전력 시스템에서 직렬 보상은 주로 송전선의 용량 효과를 줄여서 송전 능력과 안정성을 향상시키는 데 사용됩니다. 다음은 직렬 보상의 주요 목적과 기능입니다:
1. 송전 능력 증가
용량 효과: 장거리 공중 송전선은 유의미한 용량 효과를 나타내어 충전 전류가 증가하여 송전선의 송전 능력을 제한합니다.
직렬 커패시터: 송전선에 커패시터를 직렬로 삽입하면 선로의 일부 인덕턴스 반응을 상쇄하여 선로의 전체 임피던스를 줄일 수 있습니다. 이를 통해 더 많은 유효 전력을 선로를 통해 송전할 수 있어 송전 능력이 증가합니다.
2. 전압 안정성 개선
전압 강하: 중부하 조건에서 장거리 송전선의 전압 강하는 상당할 수 있어 수신 측의 전압 수준이 낮아집니다.
전압 지원: 직렬 커패시터는 선로의 전압 강하를 줄여서 수신 측의 전압 수준을 향상시키고 전압 안정성을 개선합니다.
3. 일시적 안정성 향상
일시적 응답: 부하의 갑작스러운 변화나 전력 시스템의 고장으로 인해 불안정한 일시적 응답이 발생할 수 있습니다.
빠른 응답: 직렬 커패시터는 시스템의 일시적 응답을 가속화하여 일시적 안정성을 향상시키고 고장이 시스템에 미치는 영향을 줄입니다.
4. 무효 전력 요구량 감소
무효 전력: 장거리 송전선의 용량 효과는 무효 전력 요구량을 증가시켜 송전 능력을 소비합니다.
무효 보상: 직렬 커패시터를 사용하면 무효 전력 요구량을 줄여서 더 많은 송전 능력을 유효 전력 송전에 할당할 수 있습니다.
5. 시스템 주파수 응답 최적화
주파수 안정성: 전력 시스템의 주파수 안정성은 전체 시스템 성능에 중요합니다.
주파수 조절: 직렬 커패시터는 시스템의 주파수 응답 특성을 개선하여 주파수 안정성을 유지하는 데 도움이 됩니다.
구현 방법
직렬 커패시터: 고정형 직렬 커패시터(FSC) 또는 제어형 직렬 커패시터(CSC)가 일반적으로 직렬 보상을 달성하기 위해 사용됩니다.
고정형 직렬 커패시터(FSC): 고정된 커패시턴스 값을 제공하여 안정적인 송전 조건에 적합합니다.
제어형 직렬 커패시터(CSC): 시스템 요구에 따라 동적으로 커패시턴스 값을 조정할 수 있어 더 유연한 보상 효과를 제공합니다.
요약
직렬 보상은 공중 선로의 용량 효과를 줄여서 송전 능력을 증가시키고 전압 안정성을 개선하며 일시적 안정성을 향상시키고 무효 전력 요구량을 줄이고 시스템 주파수 응답을 최적화합니다. 이러한 개선 사항은 전력 시스템의 전반적인 성능과 신뢰성을 향상시킵니다.