[발송배전기술사] 신개념 전력품질!

다음은 발송배전기술사 기술용어 문제 중 신개념 전력품질에 대한 설명입니다.

개요, 순시전압 상승, 순시전압 강하, 순시 정전, 과도전압 상승, 상시전압 변동, 전압 불평형, 고조파, 플리커, 결언 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 신개념 전력품질에 대하여 설명하시오.

[답]

1. 개요

  1) 전압품질

    · 순시전압 상승, 순시전압 강하, 순시 정전, 과도전압 상승, 상시전압 변동, 전압 불평형 등을 말한다.

  2) 전력품질

    · 전압품질, 고조파, 플리커 등을 말한다.

  3) 개념도

 

2. 순시전압 상승(Swell)

  1) 순시전압 상승의 발생원인

    · 1선 지락고장시, Capacitance 충전시 등

  2) 순시전압 상승 방지대책

     (1) 유효접지

         · Y결선에서 건전상의 전위상승을 대지전압의 1.3배 이하로 억제

     (2) 비유효접지

         · △결선에서 건전상의 전위상승을 대지전압의 $\sqrt{3} $배 이하로 억제

 

3. 순시전압 강하(Sag)

  1) 순시전압 강하의 발생원인

    · 계통 사고시, 대형모터의 기동시, 대형부하 투입시 등

  2) 순시전압 강하 방지대책

    · 능동형 전기품질보상기 설치

     (1) 동적전압강하 보상기(DVR : Dynamic Voltage Regulator)

     (2) 능동필터(Active Filter)

     (3) 전기품질보상기(UPQC) 

            · 개념

            ① 직렬컨버터 → 전압원형태의 전압조정

            ② 병렬컨버터 → 전류원형태의 전압조정

            · 효과

              · 전압변동, 고조파보상, 전력조류제어

 

4. 순시정전

  1) 순시정전의 발생원인

    · 고장구간 분리하기 위해 재폐로시 발생

  2) 정격전압의 10[%] 이하이기 때문에 지속시간에 의해서만 측정

  3) 보호협조원칙 변화

     (1) 재폐로시 연결된 모든 민감부하에 영향

     (2) 고장구간을 재폐로하지 않고, 영구고장(퓨즈)으로 다른부하에 영향이 없도록 조치할 것

 

5. 과도전압 상승

  1) 과도전압의 발생원인

    · 뇌, 개폐서지 등의 이상전압에 의해 발생

  2) 과도전압상승 방지대책

    · 피뢰기에 의한 보호

  3) 과도전압상승 영향

    · 저압의 경우 변압기 정전이행전압 발생

 

6. 상시전압 변동

  1) 상시전압변동의 발생원인

    · 부하의 급변 등에 의해 발생

  2) 상시전압변동 방지대책

    ① 전압조정장치로 조정

    ② ULTC, LDC, Program, OLTC, SVR, LDC + Program 방식

  3) 상시전압변동의 기준

    · 110 ± 6[V],  220 ± 13[V],  380 ± 38[V] 

 

7. 전압 불평형

  1) 전압 불평형의 발생원인

    · 단상부하의 크기나 역률이 같지 않을 때 발생

  2) 전압 불평형율

    · $\frac{V_{2} }{V_{1}}  \times 100[\%]=\frac{역상전압 }{정상전압}  \times 100[\%]=\frac{등가\,\,단상부하의 \,\,크기 }{계통\,\, 3상 \,\,단락용량}  \times 100[\%]$

  3) 전압 불평형 방지대책

    ① 불평형 보상장치 설치

    ② 스코트결선

    ③ 단락용량이 큰 계통에서 공급

    ④ Active Filter 설치

 

8. 고조파

  · 기본파 주파수의 정수배를 갖는 전압, 전류

  1) 고조파의 발생원인

    · 전력전자 제품, 전동기의 기동시 등

  2) 고조파발생 방지대책

    · Active Filter 설치

  3) 종합 전압(전류)왜형율(THD : Total Harmonics Distortion)

     (1) 기본파전압(전류)에 대해 얼마만큼의 고조파전압(전류)이 포함되어 있는지를 알수 있으며, 고조파 발생정도를

          나타내는데 사용된다.

