발전설비 (GG)
발전기 설비계획시 고려사항
발전기 분류
발전기 기동방식 비교
발전기 냉각방식
디젤발전기와 가스터빈 발전기 비교 설명
비상발전기 설계시 고려사항
가스터빈발전기
발전기 용량 산정방식
개정된 소방법 기준 용량산정 방법
소방전원우선보존형 발전기*
각국의 발전기용량 산정방식*
비상발전기 운전시 과전압
고압 비상발전기
비상발전기 계산문제
전동기 (JM)
직류전동기
BLDC모터
동기발전기
동기발전기(병렬운전)
동기전동기
동기전동기(기동방법)
동기기의 이상현상
유도전동기
유도전동기의 기동방식
유도전동기(속도제어)
전동기(제동법,역전법)
전동기(효율적 제어방식)
목차(동기발전기 병렬운전 GGR)
동기발전기 병렬운전
❓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
\[발전기동기화력=\frac{dP}{d\delta}\]
- 동기운전조건은 발전기 동기화력이 0보다 커야 한다
\[\frac{dP}{d\delta}\gt 0\]
\[\frac{dP}{d\delta}=\frac{d}{d\delta}(\frac{VE}{X}\sin\delta)\]
\[=\frac{VE}{X}\cos\delta\gt0\]
cos>0 이려면
\[-\frac{\pi}{2}\lt\delta\lt\frac{\pi}{2}\]
- 그림과 같은 범위에서 발전기 운전의 안정영역이 된다.
2️⃣병렬운전 조건
☑️발전기 병렬운전조건(전주극위순)
- 전압일치
- 주파수일치
- 극성일치
- 위상일치
- 순시전압
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.
전동기 (JM)
직류전동기
BLDC모터
동기발전기
동기발전기(병렬운전)
동기전동기
동기전동기(기동방법)
동기기의 이상현상
유도전동기
유도전동기의 기동방식
유도전동기(속도제어)
전동기(제동법,역전법)
전동기(효율적 제어방식)
목차(동기발전기 병렬운전)
동기발전기 병렬운전
●R04 동기발전기의 병렬운전 조건과 병렬운전 순서를 기술하시오
모범답안(발전기 병렬운전과정 GGR04)
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.
☑️발전기 병렬운전조건(전주극위순)
- 전압일치
- 주파수일치
- 극성일치
- 위상일치
- 순시전압
🌐V1005Z24
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