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자주하는 질문(FAQ)
Q1. 고조파가 변압기에 미치는 악영향은?
Q2. 고조파란 무엇이며, 전력계통에 미치는 영향은?
고조파는 기본파(60Hz)의 정수배를 갖는 주파수로써 전력품질을 악화시키는 주범이며, 전력계통에서 Cable, 변압기, 전동기, 콘덴서, 차단기, 통신장비 등에 손실증가, 발열, 소음, 오작동 등 여러 가지 피해를 발생시킵니다.
Q3. 고조파 발생 원인과 점점 증가추세 이유는?
비선형 부하(인버터, 정류기, UPS, LED, PC, SMPS 등) 설비가 증가하기 때문이며, 이러한 설비에서는 필연적으로 고조파가 발생하게 됩니다.
Q4. 고조파 저감 왜 필요한가?
첫째, 전력품질이 개선되어 전기사고를 예방합니다(안전성↑).
둘째, 전력손실 감소와 역률 개선으로 전력요금이 절감됩니다(경제성↑).
셋째, 전기설비의 효율 향상과 수명이 연장됩니다(효율성↑).
Q5. 고조파 저감 대책과 장단점은?
첫째, 고조파 부하설비를 제거하여 고조파 발생을 원천 차단합니다.
둘째, 고조파 부하설비를 사용 시 고조파 필터 or Hybrid 변압기를 설치해야 합니다.
Q6. 고조파 저감 대책수립 시 고려사항은?
첫째, 고조파(THD) 저감 목표를 수립해야 합니다.
둘째, 고조파의 발생원과 고조파 종류를 분석하여 대책을 마련해야 합니다.
셋째, 고조파 Solution에 따른 효율성과 경제성을 고려해야 합니다.
넷째, 제품수명, 설치공간, 유지보수비용 등 고려해야 합니다.
Q7. 고조파는 100% 제거해야 하는가?
아닙니다. 고조파는 수요처 상황에 맞게 적정 수준으로 관리하면 됩니다.
예를 들어 반도체 설비나 중요한 장치의 경우 고조파(THD) 5.0% 미만이 권장되지만, 일반 건물이나 공장 설비에서는 고조파(THD) 10%~13% 수준이라도 무방합니다.
중요한 점은 고조파(THD) 중에서 저차수(3th,5th,7th,9th)의 고조파가 증가하지 않도록 관리하는 것이 더 중요합니다.
Q8. 고조파를 방치 할 경우 나타나는 현상은?
• 역률 저하 및 병렬공진
• 콘덴서 : 과열, 소손, 단자전압 상승
• 변압기 : 출력감소, 과열, 소음, 철손·동손 증가
• 전동기 : 소음, 진동, 절연파괴, 손실증가
• 영상고조파 : 중성성 과열, OCGR 오동작, 대지전위 상승
• 통신선 유도장해, ELB/MCCB/ACB 오동작, 계측기 고장
Q9. k-Factor 변압기 설치하면 고조파가 감소하는가?
k-Factor 변압기를 설치해도 고조파(THD)는 감소하지 않습니다.
k-Factor 변압기란 내부 용량을 확대시킨 변압기로써 고조파로 인한 변압기의 출력 감소분을 보충하기 위해 사용하는 변압기이며, 고조파 감쇄 기능은 없습니다.
표준 변압기 대비 무부하손실이 증가하므로 효율은 감소합니다.(ex, k-7, k-13)
Q10. Hybrid 변압기의 고조파 저감 효과는?
고조파가 최대 70%~최소 35% 감소합니다(근거: KERI 공인기관 시험성적서). 고조파 저감 효과는 부하율, 설비종류, 용량에 따라 달라질 수 있습니다.
Q11. Hybrid 변압기에 적용된 고조파 저감 기술은?
Double Zig-Zag Winding 신기술(NET)이 적용되어 고조파가 상쇄됩니다.
각 상에서 발생된 고조파는 상호교차를 하는 과정에서 자속의 방향이 반대가 됨으로써 동차수의 고조파가 상쇄되는 원리입니다.
Q12. Zig-Zag Winding이 고조파를 저감시키는 이론적 근거는?
Zig-Zag 기술이 고조파 저감 효과를 입증하는 논문은 이미 오래전부터 국내외에서 발표되었고, 유튜브나 구글에서도 검색을 통해 기술자료를 쉽게 확인할 수 있습니다.
Q13. Hybrid 변압기의 Zig-Zag 기술과 기존 Zig-Zag 기술의 차이점은?
Hybrid 변압기에 적용된 Double Zig-Zag 기술은 기존의 Zig-Zag 기술을 개량시킨 신기술(NET)로써 전력용 변압기에 적용이 가능하지만, 기존 기술은 전력용 변압기에 적용이 불가하여 특수 목적에 제한적으로 사용됩니다.
Q14. Hybrid 변압기를 설치하면 고조파 필터는 불필요한가?
일반 설비의 수용가라면 고조파 필터를 따로 설치할 필요가 없으나, 고조파(THD)를 10.0% 미만으로 관리해야 한다면 능동필터(Active Filter)를 따로 설치해야 합니다.
Q15. Hybrid 변압기가 고효율 변압기에 비해 비싼 이유는?
Hybrid 변압기의 제조원가가 더 높기 때문입니다.(원자재 20%↑, 인건비 35%↑)
그러나 고조파 손실에 따른 전력요금 절감액을 감안하면 LCC비용은 더 저렴하며, 특히 고조파 필터를 따로 설치하는 방식과 비교하면 투자비는 30% 이상 감소합니다.
Q16. Hybrid 변압기의 효율과 소음은?
효율과 소음은 고효율 변압기대비 동등 이상의 성능을 갖고 있습니다(공인시험성적서).