동기 조상기: 역률 개선과 계통 안정성 강화

동기 모터는 진상 역률로 작동하며, 이 특성은 유도 모터와 기타 유도성 부하가 생성하는 지상 역률을 효과적으로 상쇄합니다.

역사적으로 대형 산업용 동기 모터는 주로 이 역률 보정 능력 때문에 채택되었습니다.

동기 모터의 계자 과여자

기계적 부하를 제거하고 추가 계자 여자(과여자라고 함)를 가하면, 동기 모터는 더 높은 진상 역률을 제공할 수 있습니다. 기계적 부하 없이 사용될 때 이 모터는 동기 조상기로서 기능하며, 정밀한 무효 전력 제어를 제공합니다. 계자 여자를 조절하면 진상 역률을 미세 조정할 수 있어, 조상기가 병렬로 운전될 때 지상 부하를 거의 중성화할 수 있습니다.

기존 모터나 발전기와 달리 동기 조상기는 토크를 생성하지 않습니다. 따라서 축을 생략할 수 있으며, 일반적으로 기밀 셸에 밀폐됩니다. 수소로 내부를 채우면 성능이 향상됩니다: 수소의 밀도는 공기의 7%에 불과하여 풍압 손실이 공기 중의 7%로 떨어지고, 열전도율은 10배 더 커서 열 제거가 10배 더 빠릅니다. 따라서 수소 충전 조상기는 같은 용량에서 더 높은 전력 밀도를 처리하거나 물리적으로 더 작게 만들 수 있습니다. 수소 농도가 70% 이상(보통 91% 이상 유지)인 한 안전성이 보장됩니다.

장거리 송전선의 지상 전류 완화

긴 송전 회랑을 따라 동기 조상기를 설치하면 선로 인덕턴스가 생성하는 지상 전류를 상쇄하는 데 도움이 됩니다. 역률을 1에 가깝게 이동시킴으로써, 고정된 크기의 선로로 더 많은 유효 전력을 보낼 수 있습니다. 또한 조상기의 무효 전력을 과도적으로 흡수하거나 생성하는 능력은 단락 사고 등 과도 고장 시 신속한 계통 지원을 제공하여, 밀리초 단위의 전압 강하와 딥을 안정화합니다.

이 기능은 발전기에 있는 느린 동작의 전압 조절 시스템을 보완합니다. 선로 전압이 떨어지면 조상기가 진상 전류를 공급하여 발전기 여자를 높이고 전압을 복구합니다. 이는 단순한 커패시터 뱅크로는 재현할 수 없는 기능입니다.

동기 조상기로 송전선 전압 조절 개선

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