전기기능사 동기발전기의 병렬운전법 등 — 주파수 맞추기와 동기화 전류

병렬 운전을 시작할 때는 두 발전기의 기전력 크기, 주파수, 위상, 파형, 상회전 방향을 확인한다. 이 가운데 주파수는 극수와 회전수로 정해지므로 회전수를 계산해 맞춘다. f = PN/120이고, 6극 1200rpm 발전기는 60Hz이므로 8극 발전기는 900rpm으로 맞춘다. 8극 900rpm 발전기와 병렬 운전하는 6극 발전기는 1200rpm이 된다.

운전 중에는 원동기의 출력이 위상을 바꾼다. 병렬 운전하는 발전기들은 같은 속도와 같은 위상으로 돌아야 하는데, 어느 한쪽의 원동기 출력이 변하면 그 발전기의 기전력 위상이 어긋난다. 위상이 어긋난 만큼 두 발전기 사이에 전위차가 생기고, 이 전위차에 의해 순환 전류가 흐른다. 이 순환 전류가 동기화 전류이다.

동기화 전류는 두 발전기의 기전력 위상이 어긋날 때 흐르며, 위상을 바꾸는 값은 원동기 출력이다. 따라서 「부하의 크기가 달라질 때」나 「주파수만 같으면 흐르지 않는다」로 이해하면 안 된다. 주파수가 같더라도 위상이 어긋나면 동기화 전류가 흐를 수 있다.

병렬 운전에서는 극수가 달라도 주파수를 맞추면 되므로, 회전수 자체를 조건으로 삼지 않는다. 두 발전기의 회전수가 달라도 주파수가 같으면 전기적으로 동기가 맞는다. 이 점이 병렬 운전 조건과 회전수 계산을 연결하는 핵심이다.

단락비와 퍼센트 동기 임피던스는 역수 관계다. 단락비 1.2이면 퍼센트 동기 임피던스는 100÷1.2인 약 83%다. 동기기의 안정도는 동기 임피던스가 작을수록 좋아지므로, 동기 임피던스를 크게 하는 것은 안정도 향상 대책이 아니다.

동기전동기는 여자전류를 조절해 역률을 지상에서 진상까지 바꿀 수 있다. V특성곡선에서 전기자전류가 가장 작은 점의 역률은 1이고, 전기자반작용은 진상 전류가 감자, 지상 전류가 증자 작용을 한다. 제동권선을 기동권선으로 이용해 기동토크를 얻는 방법은 자기 기동법이다.