직류발전기의 병렬운전

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1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다

38회 시험 중에서 7번 나왔습니다

2010~2022년 기출 38회 시험 기준

출제 회차 2011년 3차 · 2012년 3차 · 2013년 1차 · 2016년 3차 · 2017년 1차 · 2018년 3차 · 2020년 3차

2 쉬운 설명

병렬운전은 직류 발전기 여러 대를 같은 모선에 연결해 함께 운전하며 부하를 나눠 맡기는 것이다. 이때 병렬운전하는 직류 발전기의 직권 계자권선 쪽을 이어 전류 분담을 같게 하는 도선이 균압모선이다.

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직류 분권 발전기를 병렬운전할 때는 정격전압이 같아야 한다. 전압이 다르면 전압이 높은 발전기에서 낮은 발전기로 순환전류(부하에는 가지 않고 발전기 사이를 도는 전류)가 흐른다. 반면 용량은 같을 필요가 없다. 용량이 다른 발전기도 각자 용량에 맞게 부하를 나눠 맡을 수 있다.

병렬운전에서는 두 발전기가 같은 단자전압에 연결된다. 각 발전기가 내보내는 전류는 $I=\frac{E-V}{R_{a}}$ 이다(문항에 따라 이 전류를 $I_{a}$ 로도 적는다). $E$ 는 유도기전력, $V$ 는 단자전압, $R_{a}$ 는 전기자 회로의 저항이다. 계자전류를 늘리면 자속이 늘어 $E$ 가 커지고 $E-V$ 가 커져 전류가 늘어나므로 부하분담도 늘어난다. 계자전류를 줄이면 기전력이 작아져 부하분담이 줄어든다.

직권 계자권선은 부하전류가 곧 계자전류이다. 그래서 전류가 늘면 자속이 늘고 기전력이 더 커진다. 병렬운전 중 한 대의 전류가 조금 늘면 그 발전기의 기전력이 더 커져 전류가 그쪽으로 더 쏠리고, 다른 한 대는 전류가 줄어 운전이 불안정해진다.

균압모선은 두 발전기의 직권 계자권선 쪽을 서로 이어 전류 분담을 같게 만들어 이 쏠림을 막고 운전을 안정하게 한다. 그러므로 직권 계자권선이 있는 직권 발전기와 복권 발전기에 필요하다. 복권 발전기는 분권 계자권선과 직권 계자권선을 함께 가진 직류 발전기이다.

분권 발전기에는 직권 계자권선이 없어 균압모선이 필요하지 않다. 분권 발전기는 부하전류가 늘면 단자전압이 내려가는 성질이 있어 전류가 한 대로 쏠리지 않고 스스로 균형을 찾는다. 문항에 따라 균압모선, 균압 모선, 균압선이라고 적는데, 병렬운전하는 발전기들을 이어 주는 같은 연결선을 가리킨다.

3 이 개념이 나온 기출문제

해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.

4 체크리스트 + 암기팁

암기팁 균압모선은 직권 계자가 있는 직권·복권 발전기에.

암기팁 계자전류 ↑ → 기전력 ↑ → 부하분담 ↑.

함정 주의 분권 발전기를 병렬운전할 때 정격전압은 같아야 하지만 용량은 달라도 된다. 용량도 같아야 한다거나 전압은 달라도 된다는 보기에 속지 않는다.

균압모선이 필요한 직류기는 직권 계자권선이 있는 직권 발전기와 복권 발전기이다. 분권 발전기는 직권 계자권선이 없어 필요하지 않으므로, 분권 발전기가 짝에 들어간 보기(직권·분권, 복권·분권, 분권·단극)는 틀린다.
균압선을 붙이는 목적은 「운전을 안정하게 한다」이다. 직권 계자권선 때문에 한 발전기의 전류가 한쪽으로 쏠리는 것을 막는다. 「손실 경감」과 「고조파 방지」는 균압선과 관계가 없다. 균압선은 전류가 늘어나는 것 자체를 막는 것이 아니라 한쪽으로 쏠리는 것을 막으므로, 「직권계자간의 전류증가를 방지한다」보다 「운전을 안정하게 한다」가 알맞다.
직류 분권 발전기를 병렬운전하려면 정격전압은 같아야 하고 용량은 달라도 된다. 전압이 달라도 된다는 보기는 순환전류가 흐르므로 틀리고, 용량까지 같아야 한다는 보기도 용량은 달라도 되므로 틀리다.

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병렬운전에서 계자전류를 증가하면 부하분담은 증가한다. 계자전류와 무관하다는 보기는 틀리고, 계자전류를 증가하면 부하분담이 감소한다거나 계자전류를 감소하면 부하분담이 증가한다는 보기는 방향이 거꾸로이다.
직권 계자권선은 전류가 늘수록 기전력을 올리는 쪽으로 작용해 한 대로 전류가 쏠리고, 분권 발전기는 전류가 늘면 단자전압이 내려가 스스로 균형을 찾는다. 이 차이가 균압모선이 직권·복권에만 필요한 이유이다.

5 예제 — 이 개념, 실제로 이렇게 나왔습니다

2012년 3차 전기기기 60번 — 균압모선이 필요한 직류기직류 발전기를 병렬운전할 때 균압모선이 필요한 직류기는?옳은 것 고르기해설 보기 →2016년 3차 전기기기 42번 — 분권 발전기 병렬운전 조건직류 분권 발전기를 병렬 운전을 하기 위해서는 발전기 용량 P와 정격전압 V는?옳은 것 고르기해설 보기 →2018년 3차 전기기기 46번 — 병렬운전의 부하분담 방법직류발전기의 병렬 운전에서 부하 분담의 방법은?옳은 것 고르기해설 보기 →

6 이론 근거 — 정의가 곧 정답입니다항목 7개 · 눌러서 펼치기눌러서 닫기

직류발전기의 병렬운전

직권 계자를 가진 발전기는 균압선으로 부하 전류의 쏠림을 막는다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 8문항 중 2문항이 인용

균압모선

직권 계자권선을 가진 직류 발전기를 병렬운전할 때 전류 분담을 안정시키려고 둔다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 8문항 중 1문항이 인용

복권발전기의 병렬운전

직권계자의 정궤환 작용으로 불안정해지므로 균압선으로 직권계자 쪽을 이어 안정하게 운전한다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 8문항 중 1문항이 인용

직류 발전기의 병렬 운전

병렬 운전 중 단자전압은 같고 부하 전류는

I_{a}=\frac{E-V}{R_{a}}

이므로 계자 전류를 늘려

E

를 키우면 부하 분담이 늘어난다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 8문항 중 1문항이 인용

직류 발전기의 병렬운전

직권 계자 권선이 있는 직권·복권 발전기는 병렬운전이 불안정하므로 균압 모선으로 안정시킨다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 8문항 중 1문항이 인용

직류발전기 병렬운전

직권 계자가 있는 직권·복권발전기는 병렬운전이 불안정하여 균압모선을 설치한다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 8문항 중 1문항이 인용

직류발전기의 병렬운전 조건

병렬 운전하는 직류 분권 발전기는 정격전압이 같아야 하고 용량은 달라도 된다.

출처: 기출 해설의 이론 근거 · 이 개념 기출 8문항 중 1문항이 인용

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