전력계통 안정화 장치 PSS 안정도 향상을 위한 초속응 여자제어

우리의 현대 사회에서 전력은 생활의 핵심 요소 중 하나로 자리 잡고 있습니다. 전력은 산업, 가정, 교통 등 다양한 분야에서 필수적인 역할을 하며, 전력계통의 안정성은 우리의 일상생활과 경제 활동에 큰 영향을 미칩니다. 이에 따라 전력계통의 안정화는 항상 중요한 관심사 중 하나입니다. 

이 글에서는 PSS(Power System Stabilizer)와 초속응 여자제어방식을 통해 전력계통의 안정도를 향상시키는 방법에 대해 살펴보겠습니다.

[목 차]
1️⃣ PSS 정의와 기능
2️⃣ 초속응 여자제어방식
3️⃣ PSS에 의한 안정도 향상을 위한 전략
4️⃣ 저주파수 동요 확산 원인과 해결책

 

 

PSS 정의와 기능

PSS는 전력계통 안정화 장치로, 주로 전력계통의 동태안정도를 향상시키기 위한 방안으로 사용됩니다. 이 장치는 전력동요를 억제하기 위해 발전기 여자시스템의 자동전압조정장치(AVR)에 부가되어 전력계통에서 미소 외란 발생시 저주파동요를 억제하여 발전기와 전력계통을 보호하는 역할을 합니다.

 

PSS

 

초속응 여자제어방식

전력계통의 안정도 문제는 복잡한 다수의 발전기들이 동기화되어 같은 속도로 운전할 수 있는지에 관련이 있습니다. 계통의 사고시 발전기는 역률이 낮은 지상전류(유도성)를 공급하여 단자 전압이 현저하게 저하됩니다.

 

이때, 초속응 여자제어방식을 채용한 고성능 AVR로 발전기 전압을 일정한 수준으로 유지시키면 안정도가 증진됩니다. 특히 최근에는 전력 수요의 증가와 발전소에서 원격제어 장치의 채용 및 계통의 용량증가로 인해 계통의 안정운전이 매우 중요해져 초속응 여자제어방식이 각광을 받고 있습니다.

 

 

PSS에 의한 안정도 향상을 위한 전략

PSS를 통해 안정도를 향상시키기 위해서는 몇 가지 전략을 고려해야 합니다.

첫째로, 고장 중의 가속에너지를 최소화해야 합니다. 이는 고장 발생 후의 발전기 내부 유기전압을 빨리 유지시키고, 유효전력을 증가시켜 감속 에너지를 크게 하여 과도 안정도를 향상 하는데 도움을 줍니다.

 

둘째로, 초속응 여자제어를 채택하여 고장제거 후의 제 1파고치의 발전기 상차각의 억제, 즉 과도안정도의 향상을 효과적으로 달성할 수 있습니다. 이를 위해 첨두전압이 높고 응답성이 빠른 초속응여자제어를 사용하는 것이 중요합니다.

 

저주파수 동요 확산 원인과 해결책

저주파수 동요는 발전기 계통에서 외란이 발생할 때 발생하는 문제 중 하나입니다. 이때, 발전기 단자전압이 변화하여 발전기 설정전압과의 오차가 발생하고 이 오차는 자동전압조정장치(AVR)에 영향을 미치며 여자기의 여자전류를 제어합니다. 그러나 발전기 계자권선의 인덕턴스로 인해 계자전압의 변화가 지연되고 여자기의 전압 제어 속응성과 조속기의 속도제어의 속응성이 상이한 불제동 현상이 발생합니다.

 

이러한 문제를 해결하기 위해서는 AVR의 속응 제어 기준을 준수해야 합니다. IEEE 421 표준에 따르면 "발전기의 어떠한 상태에서도 0.1초 이내에 Ceiling 전압의 95%까지 상승시킬 수 있어야 한다"라고 명시되어 있습니다.

 

총정리하면, PSS와 초속응 여자제어방식을 통해 전력계통의 안정도를 향상시킬 수 있으며, 이를 위해 고려해야 할 전략과 저주파수 동요의 원인 및 해결책을 고려해야 합니다.

이를 통해 우리의 전력계통은 더욱 안정하게 운영될 것이며, 안정된 전력공급은 우리의 삶을 더욱 편안하게 만들어 줄 것입니다.