전력전송시험에 나오는 송전계통에서 발생하는 페란티 현상의 원인과 억제 대책은 무엇인가요?
전기기사 시험준비과정에서 과목중 전력전송 내용에서 송전 계통에서 발생하는 페란티 현상의 원인과 억제 대책에 대해서 설명해주시면 감사드리겠습니다.
안녕하세요. 서수용 전기기사입니다.
송전계통에서 발생하는 페란티현상이란, 무부하 또는 경부하 상태의 장거리 송전선로에서 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상을 말합니다. 이 현상은 주로 고압·장거리 송전선로에서 문제로 다루어지며, 전력전송시험에서도 대표적인 이론·원리 문제로 자주 출제됩니다.
페란티 현상의 근본적인 원인은 송전선로가 갖는 분포 정전용량에 있습니다. 장거리 송전선로는 선로와 대지 사이에 상당한 정전용량을 가지는데, 무부하 또는 부하가 매우 작은 경우에도 이 정전용량에 의해 충전전류가 흐르게 됩니다. 이 충전전류는 전압보다 앞서는 성질을 가지며, 선로의 인덕턴스와 결합하면서 수전단 쪽에서 전압 상승을 유도합니다. 특히 선로 길이가 길수록, 전압 등급이 높을수록 정전용량이 커지기 때문에 페란티 현상은 더욱 두드러지게 나타납니다.
이러한 페란티 현상을 억제하기 위한 대책은 선로의 과도한 용량성 효과를 상쇄하거나 전압을 제어하는 방향으로 이루어집니다. 대표적인 방법으로는 분로 리액터의 설치가 있습니다. 분로 리액터는 유도성 부하로 작용하여 송전선로의 정전용량에 의해 발생하는 무효전력을 흡수함으로써 수전단 전압 상승을 억제합니다. 또한 동기조상기를 사용하여 무효전력을 조정하거나, 변압기의 탭 전압조정을 통해 수전단 전압을 제어하는 방법도 활용됩니다. 경우에 따라서는 송전선로를 적절히 분할 운전하거나, 케이블 구간에서는 리액터를 병행 설치하여 용량성 영향을 줄이기도 합니다.
요약하면, 페란티 현상은 장거리 송전선로의 정전용량에 의해 무부하 시 수전단 전압이 상승하는 현상이며, 그 억제 대책으로는 분로 리액터 설치, 무효전력 제어 장치 활용, 전압 조정 설비 운용 등이 사용됩니다. 이는 송전계통의 안정성과 기기 보호를 위해 반드시 고려되어야 하는 중요한 현상입니다.
1명 평가안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.
말씀하신 페란티 현상은 무부하나 경부하시 선로의 정전용량 때문에 수전단 전압이 송전단보다 높아지는 현상입니다. 이를 방지하기 위해서는 해결책으로 선로에 분로리액터를 설치하여 진상 전류를 상쇄해 주는것이 가장 효과적인 대책입니다. 동기조상기를 부족여자로 운전하는 방법도 전압 상승을 억제하는 데 큰도움이 되구요. 실제로 페런티현상이 장거리 선로나 지중 케이블에서 자주 발생하니깐, 시험 준비하실때 기억해 두시면 좋을것 같습니다.
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