BL 전력품질 실체 및 기타*

Q 전력품질

목차(전력품질 실체)

전력품질 실체

❯전력품질 실체 및 기타

전기 품질이 강조되는 이유는 정보통신기기 및 컴퓨터는 물론 각종 산업기기 가전제품등이 복잡하고 정밀한 전자회로로 구성되어 조그만 전압 변동이나 정정사고에도 전자회로가 오작동하거나 파괴될 수 있기 때문이다

• 앞으로 상업의 고도 정밀화 및 생활수준 향상에 따른 전기 품질에 대한 국민적 욕구는 갈수록 증대될 것이기 때문이다
• 또한, 지구온난화 및 오존층 파괴 등에 의한 환경 변화로 자연 서지의 증가 및 차단성능이 좋은 속류차단 시 발생하는 서지 등 서지의 원인 또한 증가하고 있다
• 따라서 앞으로 서지의 원인증가, 서지로 인한 충격파에 약한 반도체의 증가 등으로 전력품질의 문제점은 지속적으로 증가될 것이다.

1️⃣전력품질 지표

1)국내(전기사업법 제18조 전기품질의 유지)

• 전압유지율

표준전압	허용오차
110[V]	110[V]의 상하로 6[V]이내
220[V]	220[V]의 상하로 13[V]이내
380[V]	380[V]의 상하로 38[V]이내

• 주파수유지율

표준주파수	허용오차
60[Hz]	60[Hz]상하로 0.2[Hz]이내

• 정전시간 및 정전횟수

2)국외

한국의 품질 지표 이외에도 다음과 같은 사항을 지표로 고려하고 있다

• surge(임펄스)
• swell(과도전압)
• sag(순간 저전압)
• harmonic(고조파)
• 전압불평형
• Flicker

2️⃣전력 품질 저하현상

1)순시 전압강하

• 공급자 측 저력계통의 낙뢰, 지락 발생, 차단기의 재폐로 동작으로 발생
• 수용가 측 사고, 작업정전, 상간 전압불평형, Flicker, 고조파에 의해 발생
• 일반적으로 정상 전압30%이하, 3사이클 이상 발생시 부하에 영향을 준다

• 기기별 품질 저하현상
  • 전자기기 : 0.1초 이내 오동작
  • 전자개폐기 :0.01초 이내 개방
  • 가변속정동기 : 0.02초 이내 정지
  • HID램프 : 0.05초 이내 소등
  • 컴퓨터 설비 : CPU정지 및 Data손실

2)정전

• 전력설비의 상태는 운전 상태와 정지(정전) 상태로 나눌 수 있고, 정지 상태에서는 보수 등을 위한 계획적 정지와 사고정지가 있다. 전력 품질 저하현상에서 고려대상은 사고정지(정전)이다
• 정전의 원인은 다양하게 존재하고, 정전으로 인한 피해는 수용가에 있어서 치명적이므로 수전방식, 모선방식, 고조파 대책, Noise 대책 등을 마련하여 정전을 예방해야 한다

3)플리커현상

• 불규칙적으로 발생하는 저주파의 전압 변동을 말하며, 일반적으로 플리커는 여러 정현파가 합성된 것으로 주파수 변동에 따라 눈에 주는 깜박임 정도가 달라지므로 시감도와 함께 검토할 필요가 있다
• 발생원인으로는 간헐적 부하 사용, 전기로 및 아크로 사용, 저항용접기 사용, X-ray, CT 촬영기 사용 등이 있다
• 부하에 미치는 영향으로는 전력손실, 전압강하 증강, 고조파 발생기기의 열화 촉진, 계전기 오동작 및 소손 등을 들 수 있다.

4)서지

• 정상전압의 10% 이상으로 돌발 상승하는 것을 말한다

5)과전압 및 저전압

• 과전압은 정상전압의 6% 이상 상승하는 것, 저전압은 정상전압의 13%이하로 떨어지는 것을 말한다

6)고조파

• 고조파는 60[Hz]파형에 들어 있는 기본파의 정수배 주파수를 갖는 것으로 최근 반도체 소자를 사용한 전력기기의 대량 보급과 전력설비의 자동화에 따라 고조파의 발생이 점차 증가하고 있는 추세이다.

• 고조파의 발생원인은 변압기의 여자전류, OA기기 입력부 비선형 부하, 전력변화장치, 형광램프 전자식 안정기, 유도로, 용접기 등이 있다.

• 고조파의 영향은 전력설비 과열소손, 변압기 출력 감소, 중성선 전류 증대, 계통공진, 역률 저하 전력손실 증대, 기기 오동작, 계측기 오차 증대 등이 있다.

7)과도전압 및 노치현상

3️⃣전력품질

1)평균 정전시간의 최소화 대책

• 부하단위별 2계통 공급
• 보호계전방식의 적절한 시스템 및 보호협조의 확실
• 비상용 자가발전설비 설치
• 무정전 전원장치 설치

2)부하의 중요도별 전력공급 구성방법

부하용도	부하예	간성의 이중화	비상용 자가발전설비	UPS
순간정전 불허부하	대형 컴퓨터 부하	O	O	O
정전 후 단시간 내에 전력 공급 필요부하	방재부하, 컴퓨터용 공조열부하, UPS실의 공조, 보안용 부하	O	O	X
모선 점검 시에도 전력 공급 필요부하	일반부하I (공용부의 공조, 조명)	O	X	X
정전 시 계속 운전 필요 모선 점검 시 정기 가능 부하	일반부하II (일반 공조, 조면등)	X	O	X
모선 점검 시 정지 가능 부하	일반부하 (비 중요부하)	X	X	X

3)전력품질의 현상과 대책

• 정전,순간정전,단시간정전
  • 발생원인
    • 전력계통 단락
    • 전력 공급설비 불량
    • 근접 수용가
    • 설비 불량 등
  • 영향
    • 업무용빌딩 : 업무운용마비
    • 공장 : 생산마비
    • 병원 : 수술 등의 작업 마비
  • 대책
    • 밀폐기기 채용(가스절연형)
    • 비상용 발전설비 도입
    • 무정전 전원장치채용
    • 수전 배전방식의 2중화
    • 열화 진단 자동점검

• 순간전압강하
  • 발생원인
    • 근접 수용가 부하
    • 변동 전력계통 고장
    • 전력 공급설비 불량등
  • 영향
    • 컴퓨터 등의 정지
    • 반도체 사용 제어 전동기 정지
    • 전자개폐로 개로
    • 고압방전등 소등
  • 대책
    • 무정전전원장치 채용
    • 자동정지, 자동 재사동 제어
    • 축전지 백업화보 등

• 전압변동
  • 발생원인
    • 부하변동, 사고
    • 돌입전류, 계통 절체 등
  • 영향
    • 유도전동기 토크 저하
    • 부하전류 증가, 온도 상승
    • 전자기기 부동작, 조도저하등
  • 대책
    • 기기 임피던스의 저감
    • 변압기 탭절환 조정
    • 진상 콘덴서로 무효전력 조정
    • SVC등의 채용

• 이상전압
  • 발생원인
    • 직격뢰, 유도뢰 개폐서지
    • 고장 시 과도 이상전압
  • 영향
    • 기기 절연파괴
    • 저압측에의 이행 서지
    • 약전기기 파괴 등
  • 대책
    • 피뢰기 채용
    • 절연내력 강화
    • 서지 보호 대책

