답변 내역

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.결론부터 말씀드리면 코로나 현상은 송전선 주변 전계가 공기 절연 내력을 초과할 때 공기 분자가 부분적으로 이온화되면서 발생하는 방전 현상입니다. 평소 공기는 절연체 역할을 하지만, 전압이 매우 높아지면 전선 주변 전계가 강해집니다.특히 전선 표면 근처에서는 전계 집중이 발생하기 쉽습니다. 이 전계가 일정 수준 이상이 되면 공기 분자에서 전자가 떨어져 나오고, 공기가 부분적으로 도체처럼 변하기 시작합니다. 이것이 코로나 방전의 시작입니다.이 과정에서 에너지가 빛과 열, 소리 형태로 방출됩니다. 그래서 밤에는 푸른빛처럼 보이기도 하고, 지직거리는 소음이 들리기도 합니다.코로나 현상은 실제 전력 손실도 발생시킵니다. 공기 이온화 과정에서 에너지가 계속 소모되기 때문입니다. 특히 초고압 송전에서는 장거리 선로 전체에서 누적 손실이 발생할 수 있습니다.습도가 높거나 비 오는 날 코로나가 심해지는 이유는 물방울 때문에 전선 표면 전계 분포가 불균일해지기 때문입니다. 전계 집중이 더 쉽게 발생하면서 코로나가 증가할 수 있습니다.송전선이 여러 가닥으로 구성된 복도체 구조를 사용하는 이유도 코로나 감소와 관련이 있습니다. 여러 도체로 전류를 나누면 전선 표면 전계가 약해져 코로나 발생을 줄일 수 있습니다.또 코로나 방전은 고주파 잡음을 발생시키기 때문에 통신장애와 라디오 노이즈 원인이 되기도 합니다. 결국 코로나 현상은 단순 빛 현상이 아니라 초고압 송전 설계와 효율, 통신환경까지 영향을 주는 매우 중요한 전력공학 현상입니다.

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.결론부터 말씀드리면 전력계통 안정도란 여러 발전기가 사고나 부하변동 이후에도 서로 동기 상태를 유지하며 정상운전을 계속할 수 있는 능력을 의미합니다. 교류 전력계통에서는 모든 발전기가 같은 주파수로 회전해야 합니다.즉 전국의 발전기가 거대한 하나의 회전 시스템처럼 연결되어 있는 상태입니다. 만약 일부 발전기 속도가 크게 달라지면 위상차가 발생하고 계통 균형이 무너질 수 있습니다.발전기는 터빈 기계입력과 전기출력이 균형을 이룰 때 안정적으로 회전합니다. 그런데 송전선 사고나 갑작스러운 부하 변화가 발생하면 이 균형이 순간적으로 깨질 수 있습니다.예를 들어 송전선 사고로 전기출력이 갑자기 감소하면 발전기는 순간적으로 기계입력이 더 큰 상태가 되어 가속하려고 합니다. 이때 회전자 회전각이 변하게 됩니다.정상 범위 안에서는 다시 동기 상태로 복귀할 수 있지만, 변화가 너무 크면 회전자 위상차가 계속 벌어질 수 있습니다. 이것이 탈조 현상입니다.탈조가 발생하면 발전기가 계통과 정상적으로 전력을 주고받지 못하게 되고, 심한 경우 계통 분리와 대규모 정전 위험으로 이어질 수 있습니다.속도조정기는 주파수와 출력 균형을 조정하고, AVR은 전압과 무효전력을 조절합니다. 결국 안정도는 단순 전압 문제가 아니라 발전기 회전운동과 계통 전체 에너지 균형이 연결된 매우 중요한 개념입니다.

