개념 한 쪽
전기공사기사 전력용 콘덴서 — 역률 개선 용량 계산과 합성역률
전력용 콘덴서 세트는 역률을 높이는 데 필요한 콘덴서 용량을 구하는 계산, 설치 뒤 합성역률을 구하는 계산, 선로 손실을 최소로 하는 콘덴서 용량, 콘덴서와 직렬 리액터로 다루는 고조파, 동기조상기와 비교한 콘덴서의 성질을 묻는다.
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뜻
역률을 높이려면 무효전력을 줄여야 한다. 콘덴서는 음의 무효전력을 제공하므로, 필요한 콘덴서 용량은 유효전력에 두 상태의 탄젠트 차이를 곱해 구한다. 식은 Qc = P(tanφ1 − tanφ2)이며, 탄젠트 값은 역률의 역삼각함수로 얻는다.
3000kW·역률 80%(늦음) 부하에 전력을 공급하는 변전소의 역률을 90%로 향상시키는 경우, 3000kW·역률 75%(늦음)를 93%로 향상시키는 경우 모두 이 식으로 필요한 콘덴서 용량을 구한다. 2800kW·역률 0.8(지상)을 0.9로 개선할 때도 전체 무효전력에서 목표 무효전력을 빼면 필요한 콘덴서 크기가 나온다.
설치 뒤 합성역률을 구할 때는 초기의 무효전력을 계산하고 콘덴서 용량을 빼 준 뒤, 남은 무효전력으로 새 역률을 계산한다.
3상 배전선로 말단 부하에서 선로 손실을 최소로 하려면 부하가 필요로 하는 무효전력만큼 콘덴서를 접속한다. 부하단 전압이 일정하다면 필요한 콘덴서 용량은 부하의 무효전력 크기와 같다.
콘덴서와 직렬로 리액터를 연결하면 특정 주파수에서 공진을 일으켜 그 주파수의 교류 성분을 잡아내는 덫 같은 회로가 된다. 현장에서는 주로 문제를 일으키는 5차 고조파를 제거하는 데 쓴다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 필요 용량 — Qc = P(tanφ1 − tanφ2)로 구하고, 3000kW 부하를 80%에서 90%로, 75%에서 93%로 올리는 문제에 이 식을 쓴다. ② 합성역률 — 초기 무효전력에서 콘덴서 용량을 빼고 남은 무효로 새 역률을 계산한다. ③ 선로 손실 최소 — 부하의 무효전력 크기만큼 콘덴서를 접속한다.
자주 묻는 물음
- 역률 개선에 필요한 콘덴서 용량은 어떻게 구하나요?
- 유효전력에 두 상태의 탄젠트 차이를 곱합니다. Qc = P(tanφ1 − tanφ2)이고, 탄젠트 값은 역률의 역삼각함수로 얻습니다.
- 3000kW·역률 80% 부하를 90%로 올리려면?
- 같은 식에 유효전력 3000kW와 두 역률의 탄젠트 값을 넣어 필요한 콘덴서 용량을 구합니다. 역률을 올리는 만큼 무효전력을 줄이는 계산입니다.
- 콘덴서를 설치한 뒤 합성역률은 어떻게 구하나요?
- 초기의 무효전력을 계산한 뒤 콘덴서 용량을 빼 주고, 남은 무효전력으로 새 역률을 계산합니다.
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