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5000[kVA] 변전설비를 갖춘 수용가가 현재 5000[kVA], 역률 75[%](지상) 상세 페이지

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5000[kVA] 변전설비를 갖춘 수용가가 현재 5000[kVA], 역률 75[%](지상) 부하를 공급하고 있다.

(1) 1000[kVA] 전력용 콘덴서 연결 시 개선되는 역률은?
(2) 콘덴서 연결 후 역률 80[%](지상) 부하를 추가해 변압기 전용량까지 사용할 때 증가시킬 수 있는 유효전력은 몇 [kW]인가?
(3) 이때 종합역률[%]은?
해설
현재 부하 : S1=5000S_1 = 5000 [kVA], cosθ1=0.75\cos\theta_1 = 0.75
· P1=5000×0.75=3750P_1 = 5000\times0.75 = 3750 [kW]
· Q1=5000×sinθ1=5000×0.6614=3307.2Q_1 = 5000\times\sin\theta_1 = 5000\times0.6614 = 3307.2 [kVar]

(1) 콘덴서 1000[kVA] 연결 후(무효 1000 감소)
Q1=3307.21000=2307.2Q_1' = 3307.2 - 1000 = 2307.2 [kVar]
S1=37502+2307.22=4402.9S_1' = \sqrt{3750^{2} + 2307.2^{2}} = 4402.9 [kVA]
cosθ=37504402.9=0.852\cos\theta' = \dfrac{3750}{4402.9} = 0.852 → 약 85.2[%]

(2) 추가 부하 역률 80%(지상)이므로 추가 무효 = ΔP×(0.6/0.8)=0.75ΔP. 전용량 5000[kVA]까지 사용 시
(3750+ΔP)2+(2307.2+0.75ΔP)2=50002(3750+\Delta P)^{2} + (2307.2 + 0.75\Delta P)^{2} = 5000^{2}
풀면 ΔP479.5\Delta P \approx 479.5 [kW]
∴ 증가 가능한 유효전력 ≒ 479.5[kW]

(3) 종합역률
· 총 유효 P=3750+479.5=4229.5P = 3750 + 479.5 = 4229.5 [kW]
· 총 무효 Q=2307.2+0.75×479.5=2666.8Q = 2307.2 + 0.75\times479.5 = 2666.8 [kVar]
· 총 피상 S=4229.52+2666.82=5000S = \sqrt{4229.5^{2}+2666.8^{2}} = 5000 [kVA]
cosθ=4229.55000=0.846\cos\theta = \dfrac{4229.5}{5000} = 0.846 → 약 84.6[%]

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