전력 원선도

정의

전력 원선도는 송·수전단 전압을 일정하게 둘 때 전력의 관계를 원으로 그린 선도다.

전압이 고정되면 부하 변화에 따른 전력의 움직임이 원 위의 점으로 나타난다.

원의 중심과 반지름을 알면 가능한 운전점의 범위를 한눈에 읽을 수 있다.

중심과 반지름

저항을 무시하면 선로 리액턴스 X만으로 원의 반지름과 중심을 구할 수 있다.

반지름은 송·수전단 전압의 곱을 X로 나눈 값에 비례한다.

원의 중심은 무효전력 축 위에 있고, 좌표는 수전단 전압 제곱을 X로 나눈 값의 음수다.

저항이 있으면 중심이 유효전력 축 방향으로도 이동하지만 해석 방법은 같다.

운전점 읽기

원 위의 한 점은 특정 부하 조건을 뜻한다.

원의 중심에 가까울수록 부하가 작고, 가장자리는 최대 전력 근처의 운전점이다.

점이 원 바깥으로 나가면 전압 조건을 만족하지 못하므로 정전압으로 공급할 수 없다.

조상설비 운용

부하가 늘면 수전단 운전점이 원 위에서 이동한다.

같은 전압을 유지하려면 늘어난 무효전력을 조상설비로 공급해야 한다.

조상설비 용량은 운전점과 무부하 축 사이의 Q 차이로 구한다.

헷갈리는 점

첫째, 원선도의 중심과 반지름을 혼동하는 실수가 많다.

손실은 송전단 전력과 수전단 전력의 차이이며, P손실과 Q손실로 나눠 설명해야 한다.

경부하에서는 진상 과보상으로 전압이 오르므로 리액터 투입을 함께 적어야 한다.

직접 풀기

저항을 무시한 선로에서 손실을 직접 구해 보자.

정답은 0이다. 송전단과 수전단 전력의 차이가 0이 된다.

원선도는 정상상태 해석 도구라 동태 안정도 판정에는 직접 쓰지 않는다.

정리

전력 원선도는 정전압 송전의 조상설비 용량을 정하는 도구다.

원의 중심과 반지름은 전력방정식에서 유도하고, 원 위의 점은 운전점을 뜻한다.

무효전력은 소비지 근처에서 공급해야 송전 손실이 줄어든다.