발전기를 병렬운전할 때 필요한 조건과 조건이 맞지 않으면 생기는 문제는 무엇인가요?

Question

발전소나 전력설비에서는 여러 대의 발전기를 하나의 계통에 병렬로 연결해 운전한다고 배웠습니다. 그런데 발전기를 병렬운전하려면 전압, 주파수, 위상, 상순서 같은 조건을 반드시 맞춰야 한다고 하는데, 각각의 조건이 왜 필요한지 궁금합니다. 만약 조건이 맞지 않은 상태에서 병렬 투입하면 어떤 문제가 발생하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

결론부터 말씀드리면 발전기 병렬운전에서는 전압 크기, 주파수, 위상, 상순서가 일치해야 하며, 조건이 맞지 않으면 큰 순환전류와 기계적 충격이 발생할 수 있습니다. 발전기를 계통에 연결한다는 것은 이미 운전 중인 전력계통에 또 하나의 전원을 붙이는 것이기 때문에 두 전원의 상태가 같아야 안정적으로 연결됩니다. 전압이 다르면 두 발전기 사이에 전압 차이에 의한 순환전류가 흐르고, 이 전류는 권선 과열이나 보호장치 동작을 유발할 수 있습니다. 주파수가 다르면 회전 속도가 맞지 않아 동기 상태를 유지하기 어렵고, 연결 순간 큰 충격이 발생할 수 있습니다. 위상이 맞지 않으면 순간적으로 매우 큰 전류가 흐르며 축이나 커플링에 기계적 충격이 전달될 수 있습니다. 상순서가 다르면 3상 전압의 회전 방향이 달라져 병렬운전 자체가 불가능하고 심각한 사고로 이어질 수 있습니다. 그래서 실제 현장에서는 동기검정기나 자동 동기 투입 장치를 이용해 조건을 확인한 뒤 발전기를 계통에 투입합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

발전기 병렬운전은 기전력의 크기, 주파수, 위상, 파형이 같아야 합니다. 그리고 상순서가 일치해야 큰 사고를 막을 수 있어요. 만약 전압이나 위상이 다르면 무효순환전류나 동기화전류가 흘러 권선이 가열되고 큰 충격이 발생할 수 있으니 주의해아 하구요. 계통에 무리가 가지 안도록 이 조건들을 완벽히 맞춘 뒤에 투입하는 것이 전력 계통의 안정성을 유지하는 핵심입니다.