발전기가 계통에 전력을 공급하도록 하기 위함)
3️⃣발전기 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 수반
- 계자권선과 화전자 몸체를 흘러 극히 짧은 시간에 과열상태가 되며 부하 운전중에 발전시 계자회로가 개방되면 권선의 유도현상으로 권선에 과전압이 유기
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.
각종 제어 장치
병렬운전을 안정적으로 수행하기 위해 다음과 같은 제어 장치가 필요합니다.
- 속도 조절기 (Governor): 발전기의 회전 속도를 조절하여 주파수를 일정하게 유지합니다.
- 여자기 (Exciter): 발전기의 자기장을 조절하여 전압을 일정하게 유지합니다.
- 동기화 장치: 발전기와 계통의 전압, 주파수, 위상을 일치시키는 장치입니다.
- 보호 계전기: 과전류, 지락, 역전력 등의 이상 상태를 감지하고 발전기를 계통에서 분리시키는 역할을 합니다.
- 무효전력 제어 장치: 계통의 무효전력을 조절하여 전압 안정도를 유지합니다.
- 주파수 제어 시스템: 계통 주파수를 일정하게 유지하기 위한 제어 시스템입니다.
병렬운전 과정
- 발전기 준비: 발전기를 기동하고, 속도를 서서히 증가시켜 계통 주파수와 일치시킵니다.
- 전압 조정: 여자기를 조절하여 발전기 전압을 계통 전압과 일치시킵니다.
- 위상 일치: 동기화 장치를 이용하여 발전기와 계통의 위상을 일치시킵니다.
- 병렬 연결: 위상이 일치하면 접속기를 닫아 발전기를 계통에 병렬 연결합니다.
- 부하 분담: 발전기의 출력을 조절하여 부하를 분담합니다.
변압기(결선V)
변압기 결선의 종류와 특징
V-V결선
역V결선, 스코트결선
변압기 병렬운전 및 통합운전
변압기 탭 조정방법
변압기 단락강도 시험방법과 시험전류
변압기 부분방전시험
변압기의 무부하시험과 단락시험
상용과 발전기 병렬운전 시 조건
변압기 발주시 검토사항 및 시험
목차(발전기 병렬운전)
발전기 병렬운전조건
💯기출문제
●I20상용전원 계통과 발전기를 병렬운전할 경우의 조건과 각종제어장치에 대하여 설명하시오
변압기(결선V)
변압기 결선의 종류와 특징
V-V결선
역V결선, 스코트결선
변압기 병렬운전 및 통합운전
변압기 탭 조정방법
변압기 단락강도 시험방법과 시험전류
변압기 부분방전시험
변압기의 무부하시험과 단락시험
상용과 발전기 병렬운전 시 조건
변압기 발주시 검토사항 및 시험
목차(발전기 병렬운전)
발전기 병렬운전조건
🌐V1106Z24
❓병렬운전이란
- 2대 이상의 발전기를 동일 모선에 접속하여 공통의 부하에 전력을 공급하는 방식
- 병렬운전의 목적은 전력을 필요로 하는 부하에 정전없이 정격의 전압을 안정하게 공급하기 위함이나 현실적으로 다음과 같은 경우에도 사용
- 발전기 1대의 용량으로 부족한 경우
- 부하의 변동이 심한 경우
- 부하의 증감에 따라 예비가 필요한 경우
- 발전기의 무리한 운전을 피하고 효율을 향상시키고자 할 경우
1️⃣발전기 운전의 안정영역
- 전력계통에 연결된 발전기가 동기운전을 하기 위해서는 모든 발전기가 같은 속도로 회전
- 만약 임의의 발전기가 가속되어 회전자의 위치(δ)가 처음 위치보다 앞섰을 경우 이를 회복시키려는 힘이 작용
- 발전기 압력이 일정하고 δ가 증가했을경우 발전기의 전기적출력(P)이 증가되고 이 증가분에 상당하는 만큼 회전체의 축적에너지를 방출해서 회전체 자신은 감속할 필요
- 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 안정영역
- 동기운전조건은 발전기 동기화력이 0보다 커야 한다
cos>0 이려면
- 그림과 같은 범위에서 발전기 운전의 안정영역이 된다.
