동기발전기 병렬운전

병렬운전이란

동기발전기 병렬운전은 둘 이상의 발전기를 공통 모선에 함께 물려 부하를 나누어 맡는 운전이다.

이때 전압 크기·위상·주파수·파형이 모두 맞아야 투입할 수 있다.

조건이 어긋난 채 투입하면 큰 순환전류가 흘러 기계가 손상된다.

병렬운전 조건과 불일치 현상

병렬운전 조건은 전압 크기, 위상, 주파수, 파형, 상회전 방향이 일치하는 것이다.

각 조건이 어긋나면 나타나는 현상이 다르다. 표에서 한 행씩 확인하자.

전압 크기 차이는 무효순환전류, 위상 차이는 유효순환전류를 만든다.

주파수 차이는 전위차를 진동시켜 출력 요동과 난조를 일으킨다.

상회전 방향이 다르면 단락 상태로 이어질 수 있다.

순환전류의 두 성분

기전력 차이가 있으면 그 차이를 없애려는 전류가 흐르는데, 이를 순환전류라 한다.

순환전류는 크기 차이에 따른 무효분과 위상 차이에 따른 유효분으로 나뉜다.

전압 크기 차이는 무효분을, 위상 차이는 유효분을 만든다.

무효분은 전압을 조정하고, 유효분은 위상을 맞추는 방향으로 작용한다.

병입 절차

먼저 원동기 속도를 조정해 발전기 주파수를 모선 주파수에 가깝게 맞춘다.

계자전류로 단자 전압을 모선 전압과 거의 같게 맞춘다. 약간 높게 맞추는 것이 좋다.

모선 단로기를 넣고, 동기검정기 지침이 동상점에 천천히 접근할 때 차단기를 투입한다.

위상차가 수 도 이상 남은 채 투입하면 돌입전류와 급격한 속도 변화가 생긴다.

투입 후 무효전력은 계자로, 유효전력은 조속기로 조정해 부하를 나눈다.

직접 풀어 보기

방금 배운 내용을 직접 적용해 보자.

위상 차이가 생기면 어떤 횡류가 흐르는지 떠올려 보자.

정리

정리하면 병렬운전 조건은 전압 크기, 위상, 주파수, 파형, 상회전 방향이다.

전압 차는 무효순환전류, 위상 차는 유효순환전류를 만든다. 두 대응을 헷갈리지 말자.

주파수 차는 과열 한 가지가 아니라 출력 요동과 전위차 진동까지 함께 써야 한다.

앞 문제의 정답은 유효순환전류다. 위상 차이가 생기면 동기화 전류가 흐른다.