• 고조파
  • 발생원인
    • UPS,VVVF,회전기 등
  • 영향
    • 각종 계전기 오동작
    • 정밀 전자기기 동작불량
    • 기기손상 및 가열, 잡음
  • 대책
    • 고조파 발생원의 억제
    • 고내량 고조파
    • 고조파 필터의 도입

• 전자장해
  • 발생원인
    • 전력선, 신호선에서의 전도
    • 전자방사, 전자환경성
  • 영향
    • 전자파 잡음, 전원전압변동
    • 피해자인 동시에 가해자
    • 전자 방해작용(EMI)
  • 대책
    • 기기 허용 방해 레벨의 적정화
    • 전자 차폐대책의 도입

• 전기화재
  • 발생원인
    • 전로나 기기등의 절연 열화
    • 누전기기폭발 등
  • 영향
    • 인명 및 설비 피해
  • 대책
    • 소화설비, 불연화, 난연화 기기 채용, 밀폐기기채용, 세정, 옥내설치, 방청제 도포

• 설치환경
  • 발생원인
    • 소음, 진동 염진해 등
  • 영향
    • 거주자에 영향
    • 절연 저하, 금속 부식 등
  • 대책
    • 방음장치, 방진장치 채용, 밀폐기기 채용, 세정, 옥내 설치 방청제 도포

4)무정전화를 고려한 고신뢰도 전원시스템 구성 예

• 수전방식
  • 루프수전, 상용 예비수전, 스폿네트워크 수전방식중 선택
  • 계량용PTC는 2PCT또는 1PCT 바이패스 방식중 선택

• 특고 변압기
  • 2대로 하고 1차 개폐기는 차단기 채용
  • 몰드화, 난연화, 가스절연화, 컴팩트화 고려

• 주회로 모선
  • 2계통으로 하고 모선 연락차단기 2대 직렬

• 간선 배전 계통
  • 대규모 시설- 고압 배전계통 구성

전기의 품질기준

1)표준전압 및 허용오차

표준전압	허용오차
110[V]	110[V]의 상하로 6[V]이내
220[V]	220[V]의 상하로 13[V]이내
380[V]	380[V]의 상하로 38[V]이내

2)표준주파수 및 허용오차

표준주파수	허용오차
60[Hz]	60[Hz]상하로 0.2[Hz]이내

3)비고

1)및 2) 외의 구체적인 품질유지 항목 및 그 세부기준은 산업통상자원부장관이 정하여 고시한다

목차(전력품질 실체)

전력품질 실체

💯기출문제

01전력 품질 개선장치의 종류를 용도별로 3가지 이상 열거하시오

1. 역률 개선 장치

• 용도: 전력 시스템의 역률을 개선하여 효율을 높이고 전력 손실을 줄입니다.
• 종류:
  • 진상용 콘덴서: 가장 일반적인 역률 개선 장치로, 유도성 부하에 의해 발생하는 무효 전력을 보상합니다.
  • 정전형 무효 전력 보상 장치 (SVC): 부하 변동에 따라 유연하게 무효 전력을 보상하여 시스템 안정성을 향상시킵니다.
  • 정지형 무효 전력 보상 장치 (SVC): SVC의 일종으로, 반도체 스위치를 이용하여 빠르게 무효 전력을 조절합니다.

2. 고조파 필터

• 용도: 비선형 부하에서 발생하는 고조파를 제거하여 전력 시스템의 왜곡을 줄이고, 전력 설비의 수명을 연장
• 종류:
  • LC 필터: 간단한 구조로 고조파를 제거하지만, 주파수 특성이 고정되어 있어 유연성이 떨어집니다.
  • 능동형 필터: 전력 반도체를 이용하여 다양한 주파수의 고조파를 선택적으로 제거할 수 있습니다.
  • 하이브리드 필터: LC 필터와 능동형 필터의 장점을 결합한 필터로, 효율성과 유연성을 동시에 확보할 수 있습니다.

3. 전압 안정화 장치

• 용도: 전압 변동을 억제하여 전력 시스템의 안정성을 확보하고, 전력 설비의 고장을 방지합니다.
• 종류:
  • 자동 전압 조정기(AVR): 발전기의 출력 전압을 일정하게 유지합니다.
  • 정전압 변압기(AVR): 부하 변동에 따라 2차측 전압을 일정하게 유지합니다.
  • 정지형 무효 전력 보상 장치(SVC): 무효 전력을 조절하여 전압을 안정화시킬 수 있습니다.

4. 서지 보호 장치

• 용도: 낙뢰, 스위칭 등에 의해 발생하는 서지를 흡수하여 전력 설비를 보호합니다.
• 종류:
  • 아연 아크 방전관 (MOV): 비교적 저렴하고 간단한 구조지만, 에너지 흡수 용량이 제한적입니다.
  • 금속 산화물 바리스터 (MOV): 빠른 응답 속도와 높은 에너지 흡수 용량을 가지고 있습니다.
  • 가스 배출형 서지 보호기 (GPD): 반복적인 서지에 강하고, 높은 에너지 흡수 용량을 가지고 있습니다.

5. 무정전 전원 장치 (UPS)

• 용도: 상용 전원 공급이 중단되었을 때 예비 전원을 공급하여 시스템의 연속 운전을 보장합니다.
• 종류:
  • 온라인 UPS: 상시 배터리로 운전하며, 고품질의 전력을 공급합니다.
  • 오프라인 UPS: 상용 전원이 정상일 때는 바이패스되어 운전하고, 전원이 끊어지면 배터리로 전환됩니다.
  • 라인 인터랙티브 UPS: 온라인 UPS와 오프라인 UPS의 중간 형태로, 상용 전원의 품질을 보완하면서 비교적 저렴합니다.

●02향후 전원품질의 향상을 위한 과제와 이에 따른대책에 대하여 기술하시오

향후 전원품질 향상을 위한 과제

1. 재생에너지 확대에 따른 전력품질 저하:
   • 문제점: 재생에너지의 간헐성과 불규칙성으로 인해 전압 변동, 주파수 변동, 고조파 발생 등 전력품질 저하 문제가 발생할 수 있습니다.
   • 대책: 에너지저장시스템(ESS), 스마트 그리드 기술 도입을 통해 재생에너지의 출력 변동을 완화하고, 능동형 필터 등을 이용하여 고조파를 제거해야 합니다.
2. 전력 시스템의 복잡성 증가:
   • 문제점: 다양한 종류의 부하가 증가하고 전력 시스템이 복잡해짐에 따라 예측하기 어려운 사고 발생 가능성이 높아지고 있습니다.
   • 대책: 첨단 보호 계전 시스템 도입, 실시간 감시 시스템 구축, 인공지능 기반 예지 정비 시스템 개발 등을 통해 시스템의 안정성을 확보해야 합니다.
3. 극한 환경에서의 전력 시스템 운용:
   • 문제점: 기후 변화로 인한 극한 환경 (폭염, 한파, 자연재해 등)은 전력 설비의 고장률을 높이고 전력 공급의 불안정성을 초래할 수 있습니다.
   • 대책: 극한 환경에 견딜 수 있는 내구성 있는 설비를 구축하고, 마이크로그리드 시스템 도입을 통해 지역별 전력 자립도를 높여야 합니다.
4. 사이버 공격 위협 증가:
   • 문제점: 스마트 그리드 등 전력 시스템의 디지털화는 사이버 공격에 대한 취약성을 높여 시스템 마비를 초래할 수 있습니다.
   • 대책: 사이버 보안 시스템 강화, 침입 탐지 시스템 구축, 정기적인 보안 점검 등을 통해 사이버 공격에 대비해야 합니다.

