동기조상기의 여자전류를 줄이면?
- 콘덴서로 작용
- 리액터로 사용
- 진상 전류로 됨
- 저항손의 보상
정답과 해설 보기
정답 ② · 동기조상기는 필드전류에 따라 콘덴서(진상)처럼도, 리액터(역상)처럼도 동작할 수 있다. 여자전류를 줄이면 교류시 무효전류를 흡수하는 성향이 되어 역률을 떨어뜨리며 리액터(유도성) 성분으로 작동한다.
개념 한 쪽
전기기사 동기조상기 — 과여자·부족여자 운전·진상 지상 무효전력·전력용 콘덴서 비교
동기조상기는 무부하로 돌리는 동기전동기다. 여자전류를 늘려 과여자로 하면 콘덴서처럼 진상 무효전력을 내주고, 줄여 부족여자로 하면 리액터처럼 지상 무효전력을 흡수한다. 전압 조정이 연속적이고 시충전이 가능하며 진상·지상을 모두 다룰 수 있는 것이 전력용 콘덴서와의 차이다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「동기조상기」의 공개 문제 10개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 여자 운전 상태별 작용 고르기 | 6 | 과여자·부족여자의 진상·지상 전류 판별 |
| 전력용 콘덴서와의 비교 고르기 | 3 | 진상·지상 양용·연속 조정·시충전 판별 |
| 필수 계측장치 고르기 | 1 | 역률 계측이 필수 아님 판별 |
가장 자주 묻는 것은 여자 운전 상태별 작용 고르기입니다.
뜻
동기조상기는 동기전동기의 V특성을 이용한 설비로, 축에 부하를 붙이지 않고(무부하) 계통에 접속해 무효전력만 주고받으며 송전계통의 전압을 일정하게 유지한다. 여자전류에 따른 작용이 핵심이다. 여자전류를 늘려 과여자로 운전하면 콘덴서로 작용해 앞선(진상) 전류를 내주어 송전선의 역률을 좋게 하고 전압강하를 줄인다. 반대로 여자전류를 줄여 부족여자로 하면 리액터로 작용해 뒤진(지상) 전류를 흡수한다. 전압이 일정한 모선에서 역률 1로 돌던 동기전동기의 여자전류를 더하면 기전력이 계통 전압을 넘어서 역률은 앞서고 전기자 전류는 증가한다.
부하 상태에 따른 운전도 이 원리로 읽는다. 중부하시에는 계통이 무효전력을 필요로 하므로 과여자 운전으로 앞선 전류를 내주고, 경부하시에는 초고압·장거리 선로의 충전전력이 넘치므로 부족여자 운전으로 뒤진 전류를 흡수한다. 「중부하시 과여자로 뒤진 전류를 취한다」처럼 앞섬·뒤짐을 뒤섞은 보기가 옳지 않은 것이다로 나온다.
전력용 콘덴서와 비교하면 동기조상기는 무효전력의 공급과 흡수를 모두 할 수 있어(진상·지상 양용) 진상용뿐인 콘덴서보다 융통성이 있고, 전압 조정이 연속적이며 시충전이 가능하다. 대신 회전기계이므로 손실·소음·유지보수에서는 콘덴서가 낫다. 전압조정설비 전체로 보면 병렬콘덴서는 진상 능력만, 병렬리액터는 장거리 초고압 송전선·지중선 계통의 충전용량 보상용으로 주요 발·변전소에 설치된다. 조상기 계통용량이 큰 곳에는 동기검정장치, 전압·전류·전력 계측, 베어링과 고정자의 온도 측정이 필요하지만 역률 계측은 필수 장치가 아니다.
예제
판별 문항이 중심이다. 여자전류 증가 → 콘덴서 작용·진상(앞선) 전류, 여자전류 감소 → 리액터 작용·지상(뒤진) 전류로 가른다. 비교 문항은 「양용 vs 진상용」「연속 vs 계단」「시충전 가능 vs 불가」 세 짝으로 답을 고른다. 「부족여자로 컨덕턴스로 사용한다」「시충전이 불가능하다」「조정이 불연속적이다」는 모두 틀린 보기의 전형이다.
대표 기출 3문항
전력 계통의 용량과 비슷한 동기조상기를 시설하는 경우에 반드시 시설되어야 할 검정장치나 계측장치가 아닌 것은?
- 동기검정장치
- 동기조상기의 역률
- 동기조상기의 전압 및 전류 또는 전력
- 동기조상기의 베어링 및 고정자의 온도
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 동기조상기(동기발전기 등을 유사한 용량으로 시설할 때) 설치 시 반드시 구비해야 하는 검정·계측장치 중 해당되지 않는 것을 묻는다. 동기검정장치와 전압·전류 또는 전력 계측, 베어링·고정자 온도 측정 등은 운전 안전과 보호를 위해 필수적이다.
동기조상기 (A)와 전력용 콘덴서 (B)를 비교한 것으로 옳은 것은?
- 조정 : (A)는 계단적, (B)는 연속적
- 전력손실 : (A)가 (B)보다 적음
- 무효전력 : (A)는 진상, 지상 양용 (B)는 진상용
- 시송전 : (A)는불가능, (B)는 가능
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 동기조상기와 전력용 콘덴서의 무효전력 특성을 비교하라는 것이다. 동기조상기는 전기자 흥분을 조절하여 무효전력을 공급(진상)하거나 흡수(지상)할 수 있어 양방향 제어가 가능하다.
자주 묻는 물음
- 동기조상기를 과여자로 운전하면 어떻게 되나요?
- 콘덴서로 작용해 앞선(진상) 전류를 내주는 무효전력 공급 상태가 됩니다. 송전선의 역률이 좋아지고 전압강하가 줄어듭니다.
- 부족여자 운전은 무엇에 쓰이나요?
- 리액터로 작용해 뒤진(지상) 전류를 흡수합니다. 경부하시 초고압 선로의 넘치는 충전전력을 흡수해 전압 상승을 막습니다.
- 전력용 콘덴서 대비 동기조상기의 이점은 무엇인가요?
- 진상전류뿐 아니라 지상전류도 취할 수 있고, 전압 조정이 연속적이며, 시충전이 가능하다는 점입니다.
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