고조파 대책


대책

1)변환기의 다펄스화

\[I_h=kn\cdot\frac{I_1}{n},n=mp±1\]
  • 펄스수가 증가하고 상수(m)가 증가하면, 고조파 차수(n)가 증가하고 고조파 크기는 감소한다
  • 고조파 전류 억제방법 중 가장 좋은 방법이나 변압기 대수 증가, 사이리스터 소자수 증가로 설치공간과 비용이 크게 증가하므로 다른 고조파 대책과 종합적인 검토가 필요하다

2)단락용량의 증대

  • %임피던스가 상승하면 단락용량이 감소하여 고조파 성분을 증가시킨다
  • %임피던스가 낮으면 단략용량이 증대하여 고조파 성분이 감소한다

3)기기용량 선정 시 고려사항

  • 고조파 부하가 많을 경우 중첩, 표피효과에 의해 I²R증가하여 손실이 증가한다
  • 변압기 용량증가
    • 용량을 2~2.5배로 하거나, 발주 시 K-factor 고려하여 고조파를 저감할 필요가 있다
    • K-factor : 고조파의 영향에 대하여 변압기가 과열 없이 전원을 안정적으로 공급할 수 있는 능력
  • 발전기 용량 증기
    고조파 등가 역상전류에 의한 발전기 용량 추가 필요

4)교류 리액터 설치

  • 3고조파 공진 리액터 설치

TR 2차 측에서 제 3, 5고조차가 발생

\[3\omega L =\frac{1}{3\omega C}\] \[\omega L=0.11\cdot\frac{1}{\omega C}\]

즉, 11%임

합성 리액턴스를 유도성으로 하기 위하여 13~15%로 함

L값은 계통의 고조파 차수에 따라 변함

  • 5고조파 공진 리액터 설치

TR 2차 측에서 제 3, 5고조파가 발생하여 Δ권선을 통과하면서 제5고조파만 존재

제5고조파에 공진하는 Lrkqt

\[5\omega L=\frac{1}{5\omega C}\]

즉 4%임

합성 리액턴스를 유도성으로 하기 위하여 여유 있게 6%로 함

5)필터의 설치

  • 수동필터
    • 부하단 근처에 저임피던스 회로 (L-C동조필터, 고차수 필터)를 설치하여 고조파 전류가 그 회로에 흡수되게 한다
    • 부하에서 발생하는 고조파의 종류 및 크기를 측정하여 차수별 Passive Filter를 설계한다
  • 능동필터
    부하에서 발생하는 고조파 전류의 크기 및 차수를 검출하여 역고조파를 발생시켜 상호 상쇄시켜 정현파 구현

6)전자장치 설치

  • 중성선 영상 고조파 전류 저감장치(ZED)
    영상 임피던스가 낮은 장치를 부하 말단에 설치하여 영상 고조파 전류를 전원계통과 분리하여 저감시킴
  • 능동형 중성선 영상 고조파 전류 저감장치(Active ZED)

중성선에 흐르는 전류를 검출하여 기본파(불평형)전류만 흐르도록 IGBT에서 제어

고조파
고조파 발생과정과 발생원
고조파 영향
고조파 관리기준
고조파 대책


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