전력공학 공식(Power Engineering Maths) Chapter.01

전력공학 공식(Power Engineering Maths) Chapter.01

 

1. 물의 위치수두

1) 정의

수두를 헤드라고도 한다. 단위는 길이의 차원이나 위치 에너지를 구하는 기본이 되는 값이며, h는 수면의 높이이다. 즉, 단위 무게 [kg]당의 물이 갖는 에너지를 말한다.

 

2) 공식

위치 수두 = H [m]

 

 

2. 물의 압력수두

1) 정의

수관 속의 유수의 압력은 유속에 따라서 다른 값이 된다. 따라서 압력의 에너지와 속도의 에너지는 호환성이 있다는 것이 된다.

 

2) 공식

 

 

3. 물의 속도수두

1) 정의

어느 속도를 가진 유수의 에너지 산정의 기본이 되는 것이다. 위치수두와 같은 취급을 하기 위해 길이의 차원을 가진 단위로 한다.

 

2) 공식

 

 

4. 연속의 정리

1) 정의

관로 등의 고체로 둘러싸인 수류에서 도중에 물의 출입이 없는 한 각기 다른 면적 A1 으로부터 유입되는 수량과 A2 로부터 유출되는 수량은 같다.

 

2) 공식

 

 

5. 베르누이의 정리

1) 정의

손실이 없는 완전유체 즉, 비압축성 유체에서 운동에너지, 위치에너지 및 압력의 에너지의 합은 일정하다는 것이 베르누이의 정리이다. 따라서 어떤 유체의 운동으로 높이가 감소하면 속도가 증가하거나 혹은 속도가 증가할 때 압력이 감소하거나 한다. 베르누이의 정리에서 에너지의 총합은 일정이라는 대신에 길이의 단위로 나타내면 다음과 같다.

 

2) 공식

① 손실을 무시할 때

 

② 손실 수도 (H12)를 고려할 때

 

 

6. 이론수력과 발전량

1) 정의

이론수력은 수차와 발전기의 효율이 100%인 이상적인 경우의 출력이다.

수차와 발전기의 종합효율은 출력에 따라 다르나 대체로 80～90이다.

 

2) 공식

① 이론 수력

② 발전소 출력

 

 

 

7. 양수 발전기의 출력

1) 정의

심야의 잉여 전력을 이용하여 펌프로 하부저수지의 물을 상부로 양수해서 저장해 두었다가 첨두 부하시에 이것을 이용하는 발전 방식이다.

 

2) 공식

· 양수 발전기의 출력

 

 

 

8. 조정지의 필요 저수 용량

1) 정의

계절적인 하천의 유량 변화를 조정할 수 있는 대용량의 저수지를 가진 발전소로서, 가령 풍수기에 남는 물을 저수하였다가 갈수기에 방출해서 하천 유량을 장시간 유효하게 사용하는 발전 방식이다.

 

2) 공식

 

 

 

9. 연평균 유량

 

 

10. 도수 설비

1) 정의

상수조(조압수조)로부터 발전소의 수차 입구에 이르기까지 도수관을 수압관(penstock)이라고 부르며 이 수압관을 지지하기 위한 공작물 등과 기타 반면을 총칭해서 수압관로라고 부른다.

 

2) 공식

① 췌지의 유손 공식

 

 

② 수압관의 직경과 유량

 

 

③ 수압관의 소요 두께

 

④ 수압 관로의 손실 수두

 

 

 

11. 물의 이론 분출 속도

반응형

1) 정의

팰톤 수차의 노즐에서 나오는 물의 속도의 개략치를 구하는 식이다.

 

2) 공식

 

 

12. 수차의 특유 속도(比速度)

1) 정의

수차와 기하학적으로 서로 닮은 수차를 가정하고, 이 수차를 단위 낙차(1[m]) 아래에서, 또한 실제와 서로 닮은 운전 상태에서 운전시켜 단위출력(1[ kW])을 발생시키는데 필요한 1분간의 회전수 Ns를 말한다. 수차의 비교에 쓰인다.

 

2) 공식

 

 

13. 수차발전기의 회전속도

1) 정의

수차직결의 발전기의 회전수를 나타내는 식이다. 수차의 회전수는 그 종류에 따라 다르기 때문에 수차에 따라 극수를 달리하여야 한다.

 

2) 공식

 

 

14. 낙차 변화에 의한 회전수 및 출력 관계

 

 

15. 수차의 속도 변동율

 

 

16. 수차의 속도 조정률

1) 정의

속도 조정률 ΔN은 2～3%이고, 작을수록 좋으나 수차 발전기의 병렬운전의 경우 각 수차의 속도 조정률이 모두 같아야 한다.

 

2) 공식

· 속도 조정률

 

 

 

17. 수압 변동율

 

 

18. 발전소 년간 이용률

1) 정의

년간 발전량을 최대출력 P[kW]의 8760(365일×24시간)배로 나눈 것이 발전소 년간 이용률이다.

 

2) 공식

 

 

19. 급수펌프의 소요동력

1) 정의

보일러 운전 중에 끊임없이 그 증발량에 해당하는 급수를 보일러에 공급하여 드럼의 수위를 일정하게 유지하는 설비이다.

 

2) 공식

· 급수 펌프의 소요 동력

 

 

20. 발전소 효율

① 발전소 송전단 열효율

② 발전소 발전단 열효율

 

 

21. 연선의 저항

1) 정의

연선의 저항 R[Ω]은 연선을 구성하는 소선의 저항 r[Ω]과 다음과 같은 관계가 있다.

 

2) 공식

 

 

22. 온도 변화에 따른 전선의 저항

1) 정의

저항은 온도가 상승함에 따라 같이 상승한다. 온도 계수는 도전률에 의하여 변화한다. 동선의 20[℃]에 대한 온도 계수는 퍼센트 도전률을 C라 하면

도전률 97[%]인 동선의 20[℃]에 대한 온도 계수는 0.00381, 또 경알미늄선의 20[℃]에 대한 온도 계수는 0.004이다.

 

2) 공식

 

 

23. 인덕턴스

1) 작용 인덕턴스

단상 송전선 및 연가가 완전한 3상 송전상에서는 다음과 같이 된다.

① 단도체인 경우

 

② 복도체인 경우

 

 

2) 대지를 귀로로 하는 인덕턴스

① 단도체인 경우

1선과 대지로 귀로 회로의 자기 인덕턴스

 

 

② 복도체인 경우

1선과 대지 귀로 회로의 자기 인덕턴스

 

3) 각종 인던턱스 간의 관계

① L, Le, Lm의 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.

 

② 2선 일괄 대지를 귀로로 하는 회로의 1선당 자기 인덕턴스

 

③ 3선 일괄 대지를 귀로로 하는 회로의 1선당 자기 인덕턴스

 

④ 평행 2회선 6선 일괄 대지를 귀로로 하는 회로의 1선당 자기 인덕턴스

 

 

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