전력용 콘덴서와 직렬리액터

 

전력용 콘덴서와 직렬리액터

 

(1) 역률제어 방법

1) 역률 제어 목표 = 95%(더 높으면 계통상황에 따라 진상이 되며, 병렬공진으로 인하여 부하 측의 전

    압이 상승하여 이상 재해 우려)

2) 수동 제어 및 자동 제어(APFR : Auto Power Factor regulator)

3) 콘덴서의 분류

- 병렬 콘덴서 : 역률 개선, 선로 전압강하 경감, 설비 용량 증가

- 직렬 콘덴서 : 전압 강하 보상, 전압 변동 경감, 송전 용량 증대, 선로 안정도 증가, 전력조류 제어

- 결합 콘덴서 : 전력선 반송전화에 이용 (Carrier-Coupling 콘덴서)

- Surge Absorber : 뇌전압 저감, 1, 2차 혼촉사고 방지

- 필터용 콘덴서: 직류 변환회로의 필터용

- 고조파 방지용 콘덴서 : 발진 회로, 유도로

- 기타 콘덴서 : ACB 분압용, 방전 가공장치용

 

(2) 역률 개선 콘덴서의 종류

1) 동기조상기 : 동기전동기를 무부하로 운전, 여자전류를 조정하여 부하 역률을 개선하고 부하에 병

                       렬로 접속

2) Static Condenser (진상용 콘덴서)

 

가) 역률 개선 콘덴서 : 역률 개선 콘덴서의 앞선 전류를 역률 개선용으로 응용

  (전력 부하의 2/3 이상을 차지하는 동력 부하가 주 대상임)

- 단기형(200KVA이하, Case형) 및 집합형(200KVA이상, 탱크형)

- 단상형 및 3상형

- 저압용{μF} 및 고압 또는 특고압용{KVA}

 

나) 방전 코일

- 개방 시 잔류전하 방전 및 재투입 시 과전압 방지를 위해 방전코일(탱크형) 또는 방전저항(Case형)

   을 부설

- 용 량 : 콘덴서 용량 Q[KVA]에 대하여 개방 후 5분 이내(5초 = 고압형)에 잔류 전하를 50V 이하로 방

   전시킬 수 있는 용량으로 선정

- 부하에 직결될 경우 부하와 함께 개폐되므로 방전코일은 불필요

  (부하의 임피던스를 통하여 자기 방전 회로를 구성하여 손실됨)

 

다) 직렬 리액터

- 대용량 콘덴서 설치 시 고조파 전류가 흘러 파형이 나빠지므로, 파형 개선의 목적으로 직열 리액터

  를 설치(회로전압, 전류, 파형의 왜곡확대, 고조파 발생 → 변압기 소음, 콘덴서 돌입 전류, 계전기 오

  동작, 절연파괴 유발)

 

<Y-△결선의 변압기 경우>

제3고조파는 △권선 내에서 순환하므로 선로에 나타나지 않으나, 제5고조파가 나타나게 된다. 제5고조파 영향으로 파형이 일그러지고 통신선에 유도장해를 미치게 되며, 제5고조파 제거 목적인 직렬리액터의 용량은 Q[KVA]의 4%이면 되나 실제로는 주파수 변동이나 경제적인 면을 고려하여 6% 정도로 설치

 

<Y-Y결선 변압기의 경우>

제3 및 5고조파 제거 목적인 직열 리액터의 용량은 콘덴서 용량의 증가 효과를 가져와 진상전류가 증가하여 계통에 이상 현상(발열)을 유발 시킬 수 있으므로 적정용량을 선정

 

라) 콘덴서 설치 시 주의사항

- 콘덴서 용량이 부하설비 무효분보다 많아지지 않도록 해야 한다.

- 콘덴서는 항상 전부하 상태로 운전되기 때문에 주위온도에 충분히 유의하고 환기시설을 해야 한다.

- 개폐 시 나타나는 특이한 현상을 고려한다

- 콘덴서 투입 시 돌입전류로 변류기 2차 회로에 과전압이 발생한다.

  (과도 현상에 의한 단락전류가 발생하며 단락전류가 크게 된다)

- 콘덴서 투입 시 모선에 순시 전압강하가 일어난다.

- 콘덴서 개방 시 개폐기의 극간 회복전압에 의해 재점호 현상(차단기 손상, 절연유 소손)이 발생 한다

- 유도전동기와 콘덴서가 개폐기 부하 측에 직결되어 있을 때 개폐기 개방 후 전동기가 콘덴서에 의해

  자기 여자되어 고전압이 발생한다.

- 차단기는 전류 절단현상이 없는 차단설비로 구성한다

  (공기차단기, 진공차단기는 폭발 우려가 있어 설치하면 않되고, 유입차단기, 가스 차단기, 자기차단

   기가 권장된다)

- 고압의 경우는 유입개폐기 이상으로, 특고압의 경우 COS로 한다

  (COS 사용 시 퓨우즈 대신 2.6mm/mm이상의 동선으로 직결한다)

- POWER FUSE(한류형)는 부동작 영역이 있으므로 비한류형 과전류차단기를 사용.