2020. 9. 2. 03:40ㆍ전기공부/전력
4. 무효전력의 작용 (2)무효전력공급장치가 있는 경우
전력계통에서 발전기가 모든 무효전력을 공급하게 되면 전류값이 커지고 그에 따라 선로에서 전압강하가 커지게 된다. 그러면 발전기에서 더 높은 전압을 보내야 하는데 이는 효율적이지 못하다. 만약 부하측에 무효전력공급장치를 달게 되면 발전기와 무효전력의 양을 분담할 수 있게 되어 여러가지 이득을 볼 수 있다. 이에 대해 알아보자.
1. 전력계통에서의 유효전력과 무효전력
2. 발전기만 존재하는 경우 (무효전력공급장치가 부하측에 없는 경우)
3. 발전기 + 무효전력공급장치
4. C(콘덴서)가 무효전력공급장치 역할을 할 수 있는 이유
3. 발전기 + 무효전력공급장치
앞에서 보았듯이 무효전력공급장치가 없어서 발전기가 모든 무효전력을 부담해야 한다면 '유효분전류'와 '무효분전류'로 이루어진 선로전류의 값이 커져서 전류(I) x 선로임피던스(Z(Line))에 따라 전압강하가 커지게 된다. 그래서 발전기에서 더 높은 전압을 공급해줘야한다.
( 전압강하 = 전류(I) x 선로임피던스(Z(Line)) )
그렇기 때문에 부하에서 요구하는 무효전력을 모두 발전기에서 공급하는 건 좋지 못하다. 비용적인 부담이 커진다. 만약 부하측에 '무효전력공급장치'가 있다면 발전기에서 모든 무효전력을 공급할 필요가 없어서 경제적이다.
이때의 '무효전력공급장치'는 C(콘덴서)이다.
이 C(콘덴서)를 부하(모터)측에 병렬로 연결시키면 부하에 무효전력 공급이 가능하다. 발전기에서 공급하는 무효전력과 콘덴서에서 공급하는 무효전력의 합이 부하에서 원하는 무효전력값과 같게 된다.
즉 발전기와 콘덴서가 무효전력 공급을 분담할 수 있다.
그러면 발전기에서 전류를 보낼 때 '무효분전류값(Isinθ)'이 작아지면서 선로에 흐르는 전류가 작아지고 전압강하가 줄어들게 된다.
4. C(콘덴서)가 무효전력공급장치 역할을 할 수 있는 이유
아래 그림은 콘덴서가 있기 전의 발전기와 부하 전력계통이다.
선로전류(I)는 '유효분전류' + '무효분전류' 로 이루어져 있다.
이때 콘덴서를 부하측에 병렬로 연결하면 어떻게 될까?
콘덴서는 아래처럼 진상전류가 흐르게 된다.
그러므로 이 진상전류를 페이저도로 표현하면 아래와 같은데 (하늘색 화살표)
'부하측입장'에서 보면 콘덴서 방향으로 진상전류가 흐른다는 건 반대로 말하면 부하쪽으로 지상전류가 들어온다고 볼 수 있다. 즉, 콘덴서는 부하에 '지상전류'를 공급한다고 말할 수 있다.
다시 선로전류(I) 페이저도를 봐보자.
콘덴서가 설치되기 전의 선로전류 '유효분전류(Icosθ)' + '무효분전류(Isinθ)' 에서 '무효분전류'는 부하가 요구하는 무효전류 전부의 값이였다. 그러나 콘덴서가 설치되면서 콘덴서에서 부하가 요구하는 무효전류 값을 분담하게 된다. 그렇기 때문에 발전기에서는 콘덴서에서 공급한 지상전류 외의 남은 부분의 '무효분전류'만 공급하면 된다. 선로전류에서 Isinθ가 작아지므로 선로전류(I)값은 작아진다.
그러므로 선로 측의 전압강하 = 전류(I) x 선로임피던스(Z(Line)) 가 줄어들게 되는 효과를 보게 된다.
또한, 페이저도를 보면 θ값이 작아진 걸 확인할 수 있다. 역률 또한 좋아진 걸 알 수 있다.
'전기공부 > 전력' 카테고리의 다른 글
| 5. 무효전력의 작용 (3)'페이저도'로 확인 (0) | 2020.09.03 |
|---|---|
| 3. 무효전력의 작용 (1)발전기만 있는 경우 (0) | 2020.09.01 |
| 2. 무효전력의 역할 (0) | 2020.04.19 |
| 1. 유효전력이란? / 무효전력이란? (0) | 2020.03.17 |