전원품질 향상을 위한 대책

• 스마트 그리드 구축: 양방향 통신망을 기반으로 전력 생산, 소비, 저장을 효율적으로 관리하여 전력 시스템의 유연성을 높이고 전력품질을 향상시킵니다.
• 에너지저장시스템(ESS) 도입: 재생에너지의 간헐성을 보완하고, 전력 수요와 공급의 불균형을 해소하여 전압 안정성을 확보합니다.
• 고효율 전력 변환 장치 개발: 전력 변환 과정에서 발생하는 손실을 줄이고, 고조파 발생을 억제하여 전력품질을 향상시킵니다.
• 전력 품질 모니터링 시스템 구축: 실시간으로 전력 품질을 감시하고 분석하여 이상 징후를 조기에 감지하고 대응합니다.
• 국제 표준화 및 상호 운용성 확보: 다양한 전력 기기 간의 호환성을 높여 시스템의 효율성을 향상시키고, 글로벌 전력 시장에서 경쟁력을 확보합니다.
• 전력 품질 개선 기술 개발: 능동형 필터, 정전압 변압기 등 다양한 전력 품질 개선 기술을 개발하여 전력 시스템의 안정성을 확보합니다.
• 인력 양성: 전력 품질 개선 분야의 전문 인력을 양성하여 기술 개발 및 운영을 지원합니다.

●03전력품질을 나타내는 지표와 품질 저하현상들에 대하여 설명하시오

전력품질이란?

전력품질이란 전력 시스템에서 공급되는 전력의 상태를 나타내는 것으로, 전기기기의 정상적인 작동과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 즉, 전압, 주파수, 파형 왜곡 등이 표준 범위 내에 있는지를 나타내는 지표입니다.

전력품질을 나타내는 지표

• 전압: 전기기기의 정상적인 작동을 위해 일정한 전압이 유지되어야 합니다. 전압이 너무 높거나 낮으면 기기의 수명이 단축되거나 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 주파수: 전력 시스템의 주파수는 일정하게 유지되어야 합니다. 주파수 변동은 전동기의 속도 변화, 통신 시스템의 오류 등을 야기할 수 있습니다.
• 정전시간 및 정전횟수:
• 파형 왜곡: 전압이나 전류의 파형이 정현파에서 벗어나는 현상을 말하며, 고조파라고 합니다. 고조파는 전력 설비의 발열, 진동, 소음을 유발하고, 통신 시스템에 간섭을 일으킬 수 있습니다.
• 플리커: 조명의 밝기가 주기적으로 변하는 현상으로, 시력 피로, 작업 효율 저하 등을 유발합니다.
• 전압 변동: 전압이 짧은 시간 동안 급격하게 변하는 현상으로, 전자 기기의 오동작을 유발할 수 있습니다.
• 단락 사고: 전력 시스템의 일부가 단락되어 전류가 급격하게 증가하는 현상으로, 설비 손상을 초래할 수 있습니다.
• 지락 사고: 전류가 대지로 흘러 나가는 현상으로, 인체 감전의 위험이 있으며, 설비의 손상을 초래할 수 있습니다.

전력품질 저하 현상 현상

• 순시전압강하
• 정전
• 플리커현상: 조명 기기의 특성, 부하 변동 등으로 인해 발생하며, 시력 피로, 작업 효율 저하 등을 유발합니다.
• 서지
• 과전압 및 저전압
• 고조파: 비선형 부하(컴퓨터, 변환기 등)에서 발생하며, 전력 설비의 열화, 통신 장애 등을 유발합니다.
• 과도전압 및 노치현상

전력품질 저하의 원인

• 비선형 부하 증가: 컴퓨터, 변환기 등 비선형 부하의 증가는 고조파 발생의 주요 원인입니다.
• 재생에너지 도입: 태양광, 풍력 등 재생에너지의 출력 변동은 전압 및 주파수 변동을 유발할 수 있습니다.
• 전력 시스템의 노후화: 노후된 전력 설비는 고장 발생률이 높아 전력 품질 저하를 야기할 수 있습니다.
• 외부 환경 요인: 낙뢰, 지진 등 외부 환경 요인은 단락 사고, 지락 사고 등을 유발하여 전력 품질을 저하시킬 수 있습니다.

전력품질 개선 방안

• 고조파 필터 설치: 고조파를 제거하여 전력 품질을 향상시킵니다.
• 정전압기 설치: 전압 변동을 억제하여 안정적인 전압을 유지합니다.
• 주파수 조정기 설치: 주파수를 일정하게 유지하여 전력 시스템의 안정성을 확보합니다.
• 스마트 그리드 구축: 다양한 전력 품질 개선 기술을 적용하여 전력 시스템의 효율성을 높입니다.

●04전력 공급 시 경제적 배전을 위하여 배전전압이 중요한 검토항목이 되는 이유를 기술하시오

1. 전력 손실 감소:

• 저항에 의한 손실: 전력선은 일정한 저항값을 가지고 있습니다. 전류가 흐를 때 이 저항에 의해 열에너지로 소모되는 손실이 발생합니다. 배전전압을 높이면 같은 전력을 낮은 전류로 송전할 수 있으므로, 저항에 의한 손실을 크게 줄일 수 있습니다.
• 유도 및 용량성 손실: 장거리 송전선에서는 도체 주변에 자기장과 전기장이 형성되어 유도 및 용량성 손실이 발생합니다. 고전압일수록 이러한 손실을 줄일 수 있습니다.

2. 설비 투자비 절감:

• 도체 굵기: 전류가 낮아지면 도체 굵기를 가늘게 할 수 있습니다. 이는 동(구리)이나 알루미늄 등 도체 재료의 사용량을 줄여 설비 투자비를 절감하는 효과를 가져옵니다.
• 변압기 용량: 송전선로에 흐르는 전류가 감소하면 변압기의 용량을 줄일 수 있습니다. 이 역시 설비 투자비 절감에 기여합니다.

3. 효율적인 전력 공급:

• 전압 강하 감소: 긴 거리를 송전할 때 전선의 저항으로 인해 전압이 강하되는 현수 현상이 발생합니다. 고전압으로 송전하면 전압 강하를 줄여 수용가에 안정적인 전압을 공급할 수 있습니다.
• 전력 품질 향상: 고조파, 플리커 등 전력 품질 저하 요인을 줄여 전기 기기의 수명을 연장하고 효율을 높일 수 있습니다.

4. 환경 보호:

• 에너지 효율 향상: 전력 손실을 줄여 에너지 효율을 높임으로써 발전소에서의 연료 소비를 줄이고 환경 오염을 감소시킬 수 있습니다.

05저압계통의 제어전원 측 서지 대책용인 DPI의 구성 및 동작원리에 대하여 설명하시오

저압계통 제어전원 측 서지 대책용 DPI 구성 및 동작 원리

DPI(Surge Protective Device) 개요

DPI(Surge Protective Device)는 낙뢰나 스위칭 작용 등으로 인해 발생하는 과도한 전압 서지를 흡수하여 보호 대상 기기를 보호하는 장치입니다. 특히, 저압계통의 제어전원은 민감한 전자 부품으로 구성되어 있어 서지에 매우 취약하므로, DPI를 설치하여 보호하는 것이 중요합니다.

