동기발전기에서 전압이 변동하는 원인은 무엇인가요?

Question

전기기사 공부를 하다 보면 동기발전기에서 단자전압이 일정하지 않고 변동될 수 있다고 배우게 됩니다. 발전기는 일정한 전압을 유지해야 하는데 왜 부하 상태에 따라 전압이 변하는지 궁금합니다. 특히 유도성 부하나 용량성 부하에 따라 전압이 달라진다고 하는데 그 원리가 잘 이해되지 않습니다. 실제 전력계통에서는 이런 전압 변동을 어떻게 관리하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

결론부터 말씀드리면 동기발전기의 전압 변동은 부하의 종류에 따라 내부 리액턴스에서 발생하는 전압 강하와 전기자 반작용 때문입니다. 유도성 부하가 연결되면 지상 전류가 흐르면서 자속을 약하게 만들어 단자전압이 떨어지고, 반대로 용량성 부하가 연결되면 진상 전류로 인해 자속이 증가하여 전압이 상승하게 됩니다. 이러한 특성 때문에 부하 조건에 따라 전압이 변동하게 되며, 실제 계통에서는 자동전압조정기 등을 사용하여 계자 전류를 조절함으로써 전압을 일정하게 유지합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

동기 발전기에서 전압이 변동하는 주된 이유는 부하전류에 의해 발생하는 전기자 반작용과 권선의 내부 인피던스 때문입니다. 특히 유도성 부하에서는 감자 작용이 일어납니다. 그러면 전압이 떨어지지만 용량성 부하에서는 중자 작용으로 오히려 전압이 상승합니다. 실제 계통에서는 자동 전압 조정기를 통해서 계자전류를 정밀하게 조정합니다. 그렇게 해서 전압의 안정성을 유지하고 있는 거죠