순시 전압강하

순시전압강하란?

• 순시전압강하는 전압이 순간적으로 급격하게 떨어지는 현상으로, 주로 대규모 부하의 기동, 단락사고, 낙뢰 등에 의해 발생합니다. 이러한 현상은 산업 시설, 데이터 센터 등 전력 품질에 민감한 시설에서 장비 고장, 데이터 손실 등을 야기할 수 있습니다.
• 순시 전압강하란 0.07초 내에서 2초 정도로 전압이 현저히 감소되는 현상으로 통상 2초이내에 원래 상태로 복구되는것을 가리키며, 전압강하의 비율은 50~70%이며 100%인 경우도 있다

순시전압강하의 원인

• 대규모 부하의 기동: 대형 모터, 변압기 등의 기동 시 순간적으로 많은 전류가 소비되어 전압이 떨어집니다.
• 단락사고: 전선 간의 절연이 파괴되어 단락이 발생하면 전류가 급격하게 증가하여 전압이 급락합니다.
• 낙뢰: 낙뢰는 직접적인 피해뿐만 아니라 유도 전압을 발생시켜 전압 변동을 유발합니다.
• 계통 고장: 발전소 고장, 송전선 고장 등 계통의 문제로 인해 전압이 불안정해질 수 있습니다.

순시전압강하의 강하대책

• UPS(무정전 전원 공급 장치) 설치: 중요한 부하에 UPS를 설치하여 순간적인 전압 변동을 흡수하고 안정적인 전력을 공급합니다.
• SVC(정지형 무효 전력 보상 장치) 설치: SVC를 설치하여 계통의 무효 전력을 조절하고 전압 안정성을 확보합니다.
• 배전용량 증강: 부하 증가에 대비하여 배전 용량을 증강하고, 예비 용량을 확보하여 순간적인 부하 변동에 대응합니다.
• 선로 구성 개선: 선로 임피던스를 감소시키고, 선로 구성을 개선하여 전압 강하를 줄입니다.
• 보호 계전기 설정: 과전류, 지락 등의 이상 상황 발생 시 신속하게 차단하여 피해를 최소화합니다.

순시전압강하 억제를 위한 설계 시공 시 고려사항

• 부하 분석: 부하의 종류, 크기, 기동 특성 등을 정확하게 분석하여 필요한 전력량을 산정하고, 적절한 전력 시스템을 설계합니다.
• 전압 강하 계산: 설계 단계에서 전압 강하를 정확하게 계산하여 허용 범위 내에 있는지 확인합니다.
• 안전율 확보: 부하 증가, 노후화 등을 고려하여 충분한 안전율을 확보합니다.
• 지락 보호: 지락 사고 발생 시 빠르게 차단하여 피해를 최소화하는 지락 보호 시스템을 구축합니다.
• 절연 협조: 전압 변동에 따른 절연 파괴를 방지하기 위해 충분한 절연 협조를 확보합니다.
• 계측 및 감시: 전압, 전류 등을 지속적으로 모니터링하여 이상 징후를 조기에 감지하고, 필요한 조치를 취합니다.
• 유지보수: 정기적인 유지보수를 통해 설비의 성능을 유지하고, 고장을 예방합니다.

1. 전력공급자 측면의 순시전압강하 방지 대책

• 계통 강화:
  • 선로 용량 증대: 부하 증가에 대비하여 선로 용량을 증설하고, 예비 용량을 확보합니다.
  • 선로 구성 개선: 선로 임피던스를 감소시키고, 선로 구성을 개선하여 전압 강하를 줄입니다.
  • 변압기 용량 증대: 변압기 용량을 증대하여 부하 변동에 대응합니다.
• 무효 전력 보상:
  • SVC(정지형 무효 전력 보상 장치) 설치: SVC를 설치하여 계통의 무효 전력을 조절하고 전압 안정성을 확보합니다.
• 보호 계전기 설정:
  • 고속 보호 계전기: 과전류, 지락 등의 이상 상황 발생 시 신속하게 차단하여 피해를 최소화합니다.
• 계통 감시 및 제어:
  • SCADA 시스템: 계통 상태를 실시간으로 감시하고 제어하여 이상 상황에 빠르게 대응합니다.

