전력 시스템에서의 전압 제어 방법

전력 시스템에서의 전압 제어 방법

전력 시스템 내의 전압은 부하 변동에 따라 변화합니다. 일반적으로 가벼운 부하 기간에는 전압이 상승하고, 중량 부하 조건에서는 전압이 감소합니다. 시스템 전압을 적절한 범위 내로 유지하기 위해서는 추가 장비가 필요합니다. 이 장비는 전압이 낮을 때는 증가시키고, 너무 높을 때는 감소시킵니다. 다음은 전력 시스템에서 전압 제어를 위한 방법들입니다:

• 부하 중 탭 변경 변압기

• 부하 해제 탭 변경 변압기

• 병렬 리액터

• 동기 위상 수정기

• 병렬 커패시터

• 정적 VAR 시스템 (SVS)

병렬 인덕티브 요소를 이용하여 시스템 전압을 제어하는 것을 병렬 보상이라고 합니다. 병렬 보상은 정적 병렬 보상과 동기 보상으로 두 가지 유형으로 분류됩니다. 정적 병렬 보상에서는 병렬 리액터, 병렬 커패시터, 정적 VAR 시스템이 사용되며, 동기 보상에서는 동기 위상 수정기가 사용됩니다. 전압 제어 방법은 아래에서 자세히 설명됩니다.

부하 해제 탭 변경 변압기: 이 방법에서는 변압기의 회전수 비율을 변경하여 전압을 제어합니다. 탭을 변경하기 전에 변압기는 전원 공급에서 분리되어야 합니다. 변압기의 탭 변경은 주로 수동으로 수행됩니다.

부하 중 탭 변경 변압기: 이 구성은 변압기가 부하를 공급하면서 시스템 전압을 조정하기 위해 변압기의 회전수 비율을 조정하는 데 사용됩니다. 대부분의 전력 변압기는 부하 중 탭 변경기를 장착하고 있습니다.

병렬 리액터: 병렬 리액터는 선과 중성 사이에 연결된 인덕티브 전류 요소입니다. 전송선 또는 지하 케이블에서 발생하는 인덕티브 전류를 보상합니다. 병렬 리액터는 주로 장거리 초고압(EHV) 및 초초고압(UHV) 전송선에서 반응 전력 제어를 위해 사용됩니다.

병렬 리액터는 장거리 EHV 및 UHV 라인의 송신측 변전소, 수신측 변전소, 그리고 중간 변전소에 설치됩니다. 장거리 전송선에서는 중간 점의 전압을 제한하기 위해 약 300km 간격으로 병렬 리액터가 연결됩니다.

병렬 커패시터: 병렬 커패시터는 선과 병렬로 연결된 커패시터입니다. 수신측 변전소, 배전 변전소, 스위칭 변전소에 설치됩니다. 병렬 커패시터는 선에 반응 전압-암페어를 주입하며, 일반적으로 3상 뱅크 형태로 배열됩니다.

동기 위상 수정기: 동기 위상 수정기는 기계적 부하 없이 작동하는 동기 모터입니다. 라인의 수신측 부하에 연결됩니다. 필드 권선의 흥분을 변화시킴으로써 동기 위상 수정기는 반응 전력을 흡수하거나 생성할 수 있습니다. 모든 부하 조건에서 일정한 전압을 유지하고, 또한 전력 인자를 개선합니다.
정적 VAR 시스템(SVS): 정적 VAR 보상기는 전압이 참조 값보다 높거나 낮게 벗어날 때 시스템에 인덕티브 VAR을 주입하거나 흡수합니다. 정적 VAR 보상기에서는 서킷 브레이커 대신 thyristor가 스위칭 장치로 사용됩니다. 현대 시스템에서는 thyristor 스위칭이 더 빠른 작동과 스위칭 제어를 통해 트랜지언트 없는 작동을 제공할 수 있기 때문에 기계적 스위칭을 대체하고 있습니다.