안녕하세요, 이번에 설명드릴 내용은 전력공학 유도 장해 안정도 대한 내용입니다.
안정도에는 과도 안정도, 동태 안정도, 안정도가 있으며 유도 장해로 인해 발생할 수 있는 문제를 최소화하는 방안에 대해서 자세히 설명 드리도록 하겠습니다.
유도 장해 종류
: 전력공학 유도 장해 안정도 내용 중에 먼저 유도 장해 대해서 설명 드리도록 하겠습니다.
유도 장해의 종류로는 정전 유도, 전자 유도, 고조파 유도 이렇게 세 가지로 구분할 수 있습니다.
– 유도 장해 종류
- 정전 유도
- 전자 유도
- 고조파 유도
정전 유도 장해
: 그럼 먼저 정전 유도 장해 대해서 설명 드리도록 하겠습니다.
정전 유도 장해는 전력선과 통신선 사이에 발생하는 상호 정전 용량과 영상전에 의해 발생하는 유도 장해입니다.
그래서 보통 전력선과 통신선을 같은 루트로 포설하지 않고 다르게 포설합니다.
만약 장소 및 지역적인 제한 조건으로 인해 같은 루트로 포설을 해야 하는 경우라면 충분한 이격거리를 두고 포설을 해야지만 정전 유도 장해를 최소화할 수 있습니다.
정전유도 장해는 3선과 통신선과 일괄적으로 발생을 하거나 각 상과 통신선과 개별적으로 발생하는 유도장해로 나눠서 설명 할 수 있습니다.
1) 전력선 3선 일괄적으로 통신선과 발생하는 유도 장해
: 전력선 3선과 일괄적으로 통신선과 발생하는 유도장해는 일단 전련선의 충전 전암과 통신선의 대지정전용량에 대해서 구별을 하고 설명을 드리도록 하겠습니다.
- E : 전력선 a의 충전 전압
- Cb : 통신선 b의 대지 정전 용량
- Cab : ab 사이의 상호 정전 용량
- Es : 통신선 b의 정전 유도 전압, 통신선의 대지 정전용량
각 식을 도출할 결과를 종합해보면 전력선 3선으로 인해 통신선에 발생하는 정전유도 장해는 전압이 커지게 되면 더 커지는 것을 확인할 수 있습니다.
2) 전력선 각 상으로 인해 통신선에 발생하는 유도 장해
: 전력선에 각 상 흐르는 전압 및 전류로 인해 통신선에 발생할 수 있는 유도장해의 경우에는 중성점 전위에 의해 정전 유도 전압이 결정이 된다고 합니다.
일단 각상의 전류를 구하면서 결과를 도출하셔야 합니다.
Ia, Ib, Ic 를 구하고 이 세 개의 전류가 Ics와 동일하다는 전제하에 정전 유도 전압을 도출 할 수 있습니다.
참고로 정전유도 전압을 도출하는 식을 참조하시면 주파수와 전력선과 통신선 사이의 길이는 정전유도전압을 결정하는데 영향을 주지 않습니다.
하지만 전력선의 대지전압 E에만 비례를 하는 것입니다.
이런 경우에는 충분한 포설 공간이 된다면 연가를 통해서 ‘Ca=Cb=Cc=C’를 만들어 정전 유도 전압을 ‘0’으로 만드는 것도 유도 장해를 감소시키는 방법 중에 하나라고 생각합니다.
하지만 전력선과 통신선간의 정전용량이 모두 같지 않기 때문에 정전 유도 전압을 0으로 할 수 없습니다.
(전압 분배법칙에 의해 3CV0/(3C+C0)만큼 유도되기 때문 모든 정전용량이 같지 않습니다.)
전자 유도 장해
그럼 다음은 전자 유도 장해 대해서 설명 드리도록 하겠습니다.
전자 유도 장해는 전력선과 통신선과의 상호 인덕턴스와 영상전류에 의해 발생하는 유도 장해입니다.
사실 영상전류는 1선 지락 사고가 발생하는 전류입니다.
이렇게 1선 지락 사고 시 통신선과의 전자적인 결합에 의해 통신선에 커다란 전압과 전류를 유도하게 됩니다.
이렇게 커다란 전압과 전류가 유도가 됨으로써 통신용 기기나 주변에 피해를 주게 되는 것입니다.
전자유도장해
- I0 : 기유도 전류, 전자 유도 전압을 유기하는 전류
- M : 상호 인덕턴스
- l : 전력선과 통신선이 병행한 길이
고조파 유도 장해
그리고 고조파 유도 장해는 VSD 나 Capacitory와 같이 고조파를 발생하는 기기로 인해 발생하는 유도 장해입니다.
