2023 국가직 9급 전기기기 해설

핵심 개념

직류발전기 병렬운전과 균압선(균압환)

직류발전기를 병렬운전하려면 각 기기의 단자전압이 같고, 외부특성곡선이 수하특성(부하가 늘면 전압이 조금 떨어지는 특성)을 가져야 안정적으로 부하를 분담합니다. 그런데 직권계자권선을 가진 발전기는 부하전류가 늘수록 계자자속이 커져 오히려 전압이 상승하는 상승특성을 보입니다. 이 상태로 병렬운전하면 어느 한 대에 전류가 몰릴 때 그 기기의 전압이 더 올라가 전류가 더 몰리는 악순환이 생겨 결국 한 대가 전부하를 떠안거나 전동기로 역전됩니다. 이를 막기 위해 직권계자권선의 전기자측 단자끼리 굵은 도선으로 연결해 직권계자에 흐르는 전류를 강제로 균등하게 나누는 것이 균압선입니다. 따라서 균압선은 '직권계자권선을 가진 기기', 즉 직권발전기와 복권발전기(특히 과복권·평복권)에 필요합니다.

핵심 개념

매극 매상당 슬롯수(q)의 계산

회전기의 고정자 권선 분포를 나타내는 기본 지표가 매극 매상당 슬롯수 q입니다. 전체 슬롯수를 극수와 상수로 나누어 q = 총 슬롯수 ÷ (극수 × 상수)로 구합니다. q가 1보다 크면 한 상의 코일이 여러 슬롯에 나뉘어 들어가는 분포권이 되어 고조파가 줄고 기전력 파형이 정현파에 가까워지는 대신, 분포계수만큼 기전력의 크기는 조금 줄어듭니다. 이 문제에서는 그림에 그려진 회전자의 돌극(자극) 개수를 세어 극수를 알아내는 것이 핵심입니다. 그림의 회전자에는 계자권선이 감긴 돌극이 6개 있으므로 극수는 6극이고, 3상 기기이므로 상수는 3입니다.