고조파 발생원인과 고조파 제거
고조파 발생원인
전력변환기기, 인버터, OA기기 등 반도체응용기기와 같이 비선형 특성을 같은 부하에 정현파 전압을 인가하면 흐르는 전류는 일반적으로 고조파 함유율이 있는 왜형파의 형태가 된다. 고조파 전류는 다음과 같은 특성을 갖는다.
- 고조파 전류원은 차수마다 존재하며 발생전류는 부하단에서 전력계통으로 유출된다.
- 고조파 전류는 임피던스에 비례하여 분류되며, 전 계통애 걸쳐서 흐른다.
- 계통 임피던스는 주파수에 의해서 변하기 때문에 고조파회로는 발생치수 만큼 존재한다.
- 실제 회로의 파형은 기본파와 복수 고조파의 순시치가 합성된 것이다.
- 배전계통의 고조파 전압은 계통의 여러 곳에서 유입하는 고조파 전류와 계통의 임피던스에 의해서 발생한다.
고조파가 기기에 미치는 영향
콘덴서 및 직렬 리액터
회로의 임피던스가 감소하여 과대전류가 유입 과열, 소손 또는 진동, 소음발생
케이블
3상4선식 회로의 중성선에 고조파 전류가 흐름에 따라 중성선의 과열
변압기
철심의 자화현상에 의한 소음의 발생 및 폭발. 청손, 동손의 증가 용량의 감소
형광등
임피던스가 감소하여 과대전류 흐름에 따른 과열, 소손
유도 전동기
정상 진상토크 발생에 의하여 회전수의 주기적 변동 철손, 동손의 증가
보호계전기
설정레벨의 초과 혹은 위상변화에 의한 오동작, 오 부동작
Power Fuse
과대한 고조파 전류에 의한 융단
차단기 오동작
과대한 고조파 전류에 의한 오동작차단 (ACB, MCCB, ELB)
적산 전력계
유효자속이 비선형 특성 자속변화로 측정오차 발생, 전류코일 소손 등
고조파 제거대책
고조파 전류가 상한치를 초과하는 경우에는 고조파 유출전류를 저감하여 상한치 이내로 억제하기 위한 대책이 필요하다.
이러한 억제대책에는 기기로 부터 발생하는 고조파 전류 등을 저감시키는 방법과 기기로 부터 발생한 고조파 전류를 분류시켜 유출전류를 저감시키는 방법으로 크게 2종류로 배별할 수 있다.
일번적으로 고조파 대책은 다음과 같이 여러 방법을 고려할 수 있다.
- 리액터의 (ALC, DLC)의 설치
- 변환기의 디펄스화 : 출력상수 증가(정류기의 다상화)
- PMW 컨버터 채용
- Filter 설치 (수동필터, 능동 필터)
