전력계통의 안정도의 종류에 속하지 않는 것은?
- 상태 안정도
- 정태 안정도
- 과도 안정도
- 동태 안정도
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 전력계통 안정도의 분류에 속하지 않는 용어를 찾는 것이다. 전력계통 안정도는 일반적으로 정태 안정도, 과도 안정도, 동태 안정도의 세 가지로 분류되며 '상태 안정도'라는 용어는 통상적인 분류에 포함되지 않는다.
전력계통의 안정도는 정태·과도·동태 안정도로 분류되며 '상태 안정도'는 존재하지 않는 용어이다.
개념 한 쪽
전기공사산업기사 동태안정도 및 그 해석 — 안정도 분류와 향상대책
전력계통의 안정도는 발전기가 계통에 연결된 상태를 유지하며 동기를 잃지 않는 능력을 가리킨다. 이 안정도는 정태·과도·동태 안정도로 나뉘고, 동태안정도는 비교적 느린 부하 변동과 제어장치 동작까지 고려해 해석하는 분류에 놓인다. 안정도를 높이는 대책은 리액턴스를 줄이고 고장 제거를 빠르게 하는 방향으로 판단한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「동태안정도 및 그 해석」의 공개 문제 1개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 안정도 분류에 없는 용어 판별 | 1 | 안정도 세 분류에 속하지 않는 명칭을 가려낸다 |
가장 자주 묻는 것은 안정도 분류에 없는 용어 판별입니다.
뜻
전력계통 안정도는 발전기들이 계통에 연결된 상태를 계속 유지하며 동기(발전기들의 흐름 일치)가 깨지지 않는 능력을 뜻한다. 이 안정도는 정태·과도·동태 안정도로 분류하고, 상태 안정도라는 용어는 분류에 존재하지 않는다. 정태 안정도는 부하가 아주 느리게 조금씩 변할 때 동기를 유지하는 능력을 말하고, 과도 안정도는 단락사고 같은 급격한 충격을 딛고 동기를 유지하는 능력을 말하며, 동태 안정도는 그 중간 정도로 비교적 느린 부하 변동과 제어장치 동작까지 고려해 평가한다.
안정도 향상대책은 계통의 직렬 리액턴스를 줄이고 고장을 빨리 제거하는 쪽에 모인다. 직렬콘덴서는 선로의 리액턴스를 줄여 전압강하와 위상각을 감소시키고, 중간 개폐소는 긴 송전선을 분할해 계통을 튼튼하게 연결한다. 고속차단·재폐로는 고장 제거 시간을 짧게 해 요란을 억제하고, 병행 다회선·복도체 방식은 리액턴스를 줄이며, 속응여자 방식은 고장 시 내부 기전력 E를 빨리 높여 복원력을 키운다.
병렬콘덴서는 무효전력을 보상해 역률을 개선하고 전압을 조정하는 설비이지, 안정도를 높이는 수단으로 분류하지 않는다. 안정도 대책 문제에서는 직렬콘덴서, 중간개폐소, 고속차단·재폐로, 고속여자, 병행 다회선·복도체, 속응여자 같은 항목을 기준으로 소거한다.
송전계통에서 보낼 수 있는 전력은 P = (E·V/X)·sinδ로 나타낸다. 여기서 X는 계통의 직렬 리액턴스이고, X가 작을수록 최대 전송 전력이 커지며 같은 전력을 보낼 때 위상차 δ도 작아져 동기 탈조 위험이 줄어든다. 따라서 직렬 리액턴스를 증가시키는 방향은 안정도를 오히려 나쁘게 만든다.
회선수를 줄이면 병렬 경로가 사라져 리액턴스가 커지고 안정도는 떨어진다. 회선수는 늘어야 병렬 리액턴스가 줄어 안정도가 증가하고, 재폐로 방식과 속응여자 방식, 직렬리액턴스 감소, 고속도 차단기는 고장 충격을 줄이는 방향으로 해석한다.
예제
송전측 모선 전압 161kV와 수전측 모선 전압 155kV, 두 전압 사이 상차각 40°, 리액턴스 50Ω이고 선로 손실을 무시할 때 송전전력을 구한다. P = (161,000 × 155,000 × sin40°) ÷ 50이고, sin40°는 cos50°와 같아 0.643을 쓴다. 대입하면 P = (161,000 × 155,000 × 0.643) ÷ 50 ≈ 320.9 × 10⁶ W ≈ 321MW가 된다. cos40°인 0.766을 잘못 쓰면 408MW가 나오고, sin 항을 빠뜨리면 580MW가 나오므로 계산 방향을 확인한다.
안정도 향상대책을 고르는 문제에서는 직렬 리액턴스를 크게 하는지, 조속기를 느리게 작동시키는지, 회선수를 줄이는지를 먼저 본다. 이런 방향은 안정도를 나쁘게 만들므로 향상대책이 아닌 선지로 판단한다.
대표 기출 3문항
송전선로에서 역섬락을 방지하려면 어떻게 하는 것이 가장 좋은가?
- 가공지선을 설치한다.
- 피뢰기를 설치한다.
- 철탑 탑각 접지저항을 작게 한다.
- 소호각을 설치한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 송전선로에서 역섬락(탑각 전위 상승에 의한 역방향 플래시오버)을 방지하는 최선의 방법을 묻는다. 역섬락은 낙뢰 전류가 탑각 접지저항을 통해 흐를 때 탑의 전위가 상승해 애자와 대지 사이에 역방향 절연파괴가 일어나는 현상이므로 탑각 접지저항을 작게 하여 탑 전위 상승을 억제하는 것이 근본 대책이다.
역섬락은 탑각 전위 상승이 원인 → 탑각 접지저항 감소가 근본 대책이다.
피뢰기의 정격전압에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?
- 뇌전압의 평균값
- 뇌전압의 파고값
- 속류를 차단할 수 있는 최고의 교류전압
- 피뢰기가 동작되고 있을 때의 단자전압
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 피뢰기의 정격전압이 무엇을 의미하는지 묻는다. 피뢰기의 정격전압은 방전 후에 발생하는 속류(follow current)를 확실히 차단할 수 있는 최고 교류 실효전압을 의미한다.
피뢰기 정격전압은 방전 후 속류를 확실히 차단할 수 있는 최고의 교류(실효) 전압이다.
자주 묻는 물음
- 동태안정도가 어느 분류에 놓이는지 확인한다.
- 동태안정도는 정태·과도·동태 안정도 가운데 비교적 느린 부하 변동과 제어장치 동작까지 고려해 평가하는 분류에 놓인다. 상태 안정도라는 용어는 분류에 존재하지 않는다.
- 안정도 향상대책과 아닌 설비를 어떻게 구분하는지 확인한다.
- 직렬콘덴서, 중간개폐소, 고속차단·재폐로, 병행 다회선·복도체, 속응여자는 향상대책으로 본다. 병렬콘덴서는 무효전력 보상과 역률 개선용이므로 안정도 향상대책으로 분류하지 않는다.
- 직렬 리액턴스와 안정도의 관계를 어떻게 해석하는지 확인한다.
- P = (E·V/X)·sinδ에서 직렬 리액턴스 X가 작을수록 최대 전송 전력이 커지고 안정도가 증가한다. 직렬 리액턴스를 크게 하거나 회선수를 줄이면 안정도가 떨어진다.
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