[발송배전기술사] Flicker 란?

다음은 발송배전기술사 기술용어 문제 중 Flicker에 대한 문제 풀이입니다.

Flicker의 정의, 특성, 발생 요인, Flicker를 경감시킬 수 있는 대책, 계산시 예 순으로 알아보겠습니다.

[문제] Flicker에 대한 특성, 발생 요인 및 대책에 대하여 설명하시오.

[답]

  1. Flicker의 정의

      Flicker란 부하특성에 기인하는 전압동요에 의한 조명의 깜박임, TV영상의 일그러짐 현상 등을 말하며, 이 현상이            어느 정도 이상이 되면 심한 불쾌감을 느끼게 된다.

 

  2. Flicker의 발생원인

    1) 임피던스 변동이 심한 제강용 Arc로

    2) 병원의 X선 장치, CT, MRI

    3) Plant : 전기용접기, 유도로 및 저항로, 유도전동기 등

    4) 가정 : 단상유도전동기(기동전류)

 

  3. Flicker의 특성

    1) Flicker의 크기

       (1) 예측 계산 시

           ① 최대전압강하율( $ \Delta V_{max} $ )로 표시한다.

                · $ \Delta V_{max} = \frac{Q_{max}}{P_s} \times 100 [\%] = \frac{P_f}{P_s} × \frac{1}{x_s + x_t + x_f} \times 100 [\%]  $     ($ Q_{max}  =   \frac{{P_f}}{x_s + x_t + x_f} $)

                     · $ Q_{max} $  : 전기로의 전극 단락시 최대무효전력[MVAR]

                     · $ P_{s} $ : 규제 지점의 전원 단락용량[MVA]

                     · $ P_{f} $ : 전기로용 변압기 정격용량[MVA]

                     · $ x_{s} $ : 규제 지점에서 전원측을 본 %Z

                     · $ x_{t} $ : 변압기 %Z

                     · $ x_{f} $ : 전기로 %Z

           ② 전기로가 1기 이상 시 $ \Delta V_{max} $

                · $ \Delta V_{max} = \sqrt{\Delta V^{2}_{1max} +  \Delta V^2_{2max} +  \cdots  +  \Delta V^2_{nmax}} $

       (2) 실측 시

           ① $ \Delta V_{10} $ 을 크기의 척도로 한다.

               · $ \Delta V_{10} = \sqrt{ \displaystyle\sum_{f=1}^ \infty  (a_{f} .   \triangle  V_{f})^2  }  $

                      · $ a_{f} $ :  어느 주파수의 깜박임 시감도 계수        

                      · $ \Delta V_{f} $ : 어느 주파수의 전압변동의 크기

            ② $ \Delta V_{10} = 1 [\%] $ 의 의미 : 교류전압이 100[V]에서 99[V]까지 1초 동안 10회 정현파 모양으로 변화하는 것

    2) Flicker의 허용 기준치

       (1) Flicker 불유쾌 한계 곡선

            배전계통에서 Flicker 허용값에 관해서는 불유쾌 한계 곡선이 많이 사용된다.

       (2) Flicker의 허용 기준치

예    측    치	실    측    치
2.5[%] 초과시 : 공급전 Flicker 대책 강구	0.45[%V] ( 1시간 평균치) 이하
2[%] 초과 ~ 2.5[%] 이하 : 조건부 송전
2[%] 이하 : 대책 필요 없음

 

  4. Flicker의 경감 대책

    1) 전력 공급자측 대책

       (1) 저압 배전선에 대한 대책

           ① 전기로 전용 변압기로 공급

                · 타 부하 연결시  Flicker 발생

           ② 단락용량($ P_{s} $)이 큰 계통에서 공급

                · $ \Delta V_{max} = \frac{Q_{max}}{P_s} \times 100 [\%] $

           ③ 저압 배전선을 굵은 전선으로 바꿈

                · 허용전류 상승으로 전압강하 경감

       (2) 고압 배전선에 대한 대책

           ① 전용 계통으로 공급

           ② 직렬 Condenser 설치

           ③ 공급 전압을 승압 

                · 단락용량 증대됨($ P_{s} = \frac{V^2_s}{x_s} $)

           ④ 전선의 굵기를 크게 함 

                · 허용전류 증대로 전압강하 경감

    2) 수용가측 대책

       (1) 전원 계통에 Reactor 성분을 보상하는 방법

            · 직렬 Condenser 설치, 3권선 보상 변압기 사용

            · $ \Delta V_{max} = \frac{P_f}{P_s} × \frac{1}{x_s + x_t + x_f} \times 100 [\%] =  \frac{P_f}{\frac{V^2_s}{x_s}} × \frac{1}{x_s + x_t + x_f} \times 100 [\%] = \frac{P_f}{V^2_s} × \frac{x_s}{x_s + x_t + x_f} \times 100 [\%] $

                  → $ x_{t} $, $ x_{f} $ 는 크게,  $ x_{s} $ 는 작게 하여 Flicker 경감

       (2) 전압강하를 보상하는 방법

            · 상호 보상  Reactor 방식, Booster 방식

       (3) 부하의 무효전력 보상분을 흡수하는 방법(단주기 전압변동)

            · 동기 조상기와 Reactor 채용

            · SVR 적용(TSC, TCR 방식) : 응답 특성이 0.02초로 Flicker 방지 대책임

       (4) Flicker 부하전류의 변동분을 억제하는 방식

          · 직렬 Reactor 방식, 직렬 Reactor 가포화 방식           

 

  5. Flicker 계산식 예                                                                                           

     · $\bigtriangleup V_{10} = \sqrt{ \sum_{f=1}^ \infty ( a_{f} ·\bigtriangleup V_{f} ) ^{2} }  = \sqrt{ (0.3 \times 2) ^{2}+ (1 \times 3) ^{2} + (0.6 \times 5) ^{2}  }=4.28[\%V]$

    ∴ $4.28[\%V] > 0.45[\%V]$ 이므로 즉시 대책을 세워야 한다.

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 기술용어 문제로 나올 법한 Flicker에 대해서 공부해보았습니다.