20-2역률 개선용 전력용 콘덴서에는 직렬리액터를 함께 설치한다. 콘덴… | 2020년 전기산업기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

① 제5고조파를 제거하여 전압 파형을 개선한다

② 콘덴서 투입 시의 돌입전류를 억제한다

③ 콘덴서 개방 시 재점호에 의한 모선의 과전압을 억제한다

④ 고조파 전류의 유입을 억제하여 보호계전기의 오동작을 방지한다

[해설]

전력용 콘덴서만 단독으로 달면 계통의 고조파에 대해 임피던스가 낮아져 고조파 전류가 콘덴서로 몰리고, 파형이 일그러지며 콘덴서 자신도 과열된다. 직렬리액터는 이를 막기 위해 콘덴서와 직렬로 넣는 유도성 소자다.

제5고조파 제거 조건 — 제5고조파에 대해 리액터의 유도성 리액턴스와 콘덴서의 용량성 리액턴스가 같아지면(직렬공진) 그 주파수에서 회로는 저항만 남고, 그보다 낮은 차수에서는 회로 전체가 유도성이 되어 고조파 확대가 사라진다.

$5\omega L=\dfrac{1}{5\omega C}$

$\omega L=\dfrac{1}{25\,\omega C}=0.04\times\dfrac{1}{\omega C}$

즉 이론상 콘덴서 용량의 4[%]인 리액터가 필요하며, 주파수 변동과 여유를 고려해 실제로는 6[%]를 표준으로 채용한다.

제3고조파가 문제 되는 계통에서는 $3\omega L=\dfrac{1}{3\omega C}$ 에서 $\omega L=\dfrac{1}{9\omega C}$, 곧 약 11[%]의 리액터가 쓰인다.

이 밖에 콘덴서를 투입할 때 순간적으로 흐르는 큰 돌입전류를 리액터의 인덕턴스가 눌러 주고, 개방 시 접점의 재점호로 생기는 모선 과전압도 억제한다. 결과적으로 고조파 전류가 계전기 회로로 흘러드는 것을 막아 오동작을 방지하는 효과까지 얻는다.