Lecture 동기 조상기와 장거리 고전압 송전 선로의 특성

동기 전동기의 운전 특성

• 동기 전동기는 부족 여자시 무효 전력을 흡수함으로써 인덕터처럼 동작한다.
• 동기 전동기는 과 여자일 때는 무효 전력을 발생시킴으로써 커패시터처럼 동작한다.
• 이런 특성을 이용하여 무부하로 운전되면서 전압을 조정하는 동기 전동기를 동기 조상기 혹은 동기 콘덴서 라 한다.

장거리 고전압 송전 선로의 특성

• 60[Hz] 선로에서 마일당 용랑성 리액턴스는 200,000[Ω]이고 유도성 리액턴스는 0.8[Ω]이다.
• 이것은 길이가 150[mile]인 장거리 송전 선로에서 상당 유도성 리액턴스가 120[Ω]이고 용량성 리액턴스가 1,333[Ω]임을 의미한다.
• 그림과 같은 등가 회로에서 선로 커패시턴스는 선로 전체의 값이 선로의 중앙에 집중된 병렬 커패시턴스로 표현된다.

• 직렬 임피던스 요소는 선로의 전체 직렬 임피던스 값을 병렬 커패시턴스 양쪽으로 균등히 배분되어 배치된 것으로 생각할 수 있다.
• 수전단은 개방 되었을 때 수전단 전압 $E_{R}$은 병렬 커패시턴스 요소에 의한 영향으로 송전단 전압보다 더 높이 상승한다.
• 그림의 회로에서 송전 전압 $E_{S}$가 300[kV]이면, 수전 전압 $E_R$은 약 314[kV]가 된다.

동기 조상기를 이용한 장거리 송전 선로의 전압 조정

• 선로의 수전단에서 전압 상승은 과도할 수 있는데, 수전단에 유도성 부하를 연결함으로써 전압 상승을 효과적으로 방지할 수 있다.
• 동기 조상기는 부족 여자 상태에서 인덕터처럼 동작하기 때문에 이런 용도로 사용하기에 아주 적합하다.
• 동기 조상기는 부하가 증가하여 전압이 떨어질 때 전압을 상승시키고, 부하가 감소하여 전압이 과도하게 상승할 때 전압을 낮출 수 있다.