개념 한 쪽
동기발전기를 병렬로 연결하려면 두 발전기의 기전력이 크기·주파수·위상·파형·상회전 방향에서 같아야 한다. 회전수는 병렬 운전의 조건이 아니며, 극수가 달라도 주파수만 같으면 함께 운전할 수 있다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「병렬운전에 필요한 조건」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 극수 계산 | 1 | 주파수와 회전수로 발전기 극수 구하기 |
| 회전수 계산 | 2 | 병렬 운전할 다른 극수 발전기의 회전수 계산 |
2016년 CBT 전환 이전 시험에도 나왔습니다(2008년 5회 · 2010년 2회 · 2011년 1회). 가장 자주 묻는 것은 회전수 계산입니다.
병렬 운전의 조건은 두 발전기가 서로 어긋나지 않게 연결하기 위한 것이다. 첫째, 기전력의 크기가 같아야 한다. 둘째, 주파수가 같아야 한다. 셋째, 위상이 같아야 한다. 넷째, 파형이 같아야 한다. 다섯째, 상회전 방향이 같아야 한다. 이 다섯 가지를 맞추면 두 발전기 사이에 불필요한 순환 전류가 흐르지 않는다.
회전수는 이 목록에 없다. 주파수가 같으면 전기적으로 동기가 맞으므로, 극수가 달라 회전수가 다른 발전기도 병렬 운전이 가능하다. 그래서 「생각하지 않아도 되는 조건」을 고르는 문제에서는 회전수를 고른다.
주파수는 극수와 회전수로 정해진다. f = PN/120이고, N = 120f/P이다. 6극 1200rpm 발전기의 주파수는 6 × 1200 / 120 = 60Hz이다. 여기에 병렬 운전하는 8극 발전기는 N = 120 × 60 / 8 = 900rpm으로 돌아야 한다.
반대 방향으로도 확인한다. 8극 900rpm 발전기의 주파수는 8 × 900 / 120 = 60Hz이므로, 여기에 병렬 운전하는 6극 발전기는 N = 120 × 60 / 6 = 1200rpm이 된다. 두 경우 모두 맞추는 값은 회전수가 아니라 주파수이다.
병렬 운전 조건을 묻는 문제는 다섯 가지를 먼저 떠올린다. 크기·주파수·위상·파형·상회전 방향이 모두 조건이고, 회전수는 조건이 아니다. 보기에 회전수가 있으면 그것이 답이 된다.
회전수를 계산하는 문제는 기준 발전기의 주파수를 먼저 구한다. 6극 1200rpm이면 60Hz이고, 같은 주파수가 되는 8극 발전기의 회전수는 900rpm이다. 극수와 회전수를 곱해 120으로 나누는 방향을 한 번 검산한다.
2008년 5회60㎐, 2000kVA의 발전기의 회전수가 1200rpm이라면 이 발전기의 극수는 얼마인가?
정답 ① · 동기속도 에서 극수 극이다. 60Hz 전원에서 회전수가 1200rpm이면 극수는 6극, 1800rpm이면 4극, 3600rpm이면 2극이 되는 것을 기억해두면 빠르게 검산할 수 있다.
극수는 주파수(60Hz)와 회전수(1200rpm)로 정해지는데, 60Hz에서 1200rpm으로 도는 발전기는 6극이다.
2011년 1회6극 1200[rpm]의 교류 발전기와 병렬 운전하는 극수 8의 동기 발전기의 회전수[rpm]는?
정답 ③ · 동기발전기(교류발전기)의 주파수는 로 계산한다. 6극, 1200rpm인 발전기의 주파수는 이다.
병렬 운전하는 발전기는 주파수가 같아야 하므로, 6극 1200rpm의 주파수(60Hz)에 8극 발전기를 맞추면 900rpm이 된다.
2010년 2회8극 900rpm의 교류 발전기로 병렬 운전하는 극수 6의 동기발전기의 회전수는?
정답 ③ · 먼저 8극 900rpm 발전기의 주파수를 구하면 이다. 병렬운전 시 주파수가 같아야 하므로, 6극 동기발전기의 회전수는 이다.
병렬 운전 조건은 주파수 일치: f=PN/120=60Hz, N=120f/P=1200rpm.
전기기능사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.