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부록

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5. 부록
▩ 콘덴서 용량 산출표
부하의 용량과 현재 역률에 따라 필요한 콘덴서 용량을 구하고자 할 때에는 아래의 용량 산출표를 이용하여 주시기 바랍니다.
▩ 콘덴서 선택
콘덴서를 선택함에 있어서 우선 제품의 품질, After Service등을 생각해야 합니다.
진상용 콘덴서는 무효전력을 줄여 전기를 효율적으로 사용하는데 그 목적이 있으므로 전력손실의 측면에서 검토되어야 합니다.
▩ 용량결정
제품의 선택이 끝나면 얼마 만큼의 용량을 설치할 것인가가 문제가 됩니다. 필요한 콘덴서 용량을 선정하기 위해서는 우선 다음 항
목에 대한 조사 및 결정이 이루어져야 합니다.
① 현재 운전되고 있는 전부하 용량은 몇 kW인가?
② 현재의 역률(cosθ1)은 얼마인가를 알아야 하며 또한 신설 공장의 경우라면 설치되는 각종부하의 역률이 얼마인가를 사전 조사
하고, 변동 될 수 있는 부하를 조사해야 합니다.
③ 목표로 하는 역률(cosθ2)을 얼마로 할 것인지를 결정해야 합니다.
이상과 같은 조사와 결정이 끝나면 다음과 같이 필요로 하는 콘덴서 용량을 산출할 수 있습니다.
【 예제 】 부하용량을 1000 [kW]라 하고, 현재 역률을 0.75라 하고, 목표 역률을 0.95로 하겠다고 결정을 했다면
① 계산공식을 이용하는 방법
= P × (tanθ1 – tanθ2)
= P × {tan•cos-1 (cosθ1) – tan•cos-1 (cosθ2)}
= 1000 × (tan•cos-1 0.75 – tan•cos-1 0.95)
= 553 [kvar]
② 용량산출표를 이용하는 방법
개선전의 역률 0.75에서 개선후의 역률 0.95와 교차하는 값을 찾으면 55% 이므로
Qc = 1000 × 0.55 = 550 [kvar]입니다.
하지만 콘덴서는 일반적으로 용량이 표준으로 생산되기 때문에(이 카다로그 앞 부분에 기재된 정격전압과 정격
용량을 참고 바랍니다.) 단상 콘덴서로 설치하는 경우 500kvar 기준으로 167kvar 3대를, 600kvar 기준으로는 200kvar 3대를
설치하고, 3상으로 설치하는 경우는 500kvar 기준으로, 250kvar 2대를, 600kvar 기준으로는 300kvar 2대 또는 200kvar 3대
를 설치하시면 됩니다.
또한 콘덴서 용량이 대용량(고압은 300kvar 이상, 저압은 50kvar 이상)인 경우는 콘덴서 자체만으로는 고조파와 돌입전류를 억제
할 수 없으므로 콘덴서 회로의 보호협조 설비로서 직렬리액터를 설치하시고 완벽한 방전성능을 확보하기 위해서 방전코일도 설치
하시는 것이 안전합니다.
참고로 콘덴서 용량을 나타내는 방법은 kvar와 uF 두가지를 사용하는데 이 두단위를 환산하는 방법은 다음과 같습니다.
