전기기사 전기기기 이론:03-02 동기 발전기의 특성

전기기사 전기기기: 03-02 동기 발전기의 특성

1. 서론

동기 발전기는 일정한 속도와 주파수를 유지하며 전력을 공급할 수 있는 장치로, 그 특성을 정확히 이해하는 것이 전력 시스템에서 중요한 역할을 합니

이번 포스팅에서는 동기 발전기의 주요 특성인 전압-전류 특성, 무부하 특성, 부하 특성, 조상 기능 등을 자세히 다루어 전기기사 시험 준비에 도움을 드리겠습니다.

 

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2. 본론

2.1 동기 발전기의 무부하 특성 (O.C.C)

무부하 특성(자기 여자 특성, Open Circuit Characteristic, O.C.C)은 발전기의 전압과 계자 전류 간의 관계를 나타냅니다.

계자 전류가 증가할수록 발생하는 유도 기전력이 증가하나, 자속의 포화 현상으로 인해 일정 이상의 전류에서는 전압 증가가 서서히 완만해집니다.

• 포화 영역: 초기에는 계자 전류가 증가할수록 유도 전압이 선형적으로 증가하나, 어느 정도 이상에서는 포화에 의해 증가폭이 줄어듭니다.
• 무부하 시 전압: 계자 전류가 일정할 때 발전기의 출력이 무부하 상태에서의 전압 수준을 결정합니다.

 

2.2 동기 발전기의 부하 특성 (Load Characteristic)

부하 특성은 부하가 걸린 상태에서의 단자 전압과 전기자 전류 간의 관계를 나타냅니다.

부하의 종류에 따라 유도전동기, 용량성 부하 등 다양한 전압 변동 특성을 가지며, 이를 통해 발전기의 부하 변동에 따른 안정성을 평가할 수 있습니다.

• 유도성 부하: 유도성 부하에서 전압이 약간 떨어지는 경향이 있습니다.
• 용량성 부하: 용량성 부하가 걸리면 단자 전압이 약간 상승할 수 있습니다.

 

2.3 동기 임피던스 및 내부 특성

동기 발전기는 내부에 동기 리액턴스와 저항 성분을 포함하며, 이로 인해 단자 전압이 변동됩니다.

• 동기 리액턴스: 계자 자기장과의 상호작용으로 인해 발생하는 리액턴스 성분으로, 전압 변동에 큰 영향을 미칩니다.
• 내부 저항: 전기자 권선에서 발생하는 저항 성분으로, 전압 강하에 영향을 미칩니다.

동기 임피던스는 이 두 요소의 합성으로 표현되며, 발전기의 단자 전압 계산에 활용됩니다.

 

2.4 동기 발전기의 조상 기능

동기 발전기는 부하에 따라 무효 전력을 공급하거나 흡수하는 조상 기능을 가지고 있습니다.

• 진상 조상: 용량성 부하일 경우 무효 전력을 공급하여 전압을 상승시키는 역할을 합니다.
• 지상 조상: 유도성 부하일 경우 무효 전력을 흡수하여 전압을 하락시키는 역할을 합니다.

조상 기능은 전력 시스템의 전압 안정성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.

 

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3. 결론

동기 발전기의 주요 특성은 무부하 특성, 부하 특성, 동기 임피던스 및 내부 특성, 조상 기능 등으로, 이를 통해 발전기의 전압과 전류 특성을 파악할 수 있습니다.

각 특성을 이해하고 운용할 수 있는 능력은 전력 시스템의 효율성과 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 하므로, 전기기사 시험 대비에 도움이 될 것입니다.

 

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4. Q&A

Q1: 동기 발전기의 무부하 특성 곡선(O.C.C)은 무엇을 나타내나요?

A1: 동기 발전기의 무부하 특성 곡선은 계자 전류와 유도 기전력 간의 관계를 나타내며, 포화 구간을 포함합니다.

 

Q2: 동기 발전기의 조상 기능이란 무엇인가요?

A2: 조상 기능은 무효 전력을 공급하거나 흡수하여 전력 시스템의 전압을 조정하는 기능으로, 진상 조상과 지상 조상으로 나뉩니다.

 

Q3: 동기 임피던스의 주요 요소는 무엇인가요?

A3: 동기 임피던스는 동기 리액턴스와 내부 저항의 합으로 구성됩니다.