Lab-Volt 실험 장비를 이용한 전력공학 실험 6. 유효 전력과 무효 전력의 흐름에 영향을 미치는 요소
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상당 리액턴스가 100[Ω]인 3상 송전 선로가 있을때 송전단과 수전단 전압의 크기와 위상각이 하루 동안 표처럼 변한다고 한다. 각 경우에 송전단과 수전단의 유효 및 무효 전력을 계산하라. 그리고 전력 흐름의 방향을 나타내어라. (송전단에서 수전단쪽으로 흐르는 전력의 방향이 양의 방향이다.) 각 전압은 선간 전압을 나타낸다.

ES\small {E}_S [kV]\small [\mathrm{kV}] ER\small {E}_R [kV]\small [\mathrm{kV}] 위상차 P1\small P_1 [MW]\small [\mathrm{MW}] Q1\small Q_1 [MVar]\small [\mathrm{MVar}] P2\small P_2 [MW]\small [\mathrm{MW}] Q2\small Q_2 [MVar]\small [\mathrm{MVar}]
100 100 60° (ES\small {E}_SER\small {E}_R보다 앞섬)
120 100 60° (ES\small {E}_SER\small {E}_R보다 앞섬)
100 120 60° (ES\small {E}_SER\small {E}_R보다 앞섬)
120 100 30° (ES\small {E}_SER\small {E}_R보다 뒤짐)
120 100
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문제 6-1에서 모든 경우에 ES=ER=100[kV]E_{S}=E_{R}= 100 [\mathrm{kV}]로 가정한다. 송전단 전압(ES)(E_{S})과 수전단 전압(ER)(E_{R}) 사이의 위상각(δ=θSθR)(\delta = \theta_S - \theta_R)을 표에 따라 3030^{\circ}씩 변화시킨다.

  • (a) ESE_{S}의 위상각이 ERE_{R}의 위상각 보다 앞설 때, 유효 전력의 크기와 방향을 계산하고 표에 기입하여라.
  • (b) 유효 전력과 위상각의 그래프를 그려라.
  • (c) 외란이 없고, 전압이 안정적으로 유지될 때, 최대 송전 전력에 제한이 있는가?

δ=θSθR\delta = \theta_{S} - \theta_{R} P1[MW]\small P_1 [\mathrm{MW}] P2MW]\small P_2 \mathrm{MW}]
30°
60°
90°
120°
150°
180°