Qc = 2×π×f×C×V2×10-9 [kvar]
C = ──────── [uF]
Qc : 콘덴서용량 [kvar]
P : 전부하용량 [kW]
cosθ1 : 현재역률
cosθ2 : 목표역률
Qc = P ×
1-cos
cos
2 ( ( 1
1
1-cos
cos
2
2
2
※ 공학용계산기 사용시
C : 정전용량 [uF]
Qc : 콘덴서용량 [kvar]
f : 주파수 [Hz]
V : 정격전압 [V]
π : 정수 (3.141592654)
▩ 저압 유도전동기 콘덴서 용량 산출
전동기 출력
설치하는 콘덴서 용량
220V 380V 440V
kW HP uF kvar uF kvar uF kvar
0.2 1/4 15 0.27 – – – –
0.4 1/2 20 0.36 – – – –
0.75 1 30 0.55 – – – –
1.5 2 50 0.91 10 0.544 10 0.73
2.2 3 75 1.37 15 0.817 15 1.095
3.7 5 100 1.82 20 1.089 20 1.46
5.5 7.5 175 3.19 50 2.722 40 2.919
7.5 10 200 3.65 75 4.083 40 2.919
11 15 300 5.47 100 5.44 75 5.474
15 20 400 7.30 100 5.444 75 5.474
22 30 500 9.12 150 8.166 100 7.299
30 40 800 14.6 200 10.888 175 12.722
37 50 900 16.42 250 13.609 200 14.597
▩ 고압 유도전동기 콘덴서 용량 산출
전동기 출력
역률 [%]
설치하는 콘덴서 용량
0.90 0.95 0.98
[kW] [HP] [kvar] [kvar] [kvar] [kvar] [kvar] [kvar]
37 50 80.0 9.83 10 15.59 15 20.24 20
40 – 80.5 10.11 10 16.33 15 21.36 20
50 – 81.5 11.33 15 19.12 20 25.4 25
55 75 82.0 11.75 15 20.31 20 27.22 25
60 80 82.5 12.04 15 21.38 20 28.92 30
75 100 83.0 14.08 15 25.75 25 35.17 30
100 – 84.0 16.16 15 31.73 30 44.29 40
110 150 84.5 16.34 20 33.46 30 47.28 50
125 – 85.0 16.93 20 36.38 50 52.09 50
150 200 85.5 18.34 20 41.68 50 60.53 50
200 – 86.0 21.81 20 52.94 50 78.06 75
220 300 90.0 0 0 34.24 30 61.88 50
■ 저압 유도전동기의 역률은 전동기의 종별에 따라 다 다르므로 실제 설치하는 전동기의 제반 특성에 따라 산출하여 역률이 95%
이상 되도록 설치하는 것이 바람직하다.
■ 콘덴서가 일부 설치되어 있는 경우에는 무효전력[kvar] 또는 정전용량[uF] 합계에서 설치되어 있는 콘덴서의 용량[kvar] 또는
정전용량[uF]의 합계를 뺀 값을 설치하면 된다.
▩ 고압 및 특별고압용 콘덴서 취급
■ 설치장소
설치장소는 건조하고 통풍이 좋은 장소로서 부식성의 가스나 먼지
등이 많은 장소, 진동이 있는 장소는 되도록 피하고 앵글 가대는 콘
크리트 기반 위에 설치하고 볼트로 고정시켜 주십시오.
■ 주위온도
주위 온도는 -20℃ ~ +40℃를 초과하지 않도록하여 주십시오.
(단, 1일 평균온도는 35℃ 이하일 것)
■ 접지
콘덴서의 접지는 제1종 접지공사(10Ω 이하)에 의하여 접지하여 주
십시오. 접지선 굵기는 5.5sq 이상으로 하여 주십시오.
■ 콘덴서의 개폐기 및 차단기
콘덴서 개폐용 개폐기 및 차단기는 콘덴서 전용으로 사용하여 주십
시오. 콘덴서 전용 차단기에 대하여는 내선규정에 다음과
같이 되어 있습니다. (80. 12. 4 동자부 승인)
■ 제 150-1 과전류 차단기의 시설
전선 및 기계기구를 보호하기 위한 목적으로 전로 중 필요한 장소
에는 과전류 차단기를 시설하여야 한다.
제 715절 고압 전동기 및 고압 또는 특별고압 진상 콘덴서 715-4
콘덴서 회로에는 전용의 과전류 트립코일의 차단기를 시설할 것.
