[공부 기록] 고조파_전력사용시설물 설비 설계_기본서

| 고조파

1. 전력설비 고조파의 개요

전력설비의 고조파는 전원의 특성, 간선 등에 의해 발생할 수 있으나 최근 반도체를 사용한 전기기기의 대량보급과

각종 설비의 자동화에 따라 고조파 발생이 점차 확대되고 있는 추세.

 

2. 고조파의 정의

고조파가 포함된 파형을 비정현파로 나타내며 비정현파는 기본파 성분과 기본파의 배수 주파수 성분으로 분해.

고조파는 60 [Hz] 파형에 들어 있는 기본파의 정수배 주파수를 갖는 것을 말함.

 

3. 고조파의 발생원인 및 영향

1) 발생원인

    ① 사무자동화 기기의 입력부 비선형 부하에 의한 경우

    ② 각종 변환장치에 의한 경우(인버터, 컨버터, 무정전 전원장치, 정류기 등 각종 사이리스터 응용기기)

    ③ 역률 개선용 캐패시터 : 특정 주파수에 의해 선로의 임피던스, 리액턴스와 LC 공진에 의해 고조파 발생

    ④ 전력계통과 통신계통의 상호 커플링으로 인한 간섭에 의한 경우

    ⑤ 회전기기에 의한 경우

 

2) 영향

    ① 전력용 콘덴서 및 직렬 리액터 : 공진현상으로 고조파 전류에 의해 회로의 임피던스가 감소하여 과대전류가 유입됨에

                                                           따른 과열, 소손, 이상소음 발생

    ② 케이블 : 고조파 전류에 의해 과열

    ③ 변압기 : 고조파 전류에 의해 철심의 자화현상으로 소음 발생, 손실 증가

    ④ 유도전동기 : 고조파 전류에 의해 정상 진동 토크 발생에 의해 회전수의 주기적 변동

 

4. 장해 사례

1) 컴퓨터 데이터 상실

    ① 같은 전력계통의 히터 가동 시 중성선상에 서지와 전압강하가 발생.

2) 엘리베이터 장치

    ① 엘리베이터 기동 시 전류 전압강하 현상과 5, 7 고조파에 의하여 전동기 제어기에서 상회전 에러로 착각.

         이 고조파는 비선형 전류수요에 반응하는 발전기 권선의 리액턴스에 의한 것이다.

 

5. 고조파 대책

1) 발생원에서의 대책

    ① 리액터 설치

    ② 콘덴서 설치

    ③ 변환기의 다펄스화

    ④ 필터 설치

 

2) 계통 측에서의 대책

    ① 계통분리

    ② 전용선화

    ③ 전원 단락용량 증대

 

3) 피해기기 측 대책

    ① 장해기기의 고조파 내량 증가

 

4) 예비전원에서 대책

    ① 발전기 제동권선의 전류 내량 증가

    ② UPS, 차단기, 변압기, 간선 용량 등을 여유 있게 설치