저압계통 제어전원 측 DPI의 구성

저압계통 제어전원 측 DPI는 일반적으로 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다.

• 비선형 저항(Varistor): 서지가 발생하면 저항 값이 급격히 감소하여 과도한 전류를 흘려보내 서지를 흡수합니다.
• 갭 스파크(Gap Spark): 서지 전압이 일정 값을 초과하면 스파크를 발생시켜 서지를 대지로 방출합니다.
• 보호 등급 표시기: DPI의 상태를 확인할 수 있도록 표시하는 기능을 합니다.

DPI의 동작 원리

1. 정상 상태: DPI는 비선형 저항이 높은 저항 값을 유지하여 회로에 영향을 미치지 않습니다.
2. 서지 발생: 낙뢰나 스위칭 작용 등으로 인해 서지가 발생하면, 비선형 저항의 저항 값이 급격히 감소하여 서지 전류가 DPI를 통해 대지로 흘러갑니다.
3. 서지 흡수: 비선형 저항은 서지 에너지를 열에너지로 변환하여 흡수하고, 갭 스파크는 과도한 전류를 대지로 방출하여 보호 대상 기기를 보호합니다.
4. 복구: 서지가 사라지면 비선형 저항은 다시 높은 저항 값으로 복귀하여 정상 상태로 돌아갑니다.

저압계통 제어전원 측 DPI 설치 위치

• 주전원 인입구: 건물의 주전원 인입구에 설치하여 외부에서 유입되는 서지를 차단합니다.
• 분전반: 각종 전기 기기로 분기되는 분전반에 설치하여 기기를 보호합니다.
• 제어반: PLC, 인버터 등 제어 장치가 설치된 제어반에 설치하여 민감한 전자 부품을 보호합니다.

DPI 선정 시 고려 사항

• 보호 등급: 보호 대상 기기의 종류와 설치 환경에 따라 적절한 보호 등급의 DPI를 선택해야 합니다.
• 방전 전류: 서지의 크기에 따라 적절한 방전 전류 용량의 DPI를 선택해야 합니다.
• 응답 시간: 서지 발생 시 빠르게 반응하여 기기를 보호할 수 있도록 응답 시간이 짧은 DPI를 선택해야 합니다.

결론

저압계통의 제어전원 측 DPI는 낙뢰나 스위칭 작용 등으로 인해 발생하는 서지로부터 민감한 전자 부품을 보호하는 중요한 역할을 합니다. 적절한 DPI를 선정하고 설치하여 시스템의 안정성과 신뢰성을 확보해야 합니다.

주의사항:

• DPI는 소모품이므로 주기적인 점검과 교체가 필요합니다.
• DPI 설치 시에는 전문가의 도움을 받아 정확하게 설치해야 합니다.
• DPI는 서지를 완벽하게 차단할 수는 없으며, 보조적인 보호 수단으로 사용해야 합니다.

●06전원계통에서 나타나는 전원외란의 종류와 특성에 대하여 설명하시오

전원계통에서 나타나는 전원외란의 종류와 특성

전원외란은 전력 시스템에서 정상적인 전력 공급 상태에서 벗어나 전압, 주파수, 파형 등에 변화가 발생하는 현상을 말합니다. 이러한 전원외란은 전기 기기의 오동작, 수명 단축, 생산성 저하 등 다양한 문제를 야기할 수 있습니다.

전원외란의 종류

전원외란은 크게 다음과 같은 종류로 나눌 수 있습니다.

• 과도 현상:
  • 순간 정전: 짧은 시간 동안 전원 공급이 완전히 중단되는 현상
  • 순간 전압 상승/하강: 짧은 시간 동안 전압이 급격하게 상승하거나 하강하는 현상
  • 서지: 낙뢰나 스위칭 작용 등으로 인해 발생하는 매우 짧은 시간 동안의 고전압 현상
• 정상 상태에서의 편차:
  • 고조파: 비선형 부하에서 발생하는 비정현파 성분으로, 전력 품질을 저하시키고 설비 수명을 단축시킵니다.
  • 플리커: 조명의 밝기가 주기적으로 변하는 현상으로, 작업 효율 저하를 유발합니다.
  • 전압 불평형: 3상 전원에서 각 상의 전압 크기나 위상이 불일치하는 현상으로, 전동기의 진동, 발열 등을 유발합니다.
  • 주파수 변동: 정격 주파수에서 벗어나는 현상으로, 전동기의 속도 변화, 통신 장애 등을 유발합니다.

전원외란의 특성

• 발생 원인: 낙뢰, 스위칭 작용, 부하 변동, 계통 고장 등 다양한 원인에 의해 발생합니다.
• 지속 시간: 수 마이크로초에서 수 초까지 다양하며, 지속 시간에 따라 영향이 달라집니다.
• 진폭: 수 kV에서 수십 kV까지 다양하며, 진폭이 클수록 설비에 미치는 영향이 큽니다.
• 파형: 정현파, 펄스파 등 다양한 파형을 가질 수 있습니다.

전원외란의 영향

• 전기 기기의 오동작: 전원외란은 전기 기기의 제어 회로에 영향을 미쳐 오동작을 유발할 수 있습니다.
• 수명 단축: 전원외란은 전기 기기의 절연 파괴, 과열 등을 유발하여 수명을 단축시킬 수 있습니다.
• 생산성 저하: 생산 라인의 중단, 제품 불량 등을 야기하여 생산성을 저하시킬 수 있습니다.
• 통신 장애: 통신 시스템에 노이즈를 발생시켜 통신 장애를 유발할 수 있습니다.

전원외란 대책

• 서지 보호기 설치: 낙뢰나 스위칭 작용으로 인한 서지를 흡수하여 보호합니다.
• 고조파 필터 설치: 고조파를 제거하여 전력 품질을 향상시킵니다.
• 무정전 전원 장치(UPS) 설치: 정전 시에도 일정 시간 동안 전력을 공급하여 시스템을 보호합니다.
• 접지 시스템 개선: 접지 저항을 낮춰 낙뢰 등 외부 전압의 유입을 방지합니다.
• 전력 품질 개선 장치 설치: 전압 안정화 장치, 주파수 조정 장치 등을 설치하여 전력 품질을 향상시킵니다.

결론

전원외란은 전력 시스템의 안정적인 운영을 저해하고 다양한 문제를 야기할 수 있으므로, 이를 방지하고 대책을 마련하는 것이 중요합니다. 위에서 설명한 전원외란의 종류, 특성, 영향 및 대책을 바탕으로 시스템에 적합한 보호 대책을 수립해야 합니다.

●07대형 건출물에서 전력 품질의 문제점과 대책에 대하여 설명하시오

대형 건축물에서의 전력 품질 문제점과 대책

대형 건축물은 다양한 전기 기기와 설비가 집중되어 있어 전력 품질 문제가 발생하기 쉽습니다. 이러한 문제는 건물의 운영 효율을 저하시키고, 입주민에게 불편을 초래하며, 심각한 경우에는 시설의 손상을 야기할 수 있습니다.