상기 규정에 의하면 콘덴서 전용 차단기를 생략하는 경우에는 주회
로의 차단기가 그 임무를 행하도록 회로를 설계하여야 되는 바 이
경우 콘덴서의 사고에 의하여 그 임무를 맡는 차단기 이후가 정전
이 되게 되므로 하기 장소 등의 부하에 대하여는 콘덴서 전용 차단
기를 설치하지 않으면 안됩니다.
① 사람이 많이 모이는 장소 (예 : 오락실, 병원 등)
② 고품질 다량 생산을 행하는 곳 (예 : 압연기 등)
③ 자동화 통신 정보산업 (예 : 컴퓨터, 신문사, 방송국 등)
④ 가연성 인화물 취급장소
■ 보호 협조
Y 결선 콘덴서 단기를 사용할 때에 변류비, OCR탭 조정은 다음
표와 같습니다. 또한 OCR의 타임 레바는 2 (3초 이내에 동작) 이
하의 조정을 권합니다. 그리고 CT의 과전류 강도는 직렬 리액터가
있는 경우에는 40, 리액터가 없을 경우에는 150을 권장합니다.
콘덴서 3300V 6600V
용량 정격
전류
CT
변류비 OCR탭 정격
전류
CT
변류비 OCR탭
[kvar] [A] [A / A] [A] [A] [A / A] [A]
50 8.75 15/5 4 4.37 10/5 3
75 13.1 20/5 4 6.55 10/5 4
100 17.5 30/5 4 8.75 15/5 4
150 26.2 40/5 4 13.1 20/5 4
200 35.0 60/5 4 17.5 30/5 4
250 43.7 75/5 4 21.9 30/5 5
300 52.5 75/5 5 26.2 40/5 4
400 70.0 95/5 5 35.0 50/5 5
500 87.5 110/5 5 43.7 60/5 5
■ 사용 전선
콘덴서에 접속하는 전선은 연선을 사용하여 주십시오.
전선 굵기는 콘덴서 정격전류의 1.5배 이상을 허용 할 수 있
는 굵기의 전선을 사용하여 주십시오.
■ 전선 접속
접속전선은 약 30mm 피복을 벗기고 조여 주십시오.
조일때는 Torque는 200kg-cm 이하 (10인치 스패너로서
무리가 없이 조이는 정도)로 하여 주십시오.
■ 전류계 취부
콘덴서 회로에 전류계를 취부하고 절환 스위치에 의하여
각상의 전류를 판별 할 수 있도록 하여 주실 것을 권합니다.
그렇지 않으면 고조파에 의한 대전류나 스위치의 접촉불량
에 따른 결상이 발견되지 않을 경우가 있습니다.
■ 콘덴서 회로의 개폐
콘덴서는 방전저항을 내장하여, 회로로부터 개방 하였을 때
5분 이내에 잔류전압이 50V이하가 되도록 제작되어 있습니
다. 만약 잔류전압이 충분히 방전되지 않은 시점에서 스위
치를 재투입 하면 직류전압이 중첩되어 콘덴서를 손상시키
는 원인이 됩니다.
단, 시간내에 개폐되는 경우는 방전코일의 채용을 권하여
드립니다.
■ 콘덴서의 운반
콘덴서의 운반은 본체에 부속된 손잡이를 이용하여 주십시오.
애자를 잡고 운반하지 않도록 유의하여 주시기 바랍니다.
▩ 저압 콘덴서 취급
■ 설치시 주의 사항
① 주위온도는 -25℃ ~ +45℃를 초과하지 않는 장소에 설치하여
주십시오. (단, 24시간 평균온도 35℃ 이하)
② 설치장소는 건조하고 통풍이 좋은 장소로 부식성의 가스나
먼지가 많은 장소, 진동이 많은 장소는 피하여 주십시오.
