전력계통 플리커

플리커의 정의

플리커는 부하전류가 급변해 계통 전압이 출렁이고, 조명 밝기가 눈에 띄게 흔들리는 현상이다.

전압변동이 반복되거나 불규칙하게 일어나면 조명 깜박임, TV 화면 일그러짐, 민감 기기 오동작이 생긴다.

플리커는 최대치 초과나 순간 정전과 달리 계속 반복되는 변동이라는 점이 특징이다.

발생 원리

부하전류가 급변하면 무효전력도 크게 흔들린다. 아크로, 용접기, 대형 전동기가 대표적이다.

이 변동이 계통 임피던스를 지나며 전압강하를 바꾸고, 조명 밝기 변화로 보인다.

전압 변동 크기는 근사적으로 ΔV ≈ (ΔP·R + ΔQ·X) / V 로 나타낸다.

무효전력 변동 ΔQ가 리액턴스 X에 곱해져 전압 변동의 주된 원인이 된다.

Pst와 Plt 평가

플리커는 단시간 Pst와 장시간 Plt 두 지표로 평가한다.

Pst는 10분 관측 구간을 통계 처리한 단시간 플리커 강도다.

Plt는 2시간 동안 얻은 Pst 값들의 세제곱 평균이다.

식의 N은 12개 구간이다. 큰 Pst 값에 가중치를 주기 위해 3제곱을 쓴다.

Pst 1.0은 시험 대상자의 50%가 플리커를 불쾌하게 느끼는 수준이다.

저감 대책

공급자 측 대책은 단락용량을 키우고 전용 계통이나 전용 변압기로 분리하는 것이다.

수용가 측 대책은 SVC나 STATCOM으로 무효전력 변동을 흡수하는 것이다.

전자는 임피던스를, 후자는 무효전력 변동을 줄인다.

답안에는 대책을 공급자 측과 수용가 측으로 나눠 쓰는 것이 채점 포인트다.

저감 설비 비교

플리커 저감 설비는 동작 원리에 따라 특성이 달라진다.

SVC는 사이리스터로 리액터와 콘덴서를 제어하며, 응답은 수 사이클 수준이다.

STATCOM은 전압원 인버터로 8~30ms 계단 응답을 보인다.

STATCOM은 전압이 낮아도 정격 전류를 유지해 플리커 보상에 더 유리하다.

흔한 실수

가장 흔한 실수는 플리커와 순시전압강하를 같은 현상으로 쓰는 것이다.

플리커는 반복적 변동이 조명 밝기 변화로 보이는 것이고, 순시전압강하는 단발성 저하다.

반복되는 변동이 플리커이고, 짧은 시간의 전압 저하가 순시전압강하다.

시험에서는 원인과 대책을 연결해 쓰는 것이 핵심이다.

정리

플리커는 급변 부하의 무효전력 변동이 계통 임피던스에서 전압 변동을 만들어 생긴다.

평가는 단시간 Pst와 장시간 Plt로 하며, 기준 Pst 1.0은 인지 50%다.

대책은 공급자 측과 수용가 측으로 나눠 원리와 함께 쓴다.