전기기사 실기 단답 정리 7. 수변전 - 전력용 콘덴서 (SC) 기초, 역률, 콘덴서 용량, 설치기준

6. 전력용 콘덴서 (SC)

1) 기초

ㄱ) 설치 효과
· 전력 손실 감소
· 전압 강하 감소
· 전기 요금 감소
· 설비 용량 여유분 증가
· 전선량 절약

ㄴ) 설치 장소
· 각각의 전동기 전단
· 변압기 2차측

ㄷ) 개별 설치
· 장점 : 전력 손실 감소
· 단점 : 설치비 및 유지비가 비쌈

ㄹ) 경제성을 고려했을 때 설치 방법
· 소용량의 부하는 집합 장소에서 일괄 설치
· 비교적 대용량의 부하는 개별 설치
· 종합적인 부하는 수전점 모선에 설치

ㅁ) 콘덴서는 본선에 직접 접속하고 특히 전용의 개폐기, 유입차단기, 퓨즈 등을 설치하지 말 것

ㅂ) 고압 : 1m 이상 이격, 특고압 : 2m 이상 이격

 

2) 역률 (cosθ)

ㄱ) 합성역률 구하는 문제
· 유효전력, 역률 주어진 경우
· 계기 지시값 주어진 경우

ㄴ) 정의 : 전압과 전류의 위상 차

ㄷ) 콘덴서 설치 시 역률 개선 원리
 : 앞선 무효 전력이 공급되어 전압보다 전류가 위상이 앞선만큼 역률 개선

ㄹ) 역률 90% 이하일 때 수용가 손해
· 전력 손실 증가
· 전압 강하 증가
· 전기 요금 증가
· 설비 용량 여유분 증가
→ 전력용 콘덴서 설치

ㅁ) 콘덴서 설비의 주요사고 원인 3가지 (모지배소층)
· 콘덴서 설비의 모선단락 및 지락
· 콘덴서 설비 내의 배선단락
· 콘덴서 소체 파괴, 층간 절연 파괴

 

3) 콘덴서 (SC) 용량

ㄱ) 콘덴서 용량 구하는 문제
· 표가 주어지지 않은 경우
· 표가 주어진 경우

ㄴ) $Q_c$와 C

	$Q_c$	C
	△(E=V) → $Q_c=3\omega CV^2$  Y ($\frac{V}{\sqrt{3}}$) → $Q_c=\omega CV^2$	△ (E=V) → $C = \frac{Q_c}{3\omega V^2}$ Y ($\frac{V}{\sqrt{3}}$) → $C = \frac{Q_c}{\omega V^2}$
△→Y	$\frac{\omega CV^2}{3\omega CV^2} = \frac{1}{3}$배	3배
Y→△	$\frac{3\omega CV^2}{\omega CV^2} = 3$배	$\frac{1}{3}$배

 

ㄷ) SC용량은 부하의 무효분(무효전력)보다 크면 안됨
만약 클 경우 역효과 발생 (고모전송)
· 고조파 왜곡 증대
· 모선 전압 과상승
· 전압 변동폭 증대
· 송전 손실 증가

 

4) SC 설치 기준

ㄱ) 개폐기 $Q_c$

100kVA 이상	CB	과전류 계전기 - OCR
		과전압 계전기 - OVR
		부족전압 계전기 - UVR

50kVA 이상 100kVA 미만

OS

유입 개폐기

30kVA 이상 50kVA 미만

COS

30kVA 미만

DS (퓨즈 직결)

 

ㄴ) 뱅크(군) : 전로에 접속된 변압기 및 콘덴서의 결선 상 단위

ㄷ) SR
· 명칭 : 직렬 리액터
· 역할 (오이돌계)
 : 5고조파 제거 → 파형 개선
 : 이상현상 방지
 : 돌입전류 제한
 : 계전기 오동작 방지
· 설치
 : 부하에 고조파 포함 시
 : 콘덴서 투입 시 큰 돌입 전류 시
· SR 용량 : $n\omega L = \frac{1}{n\omega C}$
 : 5고조파 (n=5) → $X_L = 0.04X_C$
 : 직렬리액터 용량은 콘덴서 용량의 이론상 4%, 설치 시 6% 선정
 : 유도성으로 하기 위해 설치 시 6% 선정

ㄹ) DC
· 명칭 : 방전코일
· 역할 : 잔류전하 방전 (전원 개방 시는 잔류 전하 방전, 전원 투입 시는 과전압 방전)
· 능력 : 고압, 특고압은 5초 이내에 50V 이하로 방전 / 저압은 3분 이내에 75V 이하로 방전

ㅁ) SC
· 명칭 : 전력용 콘덴서
· 역할 : 역률 개선

ㅂ) 직렬리액터 설치 시 과도돌입전류?
$ I_C = I_n (1+\sqrt{\frac{X_C}{X_L}})$

 

 

 

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