단위법(p.u법)

단위법이란

단위법은 실제값을 기준값으로 나눈 비율로 계통을 해석하는 방법이다.

p.u값은 단위가 없는 수이며, 실제값은 p.u값에 기준값을 곱해 구한다.

전압 레벨이 여러 개인 계통도 하나의 체계로 계산할 수 있게 해 준다.

기준값 두 가지

기준용량은 계통 전체에서 하나로 정하고, 기준전압은 구간마다 정한다.

기준임피던스와 기준전류는 기준용량과 기준전압으로 정해진다.

3상계통에서 선간전압을 쓰면 아래 두 식이 성립한다.

변압기와 기준전압

변압기를 지날 때마다 전압이 바뀌므로 기준전압을 권수비에 맞춰 잡는다.

변압기 양쪽 기준전압의 비는 정격 전압비와 같게 잡는다. 예를 들어 2400 V와 240 V면 10 대 1이다.

그러면 변압기를 지나도 p.u 임피던스가 변하지 않아 이상변압기를 지울 수 있다.

기준 변경 식

기기의 명판 임피던스는 기기 정격 용량 기준이라 계통 기준으로 옮겨야 한다.

용량은 기준 비율에 비례하고, 전압은 기준 비율의 제곱에 반비례한다.

예를 들어 10 MVA에서 8 %인 기기는 100 MVA 기준으로 0.8 pu가 된다.

헷갈리는 점과 감점

단위법 문제에서 감점이 가장 많은 실수는 기준전압을 권수비에 맞추지 않는 것이다.

두 번째는 기준용량을 구간마다 다르게 두는 것이다. 세 번째는 정격 임피던스를 환산하지 않고 그대로 더하는 것이다.

채점에서는 기준값을 먼저 명시하고, 그다음 pu 값을 계산하는 순서가 중요하다.

기준값 없이 pu 값만 쓰면 점수를 받기 어렵다. 결과 확인도 빠뜨리지 않는다.

한눈에 정리

정리하면 단위법은 실제값을 기준값으로 나눠 모든 값을 같은 눈금으로 재는 방법이다.

기준용량은 하나로 통일하고, 기준전압은 변압기 권수비에 맞춘다.

기기 임피던스는 용량비에 비례, 전압비의 제곱에 반비례로 환산한다.

앞 문제 정답은 0.8 pu다. 기준값을 먼저 명시하는 습관을 갖자.