무효전력 공급원 설명

무효전력 공급원이란

무효전력 공급원은 계통의 전압을 규정값 범위로 유지하는 설비다.

발전기, 조상설비, 변압기 탭 등이 여기에 속한다.

이 설비들은 무효전력을 공급(진상)하거나 흡수(지상)한다.

무효전력 공급원의 종류

무효전력 공급원은 회전형과 정지형으로 나뉜다.

회전형은 관성과 과부하 내량이 커서 사고 때 전압을 버틴다.

정지형은 응답이 빠르다. 콘덴서와 리액터는 계단식으로만 변한다.

계산 예제: 콘덴서 공급량

이제 계산 예제로 콘덴서가 공급하는 무효전력을 구해 보자.

모선 전압 6.6kV, 리액턴스 30Ω이면 Q_C = V²/X_C 를 쓴다.

대입하면 약 1.45Mvar가 나온다. 수 Mvar 규모로 배전 변전소 콘덴서 뱅크와 맞다.

같은 콘덴서도 전압이 10% 낮아지면 공급량은 약 19% 줄어든다.

무효전력 과부족과 전압 변화

먼저 무효전력이 부족한 경우다. 공급이 소비보다 작아진다.

전압이 떨어지면 같은 전력을 보내려고 전류가 늘고 손실도 커진다.

무효전력 소비가 다시 늘어 전압이 더 떨어지는 악순환이 생긴다.

반대로 과잉이면 경부하에서 페란티 효과로 전압이 오른다.

직전 문제의 정답은 19%다. 전압의 제곱에 비례하기 때문이다.

시험에 나오는 방식

시험에서는 공급원의 종류와 특징을 묻는 문제가 자주 나온다.

과부족 문제점과 대책, 동기조상기와 SVC 비교도 여러 교시에 걸쳐 나온다.

답안에는 공급과 흡수를 구분해 쓰고 순동 무효예비력을 강조한다.

정리

마지막으로 핵심을 정리한다.

회전형은 관성으로 전압을 버티고, 정지형은 응답이 빠르다.

부족하면 전압붕괴, 과잉이면 페란티 효과가 생긴다.

전압은 지점마다 다르므로 협조제어가 필요하다.