터빈-발전기 속도조정률(Droop) 조속기(Governor)

발전소 계통에 근무하지 않거나, 급전 계통에 대한 감각이 없는 사람들은 속도조정률이라는 단어가 와닿지 않는다. 

발전기의 경우 원자력이든 화력이든 수력이든 연료를 입력하여 전기적인 출력을 낸다.

기계적 입력(연료량)을 늘리면 전기적 출력(발전량)이 증가하는 구조이다. 

이때 Load Limit 혹은 Preselect mode (발전소마다 용어 차이가 있음)로 운전하면 연료입력량을 고정하여 출력을 고정하게 된다. 

급전을 통한 AGC운전도 이와 마찬가지로 급전에서 내려주는 출력을 내기 위해 기계적 입력을 조정하게 된다.

 

그와는 별개로 급전과 연동없이 운전하는 모드를 Governor Free 모드 혹은 DROOP 모드라 한다.

속도조정률 Speed Regulation Rate은 주파수변화량과 출력의변화량의 비로 나타나게 되는데, 주로 조속기 특성을 나타내는 지표로 사용된다.

속도조정률의 공식

즉 계통주파수가 낮아진다면 출력이 얼마나 증가하는지를 나타낸다.

 

예를 들어 정격출력이 50MW이고 속도조정률이 3%인 수차가 있다고 가정하면,

60hz 에서 Droop 모드로 50MW 운전중인 발전기는 61.8hz까지 올라 갈 시 완전 병해 된다.

부하측 사고로 인해 부하가 급감하는 수급불균형이 발생할 경우도 Governor Free 운전 중인 발전기들은 주어진 속도조정률에 따라 출력을 감발하게 된다.