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아크로의 콘덴서 뱅크 고조파 대책?

■. 아크로 역률 개선용 콘덴서 뱅크의 경우 고조파 억제 대책으로 직렬리액터를 설치하는데 이때 직렬리액터 리액턴스 선정에 주의가 필요하다.
아크로의 주 고조파 발생원은 제3차 고조파가 된다.
그리고 전력 계통에 고조파 억제용으로 사용하는 일반적인 직렬리액터의 리액턴스는 주로 6%를 많이 사용한다.
아크로에서 발생하는 제3차 고조파에 대해 직렬리액터 리액턴스 6%일 때와 13%일 때 콘덴서 뱅크 그리고 전원 측 고조파 확대와 억제에 대해 아래와 같이 살펴본다.

◈. 콘덴서 뱅크의 제 3차 고조파 대책 직렬 리액터 리액턴스? 

아래 그림과 같이 아크로 역률개선용으로 8MVAR 콘덴서를 적용하려 한다.
이때 아크로에서 발생하는 고조파는 3고조파로 변압기 용량 10MVA 베이스의 20%이다.
콘덴서 뱅크로 유입되는 제3차 고조파 억제를 위해 Series Reactor의 Reactance를 얼마로 하면 좋을지 아래와 같이 검토한다.

◆. 6% SERIES REACTOR.

1). 직렬 리액터 리액턴스 6%일 때 콘덴서 회로의 10MVA 베이스 임피던스?

2). 제 3고조파 발생량?

3). 전원측으로 흐르는 3고조파 전류?

4). 콘덴서 뱅크로 유입되는 3고조파 전류?

5). 콘덴서 뱅크의 3고조파 함유율?

■. 이와 같이 직렬리액터 6%의 제3차 고조파는 용량성 회로가 돼 고조파가 확대되며, 콘덴서 용량의 90%까지 확대된다.

 

◆. 13% SERIES REACTOR

1). 직렬 리액터 리액턴스 13%일 때 콘덴서 회로의 10MVA 베이스 임피던스?

2). 전원측으로 흐르는 3고조파 전류?

3). 콘덴서 뱅크로 유입되는 3고조파 전류?

4). 콘덴서 뱅크의 3고조파 함유율?

■. 6% 직렬 리액터 3고조파 함유율 90%가 13% 직렬리액터로 변경하면서 15.49%로 낮아지게 된다.

 

◆. 콘덴서 및 직렬 리액터의 고조파전류 허용 기준치.

1). 고압 및 특별고압 진상용 콘덴서 (KS C 4802)
최대 사용 전류 ; 콘덴서 충전전류에 고조파가 포함할 때 합성 전류는 정격전류의 130%를 초과하지 않는 범위내에서 장시간 사용하여도 실용상 지장이 없어야 한다.

2). 고압 및 특별고압 진상용 콘덴서 직렬리액터 (KS C 4806)
최대 사용 전류 ; 직렬 리액터는 회로에 제 5고조파 전류를 포함한 경우 그 함유율이 기본파 전류에 대해 35% 이하여야 하고 그 합성 전류가 정격치의 120% 이하에서 지장 없이 사용할 수 있어야 한다.

   

; 기본파 전류
 ; n차 고조파 전류
 ; 정격 전류