     (2) THD(Total Harmonics Distortion)

        · $ V _{THD} = \frac{1}{V _{1} }  \sqrt{\sum_{n=2}^ \infty    V_{n} ^{2} }   \times 100[\%]$

                  · $V _{1}$ : 기본파전압의 실효값           · $V_{n}$ : n차 고조파전압의 실효값

        · $ I _{THD} = \frac{1}{I _{1} }  \sqrt{\sum_{n=2}^ \infty    I_{n} ^{2} }   \times 100[\%]$

                  · $I _{1}$ : 기본파전류의 실효값             · $I_{n}$ : n차 고조파전류의 실효값  

  4) 고조파별 고조파 함유율 : 고조파율(Harmonic Factor)

     · $HF _{n} = \frac{V_{n} }{V_{1}}  \times 100[\%]$

  5) 전압왜형율(Distortion Factor)

     · $DF= \frac{V_{1} }{V_{R}}  \times 100[\%]$         · $V_{1} $ : 기본파전압의 실효값         · $V_{R}$ : 총 전압의 실효값

  6) 등가방해전류(EDC : Equivalent Disturbing Current)

     (1) 전력계통에서 발생한 고조파전류가 인접해 있는 통신선에 영향을 주는 고조파전류의 한계를 말한다.

     (2)  $EDC= \sqrt{\sum_{n=1}^ \infty (   S_{n} ^{2} \times I_{n} ^{2}) }$ 

            · $S_{n}$ : 통신유도계수           · $I_{n}$ : 영상고조파전류

  7) 전기공급약관의 THD 및 EDC 규정

전   압	계   통	지중선로가 있는 S/S에서 공급하는 고객		가공선로가 있는 S/S에서 공급하는 고객
	항   목	THD[%]	EDC[%]	THD[%]	EDC[%]
66[kV] 이하		3.0 이하	-	3.0 이하	-
154[kV] 이상		1.5 이하	3.8 이하	1.5 이하	-

 

  9. Flicker

  1) Flicker의 정의

     (1) 부하의 특성에 의한 전압변동이 0.9 ~ 1.1[pu]

     (2) 조명의 깜박임, TV 영상의 일그러짐 현상 등

  2) Flicker의 허용 기준치

     (1) 예측시 : 최대전압 변동률로 표시 - 2.5[%] 이하

     (2) 실측시 : 한시간 평균 전압변동 - 0.45[%V] 이하

  3) $\bigtriangleup V_{10} $ : 전압 Flicker의 척도

    · $\bigtriangleup V_{10} =\sqrt{ \sum_{f=1}^n ( a_{f}· \bigtriangleup  V_{f})^{2}  } [\%]$

  4) Flicker의 억제대책

     (1) SVC 투입, STATCOM 설치

     (2) UPQC, DVR, Active Filter 설치

     (3) 단락용량이 큰 계통에서 공급

 

10. 결언

    · 기존의 전력품질은 주파수유지와 전압유지가 목적이었으나 최근에는 컴퓨터와 정밀기기 등의 확대로 새로운 전력

      품질이 더욱더 중요시될 전망이다.

 

※ 신뢰도 : 전력계통을 구성하는 제반설비 및 운영체계 등이 주어진 조건에서 의도된 기능을 적정하게 수행할수 있는

                  정도

      ① 적정성 : 정상상태 또는 상정고장시 소비자가 필요로하는 전력수요를 공급해 줄수 있는 것

      ② 안정성 : 예기치 못한 비정상 고장시 계통이 분리하지 않고 견디는 것

 

※ LOLP, LOPE

    ① LOLP(Loss of Load Probability : 전력 부족확률)

      · $P_{L} = \frac{기간\, 중 \,정전\, 횟수 \times 평균\, 정전시간}{고찰시간\, 중\, 부하의 \,전체\, 소비전력량} $

      · 빈도, 지속시간은 고려하되, 크기는 고려하지 않음

    ② LOPE(Loss of Energy Probability : 전력량 부족확률)

      · $P_{E} = \frac{정전으로 \, 정지된 \, 부하의 \, 소비전력량의\,  평균치}{고찰시간\, 중\, 부하의 \,전체\, 소비전력량} $

      · 빈도, 지속시간, 크기 모두 고려

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 기술용어 문제로 나올 법한 신개념 전력품질에 대하여 알아보았습니다.