동기화력(Synchronizing Power)란 무엇일까?

동기화력의 정의

상차각의 미소변화에 대한 동기발전기의 출력변화

즉 상차각의 미소변화에 따른 출력의 미소변화 비율이다.

 

식으로 나타내면

$$\frac{\triangle{P}_g}{\triangle \theta }$$

$$\theta = 발전기 내부 유도전압과 부하측 전압과의 상차각$$

$$P = 부하전력 $$

 

이 식은 자기부하 제어특성의 의미를 갖게되는데,

즉 상차각이 변할 때 출력이 얼마나 변하느냐가 이 핵심이다.

 

그래서 이 식이 무슨 의미를 갖는데?

 

풀어 설명하자면

발전기가 3600rpm으로 회전하고 있으며,

이 발전기의 출력은 100MW이며,

이 발전기는 60hz 계통에 물려있다.

 

만약 이 발전기의 기계적 입력(스팀)이 증가하여

3660rpm으로 올라가려고 한다면

주파수는 61hz가 될 것이며,

기존 계통의 60hz와

1hz만큼의 차이가 발생 한다. (즉, 상차각의 상승)

 

이를 방지하는 동기화력이 발생하여,

발전기의 출력을 높이게 된다.

 

즉, 기계적 입력의 증가 -> 주파수의 상승 -> 상차각의 상승 -> 발전기의 출력 상승

가 동기화력의 핵심이라 할 수 있다.

 

동기화력이 유지되지 않을 경우의 현상

외란이 크거나 동기화력이 부족한 경우에

상차각이 점점 커져서 발전기는 동기를 유지할수 없고 

탈조(Step Out)을 하게 된다.

 

동기 탈조가 될 경우 계통 불안정이 생기며,

발전기의 내부 Trip 계통에 의해 발전 차단되거나,

송변전 계통에서 차단되게 된다.

 

즉 동기화력은 정태안정도와 밀접한 관계를 지닌다.