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.결론부터 말씀드리면 전압강하는 배전선로 임피던스에 전류가 흐르면서 발생하는 전압 손실 현상이며, 부하전류가 클수록 더 심해질 수 있습니다. 모든 전선에는 저항과 리액턴스가 존재합니다.부하가 연결되면 전류가 흐르게 되고, 이 전류가 선로 임피던스를 통과하면서 전압이 일부 소모됩니다. 그래서 송전단보다 수용가 쪽 전압이 낮아지게 됩니다.특히 배전계통은 송전계통보다 전압 수준이 낮기 때문에 같은 전력을 공급하려면 더 큰 전류가 필요할 수 있습니다. 전류가 커질수록 전압강하도 증가하기 때문에 배전계통에서 문제가 더 두드러질 수 있습니다.전압이 너무 낮아지면 전동기 토크 저하와 과전류 문제가 발생할 수 있습니다. 조명 밝기 저하와 전자기기 오동작도 생길 수 있습니다.전선 굵기를 키우면 저항이 감소해 전압강하를 줄일 수 있습니다. 또 배전전압을 높이면 같은 전력에서 전류가 감소하므로 전압강하도 줄어듭니다.배전선로 중간에는 자동전압조정기와 승압기를 설치하기도 합니다. 이 장치들은 부하 상태에 따라 전압을 조정해 말단 수용가 전압을 안정적으로 유지합니다.역률이 낮으면 무효전력 때문에 전류가 증가하게 되고, 결과적으로 전압강하도 더 커질 수 있습니다. 그래서 콘덴서를 이용한 역률 개선이 전압 유지에도 도움이 됩니다.결국 배전계통 전압강하는 단순 선로 길이 문제가 아니라 전류와 임피던스, 무효전력까지 연결된 중요한 전력품질 문제입니다.

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.결론부터 말씀드리면 조상설비는 전력계통의 무효전력을 조절해 전압을 안정적으로 유지하기 위한 매우 중요한 설비입니다. 교류 전력계통에서는 유효전력뿐 아니라 무효전력도 함께 존재합니다. 유도전동기와 변압기 같은 부하는 무효전력을 소비하고, 계통 상태에 따라 무효전력 부족이나 과잉 상태가 발생할 수 있습니다.무효전력이 부족하면 전압이 떨어질 수 있고, 반대로 진상 무효전력이 과도하면 전압이 상승할 수 있습니다. 특히 장거리 송전선로나 대형 산업단지에서는 이런 현상이 크게 나타날 수 있습니다.조상설비는 이런 전압 변동을 안정화하기 위해 사용됩니다. 전력용 콘덴서는 진상 무효전력을 공급해 역률 개선과 전압 상승 효과를 만듭니다. 반대로 분로리액터는 진상 무효전력을 흡수해 Ferranti 현상 같은 과전압을 억제합니다.동기조상기는 여자전류 조절을 통해 무효전력을 공급하거나 흡수할 수 있는 회전형 조상설비입니다. 최근에는 반도체 기반 STATCOM이 빠른 응답 속도로 많이 사용되고 있습니다.결국 조상설비는 단순 부가장치가 아니라 계통 전압 안정도와 송전 효율을 유지하기 위한 핵심 전력품질 설비입니다.

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.결론부터 말씀드리면 농형 유도전동기의 회전자 바는 회전자 전류가 흐르는 핵심 통로이기 때문에 일부가 끊어져도 토크 불균형과 진동 문제가 발생할 수 있습니다. 농형 유도전동기의 회전자는 여러 개의 도체 바가 양쪽 엔드링으로 연결된 구조입니다. 고정자 회전자계에 의해 회전자 바에 유도전류가 흐르고, 이 전류가 토크를 발생시킵니다.그런데 일부 회전자 바가 단선되면 전류 분포가 균형을 잃게 됩니다. 결과적으로 회전자 자기력도 불균형해지고 토크 맥동이 발생할 수 있습니다.이 상태에서는 전동기 진동과 소음이 증가하고 효율도 저하될 수 있습니다. 특히 기동 시 토크 부족 현상이 나타나는 경우도 있습니다.실무에서는 전류 파형 분석을 통해 회전자 이상 여부를 진단하기도 합니다. 회전자 바 단선 시 특정 주파수 성분이 증가하는 특징이 나타날 수 있기 때문입니다.또 열화상 카메라를 이용해 국부 발열 상태를 확인하기도 합니다. 결국 회전자 바 단선은 단순 부분 손상이 아니라 전동기 전체 회전 균형과 성능에 영향을 주는 중요한 고장 유형입니다.