③ 집합하여 사용하는 경우 온도상승을 고려하여 콘덴서 상호간
폭을 220V급 10~500㎌는 30mm이상, 1000㎌까지는 40mm
이상, 380~480V급 10kvar이상은 30mm이상, 15~25kvar는
40mm이상, 50kvar는 60mm이상을 띄워서 공기의 유통을
좋게 하여 주십시오.
또한 집합하여 사용하는 경우 외함은 밀폐되어 있지 않은
구조로 하고 콘덴서의 주위온도가 하절기에 45℃ 이하가
되도록 고려 하십시오.
④ 콘덴서의 운반은 본체에 부속된 손잡이를 이용하여, 애자를
잡고 운반하지 않도록 주의하여 주십시오.
⑤ 콘덴서에 접속하는 전선은 연선을 사용하여 주십시오.
전선의 굵기는 콘덴서 정격전류의 1.5배 이상을 허용 할 수
있는 전선을 사용하여 주십시오.
⑥ 콘덴서의 접지는 제1종 접지공사(10Ω 이하)에 의하여 접지하여
주십시오.
⑦ 콘덴서 회로의 개폐
콘덴서는 3분이내 75V 이하로 방전되도록 설계되어 있습니다.
방전저항을 내장시켜 회로로부터 개방하였을 때 잔류 전압이
충분히 방전되지 않은 시점에서 스위치를 재투입하면 직류
전압에 교류전압이 중첩되어 콘덴서를 손상시키는 원인이
됩니다. 단, 시간에 개방하는 경우는 방전코일의 채용을
권하여 드립니다.
⑧ 콘덴서가 그림과 같이 전원 개방시 유도전동기에 직렬로 연결
될 경우 콘덴서 전류≤IM의 무부하 여자전류와 같도록
콘덴서량 을 선정 하십시오.
(자기여자에 의한 전압상승의 방지)
■ 보수 점검사항
① 허용 과전압은 정격전압의 110% 이내 입니다.
각 상이 평형 상태에 있나 확인하십시오.
특히 야간 경부하시에 회로전압이 상승하므로 주의를 요합니다.
콘덴서에 연속적으로 과전압이 인가되면 그 전압 상승 분의
2배에 비례하여 kvar 용량이 증가되고 손실의 증가로 온도가
상승하게 되므로 수명이 단축됩니다.
② 콘덴서의 전류는 정격의 130% 이내 인가 확인 하십시오.
③ 콘덴서의 전류가 정격의 120% 이상 흐를 때에는 고조파 유입
유/무를 전력 분석하여 고조파 억제용 직렬 리액터 설치를
권하여 드립니다.
④ 콘덴서 케이스의 온도는 하절기 최고시(주위온도 45℃)에 65℃
이하로 설계되어 있습니다.
⑤ 콘덴서 회로의 전류, 전압은 상시 점검(3상평형)하여 주십시오.
기타 애자의 청소 : 반년에 1회 이상 (오염 상태에 따라)
용량, 절연저항 : 년 1회 측정. 단, 절연저항 측정의 경우 단자와
케이스간을 DC 메가 측정 했을 때 500㏁ 이상 (1대당임) 인가
확인하십시오.
⑥ 콘덴서 회로에 사용되는 전자 개폐기 등은 접속 부분을 점검
하십시오 (최소 년 1회 접속)
접속이 불완전하면 단상운전 또는 고조파 진동전압이 콘덴서에
인가되어 수명이 저하되오니 주의 하십시오.
⑦ 야간 경부하시에 진상의 역률이 될 때에는 콘덴서를 회로에서
개로하여 주십시오
▩ 콘덴서 점검
■ 콘덴서 사고를 방지하기 위한 점검 방법
점검 등으로 콘덴서 단자에 직접 접촉하는 경우에는 전원측의 개폐기를 개방한 후에 단로기를 개방하고 5분이상 그대로 방치하여
잔류전압이 50V이하가 될 때까지 기다린 후 접지봉을 이용하여 잔류전압을 완전히 방전시킨 후 충전부를 점검하셔야 합니다.
