전기 기초

전력

 

단상전력 공식

 

3상 전력

위의 식에서 3을 곱하기

 

 

진상이란

교류 전기에서 용량성부하(콘덴서 용량이 포함된 부하)에 의해 공급 전압 위상에 비해 소비전류 위상이 앞서는 상태를 말하는 것입니다.

 

進上역률

-전압보다 전류가 앞서가는경우다.즉,전압파형보다 전류파형이 앞서는경우.

-좀더구체적으로풀이하면 요량성(용량성부하)기기들을 많이사용할경우 나 Condenser를 과대하게 설치 사용할때 전압보다 빠른전류가 유입 실제​  사용하지않는 불필요한 전류가 더  유입되는것.

-교류에서 용량성부하(콘덴서용량이포함된부하)에의해 공급전압위상에비해 소비전류 위상이 앞서는것을 말한다

 

 

지상이란

교류 전기에서 유도성 부하(코일성분의 인덕터 용량이 포함된 부하)에 의해 공급 전압 위상에 비해 소비전류 위상이 뒤지는 상태를 말하는 것입니다.

 

遲相역률

전압보다 전류가  뒤처지(늦은)는 경우다, 즉,전압파형보다 전류파형이 늦은경우.

좀더구체적으로 풀이하면 유도성(유도성부하)기기들을 많이 사용할경우 전압보다 늦은 전류가 유입되면서 실제사용

하지않는 불필요한전류가 더 유입되는것

교류에서 유도성부하(C0il성분인덕터 용량이포함된부하)에의해 공급전압위상에비해 지전류위상이뒤지는것.

 

 

 

 

역률이란  

교류전기는 직류와는 다르게 전압위상이 시간에 따라 +/- 가 바뀌고 있으므로, 소비전류 위상도 이에 따라 일치해야 전기를 완전하게 소비하는데, 전기히터와 같이 순 저항성 부하에서는 그 위상이 일치하게되며, 이때의 역률은 100% 가 됩니다.

그러나 일반컴퓨터(용량성부하)또는 모터(유도성부하)에서는 전류위상이 앞서거나 뒤지게되어 위상 불일치에 의한 역류 전력이 발생하게 됩니다. 

 

예를들어 역률이 50%인경우 정상적 전기소비를 위해 전선에는 그 2배의 전류가 흐르게 됩니다. 

​

​이 역류 전류(결과적으로 전력)은 전선, 변압기, 송전선, 결과적으로 발전기까지 손실을 야기하며, 전기 소비를 위해 200%의 전력을 생산한 것 보다 더 큰 손실을 가져다 주게 됩니다.

 

 

 

무효전력

1)무효 전력

실제로는 아무런 일을 하지 않아 부하에서는 전력으로이용될 수 없는 전력, 실제로 아무런 일도 할 수 없는 전력.

 단위 : [Var]
무효 전력의 표현 : Pr=VI sin θ =I^2 X [Var]

 

​2)피상 전력

교류의 부하 또는 전원의 용량을 표시하는 전력, 전원에서 공급되는 전력.

단위 : [VA] 
피상 전력의 표현 : Pa=VI=I2Z [VA]

 

3)유효 전력

전원에서 공급되어 부하에서 유효하게 이용되는 전력,전원에서 부하로 실제 소비되는 전력.
단위 : [W]
유효 전력의 표현 : P=VI cos θ=I2 R [W]

 

4)​역률 : 피상 전력 중에서 유효전력으로 사용되는 비율.

역률의 표현 : 역률 개선 : 부하의 역률을 1에 가깝게 높이는

 

​5. 진상역률이 많이나와  한국전력에서 전력요금이 예상외로 많은금액이 계상되어 고지하는 경우가 있습니다.

 

​☞한전에서 100(kVA)이라는  전기를 송전 했을 경우.

1)역률이 좋은 수용가(역률이 98%일 경우)는 98(kW)에 대한 전기요금을 내게 되고,역률이 나쁜 수용가(역률이 80%일 경우)는 80(kW)에 대한 전기요금 만을 내게 된다.

