개념 한 쪽
전력계통의 안정도는 외란의 크기에 따라 정태·과도·동태로 나뉜다. 문항은 외란 상황을 읽고 안정도 이름을 고르는 꼴이 많고, 안정도 구분에 없는 낱말(동기 안정도) 소거와 증진 방법(중간 조상설비·직렬콘덴서)이 함께 나온다.
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출제기준 단원 「계통의 운전 및 신뢰도」의 공개 문제 5개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 안정도 종류 맞히기 | 2 | 외란 상황에 맞는 정태·과도 안정도 이름 고르기 |
| 안정도의 구분 | 1 | 구분에 포함되지 않는 낱말(동기 안정도) 소거 |
| 안정도 증진 방법 | 2 | 올바른 증진책 고르기·직렬콘덴서 효과 |
전력계통의 안정도는 통상 세 가지로 구분한다. 정태안정도는 부하가 서서히(완만하게) 증가할 때 계통이 탈조하지 않고 안전 운전을 지속하는 능력이고, 과도안정도는 송전선로 고장·발전기 탈락 같은 급격하고 큰 외란이 와도 동기운전을 유지하는 능력이다. 동태안정도는 자동전압조정기(AVR) 등 제어장치의 동작을 포함한 안정도 개념이다. 「동기 안정도」라는 이름은 안정도 구분에 없다 — 구분에서 빠진 낱말을 고르는 문항의 정답으로 나온다.
안정도를 증진하려면 계통의 리액턴스를 줄이고 관성을 늘린다. 구체적으로는 계통 중간에 조상설비를 설치해 전압변동을 억제하고 무효전력을 보상하며, 발전기·변압기·선로의 직렬 리액턴스를 가능한 한 작게 하고, 속응 여자방식·고속 차단·고속 재폐로를 쓰고, 조속기 동작을 빠르게 하며, 계통을 연계해 등가 관성을 늘린다. 조속기를 느리게 하거나 리액턴스를 크게 하거나 연계를 피하는 보기는 모두 반대 방향의 오답이다.
직렬콘덴서는 대표적인 안정도 증진 설비다. 선로에 직렬로 들어가 선로의 유도리액턴스를 용량리액턴스로 상쇄해 실효 리액턴스를 줄인다 — 전압강하가 줄고 송전전력 P = (EsEr/X)sinδ이 늘어 계통의 정태안정도가 증가한다. 부하의 역률을 개선하는 것은 병렬콘덴서의 역할이지 직렬콘덴서가 아니다.
① 정태안정도: 부하가 서서히 증가해도 계속 안정 운전 — 직렬콘덴서로 증가. ② 과도안정도: 고장·발전기 탈락 등 큰 외란 뒤에도 동기운전 유지. ③ 동태안정도: AVR 등 제어장치 동작 포함. ④ 증진 방향: 리액턴스 ↓(중간 조상설비·직렬콘덴서·연계로 관성 ↑, 고속 여자·차단·재폐로, 빠른 조속기).
송전 계통의 안정도를 증진시키는 방법은?
정답 ① · 전력계통의 안정도를 높이려면 계통의 리액턴스를 줄이고 관성을 늘려야 한다. 대표적 방법: ①중간(계통중간) 조상설비 설치로 전압변동 억제 및 무효전력 보상 ②발전기·변압기·선로의 직렬 리액턴스를 가능한 작게 함 ③속응 여자방식, 고속 차단·재폐로 채용 ④조속기 동작을 빠르게 함 ⑤계통을 연계하여 등가관성을 늘림.
안정도 증진 = 리액턴스 감소 + 전압지지(중간 조상설비) + 고속 여자·차단·조속기, 계통 연계 확대.
전력계통 안정도는 외란의 종류에 따라 구분되는데, 송전 선로에서의 고장, 발전기 탈락과 같은 큰 외란에 대한 전력계통의 동기운전 가능 여부로 판정되는 안정도는?
정답 ① · 정답은 과도안정도입니다. 안정도는 외란의 크기에 따라 정태안정도(부하가 서서히 변화할 때 동기운전 유지 능력)와 과도안정도(급격한 고장, 발전기 탈락 등 큰 외란 발생 시에도 동기운전을 유지할 수 있는 능력)로 구분됩니다.
과도안정도는 선로 고장·발전기 탈락 등 큰 외란 후에도 동기운전을 유지하는 능력이다.
전력계통에서 안정도란 주어진 운전 조건하에서 계통이 안정하게 운전을 계속할 수 있는가의 능력을 말한다. 다음 중 안정도의 구분에 포함되지 않는 것은?
정답 ④ · 전력계통의 안정도는 통상 정태안정도, 과도안정도, 동태안정도의 3가지로 구분한다. 정태안정도는 부하가 서서히 변화할 때 계통이 안정 운전을 지속할 수 있는 능력, 과도안정도는 급격한 외란(고장 등) 발생 시에도 동기운전을 유지할 수 있는 능력, 동태안정도는 자동전압조정기(AVR) 등 제어장치를 포함한 상태에서의 안정도를 의미한다.
전력계통 안정도는 정태·과도·동태 3가지로 구분되며 '동기 안정도'는 표준 분류가 아니다.
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