11. 송전 선로 망과 승강압, 위상 변이 변압기

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Lecture 실험 (11-2) ~ (11-4)

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실험

위상 변이 변압기

실험 (11-2)

아래 그림과 같이 2개의 병렬 송전 선로가 부하에 전력을 공급한다. 선로 2에는 승강압 위상 변이 변압기를 연결한다.
부하는 Y 결선된 300[Ω] 저항 부하와 300[Ω] 유도성 부하가 병렬로 연결되어 있다.
병렬 송전 선로의 임피던스를 각각 60[Ω]으로 설정하고, $E_1$ 을 200[V]로 조정하라.
단권 변압기에 의한 위상 변이나 승강압이 없으면 두 선로는 같은 양의 유효 및 무효 전력을 전송한다는 것에 주목한다.

위상 변이 선택 스위치의 설정을 변경하고 각 선로에서 유효 전력의 흐름이 큰 영향을 받음을 관찰하라. 무효 전력에의 영향은 다소 미미함에 주목한다.
이제 승강압 선택 스위치의 설정을 변경하고 두 선로 사이에서 무효 전력 배분이 크게 영향 받음을 관찰하라. 유효 전력에의 영향은 다소 미미함에 주목한다. 결과를 표 11-2에 기록하라.

표 11.2

$\small X_1$ $\small [\Omega]$	$\small X_2$ $\small [\Omega]$	승 강 압 $\small [\%]$	위상 변이 $\small [^\circ]$	$\small P_1$ $\small [\mathrm{W}]$	$\small Q_1$ $\small [\mathrm{Var}]$	$\small P_2$ $\small [\mathrm{W}]$	$\small Q_2$ $\small [\mathrm{Var}]$	$\small E_1$ $\small [\mathrm{V}]$	$\small E_2$ $\small [\mathrm{V}]$	$\small E_3$ $\small [\mathrm{V}]$
60	60	0	0					200
60	60	0	+15					200
60	60	0	–15					200
60	60	+15	0					200
60	60	+15	+15					200
60	60	+15	–15					200
60	60	–15	0					200
60	60	–15	+15					200
60	60	–15	–15					200

실험 (11-3)

선로 1의 임피던스를 0으로 설정하고 실험 (11-2)를 반복하라. 그리고 결과를 표 11.3에 기록하라.
이것은 실제 전력 시스템에서 매우 짧은 선로에 해당한다.
위상 변이 변압기의 위상각과 전압 조정량을 바꿔줌에 따라서 두 송전 선로로 흐르는 전력 흐름의 배분이 크게 변할 수 있음을 알 수 있다.

표 11.3

$\small X_1$ $\small [\Omega]$	$\small X_2$ $\small [\Omega]$	승 강 압 $\small [\%]$	위상 변이 $\small [^\circ]$	$\small P_1$ $\small [\mathrm{W}]$	$\small Q_1$ $\small [\mathrm{Var}]$	$\small P_2$ $\small [\mathrm{W}]$	$\small Q_2$ $\small [\mathrm{Var}]$	$\small E_1$ $\small [\mathrm{V}]$	$\small E_2$ $\small [\mathrm{V}]$	$\small E_3$ $\small [\mathrm{V}]$
0	60	0	0					200
0	60	0	+15					200
0	60	0	–15					200
0	60	+15	0					200
0	60	+15	+15					200
0	60	+15	–15					200
0	60	–15	0					200
0	60	–15	+15					200
0	60	–15	–15					200

실험 (11-4)

두 선로의 임피던스를 각각 180[Ω]으로 설정한 후 실험 (11-2)를 반복하라. 그리고 결과를 표 11.4에 기록하라.
선로의 임피던스가 크기 때문에 전력 흐름이 전처럼 많이 변하지 않음을 알 수 있다. 두 선로로 흐르는 전력 배분을 바꾸려면 위상 변화량과 전압 조정량이 커야한다.

표 11.4

$\small X_1$ $\small [\Omega]$	$\small X_2$ $\small [\Omega]$	승 강 압 $\small [\%]$	위상 변이 $\small [^\circ]$	$\small P_1$ $\small [\mathrm{W}]$	$\small Q_1$ $\small [\mathrm{Var}]$	$\small P_2$ $\small [\mathrm{W}]$	$\small Q_2$ $\small [\mathrm{Var}]$	$\small E_1$ $\small [\mathrm{V}]$	$\small E_2$ $\small [\mathrm{V}]$	$\small E_3$ $\small [\mathrm{V}]$
180	180	0	0					200
180	180	0	+15					200
180	180	0	–15					200
180	180	+15	0					200
180	180	+15	+15					200
180	180	+15	–15					200
180	180	–15	0					200
180	180	–15	+15					200
180	180	–15	–15					200

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