역률개선용 콘덴서

 

콘덴서 설치 장점 및 전기공급규정

역률개선을 위한 콘덴서 설치의 잇점은  ● 동일설비로 계통용량 증대  ● 전압강하 · 전압변동 · 전력손실감소  ● 전기공급규정에 의한 전력요금절감 등의 효과가 있다.

(전기공급규정 제 44호) ① 고압 또는 특별고압으로 전기를 공급받는 수용가의 역률이 90%를 초과하는 경우에는     95% 까지의 매 1%에 대하여 기본요금의 1%씩을 감액합니다. ② 수용가의 역률이 90%에 미달하는 경우에는 매 1%에 대하여 기본요금의 1%씩을 추가합     니다.

역률개선용 콘덴서의 설치

▶ 콘덴서 설치위치

역률을 개선하기 위해서는 Condenser를 부하와 병렬로 접속하지만 그 위치가 전원 변압기측에 가까우면 전력절감은 기대히기 어렵다. 따라서 Condenser를 부설할 때는 부하말단과 병렬로 접속하여 역률개선은 물론 전력절감을 기하도록 하여야 한다. 다만,  저압용 콘덴서가 고압용 콘덴서에 비해단위용량당 가격이 높고 설치면적도 많이 차지 하므로 경제성을 함께 검토하여야 한다.

고압측에 설치 < 저압모선 설치 < 부하개별 분산 설치

<콘덴서 설치위치에 의한 절전효과비교>

 

 콘덴서 정격

▶ 정격전압

콘덴서에 직렬리액터를 접속시키면 콘덴서의 단자전압은 다음과 같이 상승한다.

< 진상콘덴서 허용주위온도 · 최대사용전류 · 허용과전압 >

회로전압 구분 적용규격 허용주의 온도 최대사용전류 콘덴서 단체의 허용과 전압 설비(모션)의 허용과 전압 직렬리액터무 직렬리액터부 직렬리액터무 직렬리액터부 전압 회로용 KS C 4806 KS C 4801 -20~+40℃ -20~+40℃ 130% 이하 120%이하 제5고조파는 35% 이하 110% 110% 104% 고압 회로용 KS C 4806 KS C 4802 -25~+40℃ 135%이상 고조파 포함 120%이하 제5고조파는 35% 이하 최고115% 24시간의 평균110% 최고115% 24시간의 평균110% 최고115% 24시간의 평균110% 특별고압 회로용 KS C 4806 KS C 4802 (참조) -25~+40℃ 135%이상 고조파 포함 120%이하 제5고조파는 35% 이하 110% 110%

[주] (1) 허용주위온도는 KS규격에 의한 값이고 제품마다 다소의 차이가 있다. (2) 최대사용전류에는 고조파전류가  포함되지만,  특히  직렬 리액터  붙이의 경우 제 5조파      전류가 기본파 전류의 35%이하일 것 (3) 설비의 허용 과전압중 직렬 리액터의 리액턴스(Reactance)는 L = 6%의 경우를 표시한다.      또한 제품에 따라서는 이것과 상이한 것도 있다. (4) 규격은 일부 준용분도 표시

부속장치

▶ 직렬리액터

전력계통에는 변압기 철심의 자기포화, 변환장치와 아크로에 의한 고조파가 포함되기 때문에 콘덴서를 설치할 경우 그 회로상수에 따라서 고조파를 확대하고 , 권선기기 소음의 증대 및 콘덴서 자체의 고조파 과부하 등의 장해를 유발한다. 전력계통에는 일반적으로 △결선이 포함되었기 때문에 주로 제5조파가 문제가 되며, 콘덴서회로에 6%의 직렬리액터를 설치함으로써 제5조파 임피던스를 유도성으로 하고 고 조파 확대의 방지와 파형개선의 효과가 생긴다. 그러나 제3고조파가 많을 경우는 13% 리액터를 설치하 는 등 검토가 필요하다. 그리고 투입시의 돌입전류 억제 및 개방시의 재점호방지에도 유효하다.

※ 콘덴서와 고조파 대책

고조파 확대 현상을 해당되는 고조파에 대하여 유도성으로 하여줌으로써 방지할 수 있지만 콘덴서에의 유입량은 고조파 발생량 x 분류비로써 발생량에 비례하여 증가하기 때문에 큰 고조파발생원이 있는 경 우에는 유도성이라고 하더라도 고조파 과부하를 야기시키는 경우가 있다.

이러한 경우 설비측 대책으로는 다음과 같은 방법이 가능하다. ① 직렬 reactor의 reactance를 크게하여 콘덴서 회로의 분류비를 작게한다. ② 콘덴서 용량을 크게 한다.     이 경우 콘덴서 회로에 유입되는 양자체는 커지지만 고조파 함유율(기본파전류에 대한 비     율)은 작아 지게 되므로 과부하를 피할 수 있다. ③ 콘덴서 설비를 특수설계하여 고조파에 대한 내량을 높여준다. 교류 Filter가 이에 해당한다

 

부속장치

▶ 방전장치

콘덴서는 회로에서 개방하더라도 전류가 잔류하여 장기간 단자전압이 저하하지 않아 취급이나 점검등 이 위험하기 때문에 방전장치를 설치한다. 방전장치는 콘덴서 회로에 직접접속하고 개로 후 5초 이내에 콘덴서의 잔류전하를 50V이하로 저하시킬 능력이 있는 것을 설치하여야 한다. 또한, 콘덴서를 변압기나 전동기에 직결하는 경우에는 기기의 권선으로 방전하기 때문에 방전장치의 설 치가 필요하지 않다.