대형 건축물에서 발생하는 전력 품질 문제점

• 고조파: 비선형 부하(컴퓨터, 변환기 등)의 증가로 인해 고조파가 발생하여 전력 설비의 발열, 진동, 소음을 유발하고, 통신 시스템에 간섭을 일으킬 수 있습니다.
• 전압 변동: 부하 변동, 단락 사고 등으로 인해 전압이 급격하게 변화하여 전기 기기의 수명을 단축시키고, 오동작을 유발할 수 있습니다.
• 플리커: 조명 기기의 밝기가 주기적으로 변하는 현상으로, 시력 피로, 작업 효율 저하 등을 유발합니다.
• 전력 불안정: 정전, 순간 정전 등 전력 공급의 불안정은 업무 중단, 데이터 손실 등을 야기할 수 있습니다.
• 노이즈: 전자 기기에서 발생하는 전자파가 다른 기기에 영향을 미쳐 오동작을 유발할 수 있습니다.

대형 건축물에서의 전력 품질 문제 해결 대책

• 고조파 필터 설치: 비선형 부하에 고조파 필터를 설치하여 고조파를 제거하고 전력 품질을 향상시킵니다.
• 정전압기 설치: 전압 변동을 억제하여 안정적인 전압을 유지합니다.
• 무정전 전원 장치(UPS) 설치: 정전 시에도 일정 시간 동안 전력을 공급하여 중요한 장비를 보호합니다.
• 접지 시스템 개선: 안정적인 접지 시스템을 구축하여 전기 기기의 안전성을 확보하고, 노이즈를 감소시킵니다.
• 전력 품질 모니터링 시스템 구축: 실시간으로 전력 품질을 감시하고 분석하여 문제 발생 시 신속하게 대응합니다.
• 스마트 그리드 기술 도입: 에너지 효율을 높이고 전력 품질을 개선하는 스마트 그리드 기술을 도입합니다.
• 전력 품질 개선 장치 설치: 능동형 필터, 정전압 변압기 등 다양한 전력 품질 개선 장치를 설치하여 전력 시스템의 안정성을 확보합니다.

대형 건축물의 특성을 고려한 추가적인 대책

• 중앙 공조 시스템: 변압기, 팬 등 대형 부하의 운전으로 인한 전력 품질 저하를 방지하기 위해 별도의 전원 공급 시스템을 구성하거나, 부하를 분산시키는 방법을 고려합니다.
• IT 시스템: 서버, 네트워크 장비 등 민감한 전자 기기는 별도의 전원 공급 시스템을 구축하여 전력 품질을 보장합니다.
• 전기 자동차 충전 시스템: 전기 자동차 충전 시 발생하는 전력 변동에 대비하여 충전 시스템의 용량을 충분히 확보하고, 충전 부하를 관리합니다.

결론

대형 건축물에서 발생하는 전력 품질 문제는 건물의 운영 효율과 입주민의 만족도에 직접적인 영향을 미치므로, 체계적인 관리와 개선 노력이 필요합니다. 건물의 특성과 전력 사용 패턴을 고려하여 적절한 전력 품질 개선 대책을 수립하고 실행해야 합니다.

08전력 품질의 기준요소 및 영향을 설명하시오

전력 품질의 기준 요소 및 영향

전력 품질은 전력 시스템에서 공급되는 전력의 상태를 나타내는 것으로, 전기 기기의 정상적인 작동과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 즉, 전압, 주파수, 파형 왜곡 등이 표준 범위 내에 있는지를 나타내는 지표입니다.

전력 품질의 기준 요소

• 전압: 전기 기기의 정상적인 작동을 위해 일정한 전압이 유지되어야 합니다. 전압이 너무 높거나 낮으면 기기의 수명이 단축되거나 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 주파수: 전력 시스템의 주파수는 일정하게 유지되어야 합니다. 주파수 변동은 전동기의 속도 변화, 통신 시스템의 오류 등을 야기할 수 있습니다.
• 파형 왜곡: 전압이나 전류의 파형이 정현파에서 벗어나는 현상을 말하며, 고조파라고 합니다. 고조파는 전력 설비의 발열, 진동, 소음을 유발하고, 통신 시스템에 간섭을 일으킬 수 있습니다.
• 플리커: 조명의 밝기가 주기적으로 변하는 현상으로, 시력 피로, 작업 효율 저하 등을 유발합니다.
• 전압 변동: 전압이 짧은 시간 동안 급격하게 변하는 현상으로, 전자 기기의 오동작을 유발할 수 있습니다.
• 단락 사고: 전력 시스템의 일부가 단락되어 전류가 급격하게 증가하는 현상으로, 설비 손상을 초래할 수 있습니다.
• 지락 사고: 전류가 대지로 흘러 나가는 현상으로, 인체 감전의 위험이 있으며, 설비의 손상을 초래할 수 있습니다.

전력 품질 저하의 영향

• 전기 기기의 수명 단축: 전압 변동, 고조파 등은 전기 기기의 절연 파괴, 과열 등을 유발하여 수명을 단축시킬 수 있습니다.
• 오동작: 전압 변동, 주파수 변동, 노이즈 등은 전기 기기의 오동작을 유발하여 생산성 저하를 야기할 수 있습니다.
• 생산성 저하: 생산 라인의 중단, 제품 불량 등을 야기하여 생산성을 저하시킬 수 있습니다.
• 에너지 손실 증가: 고조파, 전압 불평형 등은 에너지 손실을 증가시켜 경제적인 손실을 초래합니다.
• 통신 장애: 고조파, 노이즈 등은 통신 시스템에 간섭을 일으켜 통신 장애를 유발할 수 있습니다.

전력 품질 향상을 위한 노력

• 고조파 필터 설치: 고조파를 제거하여 전력 품질을 향상시킵니다.
• 정전압기 설치: 전압 변동을 억제하여 안정적인 전압을 유지합니다.
• 무정전 전원 장치(UPS) 설치: 정전 시에도 일정 시간 동안 전력을 공급하여 시스템을 보호합니다.
• 접지 시스템 개선: 접지 저항을 낮춰 낙뢰 등 외부 전압의 유입을 방지합니다.
• 전력 품질 모니터링 시스템 구축: 실시간으로 전력 품질을 감시하고 분석하여 문제 발생 시 신속하게 대응합니다.
• 스마트 그리드 기술 도입: 에너지 효율을 높이고 전력 품질을 개선하는 스마트 그리드 기술을 도입합니다.

결론

전력 품질은 산업 시설, 건물 등 다양한 분야에서 중요한 요소입니다. 안정적인 전력 공급을 위해서는 전력 품질을 지속적으로 관리하고 개선해야 합니다. 위에서 설명한 기준 요소와 영향을 바탕으로 시스템에 적합한 보호 대책을 수립하고 실행해야 합니다.

09건축물에 구내 배선 (3상4선식과 단상 3선식)의 선로전류 불평형에 의한 전력손실을 설명하시오

건축물 구내 배선에서의 선로전류 불평형에 의한 전력 손실 설명

서론

건축물의 구내 배선에서 선로전류 불평형이 발생하면 다양한 문제를 야기합니다. 그중에서도 전력 손실은 가장 큰 문제 중 하나입니다. 이 글에서는 3상 4선식과 단상 3선식 배선에서 선로전류 불평형이 발생하는 원인과 이로 인해 발생하는 전력 손실에 대해 자세히 설명하겠습니다.

선로전류 불평형이란?

선로전류 불평형이란 3상 전원에서 각 상에 흐르는 전류의 크기가 같지 않거나 위상이 일치하지 않는 상태를 말합니다. 즉, 이상적인 균형 상태에서 벗어나 전류가 불균형하게 분포하는 현상입니다.

