조상설비
전기기사 필기 2003년 1회 27번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 배전반 및 제어기기 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
송전계통의 전력용콘덴서와 직렬로 연결하는 직렬리액터로 제거되는 고조파는?
선택지 분석
1
제2고조파
오답 함정 분석
제2고조파는 일반적인 전력계통에서 직렬리액터의 설계 기준이 되는 주요 제거 대상이 아닙니다.
2
제3고조파
오답 함정 분석
제3고조파는 주로 변압기의 델타(Δ) 결선을 통해 순환전류로 제거되므로 직렬리액터의 주 목적이 아닙니다.
제5고조파
정답 상세 해설
전력용 콘덴서와 직렬로 연결되는 직렬리액터는 제5고조파를 제거하여 전압 파형의 왜곡을 방지하는 역할을 합니다.
•
Step 1: 제5고조파에 대한 직렬 공진 조건을 구합니다. 제5고조파 주파수에서 유도성 리액턴스(XL)와 용량성 리액턴스(XC)가 같아지는 조건은 5ωL = 1 / (5ωC) 입니다.
•
Step 2: 위 식을 정리하면 ωL = 1 / (25ωC) = 0.04XC 가 됩니다. 즉, 이론적으로는 콘덴서 용량의 4% 이상의 리액턴스가 필요합니다.
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Step 3: 실제 현장에서는 주파수 변동 및 설계 여유를 고려하여 콘덴서 용량의 약 6%에 해당하는 직렬리액터를 설치하여 제5고조파를 효과적으로 억제합니다.
4
제7고조파
오답 함정 분석
제7고조파 역시 리액터에 의해 억제될 수 있으나, 계통에서 가장 영향이 큰 제5고조파 제거를 우선적인 설계 기준으로 삼습니다.
자주 묻는 질문
Q.
직렬리액터의 용량을 왜 4%가 아닌 6%로 주로 선정하나요?
이론적인 공진점은 4%이지만, 전력 계통의 주파수 변동이나 리액터 자체의 제작 오차 등을 고려하여 안정적인 고조파 억제 성능을 확보하기 위해 6%를 표준으로 사용합니다.
Q.
직렬리액터를 설치하면 고조파 제거 외에 다른 장점이 있나요?
콘덴서 투입 시 발생하는 과도한 돌입전류를 억제하여 개폐기 및 콘덴서 설비를 보호하는 효과가 있습니다.