직렬리액터와 콘덴서 단자전압

직렬리액터의 정의

직렬리액터는 전력용 콘덴서와 직렬로 접속하는 유도성 리액터다.

콘덴서 회로의 공진점을 옮기고 고조파 확대를 막는 것이 목적이다.

다음 장면에서는 회로 구성과 단자전압 식을 차례로 본다.

회로 구성과 단자전압 식

직렬리액터는 콘덴서 쪽에 직렬로 놓여 콘덴서 리액턴스에 더해진다.

리액터 비율 p 는 콘덴서 리액턴스에 대한 리액터 리액턴스의 백분율이다.

그러면 콘덴서 단자전압은 계통 전압 V 를 1-p 로 나눈 값이 된다.

단자전압 계산 예제

이제 계통 전압 6,600V 에서 리액터 비율별 단자전압을 계산해 본다.

p 가 0.06 이면 V_C 는 약 7,021V 이고, 정격 대비 106.4%다.

p 가 0.13 이면 V_C 는 약 7,586V 이고, 정격 대비 114.9%가 된다.

114.9%는 한도 110%를 넘으므로, 정격을 7.2kV로 올리면 105.4%가 된다.

고조파 공진 회피

앞 문제의 정답은 106.4%다. 이제 직렬리액터가 공진점을 옮기는 원리를 본다.

p 가 0.06이면 공진 차수는 약 4.1차가 되어 5고조파 공진을 피한다.

p 가 0.13이면 공진 차수는 약 2.8차가 되어 3고조파 공진을 피한다.

p 가 클수록 공진점은 낮아지지만 콘덴서 단자전압은 함께 올라간다.

헷갈리는 점

시험에서 자주 틀리는 세 가지를 짚는다.

첫째, 리액터를 달면 콘덴서 단자전압이 올라간다는 점을 빠뜨리지 않는다.

둘째, 고조파 영향은 과열로만 쓰지 말고 공진 차수와 연결한다.

셋째, 이탈률은 법정 값이 아니라 설계 값이라고 설명한다.

정리

정리하면 직렬리액터는 단자전압 상승과 고조파 공진을 함께 다룬다.

단자전압은 V/(1-p)로 올라가므로 콘덴서 정격 선정에 반영한다.

리액터 비율은 공진 회피와 전압 한도를 동시에 만족하도록 정한다.