(1) 양(+)과 음(–)의 유효 전력과 무효 전력의 의미를 이해한다. (2) 3상 회로에서 유효 전력과 무효 전력의 흐름을 관찰한다.

유효 전력과 무효 전력은 무엇인가?

3상 유효 전력과 무효 전력의 측정 예와 이의 해석 방법

실험 (3-1) ~ (3-9)

그림에서 보듯이 부하 Z는 120[V] 교류 전원에 연결되어있다. Z가 (a) 저항 (b) 인덕턴스 (c) 커패시턴스 (d) 저항과 인덕턴스 (e) 저항과 커패시턴스 (f) 단상 전동기로 이루어져 있을 때 각각의 유효 및 무효 전력 흐름의 방향을 보여라.

그림의 각 단상 회로의 단상 전원이 공급하는 유효 및 무효 전력을 계산하라.

커패시터가 무효 전력을 공급하고, 인덕터가 무효 전력을 흡수한다는 것이 무엇을 의미하는지 설명하라.

그림과 같이 3상 송전단으로부터 송전 선로를 통해서 수전단으로 표 3-2에 주어진 것과 같은 유효 전력과 무효 전력을 공급하고 있다. 송전 선로에 의해 흡수되는 유효 및 무효 전력을 계산하라.

실험 (4-2) ~ (4-10)

상당 리액턴스가 120[Ω]인 3상 송전 선로가 상당 저항이 160[Ω]인 Y 결선 된 부하와 연결되어 있다. 선간 전압이 70[kV]인 전압이 송전단에 공급될 때 다음을 계산하라.

480[km]의 송전 선로가 있는데 상당 리액턴스가 240[Ω]이고, 각 상과 중성선 사이의 커패시턴스가 600[Ω]이다. 이 송전 선로의 상당 등가 회로는 그림의 회로로 간략화 할 수 있다.

상당 리액턴스가 100[Ω]인 3상 송전선로가 있다. 송전단 전압은 100[kV]이고, 수전단 전압도 100[kV]이다. 부하 전력은 50[MW]이고, 여기에 병렬로 연결된 커패시터 뱅크가 무효 전력을 공급하여 수전단 전압이 100[kV]로 유지되고 있다. 다음을 계산하라.

문제 5-1에서 언급한 50[MW] 부하가 갑자기 차단된다면 커패시터 뱅크 양단에 나타나게 될 수전단 전압은 얼마이겠는가? 우리가 주의해야 할 점은 무엇인가?

(1) 송전단과 수전단 전압의 크기가 다르고 위상이 같을 때 무효 전력의 흐름을 관찰한다. (2) 송전단과 수전단 전압의 크기가 동일하고 위상이 다를 때 유효 전력의 흐름을 관찰한다. (3) 송전단과 수전단 전압의 크기가 다르고 위상이 다를 때 유효 및 무효 전력의 흐름에 관하여 공부한다.

송전단과 수전단, 선로의 유효 및 무효 전력의 흐름

선로의 유효 및 무효 전력의 흐름 계산 예

송전단과 수전단 전압의 크기와 위상이 다를 때 유효 전력과 무효 전력의 흐름 계산 예

송전단과 수전단 전압의 크기가 다르고 위상이 같을 때 무효 전력의 흐름 계산 예

송전단과 수전단 전압의 크기가 같지 않고, 위상은 같을 때

송전단과 수전단 전압의 크기와 위상이 같지 않을 때

상당 리액턴스가 100[Ω]인 3상 송전 선로가 있을때 송전단과 수전단 전압의 크기와 위상각이 하루 동안 표처럼 변한다고 한다. 각 경우에 송전단과 수전단의 유효 및 무효 전력을 계산하라. 그리고 전력 흐름의 방향을 나타내어라.

실험 (7-7) ~ (7-8)

무한 모선에 연결된 동기 전동기의 동작에 있어서 다음을 관찰한다. (1) 동기 전동기로 흐르는 무효 전력 (2) 동기 전동기로 흐르는 유효 전력 (3) 회전자 극의 위치 변화

실험 (9-1) 여자와 무효 전력의 흐름

과 여자된 동기기는 송전 선로에 무효 전력을 전달한다. 이 상태를 설명하고, ‘과 여자’라는 용어의 의미를 설명하라.

전압이 300[kV], 길이가 100[mile]인 60[Hz]의 송전선이 있는데, 마일당 유도성 리액턴스는 0.8[Ω]이고, 마일당 용량성 리액턴스는 200,000[Ω]이다. 상당 등가 회로를 그려라. 수전 측이 개방 되었을 때 송전단의 상당 선로 전류를 계산하라. 송전단에 공급되는 무효 전력은 얼마인가?

실험 (3-4) ~ (3-7)

실험 (4-2) ~ (4-10)의 실험 결과를 표에 작성하시오.