3상 4선식과 단상 3선식 배선에서의 불평형

• 3상 4선식: 3상 3선식에 중성선을 추가한 시스템으로, 단상 부하와 3상 부하를 모두 사용할 수 있습니다. 중성선에 불필요한 전류가 흐르면 불평형이 발생하며, 이는 주로 단상 부하의 불균형 배분이나 3상 부하의 불균등한 연결로 인해 발생합니다.
• 단상 3선식: 3상 4선식에서 중성선을 제거한 시스템으로, 단상 부하만 사용합니다. 3상 중 한 상에 과도한 부하가 집중되면 불평형이 발생할 수 있습니다.

선로전류 불평형에 의한 전력 손실 원인

• 구리 손실 증가: 불평형 전류는 도체의 저항을 증가시켜 구리 손실을 증가시킵니다. 즉, 전력이 열에너지로 변환되어 버려지는 양이 많아지는 것입니다.
• 무효 전력 증가: 불평형 전류는 무효 전력을 증가시켜 유효 전력의 감소를 야기합니다. 유효 전력은 실제로 일을 하는 데 사용되는 전력이므로, 유효 전력이 감소하면 시스템의 효율이 떨어집니다.
• 기기의 수명 단축: 불평형 전류는 전기 기기의 과열, 진동, 소음 등을 유발하여 기기의 수명을 단축시킵니다.
• 전압 불평형: 불평형 전류는 전압 불평형을 야기하여 전기 기기의 오동작을 유발할 수 있습니다.

선로전류 불평형 해결 방안

• 균형된 부하 분배: 단상 부하를 각 상에 고르게 분배하고, 3상 부하의 연결을 균형 있게 합니다.
• 중성선 굵기 확인: 중성선의 굵기가 다른 상의 도체와 같거나 더 굵은지 확인합니다.
• 불평형 부하 감지 및 제어: 불평형 부하를 감지하여 자동으로 조정하는 시스템을 도입합니다.
• 주기적인 점검: 정기적으로 배선 상태를 점검하고 문제가 발생하면 신속하게 조치합니다.

결론

선로전류 불평형은 전력 손실뿐만 아니라 다양한 문제를 야기하기 때문에 반드시 해결해야 합니다. 건축물의 설계 단계부터 불평형을 최소화할 수 있도록 신중하게 설계하고, 시공 후에도 주기적인 점검을 통해 문제를 조기에 발견하고 해결해야 합니다.

요약

• 선로전류 불평형은 전력 손실, 기기 수명 단축, 전압 불평형 등 다양한 문제를 야기합니다.
• 3상 4선식과 단상 3선식 모두 불평형이 발생할 수 있으며, 주요 원인은 부하의 불균형 배분입니다.
• 불평형 해결을 위해서는 균형된 부하 분배, 중성선 굵기 확인, 불평형 부하 감지 및 제어 등 다양한 방법을 활용할 수 있습니다.

궁금한 점이 있으시면 언제든지 질문해주세요.

●10전력 품질의 신뢰도를 향상시킬 수있는 장치를 제시하고 설명하시고

전력 품질 신뢰도를 향상시키는 장치

전력 품질의 신뢰도를 향상시키기 위해 다양한 장치들이 사용됩니다. 이러한 장치들은 전압 변동, 고조파, 노이즈 등 전력 품질 저하 요인을 완화하거나 제거하여 안정적인 전력 공급을 보장합니다.

주요 전력 품질 개선 장치

1. 정전압기 (AVR, Automatic Voltage Regulator):
   • 기능: 전압 변동을 감지하여 출력 전압을 일정하게 유지합니다.
   • 원리: 부하 변동이나 전압 변동이 발생하면 AVR이 자동으로 변압기의 권수비를 조절하여 출력 전압을 안정화시킵니다.
   • 용도: 전압 민감성 부하 보호, 전력 품질 향상
2. 무효전력 보상 장치:
   • 기능: 무효 전력을 보상하여 역률을 개선하고 전압 안정도를 향상시킵니다.
   • 종류:
     • 정지형 무효전력 보상기 (SVC): 반도체 스위치를 이용하여 빠르게 무효 전력을 조절합니다.
     • 동기조상기: 회전 기계를 이용하여 무효 전력을 보상합니다.
   • 용도: 전력 시스템의 안정도 향상, 전압 변동 억제
3. 고조파 필터:
   • 기능: 비선형 부하에서 발생하는 고조파를 제거하여 전력 품질을 향상시킵니다.
   • 원리: 고조파 성분만을 선택적으로 흡수하여 전력 시스템으로부터 제거합니다.
   • 용도: 전자 기기, 통신 장비 등 고조파 발생원이 많은 시스템에서 사용
4. 서지 보호기 (SPD, Surge Protective Device):
   • 기능: 낙뢰나 스위칭 작용 등으로 인해 발생하는 과도한 전압 서지를 흡수하여 보호 대상 기기를 보호합니다.
   • 원리: 서지가 발생하면 내부 소자(예: 비선형 저항)가 급격히 저항 값을 낮춰 과도한 전류를 흘려 보내 서지를 흡수합니다.
   • 용도: 전력 시스템의 취약 부분 보호, 전자 기기 보호
5. UPS (Uninterruptible Power Supply):
   • 기능: 상용 전원 공급이 중단되거나 불안정할 때 백업 전원을 공급하여 부하에 안정적인 전력을 공급합니다.
   • 원리: 배터리를 사용하여 일정 시간 동안 전력을 공급하며, 상용 전원이 복구되면 자동으로 전환됩니다.
   • 용도: 컴퓨터 시스템, 의료 장비 등 연속적인 전력 공급이 필요한 시스템

기타 전력 품질 개선 장치

• 능동형 필터: 고조파, 플리커 등 다양한 전력 품질 문제를 해결하기 위해 사용되는 지능형 필터
• 전력 조화기: 전력 시스템의 불균형을 개선하고 전력 품질을 향상시키는 장치
• 전력 품질 분석기: 전력 품질을 실시간으로 모니터링하고 분석하여 문제점을 진단하는 장치

전력 품질 개선을 위한 종합적인 접근

위에서 소개된 장치들을 단독으로 사용하기보다는 시스템 전체의 특성을 고려하여 적절한 조합으로 사용하는 것이 효과적입니다. 예를 들어, 고조파 문제가 심각한 경우에는 고조파 필터와 무효전력 보상 장치를 함께 사용하여 더욱 효과적으로 해결할 수 있습니다.

전력 품질 개선을 위한 종합적인 접근

• 정확한 문제 진단: 전력 품질 분석기를 이용하여 문제의 원인을 정확하게 파악합니다.
• 맞춤형 해결책: 문제의 원인에 따라 적절한 장치를 선정하고 설치합니다.
• 주기적인 유지보수: 설치된 장비를 주기적으로 점검하고 유지보수하여 최적의 성능을 유지합니다.
• 시스템 전체의 최적화: 전력 시스템 전체를 고려하여 최적의 해결 방안을 모색합니다.

전력 품질 개선은 단순히 장비를 설치하는 것뿐만 아니라 시스템 전체를 고려한 종합적인 접근이 필요합니다. 위에서 소개된 장치들을 효과적으로 활용하여 안정적인 전력 공급을 구현하고, 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

궁금한 점이 있으시면 언제든지 질문해주세요.

