전기공사기사 페란티 현상 — 분로리액터와 자기여자 방지

페란티 효과는 먼 거리를 지나는 송전선의 정전용량 때문에 수전단 전압이 높아지는 현상이다. 긴 송전선은 선 자체가 축전기처럼 전하를 저장하는 성질이 있어서 끝쪽 전압이 올라간다. 부하가 작을 때 이 축전 효과 때문에 받는 쪽 전압이 높아지는 것이 페란티 효과이며, 그 원인은 선로의 정전용량이다.

이를 막으려면 정전용량이 만드는 리액티브 전류를 흡수하는 장치가 필요하다. 셔트 리액터나 분로리액터를 병렬로 연결하거나 유도성 성분으로 보상하는 방법이 효과적이다. 초고압 장거리 송전선로에 접속되는 1차변전소에 분로리액터를 설치하는 것도 같은 목적이며, 전압을 내려 주어 계통 전압을 조절한다.

자기여자를 일으키지 않고 선로를 충전하려면 발전기가 선로의 충전 무효전력을 감당할 수 있어야 한다. 충전용량에 대한 무효전력은 전압의 제곱에 정비례하고 선로 전체의 정전용량에 비례한다. 각 상의 무효전력은 전압의 제곱에 각주파수와 정전용량을 곱해 구하고, 여기에 3을 곱하면 3상 전체의 충전 무효가 된다. 두 회선이면 정전용량이 두 배가 되므로 필요한 무효도 그만큼 커진다.

선로정수는 선로의 길이·굵기·절연·배열 같은 물리적 특성으로 정해지는 값이다. 전압이나 전류가 바뀌어도 선 자체의 저항·인덕턴스·정전용량 값은 달라지지 않고, 그 정수로 전압강하나 손실을 계산한다.

무부하 충전전류는 선로의 정전용량과 전압, 주파수에 의해 결정된다. 선간전압을 먼저 선과 중성점 사이의 전압으로 바꾸고, 선로 전체의 정전용량에 각주파수와 그 전압을 곱해 구한다. 66 kV, 60 Hz, 길이 10 km, 1선 1 km당 정전용량 0.3464 μF인 선로가 이런 계산의 예가 된다.