전기

단락사고 및 리액터 설치 목적

 

단락사고(전동기등)에따른 역류 유입

1. 전동기가 돌다가 전원 전단 선로에서 단락 사고가 났다고 가정하면

2. 전동기에 전원이 끊기지만 전동기는 돌아가려는 관성때문에 조금 더 회전할 것이고

3. 그럼 전동기는 전동기가 아니고 발전기 역할을 하게 됩니다. 즉 거꾸로 단락점으로

전류를 공급하게 되죠...이것이 기여 전류(contribution current) 입니다.

4. 전동기의 %임피던스는 보통 20~25% 봅니다.

5. 그럼 1/0.2 ~ 1/0.25 배의 전류가 사고난 지점으로 유입되죠...

6. 즉 단락이되면 한전측으로도 전류가 사고지점으로 들어 오지만 기타 부하측 전동기에서도 전류가 사고지점으로 유입이 됩니다.

 

리액터설치목적

발전소에서 전기를 생산해서 ~~ 산업현장 수용가까지 전기를 수송하는 과정에서 역률이 매우 떨어지게 됩니다..

역률이 낮아진다는것은 발전측면에서 보면 많은 손실이 있는것이죠...

100KVA 공급했는데 손실로 ==> 60KW 사용못한다면 40KW란 많은 손실이 생긴다는 것이죠....

(손실은 무었때문에 발생하는것이죠... 선로의 리액턴스성분이죠 )

손실을 줄이기 위한 대책이 무었일까요...

부하와 병렬로 콘덴서를 연결하여 역률을 개선하게 되면....

장점이있죠==>

 

1.전압강하

2.변압기손실 감소

3.선로손실감소

4.전력설비의 여유증가

등의 장점이 있어 대부분 부하 말단에 콘덴서를 설치하게 됩니다....

 

문제는 좋은점으로 콘덴서를 설치하게 되는데 콘덴서란놈은 좋은일도 하지많 스위치 투입 개페시 이상현상을 발생하는 문제가 있습니다...

 

콘덴서의 문제란 크게 2가지 생각해 보면

1.콘덴서를 투입시에는 과도 돌입전류가 흐르게 되고

2.콘덴서를 개방시에는 이상전압 (파형의 왜곡)에 의한 개폐기의 극간 절연회복이 충분치 못하면 재점호의 현상으로기기의 절연파괴 현상으로 소손이 될수 있는 문제점이 있습니다..

원인을 알면 뭐가 가능합니까....==> 대책을 세워야겠지요...==> 돌입전류==> 이상전압 대책...

 

처음에 이야기 했지요... 고주파에서는 리액터는 어떤역할을 한다..==> 과도 돌입전류 억제역활을 한다는 것이죠..

 

따라서 콘덴서 전단에 직렬리액터를 삽입하게 되면 콘덴서 투입시 과도 돌입전류를 억제 할수 있다는 것입니다..

 

리액터의 용량은 어느정도로 해야 하는냐...==> 주파수에 따라서 틀려지겠지요..

3고조파(180HZ)가 많다면 콘덴서 용량의 11%(여유분 13%)

5고조파(300HZ)가 많다면 콘덴서 용량의 4%(여유분6%) 직력로 설치해 주면 콘덴서로 유입되는 전류를 억제하여 콘덴서를 보호하게 된다는 것입니다...

 

 

문제는 콘덴서 기술기준에서 콘덴서에 정격전압의 10%이내 장시간 공급이 가능하나 리액터 용량에따라 10%넘게되면 전압상승에 따라 콘덴서 수명에 영향을 미치게 됩니다..

 

리액터 설치에 따른 콘덴서에 전압이 상승되는 약산식은 Vc = (xc/xc - xl) * E

Vc =(1 / 1-0.96 ) E ==> 1.063 E ==> 6.3% 콘덴서 단자전압(Vc)이 상승된다는 이야기임..

 

따라서 5고조파 6%삽입시 전압은 약 6% 상승 표준으로 사용할수 있으나 8%리액터 삽입시 콘덴서에 걸리는 전압은 약9%상승 하게 되어 콘덴서 수명에 영향을 미칠수 있겠지요..

 

또한 3차고조파의 경우는 13%리액터 삽입시 15% 콘덴서에 단자전압이 상승하게 됩니다..

따라서 기술기준 10% 초과하게 됨으로 콘덴서의 절연을 강화된 특별시방의 콘덴서를 설치해 주어야 합니다..

여하튼 ...개방시에는 이상전압이 나타난다고 했죠... 이것을 방지하기 위해서

고압콘덴서에는 방전코일을 설치하여 5초이내 50V 이하로 방전코일을 통해 콘덴서의 전압을 방전시켜 주게 되면 제점호 현상을 방지할수 있는것입니다..

 

저압콘덴서에서는 가격(cost)를 고려해서 방전저항을 달게 됩니다..

방전저항은 기술기준 5분이내 75v 이하로 방전이 가능해야 된다고 명시되어있죠.

 

 

 

□ uF - KVA 환산하기

콘덴서 회로에있어 정전용량 C[F]의 콘덴서에 주파수 f[Hz]의 전압 V[V]를 인가하게 되면

이때의 콘덴서 Impedance

Zc = 1 / ωC = 1 / 2 π f C [Ω]이 됩니다.

그러므로 콘덴서의 전류 Ic = V / Zc [A]가 되어

Ic = 2 π f C V [A]가 됩니다.

따라서 이 회로의 콘덴서 진상용량 Qc = V Ic = 2 π f C V² [VA]가 되죠.

또한 정전용량 C = Qc / 2 π f V² [F]