●11전력 품질을 나타내는 지표와 품질 저하현상을 설명하시오

전력 품질 지표와 품질 저하 현상 설명

전력 품질은 전기 기기의 안정적인 운전과 수명에 직접적인 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 전력 품질이 저하되면 생산성 감소, 설비 고장, 통신 장애 등 다양한 문제를 야기할 수 있습니다.

전력 품질 지표

전력 품질을 평가하기 위해 다양한 지표가 사용됩니다. 대표적인 지표는 다음과 같습니다.

• 전압: 전압은 전기 기기의 정상적인 작동을 위해 일정하게 유지되어야 합니다. 전압이 너무 높거나 낮으면 기기의 수명이 단축되거나 오동작할 수 있습니다.
• 주파수: 주파수는 전력 시스템의 고유한 진동수를 나타냅니다. 주파수 변동은 전동기의 속도 변화, 통신 시스템의 오류 등을 유발할 수 있습니다.
• 고조파: 비선형 부하(컴퓨터, 변환기 등)에서 발생하는 비정현파 성분으로, 전력 설비의 발열, 진동, 소음을 유발하고, 통신 시스템에 간섭을 일으킬 수 있습니다.
• 플리커: 조명의 밝기가 주기적으로 변하는 현상으로, 시력 피로, 작업 효율 저하 등을 유발합니다.
• 전압 변동: 전압이 짧은 시간 동안 급격하게 변하는 현상으로, 전자 기기의 오동작을 유발할 수 있습니다.
• 단락 사고: 전력 시스템의 일부가 단락되어 전류가 급격하게 증가하는 현상으로, 설비 손상을 초래할 수 있습니다.
• 지락 사고: 전류가 대지로 흘러 나가는 현상으로, 인체 감전의 위험이 있으며, 설비의 손상을 초래할 수 있습니다.
• 전력 불평형: 3상 전원에서 각 상의 전압 또는 전류의 크기가 같지 않거나 위상이 일치하지 않는 현상으로, 전동기의 진동, 발열 등을 유발합니다.

전력 품질 저하 현상

• 전압 변동:
  • 순간 전압 강하: 낙뢰, 단락 사고 등으로 인해 전압이 급격히 감소하는 현상
  • 장기간 전압 저하: 과부하, 전선 손실 등으로 인해 전압이 장시간 낮게 유지되는 현상
  • 전압 팽창: 발전기 출력 증가, 부하 감소 등으로 인해 전압이 상승하는 현상
• 주파수 변동: 발전기 출력과 부하 변동의 불일치로 인해 주파수가 변동하는 현상
• 고조파 왜곡: 비선형 부하 증가로 인해 고조파가 발생하여 파형이 왜곡되는 현상
• 플리커: 조명 기기의 밝기가 주기적으로 변하는 현상
• 전력 불안정: 정전, 순간 정전 등 전력 공급의 불안정
• 노이즈: 전자 기기에서 발생하는 전자파가 다른 기기에 영향을 미쳐 오동작을 유발하는 현상

전력 품질 저하의 원인

• 외부 요인: 낙뢰, 스위칭 작용, 계통 고장 등
• 내부 요인: 부하 변동, 비선형 부하 증가, 설비 노후화 등

전력 품질 저하의 영향

• 전기 기기의 수명 단축: 전압 변동, 고조파 등은 전기 기기의 절연 파괴, 과열 등을 유발하여 수명을 단축시킬 수 있습니다.
• 오동작: 전압 변동, 주파수 변동, 노이즈 등은 전기 기기의 오동작을 유발하여 생산성 저하를 야기할 수 있습니다.
• 생산성 저하: 생산 라인의 중단, 제품 불량 등을 야기하여 생산성을 저하시킬 수 있습니다.
• 에너지 손실 증가: 고조파, 전압 불평형 등은 에너지 손실을 증가시켜 경제적인 손실을 초래합니다.
• 통신 장애: 고조파, 노이즈 등은 통신 시스템에 간섭을 일으켜 통신 장애를 유발할 수 있습니다.

12한국전력의 전력 품질 3대 지표에 대해서 설명하시오

전압, 주파수 , 정전시간

한국전력의 전력 품질 3대 지표 설명

한국전력에서 전력 품질을 평가하는 데 있어 가장 중요하게 생각하는 3대 지표는 전압, 주파수, 정전시간입니다. 각 지표에 대한 자세한 설명은 다음과 같습니다.

1. 전압

• 정의: 전기 기기가 정상적으로 작동하기 위해 필요한 전기 에너지의 세기를 나타내는 척도입니다.
• 왜 중요한가: 전압이 너무 낮으면 전기 기기의 성능이 저하되고 수명이 단축될 수 있으며, 반대로 너무 높으면 절연 파괴를 일으켜 위험할 수 있습니다.
• 한국전력의 관리 기준: 한국전력은 전기사업법 시행규칙에 따라 표준전압과 허용오차를 정하여 관리하고 있습니다. 예를 들어, 가정용 전압의 경우 220V를 표준으로 하며, ±13V 이내의 오차를 허용합니다.
• 전압 변동의 원인: 부하 변동, 선로 임피던스, 전압 조정기의 오동작 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있습니다.

2. 주파수

• 정의: 교류 전류가 1초 동안 진동하는 횟수를 나타내는 척도입니다.
• 왜 중요한가: 주파수가 일정하게 유지되지 않으면 전동기의 속도가 불안정해지고, 통신 시스템에 장애가 발생할 수 있습니다.
• 한국전력의 관리 기준: 한국전력은 표준 주파수를 60Hz로 하고, 허용오차를 ±0.2Hz로 관리하고 있습니다.
• 주파수 변동의 원인: 발전량과 부하량의 불일치, 계통 고장 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있습니다.

3. 정전 시간

• 정의: 전력 공급이 중단되는 시간을 의미합니다.
• 왜 중요한가: 정전은 산업 생산에 큰 차질을 초래하고, 생활의 불편을 야기할 수 있습니다.
• 평가 방법: 평균 정전 빈도 지수, 평균 정전 지속 시간 지수 등 다양한 지표를 사용하여 평가합니다.
• 정전의 원인: 낙뢰, 지중선 고장, 변전소 고장 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있습니다.

결론

위에서 설명한 3가지 지표는 전력 품질을 평가하는 데 있어 가장 기본적인 요소입니다. 한국전력은 이러한 지표를 지속적으로 관리하고 개선하여 안정적인 전력 공급을 위해 노력하고 있습니다.

참고:

• 전압 변동율: 전압이 정격전압에서 얼마나 변동하는지를 백분율로 나타낸 값입니다.
• 주파수 변동율: 주파수가 표준 주파수에서 얼마나 변동하는지를 백분율로 나타낸 값입니다.

더 궁금한 점이 있다면 언제든지 질문해주세요.

추가적으로 알고 싶은 내용:

• 특정 지표에 대한 더 자세한 설명
• 전력 품질 저하가 일으키는 문제점
• 전력 품질 개선을 위한 노력
• 관련된 법규 및 규정

위와 같은 내용에 대해 궁금하시면 언제든지 질문해주시면 됩니다.

●13불평형 전압이 유도전동기에 미치는 영향에 대하여 설명하시오

불평형 전압이 유도전동기에 미치는 영향

불평형 전압이란?

