전력품질 현상: 순간전압강하와 플리커

정의

전력품질 현상은 전기가 깨끗한 사인파에서 얼마나 벗어났는지를 보는 것이다.

전압 크기, 주파수, 파형 모양, 위상 평형 중 하나 이상이 허용 범위를 벗어나면 전력품질 현상이다.

전원 측에서 생기거나 계통 내부 부하에 의해 생긴다.

대표 현상인 전압강하부터 짚어 보자.

현상의 분류

전력품질 현상은 크기 변화, 파형 왜곡, 지속시간 특성에 따라 나눈다.

순간전압강하, 순간전압상승, 순간정전은 전압 크기와 지속시간으로 구분한다.

순간정전은 잔류 전압이 거의 0인 경우를 가리킨다.

플리커는 전압변동이 반복되는 현상이라 빈도와 진폭으로 평가한다.

계산 예

가상의 예로 정격 22.9kV 배전선로에서 3상 단락 고장이 난다고 하자.

잔류 전압 0.6 p.u.이면 전압 강하 크기는 1에서 0.6을 뺀 0.4 p.u.이다.

실제 전압은 0.6에 22.9kV를 곱한 13.74kV다.

고장 제거 시간 0.2초는 순간전압강하 구간에 해당한다.

전압 범위와 지속시간을 함께 보면 순간전압강하로 판정된다.

플리커 지표

플리커는 전압 변동이 조명 밝기 변동으로 눈에 띄게 나타나는 현상이다.

단시간 값 Pst는 10분, 장시간 값 Plt는 2시간 관측 구간을 기준으로 한다.

Plt는 Pst의 3제곱 평균의 세제곱근이므로 Pst가 같으면 Plt도 같은 값이 된다.

예를 들어 Pst가 2시간 내내 1.2로 같다면 Plt는 1.2다.

헷갈리는 점

순간전압강하와 순간정전은 둘 다 전압이 낮아지는 현상이지만 다르다.

순간정전은 정격의 10% 미만으로 떨어져 사실상 정전이 되는 현상이다.

평가 기준 시간도 다르다. 순간 현상은 사건 단위, 플리커는 통계 단위로 본다.

답안에서 이 둘을 같은 현상으로 쓰면 가장 많이 감점된다.

원인과 대책

대책은 원인에 맞춰 짝지어 써야 한다. 원인을 모르면 대책도 맞지 않는다.

순간전압강하는 계통 측에서 단락용량을 늘리고, 수용가 측에서 UPS나 DVR을 설치한다.

플리커는 아크로·용접기 같은 부하 변동이 원인이라 SVC나 STATCOM으로 무효전력 변동을 흡수한다.

저전압에서는 STATCOM의 지원 능력이 SVC보다 크다.

핵심 정리

마지막으로 핵심을 한 번 더 정리해 보자.

순간전압강하와 순간정전은 전압 크기로 구분하고, 플리커는 Pst와 Plt로 평가한다.

고조파는 THD로 크기를 나타낸다. 원인과 대책을 짝지어 쓰는 것이 채점 포인트다.