① 콘덴서의 최고 허용 과전압은 정격전압의 110%이하 (24시간중 12시간 이내) 이며 각상이 평형상태인지 반드시 확인해 주셔야
합니다. 특히 야간이나 점심 휴식 시간등 경부하시 회로전압이 상승하므로 주의를 부탁 드립니다. 콘덴서에 과전압이 인가되면
이 전압상승분의 2승에 비례하여 kvar가 증가되므로 이로 인해 콘덴서의 온도 상승이 과대해져 콘덴서의 수명이 매우 단축됩니
다. 따라서 경부하시에는 콘덴서를 회로로부터 떼어 놓는 것이 바람직합니다.
② 콘덴서의 케이스 외부 최고 온도부 온도는 하절기 최고 온도 40℃ 에서 60℃ 이하가 되도록 설계되어 있습니다. 만약에 이것을
초과할 경우에는 강제 풍냉에 의해서 주위온도를 내려야 합니다.
③ 콘덴서는 온도 변화에 의해 내부의 절연유가 팽창 수축 하므로 케이스 표면의 휘어짐에 의해 이 부분을 흡수합니다.
운전시에는 내부 절연유에 의해 케이스가 편측으로 약 15mm정도 팽창합니다. 이 이하의 경우는 콘덴서의 이상이 아닙니다.
만약 이와 비슷한 치수로 케이스가 팽창하여 콘덴서의 기능 이상이 의심되면 전류를 점검해 주십시오. 각 상의 전류가 정격전류
의 허용범위 이내 이면서 삼상 평형을 이루고 있다면 콘덴서는 이상이 없습니다.
④ 콘덴서의 전류는 상시 점검되어야 합니다.
⑤ 콘덴서 회로에 사용되는 차단기나 개폐기는 년 1회 접촉 부분을 점검해 주십시오. 이 접촉이 불완전하면 콘덴서가 단상 운전이
되거나 접촉불량으로 이상음이 발생하며 고주파 진동전압이 콘덴서에 인가되어 수명을 현저하게 저하 시킬 수 있습니다.
■ 콘덴서 사고를 방지하기 위한 점검 방법
포인트 점검내용 조치
누유 및 오손 점검
애자 부분에 누유는 없는가?
누유가 있는 것은 교환한다.
(장기간 방치시 절연 파괴로 진전됨)
외함 용접부에 누유는 없는가?
누유가 있는 것은 교환한다.
(Oil이 스며나온 곳은 청소하고 수일 후 다시 점검한다.)
외함에 오손, 녹슬음은 없는가? 오손 및 녹은 청소 후 방청처리를 한다.
외함의 부풀음 점검 외함의 측면에 부풀음은 없는가? 표준 팽창도를 넘는 것은 교환한다.
온도상승 접속불량 점검
단자부의 접속불량으로 인한 과열은 없는가? 단자를 조여준다. (진동이 있는 장소는 피한다.)
주위온도 35℃에 있어서 외함의 온도 상승 한도는
30deg이하 (고압일경우)
측정은 봉상 온도계를 사용한다. (밀폐된 장소는 피한다)
온도상승 한도를 초래하는 것은 원인을 조사한다.
(과전류, 접촉불량 등)
절연저항 점검
단자일괄과 접지단자간에 절연 저항을 측정
하여 1000MΩ이상일것
애자등을 마른걸레로 청소한 다음 측정한다.
표준치 이하를 지시하는 것은 교환한다.