 

2)이는 송전단 보다 수전단 전압이 높아지는 현상(패란티 현상)을 일으켜 기기의 과전압, 수명단축, 보호계전기 오작동 등의 원인이 되고, 한전에서는 이를 방지하기 위하여 많은 비용을 들여 분로 리액터를 ​설치하게 되므로, 수용가에 진상 역률에 대한 penalty를 부과하는 제도를 만든것입니다.

 

 

​"패란티현상"

장거리 선로에서 부하가 매우 작아진 상태이거나 무부하 상태일 경우 충전 전류의 영향이 더 크기 때문에 전압보다 앞서는 전류가 흐르게 되어 수전단 전압이 송전단 전압보다 높아지는 현상. 선로의 정전 용량이 클수록 현저하게 나타나며, 절연에 부담을 주게 된다. 교류에서만 나타난다

 

​

​"penalty"

한국전력 전기공급약관 제43조

지상 및 진상역률에 대한 기본요금의 추가 또는 감액

​

1) 09시부터 23시까지 역률에 따른 요금의 추가 또는 감액 지상역률에 대해서 평균역률이 90[%]에 미달하는 경우에는 미달하는 역률 60[%]까지 매 1[%]당 기본요금의 0.5[%]를 추가된다.

평균역률이 90[%]를 초과하는 경우에는 역률95[%]까지 매 1[%]당 기본요금의 0.5[%]를 감액한다.

 

2) 23시부터 다음날 09시까지의 진상역률에 대해서 95[%]에 미달하는 경우에는 미달하는 매 1[%]당 기본요금의 0.5[%]를 추가된다.

​위와같은 약관으로 인해 역률이 않좋은 전기를 많이사용하는  수용가(공장)의경우 백만원이상 패널티가 계산되어 큰손해를 보고있는경우가있습니다.

 

 

 

condenser설치방법

 

1)지상역률이 나빠진 경우는 전기 배전반에 설치된 콘덴서를 전원에 병렬 연결하면 개선됩니다.

.역률이 나쁠수록 더 많은 콘덴서가 병렬로 접속이 되야하며, 지상 부하의 소비전력이 늘어날수록 더 많은 콘덴서가 필요합니다. 

진상역율이 나빠진 경우는 전원과 병렬로 인덕터를 병렬 접속해야 합니다.

그용량은 지상일경우의 콘덴서와 같이 증감 되어야 합니다. 

진상 역률과 지상역율이 동시에 나빠질 수는 없으며, 한쪽이 나쁘면 그 상태에서는 나쁜쪽만 생각하시면 됩니다.

 

 

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2012년 실기 1회 5번.

 

 

가연성 유봉입

 

 

가연성이라는건 화재의 가능성이 있다는 뜻이고, 유봉입이라는건 절연유가 본체나 케이스안에 들어있다는 한자어.. 즉, 불이 날 가능성이 있는 기름이 내장된 변압기나 차단기, 콘덴서를 말하는것

 

직렬 리액터의 경우는 선로전류의 제한 및 수전설비의 단락전류 경감을 위해 사용되는 경우와

전력용 콘덴서에 고조파 제거 및 과도 돌입전류의 제한 용도로써, 다음과 같은 사용 목적이 있다.

 

1. 직렬 리액터의 사용 목적

 

   1) 전력용 콘덴서 투입시 돌입전류의 제한

   2) 전압파형의 찌그러짐 방지

   3) 고조파 전류에 의한 계전기의 오동작 방지

   4) 수전설비의 단락용량 경감을 위한 사용

   5) 제3고조파와 5고조파의 제한의 역할

 

 

 

2. 적용 예

                                                       

3. Reactor의 종류의 종류

 

 

   1) 한류리액터(Current Limiting Reactor)

      ; 직렬로 설치되며, 단락전류 제한, 차단기의 차단용량을 감소시킬 수 있다.

   2) 분로리액터(Shunt Reactor)

      ; 송전선로의 경우 심야 경부하시 수전단전압이 송전단 전압보다 높아지는 페란티현상이

        발생되는데 이를 방전하기 위해 사용된다.(선로의 콘덴서에 의한 충전전류 완화)

   3) 전동기의 기동을 위한 기동용 리액터

     ; 이는 전동기의 기동방식 중 리액터 기동방식에 해당되는 것으로 유도전동기 기동시

       대 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 사용이 된다. 리액터 기동의 경우는 2~3의 탭이

       있어 타이머를 이용 시간간격을 조정하며 기동해 간다.

