필승! 발송배전기술사 합격 필수템 Best Values

장시간 공부 척추 컨디션 필수 – 에렉투스 모션 데스크
장시간 공부에 필수 – 시디즈 의자
기술사 답안지 규격 태블릿 – 갤럭시 탭 S9 울트라
부드러운 필기감 일제 볼펜 – 파일롯 G2-Pro(리필)
스프링제본 노트 5부

최저가 보러가기

파트너스 활동으로 수수료를 지급받습니다.

단락비의 의미와 자가여자 현상을 방지하는 조건

단락비(SCR, Short Circuit Ratio)는 발전기에서 중요한 성능 지표 중 하나로, 발전기의 안정성과 전기적 특성을 판단하는 데 활용됩니다. 이 글에서는 단락비의 정의와 계산 방법, 그리고 발전기에서 자가여자(Self Excitation) 현상을 방지하는 조건에 대해 설명하겠습니다.

1. 단락비의 정의

1) 단락비의 개념

단락비는 발전기의 무부하 시험 시 정격전압을 유지하는 데 필요한 계자 전류와, 3상 단락 시험 시 정격 전류를 흐르게 하는 데 필요한 계자 전류의 비율을 나타냅니다.

$$
K_s = \frac{I_f^0}{I_f^s}
$$

• $I_f^0$ : 무부하 시험에서 계자 전류
• $I_f^s$ : 3상 단락 시험에서 계자 전류

2) 단락비의 공식

단락비는 다음과 같은 수식을 통해 구할 수 있습니다.

$$
I_f^s \cdot I_s = I_n \cdot I_s
$$

따라서,

$$
K_s = \frac{I_f^0}{I_f^s} = \frac{I_s}{I_n} \cdot \frac{X_d}{X_s}
$$

여기서, $I_s$는 단락 전류, $X_d$는 동기 리액턴스입니다.

3) 적정 단락비

• 발전기에서 자가여자 현상을 방지하고 안전하게 선로를 충전할 수 있는 단락비는 다음과 같이 정의됩니다. $$
  K_s \geq \frac{Q_G}{Q_E} \left( \frac{V_G}{V_E} \right) (1 + σ)
  $$
• 터빈 발전기 : $K_s = 0.6 \sim 0.8$
• 수차 발전기 : $K_s = 1.0 \sim 1.2$

2. 단락비가 발전기 구조 및 성능에 미치는 영향

1) 단락비가 큰 기계의 구조

• 발전기 철심 재료로 철을 많이 사용하여 적가계가 증가합니다.
• 구리 사용량이 비교적 적어 구리 손실이 줄어듭니다.
• 발전기 크기가 커지고, 중량이 증가하며, 강도가 강화됩니다.
• 발전기의 회전자 저항이 커집니다.

2) 단락비가 큰 기계의 성능

• 동기 리액턴스 ($X_d$)가 작아져서 단락 전류가 커집니다.
• 전압 변동률이 작고, $X_d$가 작아져 안정도가 높아집니다.
• 공급 네트워크에 큰 충격을 가하지 않아 기계의 안정성이 향상됩니다.
• 효율은 다소 낮아질 수 있습니다.

3. 발전기 자가여자 현상을 방지하는 조건

1) 자가여자의 정의

자가여자는 송전선로 시충전 시에 용량이 작은 발전기로 시충전하여, 계자에 가하지 않았음에도 불구하고 발전기 단자전압이 이상 상승하는 현상을 말합니다.

2) 자가여자 현상을 일으키지 않기 위한 조건

• 단락비가 큰 발전기를 사용하여 시충전합니다.
• 발전기 용량을 서로의 총용량보다 크게 설정합니다.
• 발전기 저하 유도, SVC, STATCOM 등의 무효전력을 흡수합니다.

필승! 발송배전기술사 합격 필수템 Best Values

장시간 공부 척추 컨디션 필수 – 에렉투스 모션 데스크
장시간 공부에 필수 – 시디즈 의자
기술사 답안지 규격 태블릿 – 갤럭시 탭 S9 울트라
부드러운 필기감 일제 볼펜 – 파일롯 G2-Pro(리필)
스프링제본 노트 5부

최저가 보러가기

파트너스 활동으로 수수료를 지급받습니다.