저압용(500VDC) ,고압용(1000VDC)
▩ 콘덴서 점검
■ 예( 例 )로 본 콘덴서의 고장과 원인
포인트 점검내용 원인
Oil 누설
애자부 누유 단자 결선부의 조임이 과대했다
외함 용접부의 누유
외력에 의하여 외함이 손상되었다
외함이 부식되었다
외부로부터 CASE에 지락이 발생했다
콘덴서 내부에 이상이 있다
외함의 변형
외벽의 부풀음이
표준 이상으로 커진다
주위온도가 과대하게 높다
고조파전류가 유입되고 있다
외력에 의해 외함이 손상되고 있다
콘덴서 내부에 이상이 있다
이상음 –
단자의 체결이 불충분하다
고조파전류가 유입되고 있다
돌입전류가 과대하다
개폐기의 투입상태가 불완전하다
콘덴서 내부에 이상이 있다
콘덴서는 통상의 사용상태에서는 이상음이 발생하는 일이 없습니다
하지만 최근 콘덴서에서 이상 음이 발생한다는 문의가 많습니다. 이상음은 콘덴서에 유입하는 전기량의 급격한 변화시에 콘덴서 케이스와 내부 구성품의 전자진동과
상호공진에 의한 것으로 추정됩니다.
그러나, 이 이상음 자체는 콘덴서에 대해 악영향을 끼치지 않으며, 원인이 되는 고조파등의 유입이 콘덴서에 영향을 주는 것입니다.
따라서, 이러한 경우에는 콘덴서의 전류파형을 조사하거나 합성전류가 허용치 이내에 들어 있는가를 조사하여 고조파 함유량이 허용치 이내인 경우에는 실용상
문제가 없으므로 그대로 사용해 주시길 바랍니다.
이상한 냄새 –
절연유가 열화되어있다
절연유의 양이 부적당하다
단자의 체결이 불충분하다
콘덴서 내부에 이상이 있다
온도이상 –
주위온도가 너무 높다
과전압이 인가되어 있다
고조파전류가 유입되고 있다
콘덴서의 선정이 부적당하다
콘덴서 내부에 이상이 있다
▩ 콘덴서 점검
■ 콘덴서 뱅크 초기 통전 방법 (순서)
1) 결선확인
주 회로도를 점검한다.
보호방식에 따른 보조회로 결선상태를 점검한다.
각 부의 조임은 적당히 tight한가?
절연저항이 확보되어야 할 개소에 절연저항은 어떤가?
특히 PT, CT (K, L)의 결선방향이 바뀌지 않았는가? (APFC, 역률 계등의 오동작 요인이 됨)
2) 시험통전 준비
콘덴서에 전원을 투입하지 않은체 System의 이상 유무를 Check하기 위함.
콘덴서로 향하는 주회로를 분리시킨다.
VCB등의 Fuse를 제외하거나 단로기를 개방하거나 콘덴서 인입 단자를 분리시킨다.
콘덴서 전용 CB의 보조접점과 Interlock된 회선이 있으면 경우에 따라 개방 혹은 단락시킨다.
보호방식에 따라 콘덴서를 trip시킬 수 있는 준비를 한다.
예) OCR, NCS, NVS, 전압차동 방식, Opendelta 방식 등.
3) 시험통전
콘덴서 뱅크를 ON시킨다.
ON된 것을 확인하고 보호방식에 따른 trip signal을 인가한다.
CB가 trip되는지 확인하고 trip되지 않으면 원인을 찾아 조치한다.
CB가 trip된것을 확인하고 그 때의 signal량, trip시간등을 기록한다.
4) 통전
회로를 원상으로 복구한다.
부하가 있는 상황에서 역률계를 Check한다.
콘덴서가 투입된 후 예상되는 역률을 계산한다.
정격전류, 예상 역률을 기록한다.
역률계 전류계를 주시하며 CB를 투입시킨다.
예상치를 벗어나면 원인을 찾아 조치한다.
통전 후 최초 60분간은 입회하여 전류 등을 감시한다.
최초 24시간은 매1시간마다 전류, 역률, 온도를 점검 기록한다. (특히 이상음 발생에 유의한다)
첫 1주일은 가능한 하루 5~6회 이상 점검토록 한다.

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