능동형 보상설비 (무효전력 보상기, 지능형 능동 필터, 하이브리드 고조파 필터, 영상분 고조파 필터)

출처 :  삼화콘덴서공업주식회사 카달로그

 

1. 지능형 무효전력 보상기 (IVC)

대용량의 용접기, 크레인, 가변속 모터 장치 등의 부하는 큰 폭의 무효전력 변동을 일으켜 계통의 전압강하와 플리커를 유발함으로써 배전 계통내의 전기설비와 제어설비 등에 악영향을 주게 됩니다.

삼화콘덴서의 지능형 무효전력 보상기 (IVC)는 부하로 부터 발생되는 무효전력을 DSP와 전력전자소자를 이용하여 실시간 보상함으로써 전압의 안정화와 플리커 저감은 물론 용접품질의 개선에 의한 공정 불량율 감소와 역률 증대에 따른 설비 여유율을 높이는 효과가 있습니다.

- 적용 부하 : 용접기, 아크로, 크레인, 유도가열기, 사출기, 착암기, 대형 펀칭기 등

 

IVC를 설치하게 되면 아래와 같은 이점이 있습니다.

1) 변압기 2차측 역률 개선

2) 평균 전류 감소

3) 변압기 여유율 증대

4) 실시간 무효전력 보상에 의한 플리커 저감

 

2. 지능형 능동 필터 (IPF)

전력변환 기술을 응용한 전력에너지 사용의 고효율화가 보현화 된 오늘, 인버터를 비롯한 UPS, 엘리베이터, 조명기기, 가전기기, 컴퓨터, 전등 등 대부분의 부하는 비선형 특징을 가지고 있습니다. 이들 비선형 부하는 고조파 전류를 ㄱ계통에 유출 시키게 되며 이 고조파 전류와 계통의 임피던스에 비례한 고조파 전압은 전압 왜형을 일으켜 완전한 정현파 전압을 얻을 수 없게 합니다. 뿐만 아니라 고조파 전류는 변압기와 케이블, 기타 전기기기의 수명을 크게 단축시키며, 에너지 손실과 주요기기의 오동작을 일으키는 원인이 됩니다. IPF는 실시간으로 고조파 전류를 제어하여 계통의 고조파를 억제할 수 있으며, 무효전력 보상 및 역률 개선 기능도 보유하고 있습니다.

- 적용 부하 : 인버터, UPS, 엘리베이터, AC/DC모터 드라이브, 다이오드/SCR 정류기, 유도 가열기, DC 전원 공급기, 용접기 등 

 

계통에 고조파가 발생하게 되면 아래와 같은 문제점이 있습니다.

1) 정밀 제어기 오동작

2) 콘덴서 과부하 및 고장

3) 중성선 도체에 과전류 유기

4) 계통과의 공진 발생

5) 변압기, 모터 및 케이블 과열

6) 회로의 잦은 트립

 

IPF를 설치하게 되면 아래와 같은 이점이 있습니다.

1) 계통전압/전류 왜곡 감소(ITDD 규제치 만족)

2) 플리커 현상 방지 및 서지 제어

3) 선로손실 감소

4) 변압기 및 케이블의 과열로 인한 소손 및 용량 감소 방지

5) 통신선 유도 장해 방지

6) 리액터 및 콘덴서 소손 방지

7) 차단기 및 퓨즈의 이상 트립 방지

8) 정밀 기기 및 보호장치의 오동작 방지

 

3. 하이브리드 고조파 필터 (HHF)

인버터, UPS, 엘리베이터 등 6펄스 비선형 부하에서 발생하는 고조파 성분을 흡수하여 전부하 영역에서 전압 왜형률 (V THD) 및 전류 왜형률 (I THD)을 규제치 이내로 만족시킬 수 있습니다. 기존 대역필터에 비해 인덕터 용량이 절반수준이고 필터 콘덴서서 용량 또한 1/3로 감소시켜 경제성을 확보할 수 있습니다.

- 적용 부하 : 인버터, UPS, 엘리베이터, AC/DC 모터 드라이브, 다이오드 /SCR정류기, 유도 가열기, DC 전원 공급기, HVAC system, 팬, 펌프 등

 

인버터 및 컨버터에서 발생하는 고조파로 인한 문제점은 아래와 같습니다.

1) 계통과의 공진 발생

2) 전자식 드라이브 고장 및 과전압 트립

3) 차단기의 이상 트립 및 퓨즈 이상 동작

4) 리액터 및 케이블의 과전류 유입, 과열

 

HHF를 설치하게 되면 아래와 같은 이점이 있습니다.

1) 변압기 과열로 인한 소손, 수명단축, 정격용량 감소 방지

2) 케이블의 과열로 인한 소손 및 용량 감소 방지

3) 고조파 전류에 의한 유도현상으로 통신선 유도장해 방지

4) 고조파의 유입으로 인한 리액터/콘덴서 소손 방지

5) 차단기나 퓨즈의 이상으로 인한 Trip방지

6) 고조파에 의한 정밀기기 및 보호장치의 오동작 방지

7) 계통으로부터의 서지나 과전압 유입시 기기 손상 방지

 

4. 영상분 고조파 필터 (ZSF)

형광등과 같은 당상 비선형 부하의 보급이 확산되면서 중성선의 영상분 고조파 전류에 의해 배전선의 과열, 차단기 및 계전기의 오동작 등 전기설비의 피해 현상이 심각한 수준에 이르고 있습니다. 영상분 고조파 필터는 영상분 임피던스를 최소화하여 설계 제작한 반 영구적 필터로 변압기 2차측과 부하 말단 분전반에 이르기 까지 어느곳에 설치하여도 가능합니다. 영상분 고조파 전류를 제거하여 계통의 전력품질을 안정화 시킬 수 있어 3상4선식 배전계통에서 광범위 하게 사용되고 있습니다.

- 적용 부하 : 컴퓨터, OA 기기, 전자식 형광등, 의료기기, 방송기기, 단상 SCR히터, 단상 UPS등

 

영상분 고조파로 인한 문제점은 아래와 같습니다.

1) 과전류에 의한 차단기의 잦은 트립

2) 변압기 과열

3) 보호계기의 오동작

4) 중성선 과전류/소손

5) 통신선 장해

 

ZSF를 설치하게 되면 아래와 같은 이점이 있습니다.

1) 영상분 고조파로 인한 변압기 및 케이블의 온도상승 억제 및 화재 방지

2) 중성선 과전류, 과전압 문제 해결

3) 3상 평형 및 계통의 안정성 확보

4) 배전 계통의 용량 및 신뢰성 증가

5) MCCB의 이상 트립 방지

6) 변압기 및 전기기기의 과전류 억제

7) 전력 계통 역률 개선 및 전력요금 절감

8) 비선형 부하의 고조파 전류에 의해 발생되는 K-Factor 감소

 

수동형 보상설비는 아래 포스팅에서 확인 바랍니다.

 

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수동형 고조파 필터의 적용, 효과, 설계

 

정지형 무효전력 보상장치 적용, 이점,구성, 설계