역률개선시 전력손실 경감돼

■ 콘덴서

2. 역률
2) 무효전력: 전압과 90도 방향 성분 만큼의 전류(전류 × sinØ)와 전압의 곱으로서 기기에서 실제로 아무 일도 하지 않으면서(전력소비 없음) 기기의 용량 일부만을 점유하고 있는데, sinØ를 무효율이라고 한다.

3) 역률의 크기와 의미
ㆍ역률이 큰 경우: 역률이 크다는 것은 유효전력이 피상전력에 근접하는 것이다. 부하측(수용가측)에서 보면 같은 용량의 전기기기를 최대한 유효하게 이용하는 것을 의미하며, 전원측(공급자측)에서 보면 같은 부하에 대해 적은 전류를 흘려보내도 되므로, 전압강하가 적어지고 전원설비의 이용효과가 커지는 이점이 있다.
ㆍ역률이 작은 경우: 위와의 반대되는 불이익이 있다.

4) 역률저하의 원인
ㆍ유도전동기 부하의 영향: 유도전동기는 특히 경부하일 때 역률이 낮다.
ㆍ가정용 전기기기(단상유도전동기)와 방전등(기동장치에 코일 사용)의 보급에 의한 역률 저하
ㆍ주상 변압기 여자전류의 영향

5) 역률개선 효과
ㆍ전력회사 측면: 전력계통 안정, 전력손실 감소, 설비용량의 효율적 운용, 투자비 경감
ㆍ수용가 측면: 역률개선에 의한 설비용량의 여유 증가. 역률이 개선됨으로써 부하전류가 감소하게 돼 같은 설비로도 설비용량에 여유가 생기게 된다. 즉 설비용량을 더 늘리지 않고도 부하 증설이 가능해진다.
ㆍ역률개선에 의한 전압강하 경감: 역률을 개선하면 선로전류가 줄어들게 되므로 선로에서의 전압강하는 경감된다.
ㆍ역률개선에 의한 변압기 및 배전선의 전력손실 경감: 배전선 및 변압기에 전류가 흐르면 PL = 3 × I² × R의 손실이 발생한다. 역률개선에 의해 무효전력이 감소하므로 이 전력손실이 경감된다.
ㆍ역률개선에 의한 전기요금 경감 - 역률 계산식
단상 P = V × I × cosØ(역률), cosØ(역률) = P(유효전력)/Pa(피상전력)
삼상 P = √ × I × cosØ(역률), cosØ(역률) = P(유효전력)/√Pa(피상전력)

6) 전력용 콘덴서 부속 기기
진상 콘덴서는 부하의 역률을 개선하는데 많이 사용한다. 진상 콘덴서 주요 설비는 콘덴서, 방전 코일, 직렬 리액터 그리고 일체형 콘덴서 장치 등이다.
(1) 방전 코일
콘덴서는 회로에 개방된 전하가 남는다. 따라서 완전성을 확보하고 재투입시 과전압을 억제하기 위한 방전장치가 필요하다. 방전 장치는 콘덴서 용량에 대해 고압의 경우 개폐 후 5초 이내에 50V 이하로 하고 저압의 경우 3분에 75V 이하로 방전시킬 수 있는 성능을 갖춰야 한다.

건축물관리실무 Ⅴ.전기관리실무
건축물관리연구원장 임정달

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