   4) 기타 중성점 접지 방식에 사용하는 소호리액터, 콘덴서에 사용되는 직렬리액터, 유도로

       보온로 등에 사용되는 로용 리액터, 정류기의 평활을 위해 사용하는 리액터 등 사용

       목적에 따라 여가가지 응용이 되고 있으며 그 기본 개념은 인덕턴스에 있다.

 

 

4. R-L회로에 대한 시간의 변화에 따른 전류의 변화곡선

 

   ; 상기 그림에서 인덕턴스(리액터와 같은 것으로 생각)에 전압이 인가되고 전류가 흐르게 되므로

     전류와 시간과의 곡선이다. 최초 리액터를 투입되면 전류는 거의 영에서 t초(무한대)로 가므로

     전류값이 점점 커지는 것을 알 수 있다. 여기서 시사하는 것은 리액터는 전류의 제한을 하는

     기능이 있다는 것을 알 수 있다. 전류의 갑작스런 변화에 대해서도 급하게 변화가 되는 것이

     아니므로 고조파의 제거 기능까지 포함되게 되는 것이다 그래서 인덕턴스는 고조파필터로도

      활용이 되는 것이다.

 

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역 v 결선

 

먼전 V결선과 역V결선은 완전히 다른 결선입니다.^^ 마치,

델타결선과 오픈델타결선이 다른것 처럼 말이지요~ 그러니

일단은 비슷하다고 생각하시면 안됩니다.^^

처음부터 다른 결선이다 라고 생각하셔야 공부하실때 편하십니다.

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그럼 V결선은 3상에 전력을 공급하려면 변압기이던 다른 변성기 이던 단상 기기 2대만 있으면, 3상에 대한 전력을 공급할 수 있다는 점이 장점입니다.

반면에 역V결선은 Y결선을 변형한 결선입니다. Y결선에서 역v결선하는 이유는 불평형 없이 사용하고자 사용합니다. 즉, V결선은 1대가 없어도 3상출력을 만들수 있다는 것이고(델타결선에서 1상 고장시 V결선이 되는 것은 아시죠?)

역v결선은 3대중 1상을 제거하여 역v결선을 하면, 불평형이 없는 전원으로 사용할수 있다고 생각하시면 됩니다.

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ㄴ 그냥v 는 델타결선에서 하나 제거한거고 역v는 y결선에서 하나제거한거임 +-순서가 다루기ㄸ문에 완전히 다른거지

ㄴ 오픈델타가 v결성 오픈와이가 역v 결선임

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V결선 전력 공식은?

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지락 사고란?

전선 또는 전기 기기는 전기 회로를 절연물로 덮고 완전히 대지와 절연되어야 합니다. 물론 접지선은 예외입니다. 전류가 본래 회로대로 흐르지 않고, 대지와 직접적으로 연결되어 대부분의 전류가 대지로 흐르는 상태를 지락이라고 합니다. 여기서 누전과 헷갈리는 부분이 있습니다. 큰 맥락에서 보면 같지만, 누전은 절연이 나빠져 본래 전로로 전류가 다 흐르지 않고, 기기 외함 등을 통해 미세하게 빠져나가는 것으로 것입니다. 즉 누설전류의 크고 낮음의 따라 구분하는 것으로 이해하면 쉬울 것입니다.

 

지락사고 발생 시 피해

지락이 발생한 장소 주변에 사람이 접촉하면 감전이 되고, 심각한 전기 사고와 인명피해가 발생하는 위험한 상황이 생깁니다.또한 지락사고 발생 주변에 가연성 물질이 있으면 지락 전류에 의한 발열이 발생하고, 화재로 이어질 수도 있습니다. 물론 이로 인한 이상 전류의 크기는 단락 전류에 비하면 작지만, 누전 사고보다 크고 중대사고로 이어질 수 있습니다. 송전선로는 일반적으로 높은 전위차를 가지고 있으니까요. 건축물을 구성하는 금속이나 철근 등을 통해 근처에 유도 전압이 발생하고, 접지 계통에 노이즈 발생 및 주변의 통신선로에 장애를 발생시키기도 합니다.