이런 경우에는 직렬 리액터나 펄수수를 늘려 고조파를 최대한 저감 시키는 노력을 통해서 고조파 유도 장해를 최소화할 수 있습니다.
유도장해 경감 대책
: 다음은 위에서 설명 드린 유도장해를 어떻게 하면 경감시킬 수 있는지에 대해서 설명드리도록 하겠습니다.
유도장해 경감 대책은 전력선, 통신선 이렇게 2가지 측면에서 설명 드리도록 하겠습니다.
해당 내용은 전기기사 시험 문제로도 나오니 꼭 숙지하시는 걸 추천 드립니다.
| 구분 | 유도장해 경감 대책 세부 사항 |
| 전력선 측 대책 | 송전선로를 통신선으로부터 멀리 이격시켜 상호 인덕턴스 M을 저감 중성점의 접지저항값을 크게하여 기유도 전류를 억제 고속도 지락보호 계전기를 채택해 고장 지속시간을 단축 송전선과 통신선 사이에 차폐선을 가설해 상호 인덕턴스 M을 저감 차폐선을 설치합니다. |
| 통신선 측 대책 | 통신선의 도중에 중계 코일을 설치해 병행길이를 단축 연피 통신케이블을 사용해 상호 인덕턴스 M을 저감 통신선에 우수한 피뢰기를 설치해 유도전압을 강제적으로 저감 배류코일, 중화코일 등으로 통신선을 접지해 저주파수의 유도전류를 대지로 흘려주어 통신 잡음을 저감 |
안정도 특징 및 종류
: 안정도는 안정도라는 단어에서 유추할 수 있듯이 계통이 주어진 운전 조건 하에서 안정하게 운전을 계속할 수 있는 능력을 나타내는 수치라고 이해하시면 됩니다.
크게 안정도는 정태 안정도, 과도 안정도, 동태 안정도 이렇게 3가지로 정리 할 수 있습니다.
– 안정도 종류
- 정태 안정도
- 과도 안정도
- 동태 안정도
| 안정도 종류 | 안정도 세부사항 |
| 정태 안정도(Static Stability) | 송전 게통이 불변 부하 또는 극히 서서히 증가하는 부하에 대해 계속적으로 송전할 수 있는 능력
* 정태 안정 극한 전력 : 안정도를 유지할 수 있는 극한의 송전 전력 |
| 과도 안정도(Transient Stability) | 계통에 갑자기 고장 사고와 같은 급격한 외란이 발생하였을 때에도 탈조하지 않고 새로운 평형 상태를 회복하여 송전을 계속할 수 있는 능력
*과도 안정 극한 전력 : 안정도를 유지할 수 있는 극한 전력 |
| 동태 안정도(Dynamic Stability) | 고속 자동 전압 조정기로 동기기의 여자 전류를 제어 할 경우의 정태 안정도 |
안정도 관련 공식을 송전 전력과 최대 송전 전력, 바그너의 식으로 구분하여 나타낼 수 있습니다.
안정도 향상 대책
: 위에서 설명 드린 안정도를 향상하기 위해는 직렬 리액턴스 X의 경감, 전압 변동의 경감, 중간 조상 방식의 채용, 고장 전류의 경감과 고장 구간의 신속한 차단, 고장 시 발전기 입, 출력의 불평형 경감 등이 필요합니다.
| 안정도 향상 대책 | 안정도 향상 대책 세부사항 |
| 직렬 리액턴스 X의 경감 | 발전기나 변압기의 리액턴스를 작게 함 선로의 병행 회선수를 늘리거나 복도체 또는 다도체 방식을 적용 직렬 콘덴서를 삽입해 선로의 리액턴스를 보상 |
| 전압 변동의 경감 | 속응 여자 방식을 채용 계통을 연계 |
| 중간 조상 방식의 채용 | 선로 중간에 동기조상기를 연결하는 방식을 활용 |
| 고장 전류의 경감 고장 구간의 신속한 차단 |
적당한 중성점 접지 방식을 채용해 지락 전류를 줄임 고속도 계전기 및 차단기를 사용 고속도 재폐로 방식을 채용 |
| 고장시 발전기 입, 출력의 불평형 경감 |
조속기의 동작을 빠르게 함 고장 발생과 동시에 발전기 회로의 저항을 직렬 또는 병렬로 삽입 발전기의 입, 출력의 불평형을 작게 함 |
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이상입니다. 지금까지 전력공학 유도 장해 안정도 대해서 포스팅을 작성하였습니다. 제 포스팅을 통해서 전기 공부하시는데 도움이 되셨으면 합니다. 감사합니다.