2. 수용가 측면의 순시전압강하 방지 대책

• UPS(무정전 전원 공급 장치) 설치:
  • 중요한 부하에 UPS를 설치하여 순간적인 전압 변동을 흡수하고 안정적인 전력을 공급합니다.
• 정전 보상 장치 설치:
  • 정전 보상 장치를 설치하여 순간적인 전력 공급 중단을 방지합니다.
• 부하 관리:
  • 피크 부하 관리: 피크 시간대의 부하를 분산시켜 전력 수요를 평준화합니다.
  • 역률 개선: 역률을 개선하여 무효 전력 소비를 줄이고, 전력 품질을 향상시킵니다.
• 내충격성이 높은 장비 사용:
  • 순간적인 전압 변동에 강한 내충격성을 갖춘 장비를 사용합니다.

순시전압강하 방지를 위한 기기

• UPS(무정전 전원 공급 장치): 배터리, 인버터 등으로 구성되어 상용 전원이 공급되지 않을 때에도 일정 시간 동안 부하에 전력을 공급합니다.
• SVC(정지형 무효 전력 보상 장치): 반도체 스위치를 이용하여 무효 전력을 빠르게 조절하여 전압을 안정화시킵니다.
• 정전 보상 장치: UPS와 유사한 기능을 하지만, 일반적으로 UPS보다 저렴하고 간단한 구조입니다.
• 서지 보호기: 낙뢰 등으로 인한 과전압을 흡수하여 전자 장비를 보호합니다.

과도 불안정의 발생 원인

1. 대규모 부하의 급격한 변동:
   • 대형 모터 기동 정지, 용접기 가동 등과 같은 대규모 부하의 급격한 변동은 순간적으로 전력 수요를 변화시켜 전압 변동을 유발하고, 시스템의 안정성을 저해합니다.
2. 단락 사고:
   • 전력선의 절연 파괴로 인한 단락 사고는 시스템에 큰 충격을 주어 전압 강하 및 주파수 변동을 야기하고, 심각한 경우에는 계통 분리를 유발할 수 있습니다.
3. 발전기 고장:
   • 발전기의 고장은 전력 공급의 불안정을 초래하여 시스템 전체에 영향을 미치고, 과도 불안정을 유발할 수 있습니다.
4. 계통 구성 변경:
   • 새로운 발전소 또는 부하의 연결, 선로의 추가 또는 변경 등 계통 구성의 변화는 시스템의 안정도에 영향을 미칠 수 있습니다.
5. 보호 계전기 오동작:
   • 보호 계전기의 오동작은 정상적인 상태에서도 계통을 분리시켜 과도 불안정을 야기할 수 있습니다.
6. 자연 재해:
   • 지진, 태풍 등 자연 재해는 전력 설비를 손상시키고, 계통의 안정성을 위협합니다.
7. 전력 전자 기기의 증가:
   • 전력 전자 기기의 증가는 고조파, 플리커 등 전력 품질 문제를 야기하고, 시스템의 안정도를 저하시킬 수 있습니다.

과도 불안정의 영향

• 전압 불안정: 전압이 불안정해지면 전기 기기의 수명이 단축되고, 오동작이 발생할 수 있습니다.
• 주파수 변동: 주파수가 불안정해지면 전동기의 토크가 변화하고, 생산 시스템의 효율이 저하될 수 있습니다.
• 정전: 심각한 경우에는 시스템 전체 또는 일부가 정전될 수 있으며, 생산 시스템의 중단으로 인해 큰 경제적 손실을 초래할 수 있습니다.
• 설비 손상: 과도한 전류나 전압으로 인해 전력 설비가 손상될 수 있습니다.
• 데이터 손실: 컴퓨터 시스템 등에 영향을 미쳐 데이터 손실이 발생할 수 있습니다.