전기기사 전력공학 이론: 05-01 전력계통 안정도 ⚡

📋 목차

1. 안정도의 기본 개념
2. 정태 안정도
3. 과도 안정도
4. 전압 안정도
5. 안정도 향상 대책
6. 실전 문제

1. 안정도의 기본 개념

1.1 정의

전력계통 안정도란 계통이 외란 후에 주어진 초기 운전조건으로 복귀하려는 능력입니다.

1.2 안정도의 분류

1. 정태 안정도
2. 과도 안정도
3. 전압 안정도

1.3 기본 수식

P = (E1E2/X)sinδ
여기서,
P: 송전전력
E1, E2: 양단 전압
X: 선로 리액턴스
δ: 출력각

2. 정태 안정도

2.1 특성

• 작은 외란에 대한 안정도
• 정상상태에서의 안정성
• 출력각 90° 이내 운전

2.2 정태 안정도 한계

Pmax = E1E2/X
정태 안정도 한계 = Pmax × sin90° = Pmax

2.3 안정도 여유

• 운전 여유도: 20~30%
• 출력각 제한: 30° 이내 권장

3. 과도 안정도

3.1 특성

• 큰 외란에 대한 안정도
• 고장 제거 후의 안정성
• 동적 특성 중요

3.2 영향 요인

1. 고장 지속 시간
2. 고장 제거 방법
3. 발전기 관성
4. 계통 구성

3.3 판정법

1. 동요곡선법
2. 등면적법
3. 시뮬레이션

4. 전압 안정도

4.1 특성

• 부하변동에 대한 전압 유지 능력
• 무효전력과 밀접한 관계
• P-V 곡선으로 분석

4.2 불안정 현상

1. 전압 붕괴
2. 연쇄 정전
3. 진동 현상

4.3 분석 방법

1. P-V 곡선 분석
2. Q-V 곡선 분석
3. 감도 분석

5. 안정도 향상 대책

5.1 정태 안정도 향상

1. 송전전압 증가
2. 직렬 콘덴서 투입
3. 여자 제어 시스템 개선

5.2 과도 안정도 향상

1. 고속도 차단기 설치
2. 재폐로 방식 채택
3. PSS 설치
4. 제동권선 설치

5.3 전압 안정도 향상

1. 무효전력 보상설비 설치
2. 부하 제어
3. 탭 변환기 운용
4. FACTS 설비 도입

6. 실전 문제

문제 1

송전계통의 정태안정도 한계전력을 증가시키는 방법으로 가장 적절하지 않은 것은?

1) 송전전압 상승
2) 선로 리액턴스 감소
3) 병렬 송전선로 건설
4) 중성점 직접접지

정답: 4)

해설: 중성점 접지방식은 정태안정도 한계전력과 직접적인 관련이 없습니다.

문제 2

과도안정도를 향상시키는 방법으로 가장 적절한 것은?

1) 고속도 차단
2) 송전전압 감소
3) 발전기 관성 감소
4) 선로 리액턴스 증가

정답: 1)

해설: 고속도 차단은 고장 지속시간을 줄여 과도안정도를 향상시킵니다.

📝 핵심 포인트

1. 안정도 계산

• 출력각-전력 관계
• 한계전력 계산
• 안정도 여유 산정

2. 실무 적용

• 보호협조
• 운전 제한값
• 대책 설비

3. 시험 포인트

• 기본 개념
• 향상 대책
• 계산 문제