3상 전원에서 각 상의 전압 크기가 같고 위상차가 120도인 이상적인 상태를 평형이라고 합니다. 하지만 실제 시스템에서는 부하 불균형, 선로 고장 등 다양한 원인으로 인해 각 상의 전압 크기나 위상이 달라지는 경우가 발생하는데, 이러한 상태를 불평형 전압이라고 합니다.

불평형 전압이 유도전동기에 미치는 영향

불평형 전압이 유도전동기에 인가되면 다음과 같은 다양한 문제를 야기합니다.

• 출력 감소: 불평형 전압은 역상 전류를 발생시키는데, 이 역상 전류는 유도전동기의 회전자에 반대 방향의 토크를 발생시켜 출력을 감소시킵니다.
• 효율 감소: 역상 전류는 동손을 증가시켜 효율을 감소시키고, 전동기의 온도 상승을 야기합니다.
• 진동 증가: 불평형 전류는 전동기 내부에 불균일한 자기장을 형성하여 진동을 발생시키고, 소음을 증가시킵니다.
• 수명 단축: 과도한 열 발생, 진동, 절연 파괴 등으로 인해 전동기의 수명이 단축됩니다.
• 보호계전기 오동작: 불평형 전류는 보호계전기를 오동작시켜 불필요한 정지가 발생할 수 있습니다.

불평형 전압이 유도전동기에 미치는 영향의 상세 설명

• 역상 전류: 불평형 전압은 정상 성분 외에 역상 성분과 영상 성분의 전류를 발생시킵니다. 이 중 역상 전류는 회전자에 반대 방향의 회전 자기장을 형성하여 출력을 감소시키고, 동손을 증가시킵니다.
• 발열: 역상 전류는 전동기 내부에서 추가적인 발열을 발생시켜 절연 수명을 단축시키고, 과열로 인한 고장을 유발할 수 있습니다.
• 토크 맥동: 불평형 전압은 토크 맥동을 발생시켜 진동과 소음을 증가시키고, 기계적 응력을 증가시켜 수명을 단축시킵니다.
• 코로나 방전: 불평형 전압은 절연체 표면에서 코로나 방전을 발생시켜 절연 파괴를 유발할 수 있습니다.

불평형 전압을 줄이기 위한 방법

• 균형된 부하 분배: 3상 부하를 균등하게 분배하여 불평형을 최소화합니다.
• 중성선 연결 확인: 중성선이 단선되거나 접촉 불량인 경우 불평형이 발생할 수 있으므로 점검합니다.
• 변압기의 상태 점검: 변압기의 고장이나 노후화는 불평형의 원인이 될 수 있으므로 정기적으로 점검합니다.
• 불평형 보호 계전기 설치: 불평형 상태를 감지하여 전동기를 보호합니다.

결론

불평형 전압은 유도전동기의 성능 저하, 수명 단축, 그리고 시스템 전체의 안정성을 저해하는 주요 원인입니다. 따라서 불평형 전압을 최소화하기 위한 노력이 필요하며, 정기적인 점검과 유지보수를 통해 시스템의 안정성을 확보해야 합니다.

참고:

• 불평형 전압의 영향은 불평형 정도, 전동기의 종류, 부하 조건 등에 따라 달라질 수 있습니다.
• 불평형 전압을 정확하게 분석하기 위해서는 전력 품질 분석기를 사용하여 전압, 전류, 주파수 등을 측정하고 분석해야 합니다.

더 궁금한 점이 있다면 언제든지 질문해주세요.

14전기사업법령에서 정한 전기의 품질기준과 이를 유지하는 방법에 대하여 설명하시오

전기사업법령에서 정한 전기의 품질기준과 유지 방법

전기사업법령은 안정적인 전력 공급을 위해 전기의 품질 기준을 명시하고 있습니다. 이는 전기 사용자의 권익 보호와 산업 활동의 원활한 수행을 위한 필수적인 조치입니다.

1. 전기사업법령에서 정한 전기 품질 기준

전기사업법 시행규칙 제18조는 전기사업자가 공급하는 전기의 품질 기준을 다음과 같이 규정하고 있습니다.

• 표준 전압: 가정용 전압의 경우 220V를 표준으로 하며, 허용 오차는 ±13V 이내입니다.
• 표준 주파수: 60Hz를 표준으로 하며, 허용 오차는 ±0.2Hz 이내입니다.

즉, 전기사업자는 이러한 표준 전압과 주파수를 유지하도록 노력해야 하며, 허용 오차를 넘어서는 전압 변동이나 주파수 변동이 발생하지 않도록 관리해야 합니다.

2. 전기 품질 유지 방법

전기사업자는 다양한 방법을 통해 전기 품질을 유지하고 있습니다.

• 변전소 운영: 변전소에서 전압을 조정하고, 주파수를 안정화시키는 작업을 수행합니다.
• 배전선로 관리: 배전선로의 상태를 점검하고, 고장 발생 시 신속하게 복구하여 안정적인 전력 공급을 유지합니다.
• 전력계통 보호: 과전류, 지락 등의 이상 현상 발생 시 계통을 보호하여 설비 손상을 방지하고, 안정적인 전력 공급을 유지합니다.
• 무효전력 보상: 무효전력을 보상하여 전압 안정도를 확보하고, 전력 손실을 감소시킵니다.
• 고조파 제어: 비선형 부하에서 발생하는 고조파를 제어하여 전력 품질을 향상시킵니다.
• 스마트 그리드 도입: 스마트 그리드 기술을 활용하여 전력 생산, 소비, 분배를 효율적으로 관리하고 전력 품질을 향상시킵니다.
• 정기적인 점검 및 유지보수: 전력 설비를 정기적으로 점검하고 유지보수하여 고장을 예방하고, 안정적인 운영을 보장합니다.

3. 전기 품질 저하 시 발생하는 문제

전기 품질이 저하되면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

• 전기 기기의 수명 단축: 전압 변동, 고조파 등은 전기 기기의 절연 파괴, 과열 등을 유발하여 수명을 단축시킬 수 있습니다.
• 오동작: 전압 변동, 주파수 변동, 노이즈 등은 전기 기기의 오동작을 유발하여 생산성 저하를 야기할 수 있습니다.
• 생산성 저하: 생산 라인의 중단, 제품 불량 등을 야기하여 생산성을 저하시킬 수 있습니다.
• 에너지 손실 증가: 고조파, 전압 불평형 등은 에너지 손실을 증가시켜 경제적인 손실을 초래합니다.
• 통신 장애: 고조파, 노이즈 등은 통신 시스템에 간섭을 일으켜 통신 장애를 유발할 수 있습니다.

4. 결론

전기 품질은 우리 생활과 산업 활동에 매우 중요한 영향을 미칩니다. 전기사업자는 전기사업법에서 정한 품질 기준을 준수하고, 지속적인 노력을 통해 전력 품질을 향상시켜야 합니다.

궁금한 점이 있다면 언제든지 질문해주세요.

• 더 깊이 알고 싶은 내용:
  • 특정 전력 품질 지표에 대한 상세 설명
  • 전력 품질 저하의 원인 분석
  • 전력 품질 개선을 위한 최신 기술
  • 관련 법규 및 규정
• 관심 있는 분야:
  • 스마트 그리드
  • 신재생에너지
  • 전력 시스템 안정성

위와 같은 내용에 대해 궁금하시면 언제든지 질문해주시면 됩니다.

목차(전력품질 실체)

전력품질 실체

🌐V1104Z24