무효전력을 조정하는 조상설비의 종류 | 병렬캐패시터 및 병렬리액터

고품질의 전력을 공급하기 위해서는 적정전압을 유지하는 것이 필요합니다.

무효전력의 조정을 통해 전압유지를 담당하는 설비를 조상설비라고 합니다.

조상설비의 종류 중에서 병렬캐패시터와 병렬리액터에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

핵심요약입니다.

1. 조상설비 : 전력계통에서 무효전력을 조정
2. 병렬캐패시터 : 무효전력 발생, 전압 높여주는 역할
3. 병렬리액터 : 무효전력을 흡수, 전압 낮춰주는 역할

 

 

1. 조상설비

 

 

 

전력계통에서 적정전압 유지, 설비의 효율적 이용을 위해서는 무효전력 조정이 필요합니다.

이를 위해 사용되는 설비를 조상설비라고 합니다.

조상설비의 종류는 다음과 같습니다.

 

• 동기조상기 : 무부하 운전, 무효전력 생산하는 회전기기
• 분로리액터 : 지상용, 무효전력 상쇄
• 전력용 콘덴서 : 진상용, 무효전력 발생
• 정지형무효전력보상장치 : 무효전력 조정, 전압불안정 해소

 

조상설비의 주요 기능입니다.

 

• 전압조정
• 역률개선을 통한 송전손실 경감
• 송전망 안정도 향상

 

현재 우리나라의 송전계통은 부하 변동에 대해 수전단 전압을 일정하게 유지시킵니다.

이를 정전압 송전방식이라고 합니다.

조상설비 중에서 병렬캐패시터와 병렬리액터에 대해 살펴보겠습니다.

 

 

1-1. 병렬캐패시터

 

 

 

병렬캐패시터는 Shunt Capacitor이며, 약자로 Sh.C로 표현합니다.

송전 및 배전선로에 연결된 부하는 유효 및 무효전류를 필요로 합니다.

선로에는 유·무효전력의 합성전류가 흐르므로 전압강하가 나타납니다.

또한 전력손실이 발생하고 전력설비의 이용률도 저하됩니다.

 

이를 개선하기 위해 콘덴서를 부하와 병렬로 연결한 병렬캐패시터를 운영하고 있습니다.

진상 무효전력을 발생함으로써 전압을 높여주는 역할을 합니다.

주로 무효전력 소비가 많은 변전소의 모선에 설치합니다.

 

병렬캐패시터

 

콘덴서는 전압보다 90˚ 위상이 빠른 진상무효전류를 공급합니다.

역률개선, 송전손실 감소, 전압조정 기능을 수행하며 주로 중부하시에 운전됩니다.

병렬캐패시터의 장·단점은 다음과 같습니다.

 

장점
1. 저렴하다
2. 전력손실이 작다.
3. 운전 및 보수가 용이하다.

단점
1. 전압 또는 주파수 저하 시 무효전력 공급량 적어진다.

 

 

1-2. 병렬리액터

 

 

 

병렬리액터(Shunt Reactor)는 분로리액터라고 불리며, 약자는 Sh.R입니다.

무효전력의 양을 적정 수준으로 조정하기 위한 조상설비의 일종입니다.

병렬캐패시터와 반대의 기능으로 무효전력 증가를 흡수(상쇄)합니다.

즉, 무효전력을 소비하여 전압을 낮추는 역할을 합니다.

 

도시에서는 지중케이블이 많아 심야에 변전소 모선전압이 상승하는 경향이 있습니다.

병렬리액터는 지상무효전류를 통해 전압상승을 억제합니다.

부하와 병렬로 운전되도록 설치하며 주로 심야 경부하시에 운전됩니다.

 

병렬리액터

 

병렬리액터를 투입하기 전에 주의해야 할 점이 있습니다.

1. 투입 전 변전소 모선전압을 확인합니다.
2. 병렬리액터 투입으로 인한 전압강하를 예상합니다.
3. 모선전압 상승으로 저전압 발생을 방지합니다.

 

변전소별 병렬리액터를 사용하는 기준용량입니다.

 

• 22.9kV : 30MVar
• 345kV : 50, 100, 200MVar

 

심야 전압추이 및 향후 증설설비를 감안하여 용량을 선정하면 됩니다.

 

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