조상설비

전기기사 필기 2009년 3회 38번

Q문제

주변압기 등에서 발생하는 제5고조파를 줄이는 방법은?

유사 문제 링크

선택지 분석

전력용 콘덴서에 직렬리액터를 접속

전력용 콘덴서 회로에 직렬 리액터(Series Reactor)를 삽입하여 제5고조파에 대한 임피던스를 유도성으로 바꿈으로써 고조파를 억제합니다.

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Step 1: 제5고조파에 대한 공진 조건을 설정합니다. 제5고조파에서 유도성 리액턴스(

5 X_{L}

)와 용량성 리액턴스(

\frac{1}{5} X_{C}

)가 같아지는 지점을 찾습니다.

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Step 2: 수식

5 X_{L} = \frac{1}{5} X_{C}

를 정리하면

X_{L} = \frac{1}{25} X_{C} = 0.04 X_{C}

가 도출됩니다.

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Step 3: 이론적으로는 콘덴서 용량의 4% 이상의 직렬 리액터를 설치하면 되지만, 실제 현장에서는 주파수 변동 등을 고려하여 약 5~6%의 용량을 채택하여 제5고조파를 효과적으로 제거합니다.

변압기 2차측에 분로리액터 연결

분로 리액터(Shunt Reactor)는 경부하시 발생하는 페란티 현상을 방지하기 위해 지로 무효전력을 흡수하는 장치입니다.

모선에 방전코일 연결

방전 코일(Discharge Coil)은 콘덴서 회로 개방 시 잔류 전하를 방전시켜 인체 사고를 방지하고 재투입 시 과전압을 억제하는 역할을 합니다.

모선에 공심 리액터 연결

공심 리액터는 주로 단락 전류를 제한하는 한류 리액터 등으로 사용되며, 제5고조파 제거를 위한 표준적인 대책은 직렬 리액터입니다.

직렬 리액터의 용량을 왜 4%가 아닌 6%로 설계하나요?

이론적인 공진점은 4%이지만, 실제 계통의 주파수 변동이나 리액터의 제작 오차 등을 감안하여 확실한 유도성 임피던스를 확보하기 위해 보통 5~6%를 사용합니다.

제5고조파가 발생하는 주요 원인은 무엇인가요?

변압기의 자기 포화 현상이나 전력 전자 소자를 사용하는 정류기 등 비선형 부하의 사용으로 인해 발생합니다.