속도조정률

정의

속도조정률은 계통 주파수가 변할 때 발전기 출력이 얼마나 변하는지를 정한 비율이다.

정격 주파수 대비 주파수 편차율을 정격 출력 대비 출력 변화율로 나눈 값의 백분율이다.

주파수가 떨어지면 출력이 늘고, 주파수가 오르면 출력이 준다.

주파수 편차에 비례해 출력을 바꾸는 직선 특성을 드룹 특성이라 한다.

조속기 제어 흐름

조속기는 주파수 변화를 검출해 원동기 입력을 조절한다.

주파수가 변하면 원심추가 속도 변화를 검출하고, 보조밸브가 제어유 방향을 바꾼다.

서보모터가 조정밸브 개도를 바꾸면 원동기 입력이 변해 출력이 증감한다.

출력이 새 평형점에 이르면 변화가 멈추며, 이때 잔류 편차가 남는다.

계산 예제

정격 240MW, 조정률 4%인 발전기의 주파수 특성정수를 구해 보자.

주파수 특성정수 Kg는 240을 0.04 곱하기 60으로 나눈 100MW/Hz다.

운전 중 출력 60MW에서 주파수가 59.5Hz로 떨어지면 출력은 얼마나 변하는지 계산한다.

출력 증가량은 0.5Hz 곱하기 100MW/Hz로 50MW이므로 출력은 110MW가 된다.

110MW는 정격 240MW 이하이므로 상식 범위 안의 값이다.

헷갈리는 점

시험에서는 주파수와 출력의 방향을 혼동하는 실수가 가장 많다.

주파수가 상승하면 조속기가 증기 밸브를 닫아 출력이 감소한다.

반대로 주파수가 하강하면 밸브가 열려 출력이 증가한다. 부호 방향을 꼭 쓴다.

계산 문제는 기준 출력과 기준 주파수를 명확히 적어야 감점되지 않는다.

정리

정리한다. 속도조정률은 주파수 변화량에 대한 출력 변화량의 백분율이다.

같은 속도조정률의 병렬 발전기는 정격용량 비율로 부하를 분담한다.

조속기 프리운전은 잔류 편차를 남기므로 주파수 회복에는 AGC가 필요하다.

정격 60Hz에서 4%면 2.4Hz가 기준 편차라는 점을 기억한다.

확인 문제

방금 배운 내용을 적용해 보는 문제다. 답을 고른 뒤 정답을 확인한다.

정격 60Hz에서 속도조정률 4%일 때 기준 편차가 몇 Hz인지 구한다.

정답 확인

정답은 2.4Hz다. 정격 주파수 60Hz에 조정률 4%를 곱한 값이다.

이 값이 속도조정률 4%일 때의 기준 편차다.