기계식 조속기 전기식 조속기 구조, 특징, 비교

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1. 기계식 조속기

(1) 기계식 조속기의 정의

기계식 조속기는 부하 변동에 따라 수차의 회전 속도를 자동으로 조절하여, 발전기의 출력이 일정하게 유지되도록 하는 장치입니다. 이는 발전 시스템의 안정성을 높이는 중요한 역할을 수행합니다.

(2) 기계식 조속기의 구조

• 스피더 (Speeder): 원심력을 이용하여 수차의 회전 속도 변화를 감지하는 장치.
• 배압 밸브: 스피더에서 감지된 속도 변화를 적정한 유압으로 변환하는 역할.
• 서보모터: 배압 밸브에서 조절된 유압을 증폭하여 수차나 터빈의 속도를 제어합니다.
• 복원기구: 스피더 장치에 의한 배압 밸브의 지나친 유압 조정을 억제하고, 안정된 회전 속도를 유지하게 합니다.

2. 속도 조정율 (Speed Regulation)

(1) 속도 조정율의 정의

조속기의 속도 조정율은 수차나 터빈의 조속기가 발전기의 회전수를 일정하게 유지하지 못하고 출력이 변동할 때, 정격 상태에서의 회전 속도가 변동하는 비율을 나타냅니다.

• 속도 조정율 공식:
  [
  \delta = \frac{N_0 – N_n}{N_n} \times 100 (\%)
  ]
• ( N_0 ): 무부하 시 회전수
• ( N_n ): 정격 회전수

3. 전기식 조속기

(1) 전기식 조속기의 구조

• 속도 검출부: 발전기의 회전수를 감지하여 속도 변동을 검출합니다.
• 부하 조정장치: 부하 변화에 따라 전기적으로 보정하여 발전기 속도 조절.
• 복원부: 기계식 복원기구의 역할을 수행하며, 회전 속도를 일정하게 유지합니다.

(2) 기계식 조속기와 전기식 조속기의 차이점

• 구동 방식: 전기식 조속기는 전기 회로로 구성되어 기계 부품의 마찰 손실이 적고, 반응 속도가 빠릅니다.
• 유지보수 용이성: 전기 회로를 모듈화하여, 부분적인 부품 교체나 수리가 용이합니다.

4. 조속기의 기능적 특성

(1) 속도 변동률의 개선

• 전기식 조속기는 기계식 조속기보다 속도 변동률이 낮아, 부하 변화에 따른 속도 변동을 최소화하여 시스템의 안정성을 높입니다.

(2) 크기와 설치 효율

• 전기식 조속기는 대부분 전기 회로로 구성되어 설치에 필요한 공간이 적고, 크기 효율이 높습니다.

5. 전기식 조속기의 장점과 단점

장점

1. 동작 반응 속도: 전기 회로로 동작하여 빠른 반응 속도를 가집니다.
2. 소음 감소: 기계적 움직임이 줄어 소음과 진동이 적습니다.
3. 유지보수 편리성: 모듈화된 전기 회로로 구성되어 교체 및 수리가 쉽습니다.

단점

1. 외부 전원 의존성: 전기 신호와 외부 전원이 필요하여 정전 시 동작에 문제가 발생할 수 있습니다.
2. 전자부품의 내구성: 기계적 부품보다 전자부품이 고장이 나기 쉬워, 주기적인 점검이 필요합니다.

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