역률 저하시 문제점과 진상용 콘덴서 과보상시의 문제점

역률 저하 시 문제점과 진상용 콘덴서 과보 상시의 문제점

(1) 역율저하시의 문제점

  ① 변압기의 손실증가

변압기의 동손은 전류의 제곱에 비례하고, 전류의 크기는 역률에 반비례 하므로 결국 변압기 동손은 역률의 제곱에 반비례해서 증가하게 된다.

  ② 배전선로의 손실 감소

배전선로의 손실은 선로의 저항을 R이라 하면

배전선로-손실-공식

가 되는데 전류는 역률에 반비례해서 감소하므로 결국 선로 손실도 역률의 제곱에 반비례해서 증가하게 된다.

  ③ 설비의 이용률 저하

예를 들어 1000 kVA 용량의 변압기를 역률 0.6 으로 사용하면 600kW, 역율 0.9로 사용하면 900kW를 사용할 수 있으므로 역률이 저하하면 그만큼 이 용율이 저하되고, 같은 전력을 사용한다면 그만큼 여유도가 감소하게 된다.

  ④ 전압강하 증가

송전단 전압을 Es, 수전단 전압을 Er, 부하 전류를 I, 부하의 역률각을 θ, 선로의 임피던스를 R+jX라고 하면 송수 전단 전압 간의 관계는 그림의 벡터도와 같이 되는데 여기서.

송수전단-전압강하-공식

전압강하-벡터도

전압강하는 e는

전압강하e

로 되는데 역률이 저하되면 우선 동일한 전력에서 전류 I 가 역률에 반비례해서 증가하고, 또한 cosθ 의 값이 작아짐에 따라서 sinθ 의 값은 커지게 되는데 선로의 임피던스는 일반적으로 R<<X 이므로, 전압강하는 cosθ 의 값 이 작아질수록 증가한다.

  ⑤ 전기요금 증가 지상 역률에 대하여 적용하며, 평균 역률이 90%에 미달하는 경우에는 미달하 는 역률 60%까지 매 1%당 기본요금의 0.2%를 추가하고, 평균역률이 90% 를 초과하는 경우에는 역률 95%까지 초과하는 매 1%당 기본요금의 0.2%를 감액하므로 역률이 나쁜 경우에는 기본요금이 증가해서 전기요금이 증가한 다.

(2) 콘덴서 과보상 시의 문제점

  ① 역률 저하

콘덴서를 과보상 해서 역률이 1 을 넘으면 역율은 다시 감소하므로 지나치 게 과보상 된 경우에는 앞의 역율 저하 시의 문제점과 같은 문제점들이 발 생한다

  ② 페란티 현상 발생

수전단에 큰 부하가 걸려 있을 때는 문제가 없으나 경부하 또는 무부하인 경우에는 그림과 같이 수전단의 전압이 송 전단 전압보다도 높게 상승하는 문제가 생 긴다. 그림에서 IC는 충전 전류로, 수전단 전압 Er보다 거의 90˚앞서게 되고, ICR 은 IC에 평행하게, 그리고 ICX는 ICR에 수직으로 되어 결국 Es < Er  이 된다.

페란티-현상-벡터도