전력계통의 전압 불안정 현상

전력계통의 전압 불안정 현상에 대하여 설명하시오

전압안정도

• 1. 개요
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  • 현재 전력계통은 전력수요의 증가에 맞추어 거대해지면서 송전선로로 전송되는 전력이 점차 커지게 되는 경향을 보이게 됨에 따라 송전선의 수전단 전압의 이상 저하라든지 무효전력 부족에 의한 전압 저하 등의 전력계통의 전압 안정성 문제가 나타나게 된다.
• 2. 전압 불안정 현상
  • 전압 불안정 현상은 부하의 증가나 계통의 외란 발생 직후에 안정된 전압을 유지 못하고 이르는 현상을 말한다. 즉 전압 불안정 현상은 무효전력의 공급의 부족에서 비롯되어 전압붕괴점에 도달하여 급격하게 전압이 저하되어 대규모의 부하탈락의 결과를 초래한다.
• 3. 전압붕괴 메커니즘
  • 1) 부하증가에 따르 전압붕괴
    • 부하의 증가
    • 무효전력 손실 ($I^2X)$ 증가
    • 모선 전압의 저하
    • 조상설비 투입
    • 무효전력 공급 부족에 따른 전압저하 심각
    • 보호시스템에 의한 송전선로 및 연쇄적인 부하 탈락
  • 2) 계통의 대형사고에 따르 전압붕괴
    • 전력계통에 대형사고 발생
    • 무효전력 소비 과다
    • 조상설비 투입
    • 발전기의 무효전력의 출력제한
    • 발전기 단자전압 저하 및 계통전압 저하
    • 보호시스템 동작에 의한 송전선로 탈락, 발전기/부하 탈락
• 4. 전압불안정 방지대책 (5가지)
  • 1) SVC, STATCOM 등과 같은 순동무효예비력 확대 전력계통에 3상 단락사고와 같은 매우 큰 외란이 발생된 경우, 무효전력의 신속한 공급은 전압안정도 측면에서 매우 중요하다.
  • 2) 전력용 콘덴서 설비 확충 전력용 콘덴서는 가장 일반적인 조상설비로 부하증가에 대응할 수 있는 충분한 용량을 확보할 필요가 있다.
  • 3) 전력용 콘덴서 선행 운전으로 발전기 동적 무효전력 확보 무효전력 공급설비의 운용측면에서 부하증가에 따른 무효전력의 공급은 속응성 또는 연속적인 제어가 필수적인 상황은 아니기에 먼저 사용하고, 발전기 및 SVC, STATCOM 과 같은 연속적인 제어가 가능한 순동 무효전력은 계통의 단락사고와 같은 경우에 신속하게 전압안정도를 유지할 목적으로 사용을 위해서 여유분을 남겨둘 필요가 있다.
  • 4) 취약선로 조류제약 운전 특별히 전압저하가 크게 발생되는 선로를 통한 전력공급을 부분적으로 제한할 필요가 있다.
  • 5) 수요지 인근에 분산전원 및 에너지저장장치 설치 발전기와 부하가 근접하여 건설되면 송전선로가 매우 짧아 선로에서 무효전력손실 및 전압강하를 최소한으로 억제할 수 있다.