결론부터 말씀드리면 절연협조는 예상되는 이상전압 수준과 설비 절연강도를 경제적이고 안전하게 맞추는 설계 개념입니다. 전력설비는 항상 낙뢰와 개폐서지 같은 과도 이상전압 위험에 노출될 수 있습니다.만약 모든 설비 절연을 무조건 최고 수준으로 만든다면 안전성은 높아질 수 있지만 비용과 크기가 지나치게 증가할 수 있습니다. 특히 초고압 설비에서는 절연거리와 애자 크기가 매우 커질 수 있습니다.그래서 실제 설계에서는 예상되는 최대 이상전압보다 약간 높은 수준으로 절연을 설계하고, 피뢰기 같은 보호장치를 함께 사용합니다.피뢰기는 이상전압이 일정 수준 이상이 되면 먼저 방전해 전압을 제한합니다. 즉 설비 절연이 위험 수준까지 올라가기 전에 과전압을 우회시키는 역할을 합니다.결국 절연협조는 설비 절연강도와 피뢰기 보호 특성을 서로 맞춰 전체 시스템을 안전하고 경제적으로 만드는 과정입니다. 단순히 절연을 강하게만 하는 것이 아니라 보호장치와 함께 최적 균형을 맞추는 것이 핵심입니다.

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.결론부터 말씀드리면 Ferranti 현상은 장거리 송전선로의 정전용량 효과 때문에 무부하 또는 경부하 상태에서 수전단 전압이 상승하는 현상입니다. 일반적으로 부하가 크면 전류가 흐르면서 선로 임피던스 때문에 전압강하가 발생합니다. 그래서 대부분은 먼 곳일수록 전압이 낮아지는 상황을 떠올리게 됩니다.하지만 장거리 송전선로는 단순 도선이 아니라 대지와 선로 사이에 정전용량을 가지는 구조입니다. 즉 선로 자체가 긴 콘덴서처럼 동작할 수 있습니다. 특히 고압 송전선로나 지중케이블에서는 이런 정전용량 효과가 더 커질 수 있습니다.무부하 상태에서는 부하전류는 거의 흐르지 않지만, 선로 충전전류는 계속 존재합니다. 이 충전전류가 선로 리액턴스와 상호작용하면서 수전단 전압을 오히려 상승시키는 현상이 발생할 수 있습니다.Ferranti 현상이 심해지면 절연 부담 증가와 설비 과전압 문제가 발생할 수 있습니다. 특히 케이블 계통은 정전용량이 크기 때문에 더욱 주의가 필요합니다.현장에서는 분로리액터를 설치해 진상 무효전력을 흡수함으로써 전압 상승을 억제합니다. 결국 Ferranti 현상은 장거리 고압 송전계통에서 반드시 고려해야 하는 중요한 전압 특성 중 하나입니다.

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.결론부터 말씀드리면 계기용 변성기 PT와 CT는 고전압과 대전류를 안전하게 측정하고 보호계전기에 전달하기 위해 사용하는 매우 중요한 설비입니다. 발전소와 변전소에서는 수천 볼트에서 수만 볼트 이상의 전압과 매우 큰 전류가 흐릅니다. 이런 값을 계측기에 직접 연결하면 장비 손상과 감전 위험이 매우 커집니다.그래서 PT는 고전압을 일정 비율로 낮춰 안전한 저전압으로 변환합니다. 원리는 일반 변압기와 비슷하며, 보통 계전기와 전압계를 연결하는 데 사용됩니다.반면 CT는 대전류를 일정 비율의 작은 전류로 변환합니다. 예를 들어 수백 암페어를 5A 같은 표준 전류로 낮춰 계측기와 계전기가 사용할 수 있게 만듭니다.CT는 항상 2차측에 부하가 연결된 상태를 전제로 동작합니다. 만약 2차측을 개방하면 자속을 상쇄할 전류가 흐르지 못하게 됩니다. 그 결과 철심 자속이 급격히 증가하면서 매우 높은 유기전압이 발생할 수 있습니다.이 전압은 절연파괴와 감전 위험을 만들 수 있기 때문에 CT 2차측 개방은 매우 위험한 작업으로 취급됩니다. 그래서 실제 현장에서는 CT 작업 시 반드시 단락 조치를 먼저 수행합니다.결국 PT와 CT는 단순 측정 보조장치가 아니라 고전압 계통을 안전하게 감시하고 보호하기 위한 핵심 설비입니다.