진상 콘덴서란?
진상 콘덴서는 큐비클 등의 고압 수전 설비에서 사용되는 전기 기기입니다. 전력 회사에서 수전 전력은 변압기를 사용하여 380V 또는 220V로 강압되어 수요 세대의 전동기 및 전등을 비롯한 부하의 동력으로 사용됩니다. 그러나 이러한 부하는 역률이 60 ~ 80 % 정도로 지연이 되는 경우가 많아 그대로 있어 수전 전력을 효율적으로 활용할 수 없습니다. (※역률이란 피상 전력에 대한 유효 전력의 비율을 나타내며, 이 값이 작을수록 무효 전력이 많아지고, 송전하고도 사용되지 않는 전력이 늘어난다.) 전력 회사 측에서는 사용되지 않은 전력은 청구 할 수없어 불리하게 됩니다. 그래서 수요자와 전력회사 양쪽의 단점을 개선하는 것이 진상 콘덴서입니다. 전동기 및 전등 등의 역률은 지연이 되지만, 진상 콘덴서는 그 이름과 같이 역률은 앞서게 됩니다. 진상 콘덴서를 수용가의 전력 계통에 연결하여, 발생한 지연의 위상을 강제로 진상시켜, 계통 전체의 역률을 1 (= 100 %)에 근접하게 만드는데 목적이 있습니다. 물론 역률 1은 이상적인 수치로 현실적으로는 불가능합니다. 덧붙여서 진상 콘덴서는 일반적으로 직렬 리액터와 함께 사용됩니다. 진상 콘덴서에 의해 고조파 전류를 억제하기 위해서 입니다.
진상 콘덴서의 역률 개선
진상 콘덴서는 위상을 먼저 앞서게 하여 역률을 개선시킵니다. 전동기나 조명 기구에 의해서 종합적인 역률이 저하하면 아래의 단점이 발생합니다.
1. 무효 전력 증대에 의한 설비 이용률 저하
2. 전류가 커지고 전력 손실의 증가
3. 전압 강하의 증대
4. 전기요금의 증가
이렇게 수용가에서는 역률을 개선함으로써 전기 요금이 감소하는 효과를 볼 수 있습니다.
직렬 리액터
진상 콘덴서는 역률 개선도 중요하지만, 설치에 있어서 한 가지 주의가 필요합니다. 바로 제5고조파와 돌입전류 문제입니다. 전로에 진상 콘덴서를 연결하면, 전로의 고조파 성분이 증가하고 파형의 왜곡이 커져 버립니다. 이것을 해결하는 것이, 먼저 언급한 직렬 리액터입니다. 직렬 리액터는 진상 콘덴서에 대해 직렬로 연결함으로써 효력을 발휘하며, 제5 고조파를 억제할 수 있습니다. 또한 고조파의 외부 유출을 억제할 뿐만 아니라 돌입 전류 억제도 겸하고 있으며, 써지 전압을 억제하여 과전류 계전기 (OCR) 또는 변류기 (CT) 등 계량기의 손상도 방지합니다. 진상 콘덴서를 설치하면 일반적으로 정격 전류보다 훨씬 큰 돌입 전류가 흐르게 되면서,이상 전압이 발생할 수 있습니다. 참고로 직렬 리액터는 단지 용량이 큰 것을 고르면 되는 것이 아니라 아니라 사용하는 콘덴서 용량의 6 %가 원칙입니다. 이론상으로는 콘덴서 용량의 4%지만, 통상적으로 여유 감안하여 6% 로 사용하고 있습니다.
요약
진상 콘덴서는 역률 개선을 위해 사용하는 고압 기기이다. 콘덴서의 진상 역률에 의해서 계통의 지연 역률을 개선할 수 있다.진상 콘덴서는 반드시 직렬 리액터와 함께 사용한다.
