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"커패시터뱅크"에 대한 내용입니다.
목차
1. 전력용 콘덴서 및 조상 설비
1.1. 전력용 콘덴서의 개요
1.2. 전력용 콘덴서가 필요한 이유
1.3. 전력용 콘덴서 외의 조상 설비
2. 교류전력의 개념
2.1. 순시전력
2.2. 평균전력
2.3. 피상전력
2.4. 무효전력
3. 고조파 관련 문제 및 영향
3.1. 전력용 변압기
3.2. 커패시터
3.3. 커패시터용 직렬리액터
3.4. 전동기
3.5. 순시위상 시간제어
3.6. 중성선 과열
4. 참고 문헌
본문내용
1. 전력용 콘덴서 및 조상 설비
1.1. 전력용 콘덴서의 개요
전력용 콘덴서는 교류 배전선로나 송전선로에 주로 병렬로 연결하여 선로의 역률을 개선하는 데 사용되는 중요한 전력 설비이다. 일반적으로 전력용 콘덴서는 알루미늄박과 얇은 절연지를 포개어 둘둘 감고 절연유 속에 넣은 구조로 되어 있으며, 용량과 회로전압에 맞는 외함과 단자가 있다. 저압선로에서는 3상 유도전동기에 병렬로 연결하는 경우가 많고, 고압이나 특별고압 회로에서도 널리 사용된다. 단일 콘덴서의 사용전압은 3,000~4,000V까지이며, 이보다 높은 전압에서는 콘덴서를 직렬로 연결하여 사용한다. 또한 단일 콘덴서의 용량은 수백 kVA 정도까지이며, 이 이상의 용량이 필요할 경우에는 병렬로 연결하여 사용한다. 특히 유력한 송전선의 수전단에 대규모 콘덴서 뱅크를 설치하여 선로 전류의 증감에 따라 콘덴서 용량을 조절함으로써 수전압을 일정하게 유지하는 경우가 있다.
1.2. 전력용 콘덴서가 필요한 이유
일정한 전력을 수전할 경우 부하의 역률이 낮을수록 선로전류는 크게 되고 따라서 전압강하는 증대하고 선로손실도 역률의 제곱에 반비례하여 증가된다. 전선로의 송전용량은 전압강하에 의해서 정해지므로 역률이 저하하면 그 만큼 용량이 감소한다. 부하역률의 개선여부는 부하점에서 발전소에 이르는 전 전기설비에 영향을 미치므로 매우 중요하다. 배전 선로의 역률개선은 주로 전력용 콘덴서를 부하에 병렬로 접속시켜서 하고 있는데 고압콘덴서를 변전소에 집중설치하거나, 고압 배전 선로의 주상, 고압자가용 수용가의 수전실에 설치하며 저압콘덴서는 부하에 직접 설치한다."
1.3. 전력용 콘덴서 외의 조상 설비
전력용 콘덴서 외의 조상 설비에는 동기 조상기와 분로 리액터가 있다. 동기 조상기는 동기 전동기를 영 역률로 운전하여 그 전기자 반작용에 기인하는 V특성을 이용해 중부하 시에는 과여자로 진상 전류를 취하거나 경부하 시에는 부족여자로 지상 전류를 취해 송전선의 역률을 조정한다. 이에 비해 분로 리액터는 인덕터를 이용하여 지상의 무효전력을 흡수한다.
동기 조상기의 경우 가격 및 유지보수 비용이 비싸지만 무효전력 흡수 능력이 크고 전압 유지 능력이 뛰어나다. 반면 전력용 콘덴서와 분로 리액터는 가격이 싸고 보수가 쉬운 편이지만 무효전력 흡수 능력과 전압 유지 능력이 작은 편이다. 즉, 동기 조상기는 진상 및 지상 무효전력 보상이 가능하지만 전력용 콘덴서와 분로 리액터는 진상 무효전력 보상만 가능하다.
따라서 전력 시스템에서는 이러한 각 조상 설비의 특성을 고려하여 적절한 조합을 통해 역률 개선 및 전압 유지를 도모한다. 특히 전력용 콘덴서는 싼 가격과 간단한 보수 등의 장점으로 인해 널리 사용되고 있다.
2. 교류전력의 개념
2.1. 순시전력
순시전력은 교류 전력 시스템에서 순간순간 변하는 전력의 양을 나타내는 개념으로, 전압과 전류의 순간값의 곱으로 정의된다. 이는 교류 회로에서 전력이 시간에 따라 어떻게 변동하는지를 이해하는 부분에 중요한 역할을 한다.
순시전력은 시간 함수로 나타나며, 주로 p(t)=v(t)×i(t)와 같은 형태로 표현된다. 여기서 p(t)는 순간적인 전력, v(t)는 순간적인 전압, i(t)는 순간적인 전류를 의미한다. 순시전력은 주기적으로 변동하기 때문에 평균값은 특정 시간 간격을 통...
참고 자료
1. 송길영, 동일출판사, 「최신 송배전공학」,1997
2. 심상흥, 포인트출판사, 「신편 송배전공학」, 2000
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4. 한전전력공사, http://www.kepco.co.kr
5. 한전전기공급규약
위형복. 『전기회로공식 계산과 이해』. (2019), 일진사.
김주락. 「다단자망 알고리즘을 이용한 급전시스템의 무효전력 보상 모델링 및 시뮬레이션」. 전기학회논문지, vol.65, no.5, (2016), 883-887.
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