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미분류 전기기사

전력

유효전력

부하에서 유효하게 사용(실제로 일을 하여 소비)되는 전력
P=VIcos [kW](피상전결에 역률을 곱한값)

무효전력

교류에서 에너지를 소비하지 않고 L과 C성분에 의해 왕복하지만, 실제로 아무 일도 할수 없는 하는 전력
L은 전류의 위상을 90 늦게 하고 C는 전류의 위상을 90 빠르게 하므로 위상차가 발생
Q=VIsin [kVar](피상전력에 무효율을 곱한 값)

피상전력(복소전력)

전력에서 공급되는 전력

S[kVA]=P[kW]+jQ[kVar]

유효전력 단위

역률(cos )이 100[%]이면

전력P=VI=IR[W] or [J/sec]

전력량 W=VIt=IRt[J] 일반적으로 [Wh]로 표시함

열량Q=0.24IRt[cal]

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미분류 전기기사

이상전압 및 대책

이상전압의 종류

외뢰
외뢰 종류 : 직격뢰
유도뢰(뇌운에 의한 유도뢰는 대략 50~100[kV]정도)

내뢰

과도 이상전압
고주파 진동성으로 짧은 시간 내에 감쇄해 버리는것
선로 충전전류, 무부하 여자전류의 차단 투입시에 발생되는 전압
대지전압의 2~4배 정도

지속성 이상전압
계통운전에 빈번하게 발생
기기 차체가 이전압에 견딜 수 있도록 설계, 제작되므로 큰 문제가 없다.

이상전압의 방지대책

외뢰

가공지선, 피뢰침 피롸기를 설치

내뢰

피뢰기 또는 서지흡수기를 설치

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전력계통의 안정도

정태안정도

정태안정도

정상적인 운전상태에서 서서히 부하를 증가시켜 갈경우 안정 운전을 계속할수 있는 정도를 의미

출력에 따른 안정도

\[ 송전전력 : P=\frac{EV}{X}\sin\delta \]

과도안정도

과도안정도

부하의 갑작스런 변화, 계통의 사고 등으로 계통충격이 가해졌을때 계속 운전을 할 수 있는 정도를 과도안정도라 한다(수 초 이내)

과도안정도 조건

\[ 송전전력 : P=\frac{EV}{X}\sin\delta \] \[,PT (발전기 출력), E 일정시\]

고장기간 동안 : V=0 가 되어 P=0이므로 P<<PT가 되어 발전기는 가속됨

고장제거후 : P>PT이면 발전기 감속하여 안정, P<PT이면 발전기 가속하여 불안정

동태안정도

동태안정도

컴퓨터, 전력전자기술 등을 응용한 전력기기 정밀제어로 과도 안정도를 개선하여 안정도 한계근접 운전

과도안정도 이후 정상상태로 이행하는 과정에서 제어설비의 부적절한 동작이 불안정 초래

동태안정도 운전

\[ 송전전력 : PT=P=\frac{EV}{X}\sin\delta \]

전압안정도

전압안정도

장거리 대용량 송전계통의 송전전력 증가시 계통전압 붕괴현상

전압안정도 저하의 메커니즘

송전전력(P)증가=>전압저하=>(계통 측)전력설비 성능저하,(수용가 측)부하전류 증가=>전압 이 저하되는 과정이 되풀이되어 전압안정도가 불안정해짐

저주파 진동

저주파 진동

대용량 발전기의 속응성 여자기 적용으로 제동토크가 감소하여 작은 외란에도 발전기 동요가 지속되는 현상

동요 억제방안

계통 안정화 장치 운영

과도불안정의 발생원인과 영행

단락사고

절연열화에서 기인하여 전열이 파괴

지락사고

수목 접촉및 절연파괴

단선사고

선로의 단서, 불확실한 투입, 푸즈의 용단

기동전류

전압 플리커, sag발생

2회선 중 1회선 차단

회선사고 발생 시 수전단의 일부 부하를 제한하여 과도불안정 현상 발생

안정도 향상대책

계통의 직렬 리액턴스 감소

발전기 출력에서 P=EV/X sinδ 리액턴스 감소 시 안정도 향상
발전기 변압기 리액턴스 감소
직렬 콘덴서로 선로 리액턴스 보상
복도체 사용

전압변동의 억제

E,V변동이 작으면 안정도 향상

탲조정기를 사용하여 전압 변동 최소화
반전기 속응 여자 방식 채택
계통을 연계
중간 조상방식을 채용

사고 시 계통에 주는 충격의 최소화

적당한 중성점 접지방식을 채용
고속 차단하여 사고를 신속히 제거
재폐로 방식을 채용

고장 중 발전기의 기계적 출력 차이 최소화

초고속 조속기를 사용
초고속 스팀밸브를 사용
TCBR등을 사용하여 발전기 회로에 직렬로 삽입

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단락 전자력

단락전류의 정의

전로의 절연파괴로 인해 전류가 부하로 흐르지 않고 접촉된 단락점을 통해서 흐르는 전류가 단자전류이다.

단락전자력의 방향

동일 방향으로 전류가 흐를 경우 흡인력 발생
다른 방향으로 전류가 흐를 경우 반발력 발생

도체(케이블)상호 간에 발생하는 단락 전자력

\[ F=bL_2l =(\mu_0H)(I_2l)\] \[=( 4\pi \times 10^{-7}\times\frac{I_1}{2\pi D})(I_2l)\] \[=2\times 10^{-7}\times \frac{I_1I_2}{D}[N/m]\]
\[ F=K\times\frac{I_m^2}{D} \times 2.04\times 10^{-8}[kg/m]\]

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코로나

코로나 방전의 개요

파열 극한 전위경도

공기의 절연내력 20[°C] 1기압에서 직류 30[kV/cm], 교류21.1[kV/cm]의 전위경도를 가하면 절연이 파괴되는데 이를 파열 극한 전위경도라 한다

코로나 방전

송전선로에서는 전위경도가 균일하지 않기 때문에 애자 근처의 전선에서만 부분적으로 파열되고, 열은 빛과 낮은 소리를 내면서 방전을 하게 된다.

임계전압

\[{V}_{\max }=24.3\times \left({m}_1m_2\delta \right)\times d\times {\log }_{10}\frac{D}{r}\ \left[kV\right]\]

여기에 전선의 표면상태 계수(m0), 일기에 관계하는 계수(m1), 상대공기밀도(δ)를 적용하여 코로나 임계전압을 산출한다.

\[ \delta (상대공기밀도)=\frac{b}{760}\times\frac{293}{273+T}\]

코로나 손실

\[ P_1=\frac{241}{\delta}(f+25)\sqrt{\frac{r}{2D}}\times (E_d-E_0)^2\times 10^{-5} \] \[[kW/km/line] \]

코로나의 영향

코로나 손실로 송전용량 감소
코로나 잡음으로 전파장해 발생
통신선에 유도장해
전선의 부식
소호 리액턴스의 능력 저하
서지 감쇠효과 : 뇌 서지에 대한 감쇠효과는 대부분 코로나 방전에 의한 것이다.

코로나 방지대책

굵은 전선사용
복도체 사용
매끈한 전선 표면
아킹링, 아킹혼 사용 : 현수 애자련의 전위분포를 균등하게 한다
전선의 이격거리 증대
반도체 유약사용 : 핀애자의 경우 반도체 유약을 사용해서 임계전압을 높일수있다
가선금구 개량 : 전위경도를 완만하게 한다