2️⃣동기 발전기 병렬운전 조건
☑️전주극위순
1)전압일치 : 전압의 크기가 동등하고 불평형이 아닐 것
- 투입 시 전압차는 10% 이내로 하며 전원측보다 약간 높게 투입하는 것이 좋다
- 기전력의 크기가 다르면 무효횡류가 흐른다
- 전압이 큰 쪽은 역률이 나빠지고, 작은 쪽은 역률이 개선
- 무효횡류가 흘러 역률이 변하는 원리
- E₁이 E₂보다 크면 (E₁-E₂=E) 전압 E에 의해 90 위상이 뒤지는 Ic가 발생
- Ic에 의해서 E₁측은 역률이 원래보다 지상이 되고, E₂측은 역률이 원래보다 진상이 된다.
2)주파수일치 : 기전력의 주파수가 같은 것
유, 무효 전류가 양 발전기에 주기적으로 흐르게 되어 난조의 원인
- 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 생기게 되므로, 무효횡류가 양 발전기 간을 상호로 주기적으로 흐르게 되어 난조의 원인이 되며 심하면 탈조까지 될 수 있다
3)극성일치 : 기전력 상회전 방향이 같을 것
- 과대돌입전류가 흐른다
- 어느 순간에 단락상태로 되는것으로,병렬운전 중에는 발생되지 않으나 시운전 시의 처음 병입을 한 번 하는 것으로 충분
4)위상일치
- 위상이 다르면 유효순환 전류가 흐른다
- 위상이 반대가 되면 단락과 같다
- 양발전기의 실효치가 같고 위상이 같아도 파형이 틀리면 각 순간의 순시치가 달리지므로 양 발전기간에 무효횡류가 흐른다. 이전류는 전기자 동손실을 증가시키고 과열의 원인
- 유효순환 전류가 흐르는 원리
- E₁이 E₂가 δ만큼 위상이 발생하면 E₁-E₂=Es 된다
- 유효순환 전류에 의해 동기화력이 발생
- 전압이 높은 발전기(P₁)
- 전압이 높은 발전기(P₂)
5)기전력의 파형이 같을것
- 발전기의 파형이 다르면 무효순환전류가 흘러 발전기 손실 증가 및 과열
6)순시전압 :
발전기의 순시 전압이 계통의 순시전압보다 약간높아야 한다(동기화 과정에서 발전기가 계통에 전력을 공급하도록 하기 위함)
3️⃣발전기 병렬운전 순서
- 발전기를 정격 운전 속도로 상승
- 계자 차단기 투입
- 정격주파수, 정격전압으로 동기화
- 주 차단기 투입
- 전압조정기 자동 절환
- 전력 수요 변동에 따른 대응운전
- 발전기 준비: 발전기를 기동하고, 속도를 서서히 증가시켜 계통 주파수와 일치시킵니다.
- 전압 조정: 여자기를 조절하여 발전기 전압을 계통 전압과 일치시킵니다.
- 위상 일치: 동기화 장치를 이용하여 발전기와 계통의 위상을 일치시킵니다.
- 병렬 연결: 위상이 일치하면 접속기를 닫아 발전기를 계통에 병렬 연결합니다.
- 부하 분담: 발전기의 출력을 조절하여 부하를 분담합니다.
4️⃣발전기 투입 시 고려사항
- 동기검출기를 이용하여 투입
- 동기화하여 투입하는 것이 이상적이나 실제로 전압, 위상 주파수를 약간 높게 투입(Vg>Vs, δg>δs, fg>fs)
- 계전 전류(If)등가 → 전압증가 → 지상 → 무효전력공급
3️⃣발전기 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 수반
- 계자권선과 화전자 몸체를 흘러 극히 짧은 시간에 과열상태가 되며 부하 운전중에 발전시 계자회로가 개방되면 권선의 유도현상으로 권선에 과전압이 유기
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.
각종 제어 장치
병렬운전을 안정적으로 수행하기 위해 다음과 같은 제어 장치가 필요합니다.
주파수 제어 시스템: 계통 주파수를 일정하게 유지하기 위한 제어 시스템입니다.
속도 조절기 (Governor): 발전기의 회전 속도를 조절하여 주파수를 일정하게 유지합니다.
여자기 (Exciter): 발전기의 자기장을 조절하여 전압을 일정하게 유지합니다.
동기화 장치: 발전기와 계통의 전압, 주파수, 위상을 일치시키는 장치입니다.
보호 계전기: 과전류, 지락, 역전력 등의 이상 상태를 감지하고 발전기를 계통에서 분리시키는 역할을 합니다.
무효전력 제어 장치: 계통의 무효전력을 조절하여 전압 안정도를 유지합니다.
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