페란티현상의 정의 벡터도 특성을 설명하고 장거리 송전선로 시충전시 충전용량을 수식을 이용하여 설명하시오

키워드: 무부하, L성분 감소, 진상전류, 전압강하의 역, 벡터도, 시충전시 충전용량

 

1. 페란티현상의 정의

 - 무부하 또는 아주 부하가 작은 경우 선로의 리액턴스가 감소하여 캐퍼시턴스에 의해 전류의 위상이 진상이 되고, 이로인하여 수전단전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상.

 

 

2. 페란티 현상의 메카니즘 및 벡터도

 (1) 메카니즘

 

 

    - 수전단 측의 무부하 또는 저부하로 인하여, Ic가 영향을 강하게 미치게 되고, 이로 인하여 선로에 진상전류가 흐르게 되어 Er이 상승하게 되는 현상.

 

(2) 벡터도

  (작성자의견: 의견을 드리자면 Es의 경우 송전단측의 전압인데, 책에서는 수전단이 동일하고 송전단이 줄어들어 있지만, 실제에서는 송전단이 동일하고 Er 수전단 측의 전압이 상승하여 벡터도를 그려야 할 것으로 보입니다. 그에 따라 책과는 다르게 하기와 같이 해석하였으니, 참고로만 바주시기 바랍니다.)

 

  (a) 지상전류가 흐르는 일반적인 상황

 

 

 

 

  (b) 진상전류가 흘러서 페란티 현상이 발생하는 경우

 

 

3. 페란티현상의 수식적 해석

 (1) L에 의한 전압강하에 대한 수식

 

 (2) 해석: L에의한 전압강하가 진상전류에 의한 역작용이 발생하여, 전압상승으로 이어짐.

 

 

4. 발생원인

 (1) 야간 경부하

 (2) 무효전력의 과보상

 (3) 케이블계통으로 구성된 선로일 경우

 (4) 장거리 송전선로인 경우

 

 

5. 페란티현상 방지대책 (L성분의 보상 방안에 대한 추가 보충 예정)

  (1) SC를 개방하고 수전단에 Sh.R을 투입함

  (2) 동기조상기의 부족여자 운동을 통하여 선로의 리엑턴스를 보상

 

 

6. 페란티현상의 영향

  (1) 역송전 발생

  (2) 수전단 전압상승으로 인한 기기의 절연 열화 및 절연 파괴

  (3) 짝수고조파(역상) 발생으로 인한 기기의 발열 및 진동

 

7. 시충전시 충전용량

 

시충전시 충전용량은 Es의 제곱에 비례한다.